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La présente invention concerne un appareil mélangeur capable de réa- liser, par cisaillement, l'homogénéisation rapide et poussée de mélanges de mà- tières variées, liquides, visqueuses ou plastiques, soit entre elles, soit même avec des ingrédients pulvérulents. C'est ainsi que l'appareil objet de l'invention convient pour réaliser le mélange des matières plastiques entre elles ou avec des solvants ou plastifiants organiques et notamment pour homogénéiser des mélanges de matières plastiques réputées incompatibles et faire acquérir ainsi des pro- priétés nouvelles à des mélanges qu'on ne pouvait obtenir avant l'invention avec une homogénéité suffisante. Il convient aussi pour l'incorporation de pigments dans les peintures.
L'appareil mélangeur suivant l'invention comprend un récipient clos, à l'intérieur duquel pivote avec un mouvement alternatif une palette frottant; de façon étanche, contre les parois du récipient et partageant ce dernier en deux compartiments dont les volumes sont variables, le volume de l'un croissant tandis que celui de l'autre diminue, les dits compartiments communiquant entre eux par un ou plusieurs orifices en travers desquels la matière est chassée et subit un laminage et un cisaillement.
L'appareil comprend en outre des organes accessoires tels que vannes d'admission ou d'éjection du mélange, organes de commande et de transmission du mouvement ainsi que des dispositifs de sécurité qui seront exposés en détail dans la description qui suit avec référence aux dessins annexés dans lesquels : la fig. 1 est une coupe transversale du mélangeur ; les figs. 2 et 2a sont des vues en coupe longitudinale du mélangeur, la fente de communication entre les deux compartiments étant respectivement maxi- mum et minimum; la fig. 3 est une vue schématique du dispositif de commande mécani- que du mélangeur.
L'appareil représenté à titre d'exemple comprend (fig. 1) un corps semi-cylindrique 22 limité à ses deux extrémités parallèlement au plan de la figure, par deux parois planes 21 et 21a (fig. 2). La partie supérieure de ce corps semi-cylindrique est fermée par un couvercle 31. Ce couvercle comporte en 33 un orifice destiné au remplissage de l'appareil dans lequel s'adapte exactement un tampon 30 qui peut être monté à baïonnette. Lorsque ce tampon est en place, c'est-à-dire repose sur l'épaulement 33a de l'orifice 33, sa face inférieure 30a coïncide exactement et se confond avec la face inférieure du couvercle 31.
Au centre du couvercle est prévu un orifice 34 en forme de fente s'étendant sur toute la longueur du corps semi-cylindrique. Cette fente reçoit une pièce paral- lélépipédique 28 ayant la même longueur que la fente 34 et pouvant coulisser ver- ticalement à frottement doux à l'intérieur de cette fente grâce à un système d' excentrique 29 commandé par un levier 29a, la face inférieure de la pièce 28 étant ainsi susceptible, soit de se confondre avec la face inférieure du couvercle (fig. 2a), soit de laisser un intervalle prédéterminé 28a entre elle et le plan de la face inférieure du couvercle (fig. 2).
Le couvercle comporte encore un canal 35 communiquant avec l'espace interne semi-cylindrique du mélangeur par un orifice 36. A l'intérieur de ce canal 35 est placé un tube 26 susceptible de pivoter dans le dit canal et compor- tant-un orifice 36a qui peut être amené en coïncidence avec l'orifice 36 et faire ainsi communiquer l'espace interne du mélangeur avec l'extérieur en vue de l'éjec- tion du mélange. Le pivotement du tube 26 autour de son axe au moyen du levier 27 assure au contraire l'étanchéité de l'appareil en faisant cesser la coinciden- ce entre les orifices 36 et 36a. Dans les deux flasques 21-21a constituant les parois terminales du corps semi-cylindrique tourillonne un arbre 32 dont l'axe coïncide avec l'axe du corps 22.
La portion de cet arbre située entre les deux flasques porte une palette massive 24 dont l'extrémité libre 25 frotte de façon étanche contre la paroi interne 22a du corps semi-cylindrique. De même, les faces
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24a et 24b de la palette sont usinées de façon à s'appliquer étroitement sur la surface inférieure du couvercle 31 respectivement dans chacune des deux posi- tions-extrêmes de la palette. La palette est encore délimitée à ses deux extrémité latérales par deux faces planes frottant de façon étanche respectivement -contre chacun des deux flasques 21-21a fermant le corps semi-cylindrique.
Ainsi, la palette 24, excepté lorsqu'elle est dans l'une de ses deux positions extrêmes, divise l'espace semi-cylindrique interne de l'appareil en deux compartiment dis- tincts qui ne communiquent entre eux que par l'espace 28a laissé libre par la pièce 28 entre la face inférieure de cette pièce et l'arbre 32, cet espace pou- vant, comme il a été dit plus haut, être réduit jusqu'à zéro si on le désire, par abaissement de la pièce 28 dans son logement. La paroi du corps cylindrique 22 est percée d'un certain nombre de canaux tels que 23 destinés au chauffage de l'appareil, soit au moyen de résistances électriques, soit par circulation d'un fluide chaud.
La commande de l'appareil (fig.3) est réalisée de la façon suivante :
Le moteur d'entraînement schématisé en 16 entraîne, par une poulie 17 et par l'intermédiaire d'une courroie trapézoïdale, une poulie 18 solidaire d'un arbre 19 tourillonnant dans des paliers lisses 20a et 20b et pouvant égale- ment coulisser longitudinalement dans ces paliers. L'arbre 19 porte une vis sans fin 2 qui engrène avec une roue dentée 3 dont l'axe porte un pignon 3a qui engrène, par l'intermédiaire de divers pignons démultiplicateurs tels que 3b et 3c, avec l'arbre porte-palette 32 dont l'une des extrémités se prolonge à cet effet en dehors de l'appareil mélangeur. L'extrémité de l'arbre 19 opposée à la poulie 18 porte une butée 8 montée folle sur l'arbre.
Cette butée est placée entre deux bras 6 et 7 articulés autour d'axes fixes 4 et 5 respectivement. Entre les bras est placée une butée fixe 12 . Les bras sont, d'autre part, traversés par une tige 11 terminée d'un côté par une tête lla et de l'autre par une partie file- tée llb sur laquelle se visse un écrou 10. Entre l'écrou et le bras 7 est placé un ressort taré 9 dont la tension est réglable par l'écrou 10. Les extrémités 13a et 13b des bras 6 et 7 sont susceptibles de faire basculer un culbuteur 14 agissant sur un relais inverseur 15 commandant le circuit électrique du moteur d'entraînement 16 et susceptible d'en inverser le sens de rotation.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant :
La rotation du moteur entraîne celle de la vis sans fin 2 et, après démultiplication, celle de l'arbre 32 porte-palette. La palette balaie donc les parois internes de l'appareil mélangeur jusqu'à ce que l'une de ses faces 24a ou 24b arrive en contact avec la face inférieure du couvercle . A ce moment , la palette se trouve bloquée, c'est-à-dire que le couple résistant sur l'arbre 32 de même que sur les pignons intermédiaires s'accroît brusquement considérablement.
Tous les pignons intermédiaires 3, 3a, 3b, 3c sont bloqués de sorte que, le mo- teur continuant à tourner dans le même sens, la vis sans fin 2 prenant appui sur la roue 3 provoque un mouvement longitudinal de l'arbre 19 dans un sens ou dans l'autre, suivant le sens de rotation du moteur. Supposons que ce mouvement lon- gitudinal de l'arbre 19 se fasse dans la direction de la flèche f, la butée 8 pousse le bras 7 qui s'éoarte de la butée fixe 12 en comprimant le ressort 9, 1' écrou 10 sur lequel prend appui ce ressort étant en effet fixe du fait qu'il est retenu par la tige 11, elle-même retenue par satéte lla qui prend appui sur le bras 6, lequel se trouve bloqué contre la butée 12. L'extrémité 13a du bras 7 fait alors pivoter le culbuteur 14 du relais inverseur, ce qui change le sens de rotation du moteur.
La palette balaye alors en sens inverse l'espace interne du mélangeur jusqu'à ce qu'elle soit parvenue à la position extrême opposée.A ce moment, l'augmentation brusque du couple résistant sur l'arbre 32 bloque à nouveau les rouages intermédiaires entre l'arbre 32 et la vis sans fin 2 laquelle, prenant appui sur la roue 3, provoque un déplacement longitudinal de l'arbre 19 dans le sens de la flèche f'. La butée 8 écarte alors le bras 6 de la butée fixe 12 en comprimant le ressort 9 entre l'écrou 10 et le bras 7 bloqué à son tour par la butée 12. L'extrémité 13b du bras 6 fait alors basculer le culbuteur du relais
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inverseur, ce qui inverse à nouveau le sens de rotation du moteur et par suite de la palette.
Pendant le mouvement de va-et-vient de la palette, la matière contenue à l'intérieur de l'appareil mélangeur est forcée alternativement dans les deux sens à travers l'espace 28a. Au cours du travail, cet espace peut être progres- sivement réduit autant qu'on le désire. Lorsque l'on juge que la matière est suffisamment homogénéisée, on amène par le levier 27 l'orifice 36a en regard de l'orifice 36, la pièce 28 étant elle-même abaissée pour réduire à zéro l'in- tervalle 28a. La matière est alors chassée à l'extérieur de l'appareil à la cour- se suivante de la palette.
Pour remplir l'appareil on peut, soit introduire le mélange à homogénéi- ser par l'orifice 33, lorsque la palette se trouve dans la position extrême oppo- sée à celle représentée sur la fig. l, mais on peut aussi utiliser le mouvement de la palette pour faciliter l'introduction du mélange grâce à l'effet de succion que le mouvement de la palette provoque sur l'orifice 33 lorsque la palette se déplace dans le sens de la flèche de la fig. 1, En général, il est avantageux de laisser au début du malaxage un orifice 28a assez grand et de diminuer progres- sivement sa valeur au fur et à mesure du malaxage.
Le dispositif décrit ci-dessus permettant d'inverser le sens de rota- tion de la palette dès que le couple résistant sur l'arbre 32 devient trop élevé, constitue un dispositif de sécurité qui fonctionne non seulement lorsque la palet- te arrive à fin de course mais également lorsqu'une résistance accidentelle est créée dans l'appareil au sein de la masse à malaxer.
REVENDICATIONS.
1.- Appareil mélangeur, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient clos à l'intérieur duquel pivote, avec un mouvement alternatif, une palette frottant de façon étanche contre les parois du récipient et partageant ce dernier en deux compartiments dont les volumes sont variables , le volume de l'un croissant tandis que celui de l'autre diminue, lesdits compartiments communiquant entre eux par un ou plusieurs orifices au travers desquels la matière est chassée et subit un laminage et un cisaillement.
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The present invention relates to a mixing apparatus capable of effecting, by shearing, the rapid and thorough homogenization of mixtures of various materials, liquid, viscous or plastic, either with each other or even with powdered ingredients. Thus, the apparatus which is the subject of the invention is suitable for mixing plastics with one another or with organic solvents or plasticizers and in particular for homogenizing mixtures of plastics deemed to be incompatible and thus acquire new properties. to mixtures which could not be obtained before the invention with sufficient homogeneity. It is also suitable for the incorporation of pigments in paints.
The mixing apparatus according to the invention comprises a closed container, inside which swivels with a reciprocating movement a rubbing paddle; tightly, against the walls of the container and dividing the latter into two compartments whose volumes are variable, the volume of one increasing while that of the other decreases, said compartments communicating with each other through one or more orifices in through which the material is forced and undergoes rolling and shearing.
The apparatus further comprises accessory members such as admixture or ejection valves for the mixture, motion control and transmission members as well as safety devices which will be described in detail in the following description with reference to the drawings. appended in which: FIG. 1 is a cross section of the mixer; figs. 2 and 2a are views in longitudinal section of the mixer, the communication slot between the two compartments being maximum and minimum respectively; fig. 3 is a schematic view of the mechanical control device of the mixer.
The apparatus shown by way of example comprises (fig. 1) a semi-cylindrical body 22 limited at its two ends parallel to the plane of the figure, by two flat walls 21 and 21a (fig. 2). The upper part of this semi-cylindrical body is closed by a cover 31. This cover comprises at 33 an orifice intended for filling the apparatus in which exactly fits a plug 30 which can be bayonet mounted. When this buffer is in place, that is to say rests on the shoulder 33a of the orifice 33, its lower face 30a coincides exactly and merges with the lower face of the cover 31.
In the center of the cover is a slit-shaped orifice 34 extending the entire length of the semi-cylindrical body. This slot receives a parallelepipedic part 28 having the same length as the slot 34 and being able to slide vertically with gentle friction inside this slot thanks to an eccentric system 29 controlled by a lever 29a, the lower face part 28 thus being liable either to merge with the underside of the cover (FIG. 2a), or to leave a predetermined gap 28a between it and the plane of the underside of the cover (FIG. 2).
The cover also comprises a channel 35 communicating with the semi-cylindrical internal space of the mixer via an orifice 36. Inside this channel 35 is placed a tube 26 capable of pivoting in said channel and comprising an orifice. 36a which can be brought into coincidence with the orifice 36 and thus communicate the internal space of the mixer with the outside for the ejection of the mixture. The pivoting of the tube 26 around its axis by means of the lever 27, on the contrary, ensures the sealing of the apparatus by removing the coincidence between the orifices 36 and 36a. In the two flanges 21-21a constituting the end walls of the semi-cylindrical body, a shaft 32 is journalled, the axis of which coincides with the axis of the body 22.
The portion of this shaft located between the two flanges carries a massive pallet 24, the free end 25 of which rubs in a sealed manner against the internal wall 22a of the semi-cylindrical body. Likewise, the faces
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24a and 24b of the pallet are machined so as to rest closely on the lower surface of the cover 31 respectively in each of the two extreme positions of the pallet. The pallet is further delimited at its two lateral ends by two flat faces rubbing in a sealed manner respectively against each of the two flanges 21-21a closing the semi-cylindrical body.
Thus, the pallet 24, except when it is in one of its two extreme positions, divides the internal semi-cylindrical space of the apparatus into two distinct compartments which communicate with each other only through the space 28a. left free by the part 28 between the lower face of this part and the shaft 32, this space being able, as was said above, to be reduced to zero if desired, by lowering the part 28 in his home. The wall of the cylindrical body 22 is pierced with a certain number of channels such as 23 intended for the heating of the apparatus, either by means of electrical resistances, or by circulation of a hot fluid.
The appliance is operated (fig. 3) as follows:
The drive motor shown schematically at 16 drives, by a pulley 17 and by means of a trapezoidal belt, a pulley 18 integral with a shaft 19 journaling in plain bearings 20a and 20b and also able to slide longitudinally in these bearings. The shaft 19 carries a worm 2 which meshes with a toothed wheel 3, the axis of which carries a pinion 3a which meshes, via various reduction gears such as 3b and 3c, with the pallet carrier shaft 32 one of the ends of which extends for this purpose outside the mixing device. The end of the shaft 19 opposite the pulley 18 carries a stop 8 mounted loose on the shaft.
This stop is placed between two arms 6 and 7 articulated around fixed axes 4 and 5 respectively. Between the arms is placed a fixed stop 12. The arms are, on the other hand, crossed by a rod 11 terminated on one side by a head 11a and on the other by a threaded part 11b onto which a nut 10 is screwed. Between the nut and the arm 7 is placed a calibrated spring 9, the tension of which is adjustable by the nut 10. The ends 13a and 13b of the arms 6 and 7 are capable of causing a rocker arm 14 acting on a changeover relay 15 controlling the electrical circuit of the motor to switch. drive 16 and capable of reversing the direction of rotation.
The operation of the device is as follows:
The rotation of the motor drives that of the worm 2 and, after reduction, that of the shaft 32 pallet carrier. The pallet therefore sweeps the internal walls of the mixing apparatus until one of its faces 24a or 24b comes into contact with the underside of the cover. At this moment, the pallet is blocked, that is to say that the resistive torque on the shaft 32 as well as on the intermediate gears suddenly increases considerably.
All the intermediate gears 3, 3a, 3b, 3c are blocked so that, with the motor continuing to turn in the same direction, the worm 2 resting on the wheel 3 causes a longitudinal movement of the shaft 19 in one direction or the other, depending on the direction of rotation of the motor. Suppose that this longitudinal movement of the shaft 19 is in the direction of the arrow f, the stop 8 pushes the arm 7 which moves away from the fixed stop 12 compressing the spring 9, the nut 10 on which bears this spring being in fact fixed due to the fact that it is retained by the rod 11, itself retained by satete 11a which rests on the arm 6, which is blocked against the stop 12. The end 13a of the arm 7 then rotates the rocker arm 14 of the changeover relay, which changes the direction of rotation of the motor.
The vane then sweeps the internal space of the mixer in the reverse direction until it has reached the opposite extreme position, at which point the sudden increase in resistive torque on shaft 32 again locks the intermediate gears. between the shaft 32 and the worm 2 which, bearing on the wheel 3, causes a longitudinal displacement of the shaft 19 in the direction of arrow f '. The stop 8 then moves the arm 6 away from the fixed stop 12 by compressing the spring 9 between the nut 10 and the arm 7 blocked in turn by the stop 12. The end 13b of the arm 6 then switches the rocker arm of the relay
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inverter, which again reverses the direction of rotation of the motor and consequently of the pallet.
During the reciprocating motion of the paddle, the material contained within the mixing apparatus is alternately forced back and forth through the gap 28a. During work, this space can be gradually reduced as much as desired. When it is judged that the material is sufficiently homogenized, the orifice 36a is brought by the lever 27 opposite the orifice 36, the part 28 itself being lowered to reduce the interval 28a to zero. The material is then forced out of the apparatus in the next stroke of the pallet.
To fill the apparatus, it is possible either to introduce the mixture to be homogenized through orifice 33, when the paddle is in the extreme position opposite to that shown in fig. l, but the movement of the paddle can also be used to facilitate the introduction of the mixture thanks to the suction effect that the movement of the paddle causes on the orifice 33 when the paddle moves in the direction of the arrow of fig. 1. In general, it is advantageous to leave a large enough orifice 28a at the start of mixing and to gradually decrease its value as the mixing progresses.
The device described above making it possible to reverse the direction of rotation of the pallet as soon as the resistive torque on the shaft 32 becomes too high, constitutes a safety device which operates not only when the pallet reaches its end. running but also when accidental resistance is created in the device within the mass to be mixed.
CLAIMS.
1.- Mixing apparatus, characterized in that it comprises a closed container inside which pivots, with a reciprocating movement, a paddle rubbing tightly against the walls of the container and dividing the latter into two compartments whose volumes are variable, the volume of one increasing while that of the other decreases, said compartments communicating with one another through one or more orifices through which the material is driven out and undergoes rolling and shearing.