Brevet FR2174884A1 — publié le 19731019

La présente invention concerne un four destiné à effectuer, en continu, le retrait et le thermofixage (ou la thermofixation) de filés synthétiques à usage industriel pouvant être,par exemple, du type gonflant, à deux composants, polyamides ou polyesters. Ce four a plus précisément pour objet, d'effectuer en continu le retrait du filsynthétique, x8me en présence de machines utilisatrices rapides, sans pour cela augmenter excessivement ltencom- brement et tout en contenant beaucoup de filés. En conséquence, selon l'invention, pour effectuer la transmission de chaleur au filé, ce four utilise un nouveau système de distribution du filé dans le four et, par conséquent, on nouveau type de chambre de traitement thermique. Dans sa définition la plus simple, l'invention comprend une alimentation, une installation de distribution du filé, une chambre de thermofixage et un dérouleur. L'installation d'alimentation comprend un système connu quelconque, capable de fournir le filé, auquel on doit faire subir le retrait dans la quantité voulue, pour effectuer (sur le filé) le traitement thermique prédéterminé. L'installation de distribution peut se présenter sous la forme d'un système pendulaire distribuant le filé provenant de l'alimentation, ou bien d'un système A chariot effectuant des mouvements de va-et-vient, ou encore d'une combinaison de l'un de ces systèmesavec un rouleau d'alimentation et de dépôt, ou bien avec des organes limiteurs de chargement ou encore avec une combinaison entre deux de ces organes ou davantage. Le four lui-même comprend deux parois très voisines maintenues à la température voulue, température pouvant être uniforme, progressive, ou bien progresser par paliers, ces parois permettant le passage d'un seul filé, du fait qu'elles ne sont pas séparées par une distance suffisante pour permettre le passage de deux fils. Dans le four, qui peut être vertical ou oblique, ou bien, dans des conditions bien déterminées, horizontal ou incliné, le filé se dépose par le haut (ou en amont), par couches superposéès, librement et parallèlement, tandis qu'il sort par le bas (ou en aval) des organes dérouleurs. Les parois du four peuvent être fixes ou mobiles, et elles peuvent être accouplées à des organes à vibration additionnels destinés à faciliter le passage du filé. Dans le cas de parois mobiles,celles-ci peuvent être constituées par des tapis ou des bandes parallèles ou presque parallèles, côte à côte, se déplaçant,alternstivement,dans le sens amont-aval; on peut également combiner ces deux types. Dans le cas des fours à parois mobiles, les parois ne sont pas nécessairement verticales ou logèrement obliques, mais elles- peuvent aussi comme on l'a dit, et à la limite, être horizontales ou légèrement inclinées. Le four peut présenter une partie partiellèment horizontale ou légèrement inclinée, dans le cas où on n'est pas obligé de faire avancer le filé sous l'action de son propre poids. Selon l'invention, le four de traitement thermique, en continu, de filés synthétiques devant subir un retrait, ces filés pouvant être du type gonflant, à deux composants, polyamides, polyesters, ou bien de tout autre type subissant un retrait sous l'action de la chaleur, est donc caractérisé, en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation, des moyens de distribution sur un seul rang, un ensemble de chambre de traitement et des moyens dérouleurs, lten- semble de chambre de traitement étant conçu pour recevoir un ou plusieurs stocks de filé constitués chacun par une pile unique de filé ayant l'épaisseur du filé lui-même. La description détaillée qui va suivre, et les dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins annexées : La figure 1 représente schématiquement le cycle de traitement thermique en continu, en coupe longitudinale, pour un four comportant un organe distributeur animé d'un mouvement pendulaire, les parois courtes du four étant parallèles t La figure 2 représente, schématiquement et en coupe longitudinale, un autre mode d'exécution d'un four selon lequel l'organe d'alimentation est constitué par un chariot animé d'un mouvement de va-et-vient, accouplé à un rouleau d'alimentation et de distribution La figure 3 représente, toujours schématiquement et en coupe longitudinale, un mode d'exécution d'un four comportant un organe distributeur animé d'un mouvement pendulaire, tandis que les parois courtes du four sont en partie parallèles et en partie convergentes, selon une courbe plus ou moins proche de la courbe de retrait du filé La figure 4 représente schématiquement en coupe transversale un four à parois fixes, le fuide de chauffage circulant, entre les parois ;; La figure 5 représente schématiquement,en coupe transversale un four à parois mobiles constituées par deux tapis rotatifs symétriques l'un de l'autre La figure 6 représente, toujours schématiquement, une. chambre à parois lamellaires,parallèles,animées d'un mouvement alternatif, dans le cas présent, de haut en bas lorsqu'elles entrent en contact avec le filé à traiter, le filé étant toujours en contact, en alternance, avec deux séries opposées de lamelles La figure 7 représente schématiquement, un sensemble constituté par une chambre de traitement en continu,avec une installation de récupération (partielle ou totale), qui a pour r81e, à la fois de normaliserle filé et d'accélérer sa descente. On peut effectuer l'alimentation en utilisant des bobines de filé assemblées ou des bobines tronconiques, ou bien en utilisant des bobines doublement coniques, ou encore tout autre type de bobine ou de navette convenant dans ce but. Selon un mode d'exécution de l'invention, des organes d'alimentation en continu, prélevant le filé, par exemple d'une bobine, l'envoient à vitesse constante ou presque constante à des organes distributeurs qui le déposent par rangs horizontaux ou légèrement obliques, égaux et pnrallèles, dans un four vertical ayant un in tervalle entre parois, égal ou presqu'égal > à la distance strictement nécessaire pour que le filé puisse passer. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, l'alimentation a lieu, non à vitesse constante ou presque constante, mais à une vitesse proportionnelle à la quantité de filé s'accumulant dans le four, au-delà d'une certaine valeur prédéterminée. Selon un autre mode de réalisation, le four peut présenter, comme il a été dit, une paroi fixe et une paroi mobile, ou encore deux parois mobiles. Si le four est constitué par des parois fixes, l'intervalle séparant les parois sera légèrement supérieur à ce qu'il serait, dans le cas d'un four dont l'une ou chacune des parois est mobile. On peut chauffer les parois par les moyens déjà connus dans la technique, par exemple par la vapeur, par des résistances électriques, par des rayons infrarouges, par de l'air chaud, par de l'huile diathermique, par des fumées de combustion ou de post-combustion, etc... Comme on l'a décrit et représenté, le four peut présenter une fente comportant ou non des cotés de fermeture courts, de même, le four peut présenter une section longitudinale, carrée ou rectangulaire, ou bien il peut présenter une section longitudinale tronconique, ou encore il preut présenter une section à paroparallèles ou sensiblement parallèles suivie par une partie tronconique. Pour traiter des filés déterminés, le four peut présenter des zones à températures différentes dont les températures sont progressives ou décroissantes, ou bien des zones à température alternée. On peut, en outre, prévoir deux fours successifs ou davantage, accouplés de façon que le filé sortant de l'un entre dans l'autre, pour subir un second cycle de traitement, ce second traitement pouvant même entre un simple traitement de stabilisation, ou bien consister en un véritable second retrait. De plus, le four peut comporter une chambre initiale et/ou finale de compensation et de normalisation du filé, une chambre où le filé subit un choc thermique, obtenu soit à haute température, soit en introduisant ledit filé dans une atmosphère à basse température. De plus, on peut placer entre deux fours successifs, ou bien en amont du premier four, un bain d'imprégnation du filé par des substances hydrofuges ou thermocolorantes ou ayant une action quelconque conforme au type de filé. En outre, le four peut comporter des parois solidarisées, ou bien des parois amovibles ou articulées l'une sur l'autre, afin de permettre de le contrôler. Une autre possibilité offerte par l'invention consiste en ce que la chambre peut être modulaire et, par suite, agrandisse ble ou rétrécissable, enfonction des exigences du filé. De plus, la chambre peut être télescopique, ou bien comporter un moyen (par exemple un galet de renvoi) qui permet de l'agrandir dans des limites prédéterminées. Une autre possibilité offerte par l'invention consiste à disposer, en amont du foufou dans le four lui-même, des moyens de contrôle prédéterminant le niveau de chargement, moyens de con trolle qui asservissent les organes d'alimentation et les organes de distribution. De plus, le four permet de prévoir des fluides environnant le filé, pendant son séjour dans le four t ces fluides peuvent être éventuellement, totalement ou en partie,récupérés et recyclés.En outre, ces fluides peuvent > par exempleXêtre les fluides de chauffage eux-mmes,et/ou des agents de régulation de la température, et/ou des agents d'accélération de la descente du filé, et/ou encore des agents anti-oxydants ou anti-collants. I1 va de soi que l'invention concerne également toutes combinaisonsdes modes de réalisation précités. Avec référence aux figures 1 à 6, le filé synthétique passe du râtelier d'alimentation 1 à l'organe d'alimentation 3, par l'intermédiaire d'une poulie de renvoi 2. Cet organe d'alimentation 3 peut être capable de tourner à vitesse constante, ou bien à vitesse variable ; l'organe d'alimentation 3 peut être également asservi à un système de type connu, réglant la quantité de filé présente dans le four. De l'organe d'alimentation 3, le filé passe à un organe de distribution qui fonctionne en phase avec l'organe d'alimentation 3, ce qui veut dire que, lorsque la vitesse d'alimentation augmente ou diminue, la vitesse de distribution augmente ou diminue corrélativement. Si l'organe d'alimentation s'arrête, l'organe de distribution s'arrête également. L'organe de distribution dépose le filé dans le four avec un mouvement de va-et-vient (ou bien pendulaire3 qui provoque un dépôt de filé par couches parallèles identiques ou presque. Les organes de distribution peuvent être d'un type connu quelconque ; sur les dessins annexés, on a représenté deux types t un type à mouvement pendulaire 4 (figuresl et 3) et un type à mouvement de va-et-vient 4' (figure 2). Ta chambre du four où le filé est déposé par couches 5 identiques (ou presqu'identiques) parallèles entre elles, l'une après l'autre, présente deux parois (6 ou 16 ou 26 ou 66) parallèles ou presque parallèles entre elles. Les deux parois peuvent être fixes (figures4 et 7) ou mobiles. Dans le cas où les parois sont mobiles, elles peuvent être constituées par des tapis ou des bandes (figure 5) ou bien par des éléments parallèles animés d'un mouvement alternatif (figure 6). Si les parois sont mobiles (figures 5 et 6), elles sont as servies, de façon à s'arrêter automatiquement,en cas de rupture du fil qui sort. Lorsque les parois sont fixes, elles peuvent présenter un volume intérieur creux (figure 4) dans lequel on fait circuler le fluide chauffant ; dans ce cas,le volume intérieur peut aussi se présenter sous la forme de chambres (éventuellement isolées thermiquement entre elles) maintenuesochacuneXà la température voulue et correcte de la zone de traitement du filé et du traiter ment que l'on peut appliquer au filé dans cette zone. Par contre,si les parois sont mobiles, il y a différentes possibilités. S'il s'agit de parois lamellaires parallèles, animées d'un mouvement alternatif (par exemple du type 36), qui fait, pendant un court laps de temps, accompagner à la paroi 2e stock de filés au cours de son déplacement dans la chambre, ces parois peuvent être chauffées de façon autonome ou bien comporter un organe de chauffage indépendant, ou encore être immergées dans une atomosphb- re maintenue à la température voulue. Si, par contre, les parois se présentent sous la forme d'un tapis ou d'une bande, ou bien de secteurs rotatifs en forme de ruban (figure 5), on peut effectuer le chauffage au moyen de secteurs indépendants et chauffants 12, ou bien de plaques de contact, ou encore par une atmosphère à température réglée, ou encore par rayonnement infrarouge. Comme on l'a indiqué, on peut prévoir, en complément des moyens de chauffage, une atmosphère de caractéristiques, de température et de composition précises. On peut recycler cette atmosphère avec récupération totsle ou partielle. de celle-ci. On a illustré, à titre d'exemple non limitatif, ce cas sur la figure 7. Le niveau de chargement du filé est réglé par les organes 15 qui asservissent les organes d'alimentation en filé 3 et 4. Dans l'exemple de la figure 7, les parois sont immergées dans une atmosphère 19 remplie, par exemple, d'huile diathermique, la partie supérieure de la chambre est divisée en deux par des fentes 16 coudées vers le bas et contenues, elles aussi, dans une chambre 17. la sortie 8 comporte, elle aussi, des fentes 21, et elle est contenue dans une chambre 22. Un organe aspirant et foulant 20 prélève l'atmosphère dans la chambre 22 et l'envoie, par la conduite 18 qui peut (comme on l'a représenté) être immergée dans la chambre 19, dans la chambre 17 ; cette atmosphère passe de cette chambre dans le four, par les fentes 16 ; ce faisant, le fluide joue le r61e de normalisateur ou d'égalisateur de température, ou bien d'accélérateur de descente. REVENDICATIONS 1.- Four de traitement thermique en continu de filés synthétiques devant subir un retrait sous l'effet de la chaleur, par exemple des filés de type gonflant, à deux composants, polyamides, polyesters, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation, des moyens de distribution sur un rang unique, un ensemble de chambre de traitement et des moyens de déroulement, l'ensemble de chambre de traitement étant conçu pour recevoir un ou plusieurs stocks , de filé constitués,chacun,par une pile de filé ayant l'épaisseur dudit filé. 2.- Four selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage du niveau du stock de filé, des moyens de contrôle de la rupture du filéà la sortie de ladite chambre de traitement, et en ce que les moyens d'alimentation et les organes de distribution sont asservis aux moyens de réglage du stock de filé. 3.- Four selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'asservissement des moyens d'alimentation par les moyens de contrôle du stock de filé, et un fluide circulant dans la chambre autour dudit stock de filé. 4.- Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation, des moyens de distribution en une pile unique, un ensemble de chambre de traitement et des moyens de déroulement, l'ensemble de chambre de traitement étant conçu pour recevoir un ou plusieurs stocks de filé constitués chacun par une pile unique de filé ayant l'épaisseur dudit filé,cet ensemble de chambre de traitement. étant ou à parons fixes ou a parodsmobilesou à parois lamellaires longitudinales, les lamelles étant animées d'un mouvement alternatif faisant avancer le stock de filé, ou encore parois rotatives en forme de bande. 5.- Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ensemble de chambre de traitement a des parois mobiles asservies aux moyens de contrôle de rupture du filé,à la sortie de ladite chambre de traitement. 6.- Four selon la revendication t, caractérisé en ce que l'ensemble de chambre de traitement est réchauffé par un fluide chaud circulant dans un volume intérieur aux parois de la chambre. 7.- Four selon la revendication 6, caractérisé en ce que le volume intérieur de chaque paroi de la chambre est subdivisé sui vant des couches de température. 8.- Four selon l'une des revendications ), 2, 3 et 4, csrac- térisé en ce que l'ensemble de chambre de traitement est chauffé par des résistances électriques, ou bien par rayonnement infrarouge ou encore par un fluide gazeux. 9.- Four selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant des moyens d'alimentation, des moyens de distribution sur une file unique, un ensemble de chambre de traitement et des moyens de déroulement, l'ensemble de chambre de traitement étant conçu pour recevoir un ou plusieurs stocks de filé constitués,cha- cun,par une pile unique de filé ayant l'épaisseur dudit filé, caractérisé en ce que les parois de l'ensemble de chambre de traitement sont verticales ou sensiblement verticales ou bien horizontales ou encore légèrement inclinées. 10.- Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens d'alimentation, des moyens de distribution sur une pile unique, un ensemble de chambre de traitement et des moyens de déroulement, l'ensemble de chambre de traitement étant conçu pour recevoir un ou plusieurs stocks de filé constituésXcha- cun,par une pile unique de filé ayant l'épaisseur dudit filé, ca ractérisé en ce que les moyens de distribution sont constitués par un organe à mouvement pendulaire ou bien par un organe animé d'un mouvement rectiligne.