Brevet FR2571069A1 — publié le 19860404

Dispositif pour le traitement en continu par la vapeur de fibres textiles artificielles ou synthétiques à la sortie des machines de tréfilage d'un polymère de départ. Les fibres textiles artificielles ou synthétiques, à la sortie des machines de tréfilage ou des filières d'un polymère de départ, se présentent sous la forme d'un câble constitué par des milliers de filaments parallèles. Au moment de leur forma- tion, ces filaments subissent normalement des sollicitations thermiques et mécaniques qui exercent une influence sur la struc- ture moléculaire du produit et qui produisent dans ledit produit des réactions de signe opposé qui agissent négativement lors des phases successives de la filature des fibres et de l'utilisation des produits filés obtenus. I1 en résulte la nécessité d'un trai- tement tendant à supprimer les effets de ces sollicitations et donc à normaliser le produit avant de l'envoyer vers les étapes suivantes de son traitement. A cette fin, le câble de filaments provenant du poste de tréfilage est normalement soumis à un traitement à chaud au moyen d'unevaporisation destinée à normaliser le produit après son passage entre au moins deux rouleaux de compression et de fissuration. Actuellement, la vaporisation du câble de filaments peut être effectuée dans un autoclave par un procédé cyclique qui, de par sa nature, ne peut être qu'intermittent et qui ne peut pas être coordonné directement aux machines de formation du câble de filaments. Un tel procédé comporte en outre des temps morts importants et implique une notable consommation de vapeur avec la dépense énergétique qui en résulte. Par ailleurs, on a déjà proposé un système pour vaporiser en continu des fibres textiles artificielles ou synthétiques, qui consiste à recueillir le produit à la sortie des filières sur un transporteur pour le convoyer dans une chambre de trai- tement dans laquelle ledit produit, pendant qu'il se déplace, -2- est traversé par de la vapeur mise en circulation au moyen d'un aspirateur. Les caractéristiques de cette chambre, qui est sensi- blement à la pression atmosphérique, ne permettent pas toutefois d'atteindre et de maintenir des températures de traitement vrai- ment efficaces en donnant des résultats fiables et satisfaisants. Dans un tel cas, on observe également une grande consommation de vapeur qui entraîne une importante dépense en énergie et sur le plan économique, ce qui a un effet néfaste sur les coûts de traitement des fibres textiles, sans pour autant garantir l'issue favorable du traitement et éliminer les inconvénients pouvant sur- venir pendant l'usage pratique ultérieur des filés. La présente invention vise, pour sa part, à proposer un dispositif pour le traitement en continu par la vapeur, de fibres textiles, en particulier de fibres artificielles ou synthétiques provenant des machines de tréfilage d'un polymère de départ. Par conséquent, le but principal de la présente invention est de proposer un système de traitement en continu des fibres textiles par la vapeur qui soit d'un faible coût, d'un encombre- ment réduit, d'une installation et d'un entretien pratiques, et d'une efficacité et d'une fiabilité certaines, ainsi que doté de moyens permettant l'avancement mécanique positif du câble dans la chambre de traitement. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de vaporisation applicable directement à la sortie des filières en vue de la formation du câble de filaments, qui implique une faible consommation de vapeur et par conséquent présente une économie d'énergie appréciable et avantageuse, tout en permettant, par ailleurs de modifier les températures de traitement de la matière par simple réglage de la pression d'entrée et/ou d'échap- pement de la vapeur entrant et sortant de la chambre de traite- ment en forme de tunnel. Un autre but de l'invention est de proposer un disposi- tif permettant un traitement efficace en continu des fibres tex- tiles à des températures relativement élevées, en vue d'une nor- malisation correcte du produit avant son emploi aux stades sui- vants du traitement et afin de ne pas subir d'inconvénients au - 3 25 71069 -- 3 -- moment de l'utilisation ultérieure de la matière. A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour le traitement en continu par la vapeur d'un câble de fibres tex- tiles et pouvant être raccordé à la sortie des machines de tré- filage d'un polymère de départ, caractérisé par le fait qu'il comprend une chambre de traitement en forme de tunnel dans la- quelle avance la matière à traiter et au moins une chambre de chauffage qui entoure a chambre de traitement et qui est ali- mentée par de la vapeur sous pression afin de chauffer la ma- tière à traiter au moyen d'un échange thermique à travers leL parois de la chambre de traitement et au moyen d'un passage con- trôlé de vapeur d'une chambre a l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre se rapportant à une forme de réalisation. de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif et représentée sur les dessins ci-joints dans les- quels: - La figure 1 représente schématiquement une vue du dispo- sitif selon l'invention relié à une tête à rouleaux dans laquel- le passe le câble de filaments; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dis- positif de la figure 1; et - la figure 3 représente une partie du dispositif en coupe transversale. Sur le dessin, le numéro de référence 10 désigne un câble de filaments provenant des machines de tréfilae d'un polymère de départ et destinée a passer dans un prée-vaporisateur 11 et ensuite entre au moins deux rouleaux de compression 12 et dans un dispositif de fissuration 13 avant de transiter dans le dispositif de vaporisation 14 destiné au traitement de normalisation de la matière. Le dispositif de vaporisation 14 comprend en substance un corps intérieur 15 en acier inoxydable qui délimite une chambre de traitement en forme de tunnel 16 par laquelle transite la matière à traiter et un corps extérieur 17, également en acier - 4 - inoxydable, qui entoure le corps intérieur. Les deux corps 15, 17 définissent entre eux un espace annulaire subdivisé par des parois de séparation 18 (voir figure 3) en une chambre de distri- bution 19 alimentée par de la vapeur sous pression au moyen d'un ou de plusieurs conduits 20 et une deuxième chambre 21 de récep- tion et d'échappement de la vapeur à travers un ou plusieurs con- duits 22 comportant une soupape de contrôle 23. La chambre exté- rieure de distribution 19 communique avec la chambre de traite- ment en forme de tunnel 16 au moyen d'un certain nombre prédêter- miné, mais limité, de trous 24 pratiquée dans le corps intérieur ; de manière similaire, la deuxième chambre, extérieure, 21 communique avec la chambre de traitement 16 par des trous 25 dont le nombre et/ou le diamètre est supérieur à ceux qui mettent en communication la première chambre extérieure 19 et la chambre de traitement 16. Les deux corps intérieur 15 et extérieure 17, et de manière correspondante les chambres intérieure 16 et extérieu- res 19, 21, peuvent être de préférence de section carrée de di- mensions constantes sur toute leur longueur. Le corps extérieur 17 est en outre muni d'un revêtement thermo-isolant 17'. Le dispositif 14 est fixé au moyen de brides 26 à l'embouchure de sortie du dispositif de fissuration 13 de ma- nière que la matière passe sans aucune discontinuité dans la cham- bre de traitement 16 qui pourra également présenter, de manière avantageuse, une partie initiale nervurée 14'. L'extrémité de la chambre de traitement 16 qui se trouve la plus éloignée du dispositif de fissuration 13 se termi- ne par une partie 30 dont les parois sont très perforées et qui communique à sa périphérie avec une chambre de dégazage 31 séparée des chambres 19,21 entourant la chambre de traitement 16 et qui est munie d'au moins un conduit 32 d'évacuation de la vapeur. Une telle forme de réalisation permet et favorise la sortie de la va- peur et son éloignement de la matière à la fin du traitement de ladite matière et permet également d'utiliser avantageusement la vapeur ainsi séparée, et également celle qui provient des chambres - 5- 21 à travers les conduits d'échappement 22, pour alimenter le pré-vaporisateur 11 de la matière 10 placé en amont des rouleaux de compression 12, conformément au schéma représenté sur la figu- re 1 du dessin. Eventuellement, entre la chambre de traitement proprement dite 16 et la partie terminale de dégazage 30, il peut être prévu un tronçon de chambre, non représenté, dans lequel peut avoir lieu un chauffage enthalpique de la matière au moyen de la vapeur qui circule dans une chambre extérieure. io Dans tous les cas, le long de la chambre de traite- ment 16, sont prévus également des moyens entraînant l'avance mé- canique positive du câble dans la chambre elle-même. Ces moyens (voir figure 1) sont constitués de préférence par une paire de rouleaux motorisés 33 supportés à l'intérieur d'un boîtier étan- che à la vapeur et intercalé sur la longueur de la chambre 16 et des chambres extérieures 19,21 correspondantes. Les rouleaux 33 sont orientés transversalement par rapport au câble de matière 10 et leurs surfaces sont ondulées ou dentées. Ces rouleaux 33 sont en outre associés à deux buses 34 destinées à l'apport de jets de vapeur orientés tangentiellement sur les parties en saillie des- dits rouleaux et destinés à détacher les filaments qui ont tendan- ce à adhérer aux rouleaux. Ainsi, on évite donc que les filaments soient pris par les rouleaux et entraînés en rotation avec le ris- que d'engorgement qui en résulte, et ceci contribue par ailleurs à maintenir compact et uniforme le câble de matière qui transite dans la chambre 16. A l'extrémité libre du dispositif ou en aval de la partie de dégazage 30, 31, est enfin prévue une seconde pai- re de rouleaux rotatifs 35 pour l'entraînement de la matière et son convoyage sur un transporteur d'évacuation 36. La seconde paire de rouleaux 35 commence à tourner lorsque la pressiondans la chambre de traitement à atteint la va- leur prédéterminée. La rotation des deux paires de rouleaux 33 et et la vitesse du transporteur sont, d'autre part, synchronisées avec la rotation des rouleaux de compression 12 qui forment le câble, au moyen d'un détecteur de vitesse associé au moteur des rouleaux de compression et destiné à contrOler les moteurs de commande desdites paires de rouleaux d'entraînement ainsi que du transporteur. En pratique, la vapeur qui entre dans la chambre extérieure 19 du dispositif dont la pression et donc la tempéra- ture est prédéterminée, passe et se répartit à travers les trous 24 dans la chambre de traitement 16 en vue de vaporiser la matiè- re qui avance progressivement dans cette chambre. La vapeur, après avoir traversé la matière pour la traiter, passe à travers les trous 25 dans la chambre extérieure d'échappement 21. Les paires de rouleaux d'entraînement, en particulier la paire 35 à la sortie du dispositif, en agissant sur le càble de matière, interdisent les sorties accidentelles ainsi que la dispersion de la vapeur et permettent de retenir la matière à l'intérieur de la chambre pen- dant le temps nécessaire et dans les conditions de pression sou- haitées. Les conditions de pression dans la chambre de trai- tement 16 peuvent d'ailleurs être régulées selon le type de matiè- re traité et l'intensité du traitement, en faisant varier de manière appropriée la différence entre les pressions présentées par la vapeur à l'entrée de la chambre de disttibution 19 et à la sortie de la chambre d'échappement 21 ou plus simplement à la sor- tie afin de réguler de manière correspondante les températures de traitement de manière simple et commode, le tout étant à l'avanta- ge de l'efficacité et de la polyvalence du dispositif. 257t069 - 7 - REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le traitement en continu par la vapeur d'un câble de fibres textiles et pouvant être raccordé à la sortie des machines de tréfilage d'un polymère de départ, caractérisé par le fait qu'il comprend une chambre de traitement en forme de tunnel (16) dans laquelle avance la matière à traiter et au moins une chambre de chauffage (19, 21) qui entoure la chambre de traitement et qui est alimentée par de la vapeur sous pression afin de chauffer la matière à traiter au moyen d'un échange thermique à travers les parois de la chambre de traitement et au moyen d'un passage contrôlé de vapeur d'une chambre à l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à l'extérieur de la chambre de traitement en forme de tunnel (16) sont prévues une première chambre (19) qui communique avec ladite chambre de traitement (16) par une multitude de trous (24) pour la distribution de la vapeur dans la matière à traiter, et une deuxième chambre (21) qui communique également avec ladite chambre de traitement (16) par une multitude de trous (25) destinés à recueillir et à évacuer la vapeur qui a traversé la matière dans la chambre de traitement, et par le fait qu'il comprend des moyens (33, 35) destinés à un déplacement mécanique de la matière à l'intérieur et à la sortie de la chambre de traitement (16) et à fermer ladite chambre afin d'y maintenir la pression de traitement. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la première chambre de distribution de la vapeur (19) et la deuxième chambre de collecte et d'évacua- tion de la vapeur (21) sont séparées l'une de l'autre et entourent ensemble la chambre de traitement en forme de tunnel (16),et par le fait que la chambre de collecte et d'évacuation de la vapeur (21) communique avec la chambre de traitement (16) au moyen de trous (24) dont le nombre 257i069 et/ou le diamètre est supérieur à celui des trous (25) qui réalisent une communication de distribution avec ladite chambre de traitement. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens destinés au déplacement mécanique de la matière dans la chambre de traitement 1I6) comprennent une première paire de rouleaux rotatifs d'entraînement (33) prévue dans la partie intermédiaire de ladite chambre (16) et une deuxième paire de rouleaux rotatifs (35) prévue à la sortie du dispositif, la première paire de rouleaux (33) étant associée à des buses (34) destinées à envoyer des jets de vapeur tangentiellement sur les parties des rouleaux engages sur la matière, la rotation des deux paires de rouleaux (33, 35) étant synchronisée avec la vitesse à laquelle se forme le câble de matière à traiter. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'entre la chambre de traitement (16) et la deuxième paire de rouleaux (35) à la sortie du dispositif, est prévue une chambre de dégazage (31) qui communique par des trous avec la dernière partie (30) de ladite chambre de traitement pour que la vapeur sorte de la matière. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'entre la chambre de traitement (16) et la chambre de dégazage (31) est prévue également une chambre pour un traitement enthalpique de la matière après sa vaporisation dans la chambre de traitement (16). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, carac- térisé par le fait que la chambre de collecte de la vapeur (21) et la chambre de dégazage (31) sont reliées à une chambre (11) de prévaporisation du câble de matière avant son entrée dans la chambre de traitement. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la chambre de traitement (16) et les chambres de distribution de la vapeur (19), de collecte et d'évacuation de la vapeur -9- (21) et de dégazage (31) sont constituées d'éléments tubulaires et sont munies de moyens pour réguler la différence de pression entre la chambre de distribution de la vapeur (19) et la chambre de collecte et d'évacuation de la vapeur (21), afin de pouvoir modifier la température de traitement de la matière.