Brevet FR2123452A1 — publié le 19720908

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de nettoyage des turbines des métiers à filer à bout libéré. Dans le procédé de filage à bout libéré avec turbine, des fibres individuelles sont introduites à l'aide d'un courant d'air 5 dans la surface ou rainure collectrice de fibres de la turbine„ Les fibres sont alors réparties, groupées et filées sous forme d'un fil qui est tiré et enroulé sous une forme appropriée sur un support. En cas de rupture de fil, l'alimentation en fibres doit être 10 interrompue aussi rapidement que possible afin d'empêcher l'accumulation, dans la turbine, de quantités excessives de fibres qui ne peuvent alors plus être évacuées. En pratique il se dépose cependant une quantité plus ou moins grande de résidus de fibres sur la surface collectrice de la turbine, ces résidus devant être 15 évacués avant la reprise du filage» Alors que, dans la plupart des dispositifs de filage à bout libéré utilisés à l'heure actuelle, l'élimination des fibres doit s'effectuer à la main par ouverture de la turbine de filage et par nettoyage de la surface qui collecte les fibres, on connaît cependant quelques procédés 20 dans lesquels ce nettoyage est assuré'automatiquement à l'aide de moyens additionnels plus ou moins appropriés, par exemple des brosses. Ces procédés connus présentent cependant en commun l'inconvénient qu'on ne peut pas évacuer les fibres de la turbine dans le temps voulu et qu'en outre, des fibres, qui se trouvent an 25 particulier dans le canal de sortie du fil ne peuvent pas être captées et extraites,, Dans ces conditions, on doit poursuivre le nettoyage manuel coûteux avant de pouvoir reprendre l'opération de filage. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients préci-30 tés des réalisations connues. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que l'écoulement d'air est inversé dans la turbine lorsqu'il se produit une rupture de fil et en ce que. les fibres sont détachées par ce courant d'air inversé de la paroi de la turbine, mises en flottation et évacuées de la turbine, de 35 préférence par aspiration. Avec le procédé de l'invention, on assure complètement le captage et l'évacuation des fibres subsistant après une interruption du filage grâce au fait que le courant d'air de filage qui entraînait initialement les fibres est inversé aussi exactement 40 que possible selon la trajectoire même d'écoulement de l'air de 72 02618 2 2123452 . sorte que le transport de ces dernières est inversé graduellement, vers l'arrière. On est ainsi assuré de la meilleure façon possible que toutes les fibres indésirables soient captées, ce qui permet de réaliser un nettoyage correct car les fibres se trou-5 vent constammant dans ces trajets d'écoulement et ne sortent pas de ceux-ci. Un tel procédé peut être mis en pratique à l'aide de dispositifs additionnels réduits au minimum et il est par conséquent avantageux du point de vue de la rentabilité, de l'exploitation et de l'entretien des machines. 10 L'invention concerne également un dispositif pour la mise en pratique du procédé de nettoyage ci-dessus défini, dispositif comportant une turbine de filage disposée dans un carter et munie d'orifices de passage d'air, d'un canal d'introduction de fibres et d'un tube d'aspiration et étant caractérisé en ce qu'il com-15 prend des moyens qui inversent l'écoulement de l'air dans la turbine . Suivant un mode avantageux de réalisation de. l'invention, l'écoulement d'air dans la turbine est inversé en conservant le sens de rotation. Ainsi la turbine est freinée sans qu'il soit 20 nécessaire de prévoir des éléments additionnels de freinage. L'énergie cinétique de la turbine rotative est ainsi récupérée et utilisée pour le balayage ou.le nettoyage de la surface collectrice de fibres» Les moyens additionnels d'aspiration sont limités, comme dans les procédés connus, au maximum à la récupération 25 du courant de balayage en retour qui est produit "sans frais" par la turbine et qui est canalisé vers un récipient collecteur appro prié, ou bien est combiné directement avec le courant d'air de filage et/ou de refroidissement produit dans chaque cas dans une machine munie d'ensembles de filage à turbine. Dans le dernier 30 cas, l'élimination par filtrage des fibres de matière s'effectue dans un poste central par machine ou bien également dans un poste central par groupe de machines. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins annexés dans lesquels : 35 Pig. 1 représente schématiquement une machinée filage à turbines à bout libéré. Fig. 2 est une coupe diamétrale partielle d'une turbine de filage comportant des éléments d'entraînement d'air qui sont agencés sous forme d'aubes, ainsi que le mécanisme de réglage associé* Fig. 3 est une vue latérale partielle d'une telle turbine de 72 02618 3 2123452 filage ; Fig. 4 est une coupe, perpendiculaire à l'axe, d'une turbine de filage montrant une disposition des pales permettant de régler la quantité d'air désirée; 5 Fig. 5 est une coupe diamétrale d'une turbine de filage com portant un second mode de réalisation d'éléments d'entraînement d'air ; Fig. 6 est une coupe, perpendiculaire à l'axe, d'une turbine de filage comportant un autre mode de réalisation du mécanisme 10 de réglage des éléments d'entraînement d'air» On a désigné par 2 un carter qui contient une turbine de filage désignée dans son ensemble par la référence 4 et se composant d'une partie de turbine 6 rotative et entraînée et d'une partie de sortie 8. La partie rotative 6 est montée, par son ar-15 bre 10, dans un palier 12. L'arbre 10 est creux et relie l'intérieur 52 de la turbine 10, par l'intermédiaire d'une tubulure 14, à une conduite d'aspiration 16, un registre réglable 18 étant placé à 1'embouchure de la tubulure 14. Le carter 2 est traversé par un tube d'introduction de fi-20 bres 20 qui canalise les fibres provenant d'un mécanisme de séparation 24 dans la partie tournante 6 de la turbine de filage. Le mécanisme de séparation 24, dans lequel est introduite une masse de fibres 26 représentée schématiquement, comprend, de façon connue, un cylindre d'introduction 28 et un cylindre d'extraction 25 30« Le fil 32 formé dans la turbine de filage est extrait de la partie de sortie 8 à l'aide de cylindres extracteurs 34» Ce fil 32 est ensuite enroulé sur une bobine 360 Dans la paroi de la turbine, il est prévu, à intervalles réguliers et sur le même diamètre, des orifices 38 par lesquels 5) l'air d'entraînement des fibres sort de la cavité intérieure 52 de la turbine 4. Sur le côté sortie de la turbine 4, ces orifices d'écoulement d'air 38 sont associés à des dispositifs de canalisation.d'air en forme de pales ou aubes 40. Dans l'exemple des fig. 2 et 3, ces pales 40 sont réglables à l'aide d'un mécanisme 35 42 de manière que la direction d'entraînement de l'air dans la turbine 4 puisse être inversée en conservant son sens de rotation. Le mouvement d'avance du fil 32 terminé de filage est contrôlé par une sonde 44 qui réagit en cas de rupture du fil. La sotnle 44 produit par exemple un signal électrique qui est appli-40 qué, par l'intermédiaire d'un conducteur 46, à un appareil de 72 02618 4 2123452 traitement 48» Ce dernier est relié électriquement, d'une part au mécanisme de séparation 24 et d'autre part au mécanisme de réglage 42 des pales 40 de la turbine, ainsi qu'en outre au registre 18 de la tubulure d'aspiration 14 et avec un mécanisme de 5 déclenchement-non représenté- servant à interrompre l'entraînement du groupe dans lequel s'est produite la rupture du fil. La turbine 4' représentée à la fig. 2 comporte un canal annulaire 50 qui est séparé du volume intérieur 52 de la turbine 4' par un tamis 54 laissant passer l'air mais non les fibres. Ce ta-10 mis 54 comporte une gorge de dépôt des fibres 56*: Dans la face de base du canal annulaire 50, il-est prévu, à intervalles régulier^ des trous 38' répartis sur toute la périphérie de la turbine 4* et dans chacun desquels est logée une cage 60 qui peut tourner autour d'un axe 62 parallèle à l'axe 64 de la turbine. Chaque ca-15 ge 60 comporte une partie cylindrique 66 qui est engagée dans les trous 38'. La partie cylindrique 66 est reliée à deux languettes latérales 68 orientées parallèlement entre elles et dans la direction de l'axe 62. Une aube de turbine 40, qui non seulement présente une cour-20 bure bidirectionnelle comme l'indiquent les fig. 2 et 3 mais éga-'lament une courbure tridimensionnelle, est montée à rotation à l'aide d'un pivot 70 dont l'axe est orienté perpendiculairement à l'axe de rotation 62 de l'aube 40. Le pivot 70 fait saillie latéralement sur l'aube 40 et il comporte, sur le côté tourné vers 25 le canal annulaire 50, une saignée longitudinale 72 dans laquelle est maintenue l'une des extrémités d'une lame de ressort 74. L'autre extrémité de la lame de ressort 74 est engagée dans un nez 70, faisant saillie sur une des languettes latérales 68, l'écar-tement entre le nez 76 et la saignée 72 étant choisi de manière 30 que la lame de ressort 74 soit légèrement incurvée. Cette lame de ressort assure le maintien de l'aube de turbine 40 dans ses positions limites lors de l'inversion d'écoulement. Une tige 80 est orientée parallèlement à l'axe du pivot 70 de l'aube 40 et s'étend vers l'èxtérieur jusque dans la zone d'ac-35 tion d'un anneau de commande 82 qui est monté de façon à pouvoir se déplacer par translation sur la paroi du carter 2 contenant la turbine. La tige 80 n'est pas en contact avec l'anneau de commande 82 dans les deux positions limites de ce dernier. L'anneau de commande 82 est accouplé par l'intermédiaire d'un levier 84 à un 40 appareil de commutation 86 qui est relié par l'intermédiaire de 72 02618 5 2123452 l'appareil de traitement 48 à la sonde 44e Par rotation des cages 60 contenant les pales de turbine 40* autour des axes 62, on peut régler la quantité de l'air entraîné par la turbine. Comme le montre la fig. 4, lorsque l'angle o( aug-5 mente et lorsque les pales présentent une courbure dirigée vers l'arrière, le débit d'air delà turbine augmente, lorsque l'angle oi est réglé à des valeurs négatives de l'autre côté (non représenté ), le débit de la turbine diminue. Pendant le processus de filage, la masse de fibres 26 intro-10 duite dans le mécanisme de séparation 24 est séparée en fibres individuelles et est introduite par de l'air de transport dans le tube d'admission de fibres 20 de la turbine 4 ou 4' pour assurer le filage ■ des fibres . sous forme d'un fil 32 qui est évacué à travers le tube de sortie et qui est enroulé ^ sur la bobine 28« Lorsqu'il se produit une rupture de fil, la sonde 44 transmet un signal à l'appareil de traitement 48 qui fait en-sorte que l'alimentation en fibres du mécanisme de séparation 24 et l'entraînement de la turbine 4 ou 4' soient interrompus. Simultanément, la cavité intérieure 52 de la turbine 4 ou 4' 20 est reliée à la conduite d'aspiration 16 par ouverture du registre 18 et l'anneau de commande 82 est amené par l'appareil de commutation dans la position représentée en traits mixtes, de sorte que les pales 40 sont pivotées par l'intermédiaire de la tige 80 dans la position représentée en traits mixtes sur la fig. 3« 25 En conséquence la turbine 4', tournant dans le même sens de rotation, transfère de l'air du carter 2 dans sa cavité intérieure 52, c'est-à-dire dans une direction opposée à celle du processus de filage. Le courant d*air passant dans la turbine 64' est alors éta-33 bli avec un débit égal et avec le même profil d'écoulement mais dans la direction opposée au processus de filage et il sépare les fibres se trouvant encore dans la gorge 56 de la paroi de la turbiné, en les mettant en flottation, en même temps que les fibres qui arrivent encore par le tube d'admission, de sorte qu'el-35 les peuvent parvenir, par l'intermédiaire de l'arbre creux 6 et de la tubulure 14 dans la conduite d'admission 16 et être évacuées. Du fait de l'action d'entraînement en sens inverse, la turbine 4' est freinée lentement avant de s'immobiliser finalement. 40 Pour amplifier l'action de reflux d'air lorsqu'il- se produit 72 Q2618 6 2123452 une rupture de fil, il est possible de retarder pendant une cour-4 te période le désaccouplement de l'entraînement de turbine et de n'effectuer le freinage de la turbine qu'après qu'on a atteint le débit maximal d'air de reflux. Avant le réenclenchement de la 5 turbine 4 ou 4', les pales 40 sont ramenées dans la position de filage par l'appareil de traitement 48 et le registre 18 est fermé de sorte que la communication avec le tuyau d'admission 16 est interrompue. On peut évidemment obtenir une inversion de l'écoulement 10 passant dans la turbine en changeant le sens de rotation de la turbine après son freinage» La turbine de filage 90 représentée sur la fig. 5 comporte dans sa paroi, à intervalles réguliers, des trous 92 répartis sur le même diamètre et dans lesquels sont montés à rotation des 15 éléments rapportés 94 qui comportent des trous inclinés 96. Les éléments rapportés 94 sont accouplés entre eux par des moyens non représentés de façon à pouvoir tourner en synchronisme et changer ainsi la position des trous 96 par rapport à la direction périphérique de la turbine. Suivant que les trous sont orientés dans le 20 sens de rotation à partir de l'intérieur'de la turbine 90, ou flans le sens opposé au sens de rotation de la turbine 90, l'air est transféré de l'intérieur vers l'extérieur ou inversement. Par réglage de l'angle formé entre les trous 96 et la direction périphérique correspondante, comme indiqué sur la fig. 4, on peut modi-25 fier le débit d'air passant dans la turbine 90. Dans la paroi de la turbine 100 représentée sur la fig. 6, il est prévu à intervalles réguliers et sur le même diamètre deux groupes d'orifices de passage d'air 102 et 104 disposés en alternance. Les orifices de passage d'air 102 sont agencés de manière 30 que la turbine 100 tournant dans le sens de rotation indiqué par la flèche débite de l'air de l'intérieur vers l'extérieur tandis que les orifices de passage d'air 104 sont agencés de manière que l'air soit entraîné de la périphérie de la turbine 100 vers l'intérieur. Les orifices de passage d'air 104 sont masqués sur la 35 fig. 6 par un diaphragme tournant 106, de sorte qu'ils sont sans effet. Le diaphragme 106 est relié à un mécanisme de translation 108 soumis à l'action d'un ressort et avec lequel coopère un levier 110 soumis à la force centrifuge. Lorsqu'il se produit une rupture de fil, le mécanisme de déclenchement 48 commandé par la 40 sonde 44 assure le désaccouplement avec l'entraînement de turbine 72 02618 7 2123452 100« En conséquence la vitesse de rotation de la turbine diminue et le levier 110 change de position jusqu'à ce qu'il déclenche le mécanisme de translation 108» Celui-ci déplace le diaphragme 106 de manière que les orifices de passage d'air 104 entrent en 5 action et que les orifices de passage d'air 102 soient obturés de sorte que de l'air est alors entraîné, de la périphérie de la turbine 100 vers l'intérieur. En conséquence, la turbine est à nouveau freinée pour s'arrêter finalement. Lors de la remise en service de la turbine 100, le mécanisme de translation 102 est 10 réenclenché et le diaphragme 106 est déplacé de manière à ouvrir les orifices de passage d'air 102 de sorte que la turbine 100 entraîne l'air de l'intérieur vers l'extérieur et que le processus de filage peut être rétabli. L'évacuation des fibres après une rupture de fil peut égale-le; ment s'effectuer par l'intermédiaire du canal d'introduction de fibres 20 ou du canal d'évacuation de fil„ Dans le cas où la sortie du fil se fait à travers l'arbre de turbine, l'évacuation des fibres en cas de rupture de fil peut également être assurée par l'intermédiaire d'un tube d'aspiration monté au-dessus de la tê-20 te. 72 02618 2123452 REVENDICATIONS 1 » Procédé de nettoyage de turbines de métiers à filer à bout libéré, caractérisé en ce que l'écoulement d'air passant dans la turbine est inversé en cas de rupture d'un fil de sorte 5 que, sous l'action de cet écoulement d'air inversé, les fibres soient détachées de la paroi de la tux^bine, mises en flottation et évacuées de la turbine, en étant de préférence aspirées. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comprenant une turbine de filage disposée dans 10 un carter et comportant des orifices de passage d'air, un canal d'arrivée de fibres et un tube d'aspiration, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens qui inversent l'écoulement de l'air dans la turbine lorsqu'il se produit une rupture de fil. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce 15 que les moyens d'inversion d'écoulement d'air passant dans la turbine sont constitués par un dispositif servant à inverser le sens de rotation de la turbine. 4c Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'inversion du sens d'écoulement de l'air sont mon-20 tés sur la turbine de façon réglable. 5» Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens réglables sont des éléments d'entraînement d'air qui sont associés aux orifices de passage de l'air au travers de la paroi de turbine, tels que des aubes à pas inversable ou des 25 trous ménagés dans une pièce rapportée, en oblique par rapport à l'axe de la turbine» 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens réglables sont associés à un mécanisme qui contient d'autres moyens permettant de bloquer un anneau de réglage dans 30 l'une de deux positions-limites. 7o Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'inversion "du sens d'écoulement de'l'air comportent deux groupes d'orifices de passage d'air-, un groupe étant à chaque fois obturé par un diaphragme» ^ 8. Dispositif .suivant la revendication 7, caractérisé en ce ^ que le diaphragme est déplacé par translation en utilisant des organes qui réagissent à la force centrifuge et aux forces d'inertie lors du démarrage de la turbine» 9o Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'évacuation des fibres par aspiration s'effectue par l'in-40 termédiaire d'un canal d'introduction des fibres.