Brevet FR2613731A1 — publié le 19881014

L'invention se rapporte à une machine Dour épurer et ouvrir un produit fibreux Drésenté sous la forme de flo- cons, par exemple, un produit fibreux naturel et/ou synthéti- que et, équivalent, machine dans laquelle le produit fibreux parcourt un dispositif d'introduction, par exemple, un rou- leau d'introduction qui coopère avec un aucet, ou une paire de rouleaux d'introduction et, ensuite, un dispositif ouvreur, par exemple, un rouleau ouvreur équipé d'un dispositif épura- teur, après quoi le produit est envoyé à la machine de trans- formation. Dans les machines D'épuration qui sont utilisées dans la phase de préparation du produit à filer, on doit dis- tinauer entre ce au'on anppelle les machines d'épuration ini- tiale cui sont utilisées pour epurer le produit à filer brut, par exemple, le coton brut avant la confection des balles né- cessaires pour la vente, et les machines d'épuration, qui sont utilisées dans le processus de réparation pour le tra- vail du produit à filer, en amont ou éventuellement aussi en aval de la carde, c'est-à-dire après cue le roduit brut des balles a été démêlé. Dans les machines d'épuration du cenre cité en dernier, on utilise des dispositifs d'épuration et d'ouverture, dans lesquels le dispositif d'introduction, oar exemple une paire de rouleaux d'introduction, coopère direc- tement avec le rouleau ouvreur, à côté duquel se trouve un dispositif d'épuration, présentant la forme d'une grille de lames ou équivalent, cependant que, sur le côté qui est à l'opposé de la grille de lames, est disposé un dispositif d'aspiration qui aspire le produit épuré. Le taux d'épura- tion obtenu avec ces dispositifs laisse encore à désirer, en particulier, les particules de déchets sont plus ou moins broyvées pendant le processus de nettoyage. Il est impossible ou difficilement possible de séparer ces particules broyées dans le processus de transformation ultérieur. Dans le premier type de dispositif d'épuration pour produits à filer bruts, il est connu d'interposer, en- tre le dispositif d'introduction et le rouleau ouvreur pour- vu d'un dispositif d'épuration, un rouleau intermédiaire qui coopère avec une macire d'épuration, par exemple, une grille de lames. Ici, l'agencement est tel que le rouleau intermédiaire et le rouleau ouvreur présentent à peu près le même diamètre, et la différence de vitesse entre les deux rouleaux est relativement faible, ce qui conduisait à des difficultés lors de la transmission du produit fibreux au rouleau ouvreur. Pour maintenir la garniture du rouleau in- termédiaire, sur le côté de retour de ce dernier, aussi li- bre que possible de fibres ou équivalents, il est prévu, d'une part, une tôle déflectrice servant à transmettre le courant de fibres d'un rouleau à l'autre rouleau. D'autre part, en aval du déflecteur, se trouve encore un disoositif aspirateur qui élimine les fibres restantes de la garniture du rouleau. Dans cette construction, le problème du trans- fert des fibres du rouleau intermédiaire au rouleau ouvreur n'est pas parfaitement résolu. Le but de l'invention est de créer une machine d'épuration et d'ouverture avec laquelle il soit possible d'effectuer une ouverture fine du produit fibreux avec un taux élevé d'épuration et un grand débit de production, sans que ceci ne soit compensé par une détérioration des fibres. L'invention se caractérise, dans la machine déjà connue, par le fait qu'entre le dispositif d'introduction et le dispositif ouvreur, est interposé au moins un rouleau intermédiaire d'un diamètre relativement petit et tournant à plus grande vitesse que le rouleau ou les rouleaux du dis- positif d'introduction. Le rouleau intermédiaire sert à ac- célérer les fibres et doit présenter un diamètre inférieur à 400 mm, de préférence d'environ 100 à 250 mm, et la vites- se circonférentielle de ce rouleau accélérateur doit être au moins supérieure à 600 m/minute, de préférence de l'or- dre de 2100 m/minute. Le rapport de la vitesse circonférentielle du rou- leau accélérateur à celle du rouleau ouvreur est encore augmente et peut être de 1: 1 1/3, de préférence de 1:2 ou plus. Cette configuration de la machine d'épuration et d'ouverture, permet de réunir des avantages essentiels. Grace au rouleau intermédiaire, on obtient une plus grande force centrifuge dans la zone d'épuration correspondante et également lors du transfert du courant de fibres du rou- leau intermédiaire au rouleau d'ouverture, lequel de son côté, tourne à une vitesse circonférentielle encore plus grande. Une plus grande vitesse des fibres au niveau du groupe d'épuration conduit à une épuration et une ouverture améliorées, sans au'il ne se produise de détérioration de fibres, et ceci non seulement pour le coton, pour lequel on obtient un très haut degré d'épuration, mais aussi pour les déchets, mélanges de fibres et aussi pour les fibres synthé- tiques seules. On obtient une ouverture fine et une épuration polyvalentes, sans qu'il soit nécessaire de procéder à de grandes modifications sur le groupDe. L'accroissenent étagé des vitesses circonférentielles jusqu'au rouleau d'ouverture, qui est obtenu par l'interposition d'un ou plusieurs rou- leau(x) intermédiaire(s), aarantit l'obtention du haut taux d'épuration sans détérioration des fibres. Par ailleurs, il est possibile d'extraire et de séparer du produit fibreux les particules étranqères, par exemple, des particules de cosses, ou équivalents, sans que ces particules ne subissent de fragmentation, de sorte qu'il ne risque pas de se former de petites particules étrangères qu'il serait ensuite impos- sible ou plus difficile d'éliminer du Droduit fibreux. Les résidus qui sont séparés sur le rouleau intermédiaire ou sur les rouleaux intermédiaires et sur le rouleau ouvreur sont en principe différents, de sorte que l'on peut parler d'une classification automatique de la nature des résidus. La pro- portion des déchets contenus dans la matière séparée sur le rouleau accélérateur est tellement grande que ce résidu n'est pratiquement pas utilisable, c'est-à-dire qu'il ne vaut pas la peine de récupérer les fibres du résidu que dans un petit nombre de cas. Au contraire, le résidu débité par le dispositif épurateur au niveau du rouleau ouvreur est réutilisable. On peut procéder à une récuDération des fibres contenues dans ce résidu. Ceci a pour conséquence que les résidus obtenus sur le ou les rouleau(x) intermédiai- re(s) et les résidus obtenus sur le rculeareur peuvent, non seu- lement être évacués séparément, mais en outre maintenus sépa- rés jusqu'à l'évacuation définitive. Il est également possi- ble de réaliser une évacuation commune. Avec l'ensemble de la machine, on peut obtenir des débits de production qui sont très supérieurs à environ 200 kg par heure sans préjudi- ce des avantages précités. Au niveau du rouleau ouvreur, peut être agencé un dispositif aspirateur orienté tangentiellement pour le cou- rant de fibres, dispositif qui est constitué par un raccord reliant la longueur du rouleau ouvreur et un tuyau d'aspira- tion qui est, par exemple, de section circulaire. Dans cet- te construction, il est avantageux que la partie inférieure du raccord déborde au-delà de la longueur du rouleau ouvreur, c'est-à-dire que l'air puisse pénétrer par des entrées laté- rales. La quantité d'air entrant en supplément évite la tur- bulence dans le raccord. On peut aussi obtenir ce résultat avec une introduction d'air plus simple, telle qu'une ouver- ture de la paroi du bâti, un. tuyau ou équivalent. Le raccord ou élément de raccordement est avanta- geusement d'une forme - en section - telle qu'il présente une partie d'arrivée qui se rétrécit en tuyère et une partie d'évacuation qui s'élargit en tuyère. On obtient, de cette façon, un écoulement exempt de turbulence lorsque le raccord présente, à la suite du rouleau ouvreur, une partie de rac- cordement possédant des parois qui s'étendent parallèlement. Il est par ailleurs avantageux de combiner la ma- chine d'épuration et d'ouverture à un disDositif d'alimenta- tion, le dispositif épurateur étant immédiatement précédé d'un dispositif d'alimentation dans lequel le produit fi- breux est introduit par un dispositif d'introduction, et ou- vert par un dispositif d'ouverture, par exemple, un rouleau batteur ou un rouleau ouvreur et comprimé dans un conduit vertical, dans une mesure réglable au moyen d!un flux d'air, puis évacué en continu par des rouleaux extracteurs, le voi- le de fibres sortant peut être envoyé par une goulotte à la machine combinée d'ouverture et d'épuration. De cette façon, on peut obtenir un dosage et un bon contrôle du débit du courant de fibres qu'il s'agit d'envoyer au dispositif épu- rateur ou équivalent. D'autres caractéristiques et avantaaes de l'in- vention apparaîtront, au cours de la description qui va sui- vre. Aux dessins annexes, donnés uniauement à titre d'exem- ple: - la Fig. 1 représente une machine d'épuration et d'ou- 1C verture selon l'invention, par une vue en élévation schéma- tique, - la Fic. 2 représente schématiquement et à plus gran- de échelle un détail de la machine d'épuration de la Fig. 1, - la Fig. 3 représente schématiauement en coupe la con- figuration du conduit d'aspiration qui s'étend tangentielle- ment au rouleau ouvreur, - la Fig. 4 est une coupe selon la liane IV-IV de la Fia. 3, - la Fig. 5 représente une autre forme de réalisation du dispositif épurateur selon l'invention, en combinaison avec un dispositif d'alimentation, par une vue en élévation schématique. La machine d'épuration et d'ouverture 1 comprend un carter 2 dans lequel sont montés un dispositif d'intro-- duction 3, un rouleau intermédiaire 4 et un rouleau ouvreur , l'entraînement pouvant être assuré par un moteur 6 et par des organes de transmission appropriés. Le dispositif d'introduction représenté est constitué par un rouleau d'in- troduction réglable 8, qui coopère avec une tôle en auget 9 qui est montée réglable sur une traverse 10. Le rouleau in- termédiaire 4 cooDère avec un dispositif épurateur 12 qui peut être composé d'une lame 13 ou de plusieurs lames qui se succèdent. Par ailleurs, il meut être prévu une barre transversale 14 pour le réglage du débit à acheminer au dispositif à lames 13, la distance d'écartement de la barre transversale 14 par rapport à la surface circonférentielle du rouleau intermédiaire 4 pouvant être réglée. Au droit du rouleau ouvreur 5, peuvent être agen- cés deux ou plus de deux autres dispositifs épurateurs 16 et 17 qui sont de préférence espacés l'un de l'autre par un élément cardeur 18. Sur la face arrière du rouleau ouvreur OS 5, se trouve un conduit d'aspiration 20 tangentiel à ce rou- leau. En amont du dispositif séparateur 16, peuvent égale- ment être prévu (s) un ou plusieurs barreau(x) 21 qui s'é- tend(ent) parallèlement à l'axe du rouleau ouvreur, et au moyen duquel ou desquelles le courant de fibres envoyé à la grille de lames 16 peut être réglé, la distance d'écarte- ment entre les barreaux 21 et la circonférence du rouleau ouvreur 5 étant réglable. Le rouleau d'introduction 8 tourne relativement lentement, par exemple, à une vitesse circonférentielle d'environ 50 m par minute. Comparativement au rouleau ou- vreur 5, le rouleau intermédiaire 4 est de diamètre beau- coup plus petit. Le diamètre du rouleau intermédiaire 4 ne doit pas excéder environ 400 mm. Le diamètre est de préfé- rence prévu notablement plus petit, par exemple, dans l'in- tervalle de 100 mm à 200 mm. Le rouleau intermédiaire est, toutefois, entraîné à une vitesse de rotation élevée, de sorte que la vitesse circonférentielle peut être de l'in- tervalle de 600 m par minute ou plus, jusqu'à 2100 m par minute ou plus. Dans l'exemple cité ci-dessus, le rouleau ouvreur 5 peut posséder un diamètre de 420 à environ 500 mm. Il est entraîné de telle manière que la vitesse circon- férentielle soit supérieure à celle du rouleau intermédiai- re 4, par exemple, de 1750 m par minute ou plus (par exem- ple à environ 4200 m/min). Les vitesses circonférentielles du rouleau intermédiaire 4 et du rouleau ouvreur 5 sont avantageusement dans le rapport de 1: 1 1/3 à 1: 2. Le rprt pêtre éventuellement encore plus grand. Les rouleaux tournent à de grandes vitesses de rotation. Les grandes différences de vitesse entre les rouleaux donnent lieu à une épuration intensive, qui est due au saut de vitesse que le produit fibreux subit. On obtient ainsi un haut taux d'épuration sans qu'il ne se produise de détérioration dès fibres. La progression des vitesses, entre le rouleau d'in- troduction et le rouleau ouvreur, se Produit en deux étapes, dans le cas o il n'est prévu qu'un seul rouleau intermé- diaire 4, tandis que, dans le cas de plusieurs rouleaux in- termédiaires, elle se produit en un nombre d'étapes corres- pondant, supérieur à deux. Ceci garantit l'obtention d'une ouverture fine et sans défaut de la matière fibreuse, avec un taux d'épuration élevé. L'étagement des vitesses entre les rouleaux, qu'on a décrit ci-dessus et qui est obtenu en combinaison avec au moins un rouleau intermédiaire, a pour conséquence un autre effet avantageux consistant en ce que les particules étran- gères, telles que, par exemple, les particules de cosses, les tices ou éqcuivalents, sont séparées sans être fragmen- tées ni brisées, sur le rouleau intermédiaire 4, dans le dis- positif épurateur 12, avec un taux suffisamment élevé pour que la matière séparée soit essentiellement composée de dé- chets. Ce résidu n'est approprié pour la récupération des fibres que dans un petit nombre de cas. Le résidu qui se forme sur le dispositif épurateur 12 est recueilli dans la partie fermée 23 du carter et il est évacué par le tube 24. Le résidu des dispositifs séparateurs 16 et 17 tombe dans la trémie 25 et peut être évacué par un dispositif appro- prié, par exemple, par un ventilateur 26. Le résidu évacué par la trémie 25 convient pour la récupération des fibres. Ici aussi, la séparation des particules de résidu, par rap- port au courant de fibres, se produit de telle façon que les particules étrangères soient séparées du courant de fi- bres pratiquement sans être fragmentées. Les résidus obtenus, dans les deux zones d'aspiration 24 et 26, peuvent être main- tenus entièrement séparés dans la suite de l'évacuation, ou encore ils peuvent être évacués conjointement. Le conduit d'aspiration 30 qui s'étend tangen- tiellement au droit du rouleau ouvreur 5 est avantageusement d'une configuration telle que - vu en coupe sur la Fige 3 - le conduit d'amenée 37 se rétrécisse en tuyère et que le conduit d'évacuation 28 s'élargisse essentiellement en tu- yère, le conduit 28 constituant un conduit de raccordement allant de la longueur du rouleau ouvreur à un tuyau d'as- piration 29 qui est, par exemple, de section circulaire. La partie inférieure 30 du conduit de raccordement 28 est avan- tageusement prolongée au-delà de la longueur du rouleau ou- vreur 5, de manière qu'il se forme dans les zones 31 des ou- vertures libres à travers lesquelles de l'air secondaire peut pénétrer dans le conduit de raccordement 28. On évite, de cette façon; qu'il ne se produise des turbulences dans le conduit de raccordement 28. Le rouleau ouvreur 5 est avantageusement engagé assez loin dans la section du conduit d'aspiration 28 pour que la section libre 32 restant entre le rouleau ouvreur 5 et la paroi 33 du conduit d'aspiration soit très étroite. Par exemple, cette section libre n'est que d'un quart ou de moins d'un quart de la section que le conduit possède dans la zone 33 dans laquelle le conduit présente tout d'abord des parois s'étendant parallèlement entre elles. Ceci contribue à assurer une haute puissance d'aspiration avec une grande absence de turbulence. Il est avantageux de rendre réglable l'achemine- ment de la matière fibreuse à la machine d'épuration et d'ouverture 1 et de présenter la matière fibreuse à cette machine 1 sous la forme d'un voile de fibres ou d'un mate- las de fibres. A cet effet, un dispositif d'alimentation 35 est placé en amont de la machine 1. Un tel dispositif d'ali- mentation peut présenter un puits de réserve 36 auquel fait suite un dispositif d'ouverture constitué par les rouleaux 37 et 38, le rouleau 38 pouvant être un rouleau batteur ou un rouleau ouvreur. Le produit est ensuite introduit dans un puits d'alimentation 39 dans lequel le produit fibreux est comprimé mécaniquement ou au moyen d'un courant d'air. A l'extrémité inférieure du puits d'alimentation 39, se trouvent des rouleaux d'extraction 40. Le voile de fibres sortant est ensuite envoyé à la machine combinée d'ouvertu- re et d'épuration 1 par une goulotte 41, La combinaison du dispositif d'alimentation 35 avec la machine d'épuration et d'ouverture 1 permet d'acheminer le produit fibreux à la machine 1 sous la forme d'une nappe à un débit commandé et contrôlé. La surface de paroi avant du carter 2 est avan- tageusement agencée de manière à être rabattable, par exem- ple, elle est montée pour tourner autour d'une charnière placée en position basse qui s'étend parallèlement au rou- leau. Ceci donne une bonne acessibilité aux éléments de la machine qui sont contenus dans le carter et donne aussi une grande facilité de montage et d'entretien, REVENDICATIONS 1. Machine (1) pour épurer et ouvrir un produit fibreux présenté sous la forme de flocons, par exemple un produit fibreux naturel et/ou synthétique ou équivalent, machine dans laquelle le produit fibreux parcourt un disposi- tif d'introduction (3), par exemple, un rouleau d'introduc- tion (8) qui coopère avec un auget (9), ou une paire de rou- leaux d'introduction et, ensuite, un dispositif ouvreur, par exemple, un rouleau ouvreur (5) éaulpé l'un dispositif épurateur, après quoi le produit est envoyé à une machine de transformation, caractérisé en ce que, entre le disposi- tif d'introduction (3) et le dispositif ouvreur (5) est in- terposé au moins un rouleau intermédiaire (4) de diamètre relativement petit et tournant à une vitesse élevée. 2. Machine selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que le rouleau intermédiaire (4) possède un dia- mètre inférieur à 400 mm, de préférence compris dans l'in- tervalle de 100 à 250 mr et sa vitesse de rotation est de plus de 600 m/min. 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, carac- térisée en ce que le rapport de la vitesse circonférentiel- le du rouleau intermédiaire (4) à celle du rouleau ouvreur (5) est d'au moins 1: 1 1/3, de préférence de 1: 1,5 ou plus. 4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le rouleau intermédiaire (4) coopère avec un dispositif épurateur (12), par exemple une ou plu- sieurs grille(s) de lames et en ce que la matière éliminée par ce dispositif épurateur (12) est maintenue séparée de la matière éliminée par le dispositif épurateur (16, 17) adjacent au rouleau ouvreur (5) jusqu'à l'évacuation totale. 5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins un élément cardeur (18) est agencé entre deux dispositifs épurateurs (16, 17) du rouleau ouvreur (5). - 6. Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'en amont du dispositif épurateur (12) ll du rouleau intermédiaire (4), est agencée au moins une barre longitudinale (14) qui est réglable en écartement par rap- port aux rouleaux et par rapport au dispositif épurateur. 7, Machine pour l'épuration et l'ouverture d'un produit fibreux présenté en flocons, par exemple, d'un pro- duit fibreux naturel et/ou synthétique et équivalent, dans laquelle le produit fibreux parcourt un dispositif d'intro- duction (3), par exemple, un rouleau d'introduction coopé- rant avec un auget (9) ou une paire de rouleaux d'introduc- tion, puis un dispositif d'ouverture, par exemple, un rou- leau ouvreur (5) complété d'un dispositif d'épuration et, ensuite est évacué vers une machine de transformation, caractérisée en ce que, au droit du rouleau ouvreur (5), est agencé un dispositif d'aspiration tangentiel (20) ser- vant à aspirer le courant de fibres, qui est réalisé sous la forme d'un élément de raccordement (28) qui raccorde la longueur du rouleau ouvreur (5) à un tuyau d'aspiration (29) possédant, par exemple, une section circulaire, et en ce que la partie intérieure (30) de l'élément de raccorde- ment (28) déborde au-delà de la longueur du rouleau ouvreur (5) pour laisser entrer de l'air secondaire. 8. Machine selon la revendication 7, caractéri- sée en ce que le raccord (28) présente, vu en section, une partie d'arrivée (27) qui se rétrécit en tuyère et une par- tie d'évacuation (28) qui s'élargit en tuyère et il est prévu, en liaison avec le rouleau ouvreur (5), un raccord de réduction (33) à parois parallèles. 9. Machine selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que le rouleau ouvreur (5) fait sail- lie dans la section transversale du canal d'aspiration constituant le raccord, et la section libre entre le rou- leau ouvreur (5) et la paroi (32) en regard du canal d'as- piration (28) est rétrécie, par exemple à un quart de la section transversale du canal dans le plan transversal du rouleau ouvreur ou moins. 10. Machine d'alimentation de produit fibreux en forme de flocons, par exemple un produit fibreux natu- rel ou synthétique, vers des machines et traitement telles que des cardes, des machines d'épuration et d'ouverture,*., dans lesquelles le produit fibreux est ouvert et épuré, conformes notamment à l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'une machine d'alimentation (35) est placée en amont de la machine d'épuration et d'ouverture (1), dans laquelle le produit fibreux est introduit par un dispositif d'introduction (37), puis par un dispositif d'ouverture (38), par exemple un rouleau batteur ou simi- laire, puis est comprimé dans un puits (39) mécaniquement et/ou pneumatiquement et enfin amené par des rouleaux ex- tracteurs (40) sur une goulotte (41) de la machine combi- née d'ouverture et d'épuration (1).