Brevet FR2676755A1 — publié le 19921127

DISPOSITIF POUR LE NRTOYAGE, L' OUVRAISON ET LE TRANSFERT DE FIBRES LIBERIENNES La présente invention concerne la préparation des fibres libériennes, et notamment du lin, c'est à dire des opérations mécaniques qui ont pour but d'extraire des tiges des plantes correspondantes les fibres destinées en particulier à l'industrie textile. Elle concerne plus précisément un dispositif pour le nettoyage, l'ouvraison et le transfert de fibres libériennes qui est destiné à être placé dans une installation complète de préparation en aval par exemple d'une teilleuse broyeuse sur une ligne du "type lin toutes fibres" ou drun secoueur horizontal sur une ligne de traitement des étoupes.Le présent dispositif est alimenté avec des matières ayant déjà subi des traitements mécaniques de broyage et de teillage, le but visé étant de parfaire le nettoyage des fibres, c'est à dire l'élimination des corps étrangers résiduels, en particulier des résidus ligneux, de réaliser une bonne ouvraison des fibres, c'est à dire d'individualiser et de parallèliser les fibres textiles, puis de transférer les fibres ainsi préparées jusqu'au poste suivant, notamment de cardage de finition. Les matériels dits de nettoyage, battage qui sont traditionnellement utilisés après le broyage et le teillage sur la ligne dite "lin toutes fibres" ne donnent pas satisfaction. Le nettoyage est incomplet, et, au contraire de ce qui est visé par la présente invention, les fibres travaillées par ces matériels ont une présentation compacte, sans réelle ouvraison, de sorte que cela entraîne une usure rapide des organes actifs du matériel de cardage et une mauvaise qualité des fibres cardées, due notamment à la formation de bouton. En ce qui concerne les étoupes de teillage, qui sont des sous-produits récupérés au cours du teillage, il faut les retravailler dans une teilleuse à étoupes, où elles subissent des opérations de broyage, secouage et de nettoyage teillage, ces opérations pouvant être répétées deux ou trois fois selon le degré de propreté recherché. Les étoupes ainsi traitées sont cardées en deux temps : un cardage de préparation sur une carde briseuse puis un cardage de finition sur une carde finisseuse. Le but visé par l'invention est d'obtenir un degré de propreté suffisant et une ouvraison des fibres telle qu'elles puissent être dirigées directement sur la carde finisseuse. Ce but est parfaitement atteint par le dispositif de l'invention. Il s'agit d'un dispositif de nettoyage, d'ouvraison et de transfert de fibres libériennes quicomporte de manière connue d'amont en aval, dans le sens de déplacement des fibres, un cylindre alimentaire, un tambour garni de pointes et un cylindre détacheur. De manière caractéristique le tambour n'est garni de pointes que partiellement sous forme de zones garnies régulièrement réparties sur sa périphérie dans le sens transversal par rapport au déplacement des fibres; de plus le dispositif comporte une première grille à arêtes travaillantes placée sous le tambour après le cylindre alimentaire à faible distance des pointes et une seconde grille consistant en une plaque perforée placée sous le tambour dans le prolongement de la première grille jusque sous le cylindre détacheur, à une distance qui va croissant de l'amont vers l'aval. Les dispositions particulières du dispositif de invention combinent des organes actifs dynamiques à savoir les zones garnies de pointes du tambour, et statiques, à savoir des pointes travaillantes de la première grille. Cette combinaison permet un travail tout à fait performant et contrôlé. De par sa forme et son positionnement, la seconde grille délimite un espace libre apte au détachement des fibres du tambour et à la projection de celles-ci par le cylindre détacheur vers le conduit d'évacuation. On comprend que les fibres étant amenées au tambour de manière continue par le cylindre alimentaire, les zones transversales successives garnies de pointes du tambour ont une action discontinue et répétitive, combinée à l'action des arêtes travaillantes de la première grille et à la projection des fibres traitées qui permet d'obtenir le nettoyage et l'ouvraison recherchés. De préférence la distance entre les génératrices médianes de deux zones garnies successives est comprise entre 15 et 30 cm correspondant à la longueur moyenne des fibres à traiter. D'excellents résultats ont été obtenus avec un tambour dont le diamètre extérieur au droit des pointes était compris entre 750 et 850 mm et qui comportaient douze zones transversales garnissant en pointes le tiers de la périphérie du tambour. La distance entre les arêtes travaillantes de la première grille et les pointes du tambour en rotation doit être faible elle est avantageusement comprise entre 5 et 10 mm. Les arêtes ont un effet de raclage sur les fibres qui sont entraînées par les pointes du tambour. De préférence la première grille est équipée de moyens de réglage permettant de faire varier cet écartement, en fonction des conditions de fonctionnement du dispositif, en particulier du débit de fibres. Pour des conditions moindres de fonctionnement, un écartement supérieur à 10 mm n'a plus guère d'action mécanique sur les fibres. La première grille est constituée de barrettes, c'est à dire de plaques transversales présentant une arête vive travaillante à proximité des pointes du tambour. Ces plaques sont orientées obliquement vers le tambour et éloignées les unes des autres an sorte de former entre elles des passages d'évacuation pour des impuretés non retenues par les pointes. La seconde grille est par exemple une plaque de tôle perforée dont les trous occupent de 20 à 30% de la surface. Cette disposition particulière permet d'obtenir un détachement naturel des fibres accrochées sur les pointes du tambour et une aspiration par le cylindre détacheur. De préférence les pointes garnissant le tambour étant entraînées dans le sens de la rotation de celui-ci, le cylindre alimentaire tourne dans le sens contraire et est garni d'aiguilles qui sont inclinées à contre sens par rapport à la rotation dudit cylindre alimentaire. En conséquence les pointes du cylindre alimentaire et du tambour sont inclinées dans le même sens, bien que leurs sens de rotation soient inversés. Comme cela est habituel, les pointes du cylindre alimentaire et du tambour sont en quasi tangence. La structure particulière précitée permet une alimentation des fibres vers le tambour par la partie supérieure du cylindre alimentaire et un passage moins brutal des fibres de l'un à l'autre. De préférence le tambour a une vitesse périphérique de rotation qui est de 30 à 50 fois celle du cylindre alimentaire, et le cylindre détacheur a une vitesse périphérique de rotation qui est environ deux fois celle du tambour. Selon une version préférée, le cylindre détacheur a un diamètre extérieur sensiblement égal à celui du tambour, il est équipé de 6 lames transversales venant en quasi-tangence avec les pointes du tambour, et son axe de rotation est au-dessus du plan sensiblement horizontal passant par les axes de rotation du cylindre alimentaire et du tambour. De préférence le plan passant par les axes de rotation du tambour et du cylindre détacheur fait un angle d'environ 300 avant ledit plan horizontal. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va être faite d'un exemple de réalisation d'un dispositif de nettoyage, d'ouvraison et de transfert de lin, illustré par le dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue schématique en coupe de côté du dispositif, La Figure 2 est une vue en coupe partielle d'une grille à barrettes selon un premier type. La figure 3 est une vue en coupe partielle d'une grille à barrettes selon un second type. Le dispositif de nettoyage et d'ouvraison 1 comporte, montés sur un bâti, trois organes rotatifs 2, 3, 4 entraînés en rotation par des moyens connus non représentés autour de leurs axes parallèles et horizontaux respectivement 5, 6, 7. Le premier organe rotatif 2 est le cylindre alimentaire, placé sous la cheminée d'alimentation 37 en fibres 9. Cette cheminée 37 peut d'ailleurs être raccordée à la machine précédente, par exemple un secoueur-nettoyeur. Le cylindre alimentaire 2 est un organe rotatif à faible vitesse de rotation, comprise entre 5 et 25 t/mn. Il tourne ici dans le sens des aiguilles d'une montre dans le sens de la flèche F. Il est garni sur toute sa périphérie de pointes 8 qui sont inclinées à contre-sens du sens de rotation dudit cylindre alimentaire 2. Dans un exemple précis de réalisation les pointes 8 étaient montées sur des douves 38 en bois blindées, elles-mêmes vissées sur le cylindre nu 10. Le diamètre extérieur du cylindre alimentaire 2 au niveau de l'extrémité des pointes 8 était de 340 mm; la saillie franche des pointes était de 14 mm; la densité du pointage était de 8 exprimée en nombre de pointes par pouces carrés; l'inclinaison des pointes était de 750 par rapport à la tangente. Il s'agissait de pointes effilées du type carde. Le deuxième organe totatif 3 est le tambour, dont l'axe de rotation 6 est dans le même plan horizontal 11 que l'axe de rotation 5 du cylindre alimentaire 2. Le tambour 3 est un organe rotatif à grande vitesse de rotation, comprise entre 100 et 300 t/mn. Il tourne ici dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, dans le sens de la flèche G. Il est garni partiellement de pointes 12 qui sont inclinées dans le sens de sa rotation. Dans l'exemple illustré par la figure 1, le pointes 12 du tambour 3 étaient montées sur des douves 13 en bois blindées, elles-mêmes vissées sur le cylindre nu 14, de manière à couvrir environ le tiers de la périphérie dudit cylindre 14 en douze zones transversales garnies de pointes 12 séparées par douze zones transversales non garnies de largeur double. Le diamètre extérieur du tambour 3 au niveau de l'extrémité des pointes 12 était de 816 mm; la saillie franche des pointes était de 7 mm; la densité de pointage était de 0,5 pointes au pouce carré; l'inclinaison des pointes était de 750. Il s'agissait de pointes effilées du type carde. Le troisième organe rotatif 4 est le cylindre détacheur dont l'axe de rotation 7 est situé largement au-dessus du plan horizontal 11. Plus précisément, dans l'exemple illustré par la figure 1, le plan 15 passant par les axes 6, 7 de rotation du tambour 3 et du cylindre détacheur 7 faisait un angle de l'ordre de 300 avec le plan horizontal 11. Le cylindre détacheur 4 est un organe rotatif à très grande vitesse comprise entre 200 et 600 t/mn. Il tourne ici dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, dans le sens de la flèche G. Il est équipé de pales 16, fixées sur des porte-pales 17. Ces pales sont des plaques métalliques rigides, placées radialement transversalement selon des génératrices du cylindre. Dans cet exemple il s'agissaitde six pales 16 en acier traité régulièrement réparties sur la périphérie du cylindre 4. Le cylindre détacheur 4 avait un diamètre extérieur au niveau de l'extrémité des pales 16 de 840 mm. Comme cela apparaît clairement sur la figure 1, les trois organes rotatifs 2, 3, 4 sont disposés l'un par rapport à l'autre quasiment tangentiellement. La cheminée d' alimentation 37 est prolongée au-dessus du cylindre alimentaire 2 par une auge 18 qui est une plaque métallique courbe située à égale distance des pointes 8. Cette auge 18 assure un bon positionnement des fibres dans les pointes 8, mais sans compression du matelas fibreux. Sous le tambour 3 sont placées successivement, de l'amont vers l'aval dans le sens de la flèche G, une grille 19 à barrettes 20 et une plaque perforée 21. La grille à barrettes 19 couvre environ le sixième de la périphérie du tambour 3. Chaque barrette 20 est une plaque métallique rigide présentant une arête 22 vive à proximité des pointes 12 du tambour, plus précisément à une distance d qui est comprise entre 5 et 10 mm. Sur les figures 2 et 3 on a représenté deux types de barrettes 20. Selon le premier type (figure 2) la barrette 20 a est une plaque plane dont le bout 22 tourné vers le tambour 3 est biseauté. Selon le second type (figure 3), la barrette 20 b est une plaque en V de plus faible épaisseur. La plaque perforée 21 est dans le prolongement de la grille à barrettes 19; toutefois elle s'écarte progressivement des pointes 12 du tambour 3 et se prolonge jusqu'à la génératrice 36, qui est située légèrement en amont du plan de tangence 23 entre le tambour 3 et le cylindre détacheur 4. La plaque perforée 21 est une plaque courbe, percée de trous 24 par emboutissage vers le bas, ayant un taux de vide compris entre 20 et 30%. La plaque perforée 21 est prolongée, au-delà de la génératrice 36 par un déflecteur directionnel courbe 25 placé sous le cylindre détacheur 4 et à bonne distance des pales 16, créant un canal 26 d'éjection des fibres se prolongeant par la cheminée d'évacuation 27. Trois autres déflecteurs directionnels 28, 29, 30 sont montés, rectilignesle premier 28 selon le plan de tangence entre le cylindre alimentaire 2 et le tambour 3, au-dessus de ceux-ci en terminaison de l'auge 18, le deuxième 29 selon le plan de tangence entre le tambour 3 et le cylindre détacheur 4 et au-dessus de ceux-ci, le troisième 30, parallèle au deuxième 29 juste à la sortie du cylindre détacheur 4, de sorte qu'unie extrémité 31 forme un sabot anti-retour après la cheminée d'évacuation 27. Dans la partie supérieure de la chambre 32 contenant le cylindre détacheur 4 et délimitée par le deuxième 29 et le troisième 30 déflecteurs rectilignes et le déflecteur courbe 25, est prévue une conduite ouverte sur l'extérieur et constituant une prise d'air Sous le cylindre alimentaire 2, la grille à barrettes 19 et la plaque perforée 21 est prévu un caisson 34 de réception des déchets. Le fonctionnement du dispositif est le suivant . La matière fibreuse 9 alimentée dans la cheminée 8 d'alimentation et provenant de l'opération précédente, est entraînée à faible vitesse, de l'ordre de 5 à 25 m/mn par les pointes 8 du cylindre alimentaire 2 sous forme d'une nappe sensiblement continue d'épaisseur contrôlée grâce à l'auge 18. Arrivée au niveau de la zone de tangence entre le cylindre alimentaire 2 et le tambour 3, la matière est entraînée par les pointes 12 du tambour 3 par vagues successives. Compte tenu de la vitesse élevée du tambour 3, de 255 à 765 m/mn, la matière fibreuse forme alors une nappe beaucoup plus fine , homogène, régulièrement répartie qui se déplace à la partie inférieure du tambour 3. Les arêtes travaillantes 22 raclent la matière passant au-dessus de la grille à barrettes 19 et captent les impuretés qui tombent entre les barrettes 20 dans le caisson 34 par les perforations 24. Du fait de l'éloignement progressif de la plaque perforée 21 et de la présence de cette plaque 21 faiblement perforée, les fibres accrochées sur les pointes 12 ont tendance dans l'espace libre 35 sous le tambour 3 à se détacher naturellement des pointes, compte tenu également de l'appel d'air créé par la rotation des pales 16 du cylindre détacheur 4, qui tourne deux fois plus vite que le tambour 3. Les impuretés éventuelles peuvent tomber dans le caisson. Les fibres restant sur le tambour 3 sont décrochées par les pales 16 qui les projettent dans le canal d'éjection 26 jusqu'à la cheminée d'évacuation 27 d'où elles alimentent éventuellement la machine suivante. Les fibres obtenues sont d'une très grande propreté et ont une ouvraison suffisante pour alimenter dans de bonnes conditions une carde haute productivité sans risque d'usure des organes actifs de la carde. On a remarqué que le détachement des fibres du tambour 3 et leur éjection dans le canal 26 étaient réalisés dans de bonnes conditions lorsque la distance e entre les génératrices 36, communes à la seconde grille 21 et au déflecteur courbe 25, étaient au moins de 25 mm en amont du plan de tangence 23 entre le tambour 3 et le cylindre détacheur 4. En particulier si la génératrice 36 est située en aval du plan de tangence 23, il se crée des phénomènes de turbulence qui peuvent perturber le bon fonctionnement du dispositif. REVENDICATIONS 1.Dispositif pour l'ouvraison, le nettoyage et le transfert de fibres libériennes comportant de l'amont vers l'aval un cylindre alimentaire (2), un tambour garni de pointes et un cylindre détacheur, caractérisé en ce que le tambour (3)n'est garni de pointes (12) que partiellement sous forme de zones garnies régulièrement réparties sur sa périphérie dans le sens transversal par rapport au déplacement des fibres, et en ce qu'il comporte une première grille (19) à arêtes (22) travaillantes placée sous le tambour (3)après le cylindre alimentaire (2) à faible distance(d) des pointes (12)et une seconde grille (21) consistant en une plaque perforée placée sous le tambour (3) dans le prolongement de la première grille (19) jusque sous le cylindre détacheur (4), à une distance qui va croissant de l'amont vers l'aval. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la distance entre les génératrices médianes de deux zones garnies successives et comprise entre 15 et 30 cm correspondant à la longueur moyenne des fibres à traiter. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le tambour (3) a un diamètre extérieur au droit des pointes compris entre 750 et 850 mm et comporte douze zones transversales garnissant en pointes le tiers de la périphérie du tambour (3). 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la distance (d) entre les arêtes travaillantes (23) (22) de la première grille (19) et les pointes (12) du tambour (3) en rotation est comprise entre 5 et 10 mm. 5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la première grille (19) est une grille à barrettes constituée de plaques transversales (20) orientées vers le tambour (3) et éloignées les unes des autres en sorte de former entre elles des passages d'évacuation pour les impuretés non retenues par les pointes. 6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la seconde grille est une plaque de tôle (21) perforée dont les trous (24) occupent de 20 à 30% de la surface. 7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les pointes (12) garnissant le tambour (3) étant inclinées dans le sens de la rotation de celui-ci, le cylindre alimentaire (2) tourne dans le sens contraire (F) et est garni de pointes (8) qui sont inclinées à contre sens par rapport à la rotation dudit cylindre alimentaire (2). 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tambour (3) a une vitesse périphérique de rotation qui est de 30 à 50 fois celle du cylindre alimentaire (2), et le cylindre détacheur (4) a une vitesse périphérique de rotation qui est environ deux fois celle du tambour (3). 9. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cylindre détacheur (4) a un diamètre extérieur sensiblement égal à celui du tambour, il est équipé de 6 lames transversales venant en quasi-tangence avec les pointes (12) du tambour (3), et son axe de rotation (7) est au-dessus du plan sensiblement horizontal (11) passant par les axes de rotation (5,6) du cylindre alimentaire (2) et du tambour (3). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 6 caractérisé en ce que la distance entre la seconde grille (21) et les pointes (12) du tambour (3) est de l'ordre de 5 à 10 mm dans la partie amont de ladite seconde grille (21) et de l'ordre de 200 mm à son extrémité aval. 11. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la seconde grille (21) est prolongée sous le cylindre détacheur (4) par un déflecteur courbe (25) délimitant un canal (26) d'éjection des fibres. 12. Dispositif selon le revendication 11 caractérisé en ce que la génératrice commune à la seconde grille (21) et au déflecteur courbe (25) est situé légèrment en amont du plan (23) de tangence entre le tambour (3) et le cylindre détacheur (4). 13. Dispositif selon la revendication 12 caractérisé en ce que ladite génératrice est à une distance d'au moins 25 mm du plan de tangence (23).