Brevet FR2496717A1 — publié le 19820625

La présente invention se rapporte à un procédé pour transporter un fil flexible au moyen d'un gaz sous pression, en particulier pour insérer une trame dans la foule d'un métier à tisser, en appliquantun injecteur du type comprenant une chambre connectée à une source du gaz sous pression, un premier canal qui s'étend à partir de la chambre pour un écoulement de gaz primaire, un second canal qui se confond avec le premier canal, o le fil à transporter est amené avec un écoulement d'air secondaire, etun troisième canal o les deux écoulements après s'être rejoints, sont combinés en un seul écoulement de gaz qui prend le fil à transporter. Dans le procédé connu jusqu'à maintenant, et qui s'applique aux métiers à tisser pneumatiques modernes, on utilise généralement des injecteurs dont le troisième canal, également indiqué par " tube de mélange " a une aire en coupe transversale constante. En vue d'économiser la consommation de l'air autant que possible, le diamètre du tube de mélange est généraement diminué. Par ailleurs, un petit diamètre du tube de mélange présente l'avantage que le trajet du mouvement suivi par le fil transporté s'écarte relativement peu d'un trajet moyen et prédéterminé de transport, ainsi l'injecteur peut présenter, avec une grande certitude, un fil dans une zone relativement limitée à l'entrée de la foule du métier à tisser. La présente invention a pour but d'améliorer le procédé accompli jusqu'à maintenant de façon qu'avec une pression donnée et une consommation donnée d'air, la force impartie par le gaz en écoulement au fil à transpor- ter dans la direction du transport, soit accrue avec ain- si une amélioration de son effet. Selon l'invention, on suppose que la force F impartie par le gaz en écoulement au fil, peut être considérée comme étant directement proportionnelle à a) la longueur le long de laquelle le fil est en contact avec le gaz en écoulement; b) La densité du gaz en écoulement; et c) le carré, au moins un exposant essentiellement supérieur à 1, deJa vitesse du gaz en écoulement. Une idée évidente consisterait à augmenter la longueur du tube de mélange. Cependant, dans un tube cylin- drique de mélange, la vitesse du gaz en écoulement, en regardant dans la direction de l'axe, n'est pas partout la même. Par conséquent, on doit faire la distinction entre: I. l'application d'un injecteur qui ne permet que la production d'un écoulement subsonique de l'écoule- ment de gaz combiné de transport et Il. l'application d'un injecteur qui permet, selJnlapression utilisée, l'établissement d'un écoulement supersonique de l'écoulement combiné de gaz de transport. Dans le premier cas, comme dans le second cas tant que la pression utilisée est irop faible pour arriver réellement à un écoulement supersonique, une diminution de pression se produira dans la direction du transport sous l'influence du frottement subi par le gaz en écoulement de la paroi du tube de mélange (cylindrique) qui produit simultanément une diminution de densité. Comme avec un écoulement stationnaire, une quantité de masse identique s'écoule à travers chaque coupe transversale, la vitesse dans le tube cylindrique de mélange doit être inversement proportionnelle à la densité. Cela implique que la vitesse soit au maximum à l'extrémité de sortie du tube. Si la pression d'alimentation est accrue, la vitesse augmente initialement jusqu'à ce qut à une valeur prédéterminée de cette pressionla vitesse du son soit atteinte à la fin du tube de mélange. Si la pression d'ali- mentation est encore accrue, cette vitesse ne peut être pi-b amplement accrue, mais seule la densité augmentera. Il s'ensuit des considérations ci-dessus des facteurs déterminant la valeur de la force impartie à un fil, que la plus forte contribution à cette force est donnée à l'extrémité de sortie du tube de mélange. Une prolongation du tube de mélange aura de moins en moins d'effet caràla contribution s'ajoute au côté o la vitesse est au minimum. En même temps, avec une chute de pression égale, il y aura moins de gaz s'écoulant à travers le tube, ainsi la densité le long de toute la longueur sera plus faiLe que celle pouvant être réalisée avec un tube plus court. Ainsi, on aura une contribution plus faible de la force par unité de longueur. La présente invention propose maintenant d'utilisei dans le cas du transport d'un fil dans un écoulement de gaz subsonique, un injecteur o le canal pour lWcoulement de gaz combiné est construit de façon que le rapport de la coupe transversale et de l'écoulement de la quantité de la masse en regardant dans la direction de l'écoule- ment, augmente de façon qu'en chaque point du trajet d'écoulement à travers le tube de mélnge, la perte de densité par suite du frottement soit, au moins approximati- vement, compenséepar la plus grande coupe transversale Cela signifie que la vitesse reste constante sar toute la longueur du troisième canal ( tube de mélange) et qu'il est devenu possible d'atteindre la valeur maximum (c'est-à-dire la vitesse du son) sur toute la longueur du troisième canal. La force impartie par l'écoulement combiné de gaz au fil augmente de façon correspondante parce que cette force est proportionnelle au carré de la vitesse, qui a été accrue par suite de la mesure selon l'invention, tandis que la densité ne fait que diminuer linéairement. Il faut noter que l'application de l'idée selon l'invention conduit à des constructions dutube de mélange o l'augmentation de la coupe transversale par unité de longueur est relativement faible. En exprimant la diminu- tion de l'angle conique,le degré dont un tube construit selon l'invention " s'élargit coniquement" variera, selon la pression d'alimentation utilisée et la longueur du tube, entre une fraction d'un degré jusqu'à un maximum de l'ordre d'un degré. Un injecteur construit selon l'invention diffère clairement des injecteurs connus ayant des tubes de mélange s'élargissant de façon conique, oh un angle de conicité essentiellement plus important (50 et plus) de la paroi du tube de mélange est utilisé. Dans le second cas avec une pression d'alimenta- tion suffisamment élevée, les vitesses supersoniques sont atteintes dans l'écoulement de gaz primaire. Dans ce cas, l'injecteur utilisé a, en amont du point de fusion des premier et second canaux, un rétrécissement suivi d'une certaine augmentation de coupe transversale. Un tel injectew est par exemple connu en lui-même, du brevet hollandais NO 144.672. De même avec cet injecteur connu, cependant, on utilise un tube cylindrique de mélange. Là vitesse qui se produit à la gorge ( c'est à-dire le point de fusion des premier et second canaux) doit être suffisamment fortement supersonique afin dobtenir que la'vitesse, après mélange avec l'écoulement d'air secondaire- aspiré avec le fil soit toujours supersonique. Ensuite, la vitesse diminuera rapidement par suite du frottement le long de la paroi du tube cylindrique de mélange. Cela signifie que l'écoulement supersonique peut étremaintenu dans l'injecteur supersonique connu - uniquement sur une longueur très limitée, et ensuite cet écoulementpar un choc, passe à un écoulement subsonique. Si la vitesse initiale, après la gamme de mélange, est par exemple de 1,5 fois la vitesse du son, cette longueur sera au maximum de 10 à 15 fois le diamètre du tube de mélange et à deux fois la vitesse du son, elle sera de 20 à 30 fois le diamètre du tube de mélange. La réalisation de vitesses encore supérieures ne semble pas 'être très réaliste, car la pression de l'alimentation en gaz de transport nécessaire augmente très rapidement au- dessus des valeurs de 7 à 8 bars utilisées actuellement. LapXésente invention a pour but d'atteindre un cas d'un transport de fil dans un écoulement de gaz supersonique en utilisant un injecteur ayant un troisième canal construit de façon que la diminution de vitesse qui est imminente du fait du frottement, soit compensée au moins à peu près, par une coupe transversale graduelle- ment croissante de ce canal. La mesure selon l'invention permet d'utiliser un injecteur ot une vitesse supersonique modérée ( environ le double de la vitesse du son) peut être réalisée qui alors, contrairement à la construction connue, peut être maintenue sur une longueur bien plus importante, en par- ticulier sur toute la longueur du troisième canal. Ainsi, la force impartie au fil à transporter, qui est proportion- nelle au carré de la vitesse du gaz de transport, est considérablement accrue. Elle s'applique également au second cas o l'application de la mesure selon l'invention conduit à un troisième canal (tube de mélange) ayant un angle de conicité qui ne dépasse pas l'ordre de un degré. La présente invention se rapporte de même à un injecteur adapté à une., utilisation avec le procédé selon l'invention. Cet injecteur est du type comprenant une chambre connectée à une source de gaz sous pression, un premier canal qui s'étend de cette chambre pour un écou- lement de gaz primaire, un second canal qui se confond avec leiremier canal, o le fil à transporter est amené en même temps que l'écoulement d'air secondaire, et un troisième canal o les ébx écoulements après s'être joints, sont combinés en un seul écoulement de gaz entraînant le fil à transporter, et il est caractérisé selon l'invention en ce que le troisième canal a, en regardant dans la direc- tion du transport, une coupe transversale graduellement croissante, c'est à dire selon un angle de conicité entre une fraction d'un degré, et l'ordre d'un seul degré. Comme on l'aura noté ci-dessus, le présent cas traite particulièrement des injecteurs ayant un tube de mélange, dont la coupe transversale (moyenne) est aussi petite que possible. La consommation d'air est alors minimale, tandis qu'an fil de trame inséré par un injecteur ayant un tube de mélange étroit de façon semblable a une très bonne stabilité de direction, c'est à dire est présenté à une très grande certitude dans une zone très limitée à l'entrée de la foule. Afin de maintenir la surface circonférentielle interne du tube de mélange et ainsi les pertes de frottement de l'écoulemnt de gaz de transport se déplaçant le long de cette surface à une valeur aussi faible que possible, on utilisera de préférence un tube de mélange ayant une coupe transversale circulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, la coupe transversale circulaire du troisième canal, qui s'élargit graduellement dans la direction du transport, est déformée de façon qu'à son extrémité de sortie, la coupe transversale de sortie soit rétrécie au moins dans une direction, l'air en coupe transversale totale en ce point n'étant cependant pas essentiellement diminuée. Par cette mesure, la stabilité de direction des fils transportés est accrue, au moins dans une direction, c'est à dire dans la direction dans laquelle la section- du tube de mélange se rétrécit, et elle est au moins aussi importante qu'avec un injecteur ayant une consommation comparable d'air, dont le troisième canal est cylindrique. Cette mesure est basée sur la reconnaissance que la distance dont le fil de trame peut s'écarter au maximum par rapport au trajet idéal le long de l'axe du tube de mélange, dans la direction perpendiculaire au plan des fils de chaine ( c'est à dire perpendiculaire au mouvement du peigne) constitue le point critique en ce qui concerne la stabilité directionnelle du fil. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaî- tront plus clairement au cours de la description explicati- ve qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes cbaibisndm!Irirbl ondt cr lesqueb: - la figure 1 montre une vue en coupe transversaIe à travers un injecteur selon l'invention, permettant de produire un écoulement de gaz de transport subsonique; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale faite à travers un injecteur selon l'invention, qui est approprié à la production d'un écoulement de gaz de transport supersonique; - la figure 3 est une vue en perspective d'une partie d'un peigne délimitant un tunnel de transport pour les fils de trame, et de l'extrémité du tube de mélange dt un injecteur selon l'invention; -les figure 4 A et 4B montrent deux modifications de la forme en coupe transversale extrême du tube de mélange selon la figure 3. L'injecteur tel que représenté sur la figure 1 est principalement d'une construction connue. Le repèrel indique une pièce 'entrée pourvue d'un canal central 2 pour la transmission du fil à transporter. La pièce d'entrée 1 stétend avec son extrémité la située en aval dans la première extrémité du tube de mélange qui est indiqué en 3. La pièce d'entrée 1 et le tube de mélange 3 sont maintenus ensemble et mutuellement centrés par un logement 4 qui renferme ces deux pièces. Le logement 4 délimite une chambre annulaire 5 autour de la pièce d'entrée àlaqieLlepeut être amené, en 6, le gaz de transport sous pression ( tel que de l'air sous pression). Le tube de mélange lui-même est constitué par la partie du tube 3 qui se trouve à la droite de la "gorge-", c'est à dire à la droite du point o la pièce interne 1 se termine, o l'écoulement d'air secondaire entrainé à tra- vers le canal central 2 par le fil à transporter se confond avec l'écoulement du gaz de transport. La partie du tube 3 qui est situé à la gauche de cette gorge constitue un adapteur 3'qi, avec l'extrémité lade la pièce d'entrée, délimite un canal annulaire 7 dont la coupe transversale diminue dans la direction du transport. Ce canal communi- que avec la chambre 5 par des ouverutres 8 dans un collier 9 de la pièce centrée Le tube de mébnge lui-même a un canal de mélange et de transport 10 qui est situé dans le prolongement du canal central d'alimentation en fil 2. Selon l'invention, la coupe transversale du canal 10 augmente graduellement dans la direction du transport. Ainsi, avec un canal ayant une coupe transversale circulaire, le diamètre peut graduellement augmenter d'une valeur de 3 mm à une valeur de 3,5 mm à 4mm, avec une longueur du tube de mélange égale à dix à cent fois son diamètre.Cela signifie un angle de conicité entre environ 0,C5et environ 10. L'injecteur selon la figure 2, pour une partie importante, correspond à celui de la figure 1.Les parties correspondantes sont par conséquent indiquées, pour la rapidité de la description, par des repères identiques à ceux de la figure 1. Contrairement au mode de réalisation de la figure 1, le canal annulaire 7 a, dans le mode de réalisation selon la figure 2, un rétrécissement 7a qui est espacé à la gauche de la "gorge". Cela signifie que si une pression d'alimen- tation du gaz de transport est utilisée de façon qu'à la position de ce rétrécissement 7a, la vitesse du son soit atteinte, une autre augmentation de cette vitesse peut avoir lieu par suite de la dilatation qui se produitdans la partie de canal à la droite du rétrécissement 7a. Bien entendu, cela ne peut se produire que si la quantité d'air secondaire qui est aspiré en même temps que le fil par le canal Z n'est pas trop importante par rapport à la quanti- té de gaz de transport. En partant d'une quantité prédéter- minée de gaz de transport, par conséquent, la coupe transversale du canal 2 est délimitée à un maximum. L'écou- lement de gaz de transport se mélangeant dans la première partie du tubede mélange lui-même à l'écoulement d'air secondaire amené parlae canal 2, atteint ainsi un caractère supersonique. Selon l'invention, ce caractère supersonique peut êtremaintenu le long du restant du tube de mélange parce que que le canal 10 de mélange et de transport qui est situé dans le prolongement du canal d'alimentation en fil, 2, a une coupe transversale graduellement croissante en regardant dans la direction de l'écoulement. Ainsi, les pertes par frottement pouvant conduireavec une forme cylindrique du tube de mélange,à une diminution rapide de la vitesse du gaz de transport, sont compensées par l'aug- mentation de la coupe transversale dans la direction d'écoulement. Comme la force impartie au fil est proportionnelle au carré de la vitesse du gaz de transport, cela signifie que du fait de l'invention, l'effet favorable du caractère supersonique de l'écoulement du gaz de transport est expldté sur toute l'étendue du tube de mélange. Lepeigne 11 représenté sur la figure 3 se compose d'une façon connue, de lamelles contourées lia qui délimi- tent ensemble un canal de transport ou tunnel de transport 12, ouvert à un côté longitudinal, pour les fils de trame à insérer dans la foule du métier à tisser qui n'est pas plus amplement représenté. Pendant le fonctionnement, le peigne a un mouvement alternatif dans la direction de la flèche I. Le repère 13 désigne l'extrémité d'évacuation du tube de mélange de l'injecteur. La forme en coupe transversale de l'extrémité du tube de mélange présente des changementscomme on peut le voir dans la directionII de transport du fil, d'un cercle à une forme plus aplatie à l'extrémité d'évacuation ou de décharge du tube de mélange qui est située opposée à la coupe transversale d'entrée du tunnel 12. L'axelongitudinal de la coupe transversale d'évacuation se trouve ainsi sensiblement dans la direction du mouvement du peigne ( c'est à dire sensiblement parallèle au plan des fils de chaîne qui ne sont pas plus amplement représentés). La transition ou changement est tel que l'aire en coupe transversale reste au moins sensiblement constante vers l'extrémité d'évacuation. En se référant à un mode de réalisation ayant une coupe transversale extrême circulaire, le tube de mélange du mode de réalisation selon la figure 3 a une plus faible hauteur h' à l'extrémité d'évacuation. Il est clair qu'ainsi la certitude qu'un fil quittant le tube de mélange sera attrapé dans la hauteur H du tunnel de trans- port 12 est essentiellement accrue. Les figures 4A et 4B montrent finalement deux modes de réalisation d'une coupe transversale d'évacuation d'un tube de mélange qui est assemblé à partir d'une coupe transversale 14 formant âme ayant quatre protubé- rances 14a et 14b qui s'étendent dans une direction radiale respectivement. La circonférence de la partie non déformée du tube de mélange est illustrée en pointillés. il R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé pour transporter un fil flexible au moyen d'un écoulement subsonique d'un gaz sous pression, en particulier pour insérer une trame dans la foule d'un métier à tisser, en appliquant un injecteur du type comprenant une chambre reliée à une source de gaz sous pression, un premier canal s'étendant à partir de ladite chambre pour un écoulement de gaz primaire, un second canal o ledit fil est amené en même temps avec un écoulement d'air secondaire, et un troisième canal o les deux écoulements après s'être rejoints, se combinent - en un seul écoulement de gaz entraînant le fil à transpor- ter, caractérisé en ce qu'on utilise un injecteur dans lequel le canal pour l'écoulement de gaz combiné est construit de façon que le rapport de la coupe transversale de l'écoulement en quantité massique en regardant dans la direction d'écoulement augmente de façon que dans chaque point du trajet d'écoulement à travers le tube de mélange, la perte decbnsité par suite du frottement soit au moins à peu près compensée par la plus grande coupe transversale. 2. Procédé pour transporter un fil flexible au moyen d'un écoulement supersonique d'un gaz sous pression, en articulier pour insérer une trame dans la foule d'un métier à tisser, en appliquat. un injecteur du type compre- nant une chambre connectée à une source de gaz sous pression, un premier canal qui s'étend de ladite chambre pour un écoulement de gaz primaire, un second canal qui se confond avec ledit premier canal, o le fil à transporter est amené avec un écoulement d'air secondaire, un troisième canal o lesdits écoulements après s'être rejoints, se combinent en un seul écoulement de gaz en maintenant le fil à transporter, avec, en amont du point de fusion des premier et second canaux, un rétrécissement suivi d'une certaine augmentation de coupe transversale, caractérisé 3,5 en ce qu' on utilise un injecteurqrrtiuntroisième canal construit de façon que la diminution de vitesse due au frottement soit compensée, au moins approximativement, par une coupe transversale graduellement croissante dudit canal. 3. Injecteur à utiliser avec le procédé selon la revendication 1,du type comprenant une chambre connec- tée à une source de gaz sous pression, un premier canal qui s'étend de ladite chambrepDur un écoulement de gaz primaire, un second canal, o le fil à transporter est amené en même temps qV' un écoulement d'air secondaire, et un troisième canal o lesdits écoulements, après s'être rejoints, se combinent en un seul écoulement de gaz entraînant le fil à transporter, caractérisé en ce queledit troisième canal (10) a, en regardant dans la direction de transport, une coupe transversale graduellement croissante, c'est à dire selon un angle de conicité entre une fraction d'un degré et l'ordre d'un seul degré. 4. Injecteur à utiliser avec le procédé selon la revendication 2, du type comportant une chambre connec- tée à une source de gaz sous pression, un premier canal s'étendant de ladite chambre pour un écoulement de gaz primaire, un second canal se confondant avec ledit premier canal, o le fil à transporter est amené en même temps qu'un écoulement d'air secondaire, et un troisième canal o lesdits écoulements après s'être rejoints, se combinent en un seul écoulement gazeux entratnant le fil à transpor- teravecaannt du point de fusion desdits premier et second canaux, un rétrécissement suivi d'une certaine augmentation de coupe transversale, caractérisé en ce que ledit troisième canal (10) a, en regardant dans la direction de transport, une coupe transversale graduelkient croissante, c'est-à-- dire selon un angle de conicité entre une fraction d'un degré et l'ordre d'un seul degré. 5. Injecteur selon quelconque des revendications 3 ou 4,&caractérisé en ce que la coupe transversale du troisième canal (10) précité qui s'élargit graduellement dans la direction de transport, se déforme de façon qu'à son extrémité de sortie, la coupe transversale soit rétrécie au moins dans une direction,l'aire en coupe transversale totale en ce point n'étant cependant pas essentiellement diminuée. 6. Injecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le troisième canal précité est déformé à son extrémité de sortie de façon que la coupe transversale de sortie soit constituée d'une coupe transversale d'âme (14) ayant un certain nombre de protubérances (14a, 14b) qui s'en étendent en direction radiale.