Brevet FR2495647A1 — publié le 19820611

DISPOSITIF POUR LE TRAITEMENT THERMIQUE DES FILS. La présente invention concerne un dispositif perfectionné pour le traitement thermique de fils, notamment de fils synthé- tiques, utilisables par exemple sur les métiers de texturation par fausse torsion. Elle a trait plus particulièrement à un perfectionnement apporté aux éléments chauffants utilisés pour porter à une température élevée un "fluide thermique" qui transmet sa cha- leur à un corps avec lequel le fil est directement en- contact. Avan- tageusement, ce fluide est constitué par un liquide formé par un mélange en proportions appropriées, par exemple de diphé- nyl et d'oxyde de diphényl. Un tel composé, désigné parfois dans la littérature sous l'expression "diphyl" est commercia- lisé notamment sous les marques DOWTHERM et GILLIOTHERM. De tels dispositifs de chauffage sont bien connus des techniciens et sont décrits notamment dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique n2 2 761 262, dans le brevet français n2 1 379 716 (correspondant au brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 298 430) et dans le brevet britannique 1 141 874. D'une manière générale, ils se composent d'une pluralité d'enceintes étanches, chauffées par un fluide thermique sous forme de vapeur, lesdites enceintes étant reliées d'une part, à l'une de leurs extrémités, à une réserve de fluide thermique, et d'autre part, à l'autre de leurs extrémités, à un collec- teur commun de récupération des gaz incondensables. Chaque en- ceinte permet de chauffer au moins un fil en mouvement soit en mettant le fil en contact avec la paroi externe de l'enceinte soit en faisant passer le fil à l'intérieur d'un tube métalli- que traversant l'enceinte, tel que cela est décrit par exemple dans le brevet français 2 317 394. En général, la réserve de fluide thermique est constituée par une chambre horizontale s'étendant sur toute la longueur de l'installation. Les moyens de chauffage du fluide peuvent être constitués par des résistances électriques disposées à l'intérieur de la chambre horizontale précitée et connectées à leurs extrémités à une source de courant et de régulation classique. Si le chauffage du fluide thermique au moyen de résistan- ces noyées à l'intérieur de ce fluide donne de bons résultats -2- en ce qui concerne la montée en température et la régularité de la température obtenue cette solution présente cependant un certain nombre d'inconvénients. En effet, compte-tenu du fait que l'ensemble doit être parfaitement étanche, de tels fours sont assez onéreux à réaliser et surtout il n'est pas possible, en cas de mauvais fonctionnement ou de détérioration des résistances,d'effectuer sur le site les interventions sou- haitées. Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la pré- sente invention, un perfectionnement apporté aux moyens de chauffage utilisés sur les dispositifs du type précité qui non seulement en simplifie la construction mais permet de les entretenir ou réparer aisément et également assure une gran- de efficacité de chauffage du fluide thermique. D'une manière générale, l'invention concerne donc un per- fectionnement apporté au dispositif de chauffage de fluide du type constitué par une pluralité d'enceintes étanches, permet- tant de chauffer chacune au moins à un fil en mouvement, ces enceintes étant reliées entre elles, - d'une part, par une chambre horizontale inférieure con- tenant un liquide thermique et à l'intérieur de laquelle est disposé un organe de chauffage s'étendant sur toute sa longueur, organe destiné à vaporiser le liquide thermique, - d'autre part par un collecteur commun supérieur de ré- cupération des gaz incondensables. Le dispositif selon l'invention se caractérise par le fait que les moyens de chauffage sont constitués par un ensemble monté de manière amovible à l'intérieur d'un conduit à base d'un matériau bon conducteur de la chaleur, conduit traversant de part en part la réserve de fluide thermique, ledit ensemble comprenant un tube métallique creux autour duquel sont enrou- lées successivement une couche de matière isolante, au moins une résistance électrique, et une seconde couche de matière isolante de recouvrement, les dimensions de cet ensemble étant telles que sa surface externe soit en contact avec la surface interne du conduit à l'intérieur duquel il est disposé. Avantageusement, pour obtenir un bon contact entre les deux surfaces précitées, le tube métallique supportant les couches de matière isolante et la ou les résistances électriqoes - 3- présente une pluralité de fentes, espacées les unes des autres, assurant une certaine élasticité radiale audit tube. Ce tube et le conduit à l'intérieur duquel il est disposé sont de pré- férence réalisés dans le même matériau par exemple à base d'a- cier inoxydable. Bien entendu le tube supportant les résistances électri- ques comporte à son extrémité des embouts isolants amovibles équipés de cosses de raccordement auxquelles sont adaptées les extrémités des résistances. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront ce- pendant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illus- tré par la figure unique annexée qui montre, en perspective, un ensemble de chauffage réalisé conformément à l'invention. Dans la suite de la description, l'élément chauffant réa- lisé conformément à l'invention pouvant être utilisé sur tout type de four conventionnel permettant de traiter des fils en mouvement, la structure de ces fours ne sera pas décrite en détail par mesure de simplification. D'une manière générale, de tels fours sont constitués par une pluralité d'enceintes étanches, permettant de chauffer chacune à au moins un fil en mouvement, ces enceintes étant reliées entre elles,, d'une part par une chambre horizontale inférieure 1, partiellement représentée à la figure annexée, contenant un liquide thermique et un organe de chauffage désigné par la référence générale 2, s'étendant sur toute la longueur de ladite chambre et destiné à vaporiser le liquide thermique et, d'autre part, par un collecteur com- mun supérieur de récupération des gaz incondensables. Conformément à l'invention, l'organe de chauffage thermi- que 2 est constitué par un ensemble monté de manière amovible à l'intérieur d'un conduit fixe 3. Ce conduit fixe 3 à base d'un matériau conducteur de la chaleur, par exemple en inoxtraverse de part en part la chambre horizontale 1 et est fixé aux parois latérales de manière étanche. L'ensemble de chauffage monté à l'intérieur de ce conduit 3 comprend un tube métallique 4, de préférence également en inox. Autour de ce tube 4 sont enroulées successivement une couche de matière isolante 5, par exemple tissu de verre, au moins une résistance électrique 6 constituée par un fil de cuivre - 4 - recouvert de préférence par une gaine isolante 7, et enfin une seconde couche de matière isolante externe 8 également constituée par un tissu de verre. Bien entendu, d'autres maté- riaux que des tissus de verre pourraient être utilisés pour former les couches isolantes 5 et 8. De même, il pourrait être envisagé d'avoir plusieurs résistances électriques 6 et non pas une seule comme cela est représenté à la figure annexée. Cet ensemble de chauffage 2 a des dimensions telles qu'il puis- se être emmanché à la main à l'intérieur du conduit 3 afin d'avoir un bon contact avec la surface interne de ce conduit. De préférence, le tube métallique 4 est réalisé de telle sorte qu'il puisse présenter une certaine élasticité radiale facili- tant son introduction et son extraction à l'intérieur du con- duit 3. Cette élasticité radiale peut être obtenue,par exem- ple,en prévoyant une pluralité de fentes circonférentielles 9 sur l'épaisseur du conduit 4. L'alimentation des résistances électriques est obtenue par l'intermédiaire de cosses 10 prévues sur un embout isolant il rapporté à l'extrémité du tube 4. Par rapport aux dispositifs antérieurs dans lesquels les résistances étaient noyées directement à l'intérieur du flui- de thermique, une telle solution présente de nombreux avanta- ges notamment par le fait que l'élément chauffant 2 peut être facilement sorti de la chambre renfermant le fluide thermique. On a en outre constaté que le rendement obtenu était très bon, la température étant très régulière sur toute la longueur de l'installation. Un tel dispositif de chauffage peut être utilisé aussi bien sur les fours dits "fours ouverts" dans lesquels le flui- de est en contact superficiel avec l'extérieur de l'enceinte de chauffage que pour les fours dits "fours fermés' dans les- quels un tube à l'intérieur duquel passe un fil est disposé à l'intérieur de l'enceinte de chauffage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. -5 - REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour le traitement thermique de fils du type comportant une pluralité d'enceintes étanches, permettant de chauffer chacune au moins un fil en mouvement, ces enceintes étant reliées entre elles d'une part par une chambre horizon- tale (1) inférieure contenant un liquide thermique et un orga- ne de chauffage (2) s'étendant sur toute sa longueur, organe destiné à vaporiser le liquide thermique, et d'autre part, par un collecteur commun supérieur de récupération des gaz incon- densables caractérisé par le fait que les moyens de chauffage (2) sont constitués par un ensemble monté de manière amovible à l'intérieur d'un conduit (3) à base d'un matériau conduc- teur de la chaleur, monté de manière étanche sur toute la longueur de la réserve (1) de liquide thermique, ledit ensem- ble comprenant un tube métallique (4), creux, autour duquel sont enroulées successivement une couche de matière isolante (5), au moins une résistance électrique (6) et une seconde couche de matière isolante de recouvrement (8), les dimensions de cet organe chauffant (2) étant telles que sa surface exter- ne soit en contact régulier avec la surface interne du conduit (3). 2/ Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par le fait que le tube (4) présente une certaine élasticité ra- diale. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élasticité radiale est obtenue en prévoyant des fentes (9) sur la périphérie du tube (4). 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé par le fait que l'ensemble (2) présente une section cir- culaire. / Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, carac- térisé par le fait que les couches de matière isolante (5),(8) sont à base d'un tissu de verre. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, carac- térisé par le fait que la résistance électrique (6) est revêtue d'une gaine isolante (7).