Brevet FR2691987A1 — publié le 19931210

MACHINE DE TRAITEMENT DE MATIERES TEXTILES La présente invention concerne une machine de traitement de matières textiles. Les matières textiles, de différents types, et sous diverses présentations, nécessitent des traitements, par action de produits chimiques actifs sous forme de solutions liquides ou gazeuses. Ces traitements sont par exemple des opérations de teinture, de blanchiment ou de lavage. Le traitement peut être réalisé dans des machines comportant une cuve de traitement horizontale et dans laquelle le boyau de tissu est déplacé en formant une succession de boucles, ou dans des machines comportant également une cuve de traitement horizontale et dans laquelle le boyau ou les pièces de tissu sont montés sur des ensouples fixes, et sont traversées par le bain de traitement qui circule. Dans ce dernier cas, la matière textile à traiter est enroulée sur la paroi latérale d'un tube perforé constituant un porte-matière ou ensouple. Le bain est mis en mouvement par une pompe de circulation dont la tubulure de sortie débouche dans l'évidement central de l'ensouple, au niveau de l'une de ses extrémités axiales. Après avoir traversé les perforations ménagées dans la paroi latérale de l'ensouple, le bain s'écoule dans la matière textile et effectue ainsi le traitement de teinture, blanchiment ou lavage approprié. Le bain rejoint ensuite une tubulure de sortie de la cuve, reliant la cuve de traitement à l'entrée de la pompe de circulation, et constituant également une tubulure d'entrée de la pompe de circulation. Cet agencement réalise une circulation du bain selon un circuit fermé. Un échangeur de chaleur, généralement disposé sur la tubulure de sortie de la cuve, permet de réchauffer la température du bain jusqu'à une valeur en correspondance avec le traitement entrepris. Les procédés de traitement de matières textiles imposent au moins deux phases durant lesquelles le volume du bain circulant dans la machine augmente sensiblement. La première phase d'augmentation du volume du bain est celle durant laquelle le bain est porté à haute température. Dans ce cas, l'augmentation de volume du bain est provoquée par la dilatation sous l'effet de l'élévation de température. La deuxième phase d'augmentation du volume du bain est celle durant laquelle les produits chimiques actifs sont injectés dans le bain. Dans ce cas, l'augmentation de volume est provoquée par un accroissement de la quantité de matière constituant le bain. Quelles que soient les variations du volume du bain, la matière à traiter doit toujours être immergée dans le bain et traversée par le bain en circulation. Celui-ci doit donc toujours posséder un volume suffisant pour assurer un traitement correct des matières textiles. Lorsque les matières textiles à traiter, enroulées sur l'ensouple, emplissent totalement la cuve, ce qui correspond à une utilisation rationnelle et courante d'une machine industrielle, le bain remplit, avant tout échauffement ou injection de produits actifs, la totalité de la cuve. L'augmentation du volume nécessite un aménagement permettant au bain de se répandre, pour le volume en surplus, en dehors de la cuve. Dans ce but, un vase d'expansion, ou compartiment d'expansion est disposé à proximité de la cuve de traitement. Le compartiment d'expansion est relié à la cuve et contient un gaz comprimé, tel que de l'air comprimé. Lorsque le volume du bain augmente avec l'élévation de température ou l'injection de produits actifs, le volume en surplus rejoint le compartiment d'expansion. Le volume du bain dans le compartiment d'expansion croit donc avec l'augmentation de température ou l'injection de produits actifs. Par ailleurs, le compartiment d'expansion est équipé de moyens, comportant notamment des vannes et des purges, et permettant d'ajuster la valeur de la pression d'air comprimé dans le compartiment d'expansion, ce qui permet d'ajuster également et par voie de conséquence le volume du bain dans la cuve. Cette disposition permet de traiter des matières textiles en petites quantités, enroulées sur l'ensouple, ou simplement posées sur la paroi la plus basse de la cuve. Le compartiment possède une capacité volumique susceptible de recueillir le volume en surplus de la cuve. Généralement, la machine comprend un couvercle situé à une extrémité, considérée dans le sens axial, de la cuve, et servant à l'introduction et au retrait des matières textiles. Le compartiment d'expansion est disposé à l'extrémité de la cuve opposée au couvercle. I1 résulte de cet agencement un encombrement axial important de la cuve et, par conséquent, de la machine de traitement. De plus, cet agencement impose l'installation de tubulures longues, qui augmentent les déperditions calorifiques du bain à l'extérieur de la cuve de traitement. Par ailleurs, la tubulure de sortie de la pompe de circulation traverse le volume d'air comprimé du compartiment d'expansion et, de ce fait, le bain est refroidi avant le traitement des matières textiles. I1 en résulte une perte d'efficacité du bain qui n'est retrouvée qu'avec une augmentation de la température en sortie de l'échangeur, ce qui constitue une perte d'énergie et surélève le prix de revient du traitement. La tubulure de sortie de la cuve a généralement pour point de départ un emplacement éloigné du point le plus bas, ou des points les plus bas, de la paroi latérale de la cuve. De graves inconvénients résulte de cette disposition. En effet, le bain situé dans la partie la plus basse de la cuve n'est plus brassé par aspiration et refoulement de la pompe. Ainsi apparaît, dans la cuve, une zone dans laquelle le bain n'est plus en mouvement et subit un phénomène de décantation. Les produits actifs ont tendance à se déposer peu à peu, et durant tout le traitement, sur la paroi latérale de la cuve. Par conséquent, la composition du bain en circulation change, ce qui se traduit par une efficacité diminuée durant le traitement, par une perte de produits actifs et corrélativement par un prix de revient du traitement surélevé. Par ailleurs, le compartiment d'expansion d'une machine traditionnelle possède un emplacement déterminé. Cet agencement fixe est un inconvénient, car il n'est pas possible de disposer le compartiment d'expansion en tenant compte de caractéristiques spécifiques, notamment d'encombrement. I1 résulte de ce fait qu'une machine traditionnelle installée n'est pas susceptible d'évolution. La présente invention a précisément pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant une machine de traitement de matières textiles, d'encombrement axial réduit, dont la consommation d'énergie est relativement peu élevée, dont le bain de traitement a une efficacité constante durant tout le traitement, et susceptible d'évolution après sa première installation. A cet effet, la machine de traitement de matières textiles qu'elle concerne est du type comprenant - une cuve horizontale de traitement, susceptible de contenir un porte-matière cylindrique à paroi latérale perforée, ou ensouple, sur laquelle la matière textile à traiter est enroulée, - une pompe de mise en circulation, dans un circuit fermé, d'un bain de traitement contenant des produits chimiques actifs, et dont la tubulure de sortie débouche dans l'une des ouvertures axiales de l'ensouple, - une tubulure de sortie de cuve de traitement reliant la cuve à la pompe, de façon à constituer également la tubulure d'entrée de la pompe, - un compartiment d'expansion communiquant avec la cuve de traitement, contenant un gaz comprimé, tel que de l'air comprimé, équipé de moyens de réglage de la pression du gaz comprimé, possédant une capacité volumique susceptible de recueillir le volume en surplus de la cuve de traitement, et - un échangeur de chaleur situé sur le circuit du bain de traitement et destiné à porter le bain à une température appropriée au traitement et est caractérisée en ce que le compartiment d'expansion est constitué par un volume annulaire entourant la cuve sur une partie de sa longueur, et délimité par la paroi extérieure de la cuve, par une paroi située à distance de la paroi extérieure de la cuve et par deux flancs perpendiculaires à l'axe de la cuve et reliant ces deux parois, le compartiment d'expansion communiquant avec la cuve en partie basse de celleci, et la tubulure de sortie de la cuve reliée à la pompe de circulation débouchant dans le compartiment d'expansion en partie basse de celui-ci. Grâce à cette disposition, le compartiment d'expansion assure ses fonctions de régulation du volume de bain de la cuve, et de pression de ce bain. Mais, en outre, et de façon très avantageuse, sa partie basse est intégrée au circuit du bain. De cette manière, la totalité des produits chimiques actifs contenus dans le bain est continuellement brassée. Ainsi, aucun phénomène de décantation n'apparaît dans le compartiment d'expansion. Le bain conserve donc une grande efficacité durant tout le traitement, ce qui assure, d'une part, une grande qualité et, d'autre part, une importante économie de produits chimiques actifs, et d'énergie. Par ailleurs, le compartiment d'expansion n'entourant la cuve que sur une partie de sa longueur, il est possible de l'installer, dans le sens de la longueur de la cuve, selon une position optimale, compte tenu des divers paramètres d'encombrement et des diverses canalisations à disposer autour de la cuve. Cette disposition autorise en outre une modification aisée des machines existantes. En effet, le compartiment d'expansion peut s'adapter à la paroi extérieure des cuves des machines existantes. Enfin, le fait que le compartiment entoure la cuve permet la réalisation d'une installation très compacte. Avantageusement, compte tenu du fait que la matière textile est enroulée sur l'ensouple et possède donc une forme cylindrique, la cuve présente une section transversale circulaire, le compartiment d'expansion ayant également une section, considérée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la cuve, circulaire, et concentrique à celle de la cuve. Selon une autre forme d'exécution de la machine, et pour tenir compte de divers paramètres d'encombrement, la cuve possède une section transversale circulaire, le compartiment d'expansion présentant également une section, considérée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la cuve, circulaire, et excentrée par rapport à celle de la cuve. Selon une autre forme d'exécution de la machine et de façon à améliorer la circulation du bain contenant les produits chimiques actifs, la cuve de traitement communique avec le compartiment d'expansion par une pluralité d'ouvertures ménagées dans la paroi commune à la cuve et au compartiment d'expansion, cette pluralité d'ouvertures constituant une grille. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence un dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cette machine de traitement de matières textiles Figure 1 est une vue partiellement en coupe, selon la direction longitudinale de la cuve de traitement, d'une première forme d'exécution de cette machine Figure 2 en est une vue en coupe transversale selon II-II de figure 1 Figure 3 est une vue similaire à figure 2 montrant la section transversale de la cuve et du compartiment d'expansion d'une autre forme d'exécution de cette machine ; Figure 4 est une vue partielle en coupe longitudinale, de la cuve et du compartiment d'expansion d'une autre forme d'exécution de cette machine. Comme montré à la figure 1, la matière textile 1 à traiter est enroulée sur un porte-matière cylindrique ou ensouple 2 dont la paroi latérale est munie de perforations 3. L'ensouple 2 portant la matière textile 1 est introduite à l'intérieur d'une cuve de traitement cylindrique horizontale 4 grâce au couvercle 5 situé à l'une des extrémités, considérée dans la direction axiale, de la cuve 4. Un compartiment d'expansion 6, constitué par un volume annulaire, entoure la paroi latérale 7 de la cuve 4 sur une partie de sa longueur. Le compartiment d'expansion 6 est délimité par la paroi latérale 7 de la cuve 4, par une paroi 15 située à distance de la paroi latérale 7 de la cuve 4, et par deux flancs perpendiculaires à l'axe de la cuve 4 et reliant les deux parois 7 et 15. Le compartiment d'expansion 6 contient de l'air comprimé et est équipé de moyens de réglage 8 de la pression. La cuve 4 et le compartiment 6 communiquent par une ouverture 9 ménagée dans la paroi latérale 7 de la cuve 4. L'ouverture 9 est située en partie basse de la paroi latérale 7 de la cuve 4. Elle permet la communication entre la cuve 4 et la partie basse du compartiment d'expansion 6. Ce dernier possède un volume suffisant pour contenir le surplus d'un bain de traitement présent dans la cuve 4 et passant de la cuve 4 au compartiment d'expansion 6 par l'ouverture 9. La machine de traitement comprend également une pompe 10 de mise en circulation d'un bain de traitement. La tubulure de sortie 11 de la pompe 10 est reliée à l'extrémité axiale 12 de l'ensouple 2 opposée au couvercle 5. La tubulure d'entrée 13 de la pompe de circulation 10 est reliée au compartiment d'expansion 6 par un trou 14 pratiqué en partie basse de la paroi 15 du compartiment d'expansion 6. La tubulure 13 est reliée, par l'intermédiaire du compartiment d'expansion 6, de l'ouverture 9, et du trou 14, à la cuve 4. De cette façon, la tubulure 13 constitue également la tubulure de sortie de la cuve 4. Un échangeur de chaleur 16 est disposé sur la tubulure 13. Comme montré à la figure 2, la section transversale du compartiment d'expansion 6 est circulaire et concentrique à celle de la cuve 4. Grâce à la pompe de circulation 10, le bain de traitement, contenant des produits chimiques appropriés au traitement, est mis en circulation selon un circuit fermé. Ce circuit comprend la tubulure de sortie 11 de la pompe 10, l'ouverture centrale de l'ensouple 2, les perforations 3, la matière textile à traiter 1, l'ouverture 9, la par tie basse du compartiment d'expansion 6, le trou 14 et la tubulure 13. Dans ce circuit, le bain de traitement est continuellement mis en mouvement par aspiration et refoulement grâce à la pompe de circulation 10. Les dispositions relatives entre la cuve 4, le compartiment d'expansion 6, l'ouverture 9, le trou 14 et la tubulure 13 permettent le brassage continuel des produits chimiques du bain. Comme montré à la figure 3, dans une variante d'exécution de cette machine, le compartiment d'expansion 6 possède une section transversale circulaire excentrée par rapport à la section transversale de la cuve 4. Comme montré à la figure 4, dans une autre variante d'exécution de cette machine, la cuve 4 est reliée à la partie basse du compartiment d'expansion 6 par une pluralité d'ouvertures 9 constituant une grille. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une amélioration à l'état de la technique en fournissant une machine de traitement de matières textiles d'encombrement axial réduit, dont le bain de traitement a une efficacité constante durant tout le traitement et dont le compartiment d'expansion peut s'adapter aisément sur la cuve d'une machine déjà installée. REVENDICATIONS 1. Machine de traitement de matières textiles du type comprenant - une cuve (4) horizontale de traitement, susceptible de contenir un porte-matière cylindrique à paroi latérale perforée, ou ensouple (2), sur laquelle la matière textile (1) à traiter est enroulée, - une pompe (10) de mise en circulation, dans un circuit fermé, d'un bain de traitement contenant des produits chimiques actifs, et dont la tubulure de sortie (11) débouche dans l'une des ouvertures axiales (12) de l'ensouple (2), - une tubulure de sortie (13) de cuve (4) de traitement reliant la cuve (4) à la pompe (10), de façon à constituer également la tubulure d'entrée de la pompe (10), - un compartiment d'expansion (6) communiquant avec la cuve (4) de traitement, contenant un gaz comprimé, tel que de l'air comprimé, équipé de moyens (8) de réglage de la pression du gaz comprimé, possédant une capacité volumique susceptible de recueillir le volume en surplus de la cuve de traitement (4), et - un échangeur de chaleur (16) situé sur le circuit du bain de traitement et destiné à porter le bain à une température appropriée au traitement, caractérisée en ce que le compartiment d'expansion (6) est constitué par un volume annulaire entourant la cuve (4) sur une partie de sa longueur, et délimité par la paroi extérieure (7) de la cuve, par une paroi (15) située à distance de la paroi extérieure (7) de la cuve et par deux flancs perpendiculaires à l'axe de la cuve (4) et reliant ces deux parois (7, 15), le compartiment d'expansion (6) communiquant avec la cuve (4) en partie basse de celle-ci, et la tubulure de sortie de la cuve (4) reliée à la pompe (10) de circulation débouchant dans le compartiment d'expansion (6) en partie basse de celui-ci. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cuve (4) présente une section transversale circulaire, le compartiment d'expansion (6) ayant également une section, considérée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la cuve (4), circulaire, et concentrique à celle de la cuve (4). 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cuve (4) possède une section transversale, circulaire, le compartiment d'expansion (6) présentant également une section, considérée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la cuve (4), circulaire, et excentrée par rapport à celle de la cuve (4). 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cuve de traitement (4) communique avec le compartiment d'expansion (6) par une pluralité d'ouvertures (9) ménagées dans la paroi commune à la cuve (4) et au compartiment d'expansion (6), cette pluralité d'ouvertures (9) constituant une grille.