Brevet FR2459303A1 — publié le 19810109

La présente invention concerne une installation de traitement d'une matière fibreuse contenant de la charpie, telle que le coton, de manière à la débarrasser de toute im- pureté. Dans les usines de textiles, le cardage est une opération ancienne et parfaitement au point, qui est utilisée pour traiter des fibres naturelles et synthétiques. Le cardage permet l'ouvraison complète des fibres telles que le coton, même en fibres individuelles, et il permet le nettoyage des fibres en les débarrassant de la saleté, de graines, de feuilles, de boutons, de courtes fibres inutilisables et autres matières ne peluchant pas avant la production d'un ruban qui est une mèche fibreuse continue non retordue formée par les fibres. Les matières fibreuses "inutilisables" provenant d'une installation classique de cardage pendant le traitement peuvent contenir de la poussière, des graines, des brindilles, des bouts de fibres et autres débris qui peuvent être mêlés avec un certain pourcentage de fibres utilisables. Ces "déchets inutilisables" sont habituellement enlevés de la carde au cours d'une opération de routine et éliminés comme rebuts. Au cours d'une année, une quantité considérable de fibres utilisables sont jetées de cette manière avec les déchets inutilisables. Il a été tenté de récupérer les fibres utilisablesmais aucun procédé pratique ni installation rentable n'a été mis au point à cet effet 'avant la présente invention. En conséquence, la présente invention a pour objet une installation pouvant être mise en oeuvre d'une façon rentable pour extraire des fibres des déchets de cardage et pour réintroduire ces fibres extraites dans l'équipement de cardage d'une façon commode, ainsi que la suppression de l'émission de poussière, de fibres courtes et de particu- les ne peluchant pas dans des opérations de traitement exé- cutées après le cardage. La présente invention a encore pour objet un équipement qui débarrasse la matière fibreuse de sensiblement la totalité (plus de 75 %) de la matière ne peluchant pas. 2459303 1-+ 2 L'invention a encore pour but d'utiliser plus de 99 % de la matière fibreuse pour la traiter et la transfor- mer en rubans ou sous d'autres formes utilisables présentant une qualité optimale. L'invention se propose également d'améliorer la filature à fibres libérées et à anneaux en obtenant des rubans avec des mélanges uniformes de fibres et avec une teneur minimale en matière ne peluchant pas. L'équipement de cardage de l'invention fonctionne - 10 efficacement et nécessite un minimum de maintenance. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 représente schématiquement l'équipement utilisé dans la forme de réalisation préférée de l'invention la figure 2 représente schématiquement une carde utilisée dans ledit équipement la figure 3 est une vue à grande échelle de l'en- semble du briseur de la figure 2; et la figure 4 est une vue à grande échelle du pei- gneur représenté sur la figure 2. La forme de réalisation préférée de l'invention est représentée sous forme schématique sur la figure 1 et comporte des trémies destinées à recevoir une nouvelle quantité de coton ou autres fibres et des fibres recyclées. Les fibres sont dirigées des trémies dans un dispositif mé- langeur et de ce dernier les fibres passent dans une ligne d'ouvraison et de nettoyage. Les fibres ou la matière de départ sont alors acheminées vers un équipement de cardage constitué par plusieurs cardes individuelles qui, par un mode opératoire classique, séparent la "matière extraite" des fibres utilisables et peut mettre ces dernières sous forme de ruban. L'extrait fibreux provenant des cardes est ensuite dirigé vers un condenseur qui assure une séparation préliminaire des déchets très légers ou poussière d'une masse fibreuse utilisable. La masse fibreuse qui contient un fort pourcentage d'impuretés est transférée du condenseur dans un dispositif qui alimente un appareil de nettoyage com- 0''S prenant un extracteur. Ce dernier assure la séparation de la masse fibreuse en débarrassant les fibres utilisables des déchets qu'elles contiennent. Les déchets provenant de l'ex- tracteur sont éliminés et les fibres utilisables sont transfé- rées dans une trémie pour être recyclées et mélangées avec une nouvelle quantité de matière fibreuse pour alimenter l'équi- pement de cardage et recommencer ainsi le cycle de traitement. Il est bien entendu que sensiblement la totalité de la matière ne peluchant pas est enlevée par les cardes avec une partie des fibres utilisables. Le pourcentage des fibres utilisables enlevées et acheminées vers l'extracteur est avantageux et favorise le maintien d'une uniformité lors- que les fibres extraites sont mélangées avec une nouvelle quantité de matière dans la ligne d'ouvraison. Pour une description plus détaillée, on va se référer à la figure 1 qui représente un condenseur 10 de ma- tière extraite qui reçoit la matière fibreuse recyclée)qui peut être du coton par exemple, bien qu'il soit possible d'uti- liser également dans la présente invention des fibres synthé- tiques et autres fibres naturelles qui peuvent être évacuées d'un extracteur 17. Les fibres recyclées provenant du conden- seur 10 passent ensuite dans une trémie 11. La matière de dé- part est introduite dans des trémies 12, 13 et 14 qui à leur tour, dirigent les fibres dans une ligne de mélange 15. Dans cette dernière, les fibres de départ et les fibres recyclées sont brassées pour former un mélange homogène. Les fibres mélangées qui se composent de la matière fibreuse de départ et de fibres recyclées passent alors de la ligne de mélange 15 à une ligne d'ouvraison et de nettoyage 16. Les fibres passent de cette dernière ligne 16 dans un équipement de cardage 18 qui comporte plusieurs cardes indi - viduelles 19 pouvant former des rubans à partir des fibres reçues. Le groupe 18 des cardes est ajusté d'une façon "ouverte", comme on l'expliquera plus en détail ci-après, et environ 80 à 95 "a de la matière fibreuse reçue de la ligne d'ouvraison 16 sont utilisés pour la production de rubans ou à d'autres fins. Les 5 à 20 % restants des fibres (y compris les déchets) sont évacués et transférés dans l'extracteur 17. Comme le montre également la figure 1, les cardes 19 produisant des rubans présentent des conduits d'extrait de gauche 20 et de droite 21 par lesquels l'extrait fibreux est acheminé vers un condenseur 22 qui peut comporter un tambour rotatif présentant à sa périphérie une toile métallique et autour duquel l'extrait se rassemble sous forme d'une masse fibreuse. L'air traversant le condenseur 22 élimine les très fines particules de poussière et autres déchets légers et ces impuretés légères sont éliminées du courant d'air par un filtre 23. Deux pots à rubans 29 sont également représentés sur la figure 1 dans cette forme de réalisation préférée. La masse fibreuse collectée par le condenseur 22 est transférée par un conduit dans un dispositif 24 qui alimen- te l'extracteur 17 d'une façon uniforme pour assurer un débit continu et régulier de l'extracteur 17. Ledit extracteur 17 est ajusté d'une façon plus "serrée" que les cardes 19 et il produit des déchets en-une quantité comprise entre 5 et 30 % à cause du réglage de la *t 20 fente antérieure de passage des fibres sur le cylindre qui est d'environ 50 %D plus serré sur l'extracteur 17 que pour les autres ouvertures afin d'obtenir une forte retenue des fibres tout en assurant encore l'élimination des déchets par l'extracteur 17. Z 25 Ainsi, bien qu'une carde classique puisse pro- duire une perte de fibres de 2 à 7 A et les lignes d'ouvrai- son et de nettoyage une perte de fibres de 0,5 à 3 ',, le mode ropératoire selon la présente invention assure une perte totale de fibres de l'ordre de 0 à 2 %. Par suite, pour une matière fibreuse particulière traitée par l'équipement de cardage 18 et présentant au maximum 20 'O de matière à extraire, cette dernière étant ensuite traitée par l'extracteur 17 qui peut produire de 5 à 30 % de déchets, on obtient une perte totale de fibres de 0,5 à 2 sur la base de la totalité des fibres traitées. Naturellement, la quantité de déchets produits par la présente invention dépend de la teneur en matière ne pelu- chant pas de la matière fibreuse utilisée. Par exemple, l'ana- lyse effectuée au laboratoire d'une charge particulière de matière fibreuse telle que du coton a déterminé une teneur totale en matière ne peluchant pas de 4,2 %. Les pourcentages de déchets ont été déterminés de la façon suivante à divers stades de la présente invention. Stade d'essai Quantité de déchets Filtre à air 1,21 % Extracteur 2,22 'O Ouvreuse 1,43 o Total 4,86 % Teneur en matière ne pelu- chant pas 4,20 A (par analy- se au labo- ratoire) =ta=_ des fibres éliminées 0=6 6= Comme le démontrent les résultats de l'essai ci- dessus, le mode opératoire de l'invention n'élimine que 0,66 % de fibres pendant le traitement. Ainsi que les spécialistes de ce domaine l'apprécieront, cette perte de fibres de moins de 1 % représente un perfectionnement extraordinaire par rap- port aux systèmes et dispositifs classiques qui éliminent de 2 à 10 % des fibres utilisables. Egalement, cette perte de 0,66 % des fibres peut inclure diverses fibres courtes qui ne conviennent pas pour une formation de fil ou d'autres ap- plications. Comme le montre encore la figure 1, l'extracteur 17 est équipé de deux conduits à déchets 25 et 26 qui sont destinés à transporter les déchets produits vers un second condenseur 27. Les déchets collectés dans le condenseur 27 sont transportés par les conduits dans un récipient de déchets 28. Les fibres utilisables engendrées par l'extracteur 17 sont acheminées par des conduits vers le condenseur 10 sur une base pondérale uniforme de manière que la ligne d'ouvrai- son 16 reçoive une quantité constante et régulière de fibres recyclées. Lesdites fibres recyclées sont mélangées uniformé- ment avec la matière de départ dans la ligne de mélange 15 et ce mélange uniforme assure une qualité supérieure aux rubans produits par l'équipement de cardage 18 et offre de nom- breux avantages "en aval",au stade de production des fils et des étoffes. Par exemple, les fils du type à fibres libérées produits par la présente invention présentent une beaucoup plus grande résistance à la rupture. On a constaté que les rotors des machines classiques de filature à fibres libérées assurent une réduction jusqu'à 90 %D de l'accumulation résiduel- i S le de poussière à cause de la propreté des rubans. De même, les émissions de poussière dans l'usine sont réduites et les conditions d'hygiène et de travail des ouvriers sont améliorées. En fonctionnement, l'uniformité du mélange des fibres dans la ligne de mélange 15 dépend en partie de la vites- O se à laquelle l'extracteur 17 fonctionne et le mélange effectué dans la ligne 15 varie selon que l'extracteur 17 fonctionne à grande vitesse ou à faible vitesse. Il s'est avéré satisfai- sant de disposer de deux vitesses de fonctionnement de l'ex- tracteur 17 et la quantité de fibres recyclées ajoutées à la t 15 ligne de mélange 15 est plus grande lorsque l'extracteur fonc- tionne à la vitesse supérieure et moins grande lorsqu'il fonc- tionne à la vitesse inférieure, naturellement à condition que la matière de départ soit ajoutée à un débit régulier dans les trémies 12, 13 et 14. L'extracteur 17 est équipé d'un dispositif de commande comportant un détecteur (non re- présenté) dans le dispositif d'alimentation 24 qui contrôle la quantité des matières à extraire qui sont présentes ainsi que la quantité de fibres traitées dans la trémie 11. Lorsque la quantité de la matière de départ dans le dispositif d'ali- mentation 24 tombe au-dessous d'une valeur minimale prédéter- minée, le dispositif de commande fait fonctionner automatique- ment l'extracteur 17 à sa vitesse inférieure. Si la matière de départ tombe au-dessous d'une quantité minimale prédéter- minée pour le dispositif d'alimentation 24, l'extracteur 17 est alors arrêté. Lorsque l'alimentation du dispositif 24 reprend, l'extracteur 17 est ramené à un fonctionnement à faible vitesse. Si une quantité supplémentaire de matière de départ est reçue par le dispositif d'alimentation 24 de ma- nière à atteindre une seconde valeur minimale prédéterminée, le dispositif de commande fait alors fonctionner l'extracteur 17 à une seconde vitesse supérieure. *;k! En outre, le dispositif de commande de l'extrac- teur 17 comporte un détecteur qui contrôle la trémie 11 et si cette dernière reçoit une quantité maximale prédéterminée de matière à extraire, l'extracteur 17 est soit arrêté, soit amené à sa vitesse inférieure jusqu'à ce que la trémie 11 se débarrasse d'une quantité prédéterminée de fibres disponi- bles. Comme on le voit sur la figure 2, une carde 30 présente un cylindre 31, un briseur 32 et un peigneur 33. Les cardes 19 de production de ruban et l'extracteur 17 repré- sentés sur la figure 1 sont illustrés tous deux par la carde 30, toutefois, les cardes 19 et l'extracteur 17 sont réglés différemment pour mettre en oeuvre des techniques différentes de traitement, comme indiqué plus haut, les réglages étant expliqués ci-après pour les cardes 19 productrices de ruban. Comme le montre la figure 3, une ouverture 34 est constituée d'une fente horizontale sur toute la largeur du cylindre 31 parallèlement à l'arbre 54 de ce dernier (voir figure 2). La partie inférieure de l'ouverture 34 est délimi- tée par une contre-plaque 36 et la partie supérieure par une chicane postérieure 37 de retenue des fibres. La largeur de l'ouverture 34 est réglable d'un minimum de 12,7 mm à un maxi- mum de 31,75 mm. La contre-plaque 36 est réglée à une distan- ce suffisante du cylindre 31 (2,235 à 3,175 mm) pour permettre l'évacuation de l'air engendré par la rotation du briseur 32 et du cylindre 31. La chicane postérieure 37 est réglée à peu de distance du cylindre 31 (0,25 à 0,86 mm) et en raison du chevauchement de la chicane 37, l'air s'approchant de la fente 34 de dessous la contre-plaque 36 est dévié et, en raison de la faible pression de l'air environnant, la poussiè- re et les fines particules de déchets sont évacuées par une chambre collectrice 38, tandis que les "fibres nettoyées" sont appliquées contre les dents 39 de la garniture du cy- lindre 31 représentées sur la figure 3. Au-dessous du briseur 32 est représentée une ou- verture 40 entre une barre de débourrage 41 et le bord avant 42 de l'écran 43 du briseur. L'ouverture ou fente 40 couvre la largeur du briseur 32 et est parallèle à l'arbre 35 de ce dernier. La largeur de la fente est d'environ 38,1 mm, comme on le voit sur la figure 3, et le bord arrière de la barre de débourrage 41 est réglable à une distance du briseur comprise entre 0,76 et 6,35 mm. Le bord avant de l'écran 42 est régla- ble à une distance du briseur comprise entre 0,25 et 6,35 mm. Un réglage classique de ces composants serait de 2,29 mm entre la partie arrière de la barre de débourrage '41 et le briseur 32 et d'environ 0,25 mm entre le bord avant 42 de-l'écran 43 et le briseur 32. Une fente ou ouverture 44 est représentée du côté supérieur du briseur 32 au-dessus d'un rouleau d'alimentation 45 et est délimitée par le bord arrière du chapeau 46 du bri- seur et par la chicane 47.L'ouverture 44 est réglable entre 3,175 et 25,4 mm. Le chapeau 46 est soulevé au-dessus de la surface tournant à grande vitesse du briseur 32 pour permettre le passage de l'air propulsé par la rotation de ce dernier. La chicane 47 est réglée à peu de distance de la surface du briseur 32, à savoir entre environ 0,38 et 0,86 mm. Une ouverture 48 est représentée sur la figure 3 au-dessous du briseur 32 entre une plaque d'alimentation 49 et l'avant 50 de la barre de débourrage 41. Cette fente ou ouverture couvre la largeur du briseur 32 et est parallèle à l'arbre 35. En montant des barres de débourrage 41 de diffé- rentes longueurs, on obtient différents résultats et on utilise une longue barre de débourrage lorsqu'on désire obtenir un minimum de perte des fibres et inversement, on utilise une cour- te barre de débourrage lorsqu'il est souhaitable d'éliminer un maximum de déchets. La figure 4 est une vue à grande échelle du pei- gneur 33 et montre une ouverture 51 entre une plaque avant 52 et le cylindre 31. La plaque avant 52 est réglée à une distan- ce comprise entre environ 1 et 1,5 mm du cylindre 31 et une chicane avant 53 est réglée très près du cylindre 31, notam- ment à une distance comprise entre 0,25 et 0,76 mm. Il se produit à cet endroit des courants d'air et des changements de direction analogues à ceux décrits plus en détail en se référant à la fente 34. Pour une compréhension plus générale de la descrip- tion ci-dessus des ouvertures et de leur fonction particulière, il faut savoir que des matières étrangères de divers types sont présentes dans toutes les fibres, même dans le coton brut. Par exemple, elles contiennent des particules microsco- piques de poussière et des fragments extrêmement petits et lâ- ches de graines, de feuilles de tiges ainsi que de la saleté, du sable et autres impuretés. De grandes particules de graines et de tiges et des particules petites et grandes de coques s'accrochent aux fibres et doivent être enlevées avant la formation des rubans. En général, l'ouverture 48 représentée sur la figure 3 permet d'éliminer les particules lourdes de matières étrangères que contiennent les fibres telles que des composants de graines et de tiges. L'ouverture 40 représentée sur la figure 3 permet d'éliminer des matières étrangères plus légères comme la poussière et de petites particules d'impuretés. Les ouvertures 44 et 34 sont utilisées pour éli- miner la poussière et des particules de matières étrangères détachées et plus fines et les ouvertures 34 et 51 constituent les emplacements importants d'élimination des particules microscopiques de poussière et autres particules extrêmement fines. Les matières étrangères qui s'accrochent ou adhèrent aux fibres d'une façon très tenace ne sont générale- ment pas éliminées par les ouvertures 34, 40, 44 et 48. Cepen- dant, pendant le cardage, ces fines particules étrangères ac- crochées sont séparées des fibres et éliminées ultérieurement au cours du traitement par l'ouverture 51. Des forces centrifuges pneumatiques, mécaniques et de gravitation sont utilisées pour séparer les matières étrangères de la matière fibreuse et les éliminer et la prin- cipale force utilisée dans les ouvertures 40 et 48 est la force centrifuge tandis que la force principale utilisée dans les ouvertures 34, 44 et 51 est de nature pneumatique. L'ouverture 48 utilise également une grande force mécanique pour séparer les lourdes particules étrangères de la matière fibreuse. La force de gravitation est aussi utilisée dans les fentes 48 et 40. Comme on le voit schématiquement sur la figure 1, les cardes 18 productrices de ruban présentent des ouvertures 34, 40, 44, 48 et 51 qui sont réglées pour assurer une élimi- nation maximale des déchets, tandis que l'extracteur 17 pré- sente les mêmes ouvertures mais à un réglage beaucoup plus serré pour éviter une perte de fibres. Les forces centrifuges pneumatiques et mécaniques optimales engendrées assurent une élimination efficace des déchets et des matières étrangères. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées à l'installation décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation de traitement d'une matière fibreu- se contenant de la charpie, caractérisée en ce qu'elle compor- te un équipement de cardage (18) destiné à traiter la matière fibreuse, cet équipement étant destiné à débiter en vue d'un traitement ultérieur la plus grande partie de la matière reçue et à éliminer sensiblement la totalité de la matière ne peluchant pas qu'elle contient, et un extracteur (17) destiné à traiter cette matière fibreuse évacuée de l'équipement de cardage (18) pour la répartir en fibres utilisables et en fibres inutilisables. 2. Installation selon la revendication 1, caracté- risée en ce qu'elle comporte un condenseur (22) destiné à re- cevoir la matière évacuée de l'équipement de cardage (18). 3. Installation selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'équipement de cardage (18) comporte plu- sieurs cardes (19). 4. Installation selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'extracteur (17) communique avec un conden- seur (10). 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une trémie (11) située en amont de l'équipement de cardage (18) pour recevoir la matière fibreuse, ladite trémie communiquant avec un dispositif (16) d'ouvraison des fibres qui communique avec au moins l'une de plu- sieurs cardes (19), et un condenseur destiné à recevoir un maximum d'impuretés en amont de l'extracteur, un dispositif d'alimentation (24) communiquant avec le condenseur (22) et distribuant la matière fibreuse à l'extracteur (17). 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'extracteur (17) communique avec la trémie (11). 7. Installation selon la revendication 5, carac- térisée en ce que l'extracteur (17) comprend une carde. 8. Procédé pour la mise en oeuvre d'une instal- lation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, carac- térisé en ce qu'il consiste à délivrer une matière fibreuse à un dispositif mélangeur; à faire passer la matière de ce dispositif mélangeur à un dispositif d'ouvraison et de net- toyage; à diriger les fibres du dispositif d'ouvraison et de nettoyage vers un équipement de cardage; à préparer, en vue d'un traitement supplémentaire, la majeure partie des fi- bres tout en déchargeant un maximum de fibres impures ne pe- Juchant pas; à faire passer les fibres impures dans un con- denseur; à débarrasser lesdites fibres impures des particules de déchets ou poussières très finement divisées tout en con- densant lesdites fibres; à transférer les fibres condensées dans un extracteur; à séparer l'extrait fibreux en une partie utilisable et en une partie inutilisable; et à recycler les fibres utilisables dans l'équipement de cardage.