Brevet FR2698889A1 — publié le 19940610

Appareil de chauffage pour la fausse torsion d'une fibre synthétique. La présente invention concerne un appareil de chauffage pour le traitement par fausse torsion d'une fibre synthétique, et plus particulièrement d'une fibre synthéti- que thermoplastique, telle qu'une fibre de polyester ou de polyamide. Les appareils de traitement thermique classiques utilisés pour la fausse torsion d'un filament de fibre synthétique thermoplastique sont habituellement divisés en appareils de chauffage du type à contact et appareils de chauffage à haute température du type sans contact. La plupart des appareils à chauffage du type à contact appliquent un procédé de chauffage qui utilise la vapeur saturée comme milieu de chauffage Depuis peu, le besoin se fait sentir d'effectuer un traitement à grande vitesse et de réaliser des économies d'énergie, afin d'améliorer le rendement du traitement Toutefois, les problèmes énumérés ci-dessous empêchent de satisfaire ces besoins: pour obtenir un traitement à haute vitesse, on doit utiliser un élément chauffant de plus grande dimension, et donc la résistance que le filament en cours de défilement doit surmonter s'accroit; de plus, la hauteur du dispositif de fausse torsion doit être plus importante, de sorte qu'il est nécessaire de réaliser pour loger l'appareil, une grande construction qui demande un entretien difficile; les tâches qui apparaissent sur la surface par laquelle un filament entre en contact s'accroissent, ce qui exige des opérations de nettoyage, de sorte qu'il est difficile de réaliser des économies d'énergie; la disponibilité de l'appareil est réduite parce qu'il est nécessaire d'interrompre le travail pour le nettoyage. L'appareil de chauffage à haute température du type sans contact est préférable pour réaliser une fausse torsion par un traitement à grande vitesse et avec économie d'énergie Dans un tel appareil, un passage en forme de gorge dans lequel un filament passe, est formé en usinant la surface extérieure d'une barre métallique de grande longueur, conductrice de la chaleur, par exemple en alliage de laiton, un élément chauffant étant prévu dans ledit passage Lorsqu'on fait passer un filament dans ledit passage, il est chauffé à une température élevée et sa fausse torsion est fixée. Toutefois, l'appareil de chauffage à haute température du type sans contact pose des problèmes: il est difficile de former par usinage une gorge de grande longueur et une section de logement de l'élément chauffant dans la direction axiale, sur une barre métallique de grande longueur en un alliage de laiton; si l'on utilise un alliage résistant à la chaleur, par exemple, l'inconel ou un alliage de laiton, il est également difficile d'usiner la gorge de grande longueur et la section de logement de l'élément chauffant en raison du haut degré de dureté, ce qui conduit à l'accroissement du coût de fabrication. Un but de la présente invention est donc de réaliser un appareil de chauffage à haute température du type sans contact et plus particulièrement, un appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique, dont la portion de défilement du filament et la portion de logement du filament puissent être réalisées plus facilement. Pour atteindre les buts de la présente invention ainsi que d'autres, on réalise un appareil de chauffage pour la fausse torsion d'une fibre synthétique comprenant un corps principal métallique ayant une forme tubulaire et se terminant par des parois d'extrémité respectives, un passage qui est formé selon la longueur du corps principal et dans lequel on fait passer un filament, une matière en poudre ou en grains conductrice de la chaleur et un élément chauffant étant contenus dans le corps principal. Selon un autre aspect de la présente invention, les passages pour le filament sont construits sous forme de gorge sur la surface extérieure du corps principal Les passages en forme de gorge peuvent être munis de guides. Selon une autre forme de réalisation de la présente invention, l'appareil de chauffage comprend des passages tubulaires qui traversent les deux extrémités et qui sont placés à l'intérieur et à l'extérieur du corps principal. Lesdits passages peuvent être construits sous la forme d'une gorge formée à l'extérieur et à l'intérieur du corps principal et traversant les deux parois d'extrémité, chaque passage pouvant être sélectivement utilisé pour le fonctionnement réel. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, l'appareil de chauffage pour la fausse torsion d'une fibre synthétique comprend un corps principal métallique de forme tubulaire, courbé selon sa longueur, et dont les deux extrémités possédent des parois d'extrémité respectives, un passage sous la forme d'une gorge, situé à l'extérieur du corps principal et ayant un guide pour diriger un filament, une matière en poudre ou en grains conductrice de la chaleur et un élément chauffant étant contenus dans le corps principal. Ladite matière en poudre ou en grains peut être constituée par du métal, par un composé métallique, ou par du carbone. Selon l'invention, le corps principal est percé de trous de ventilation pour le passage de l'air. D'autre part, une matière isolante thermique est logée à l'extérieur du corps principal pour assurer son isolation thermique par rapport à l'extérieur. Selon la présente invention, le corps principal est produit par extrusion, et la matière en poudre ou en grains conductrice de la chaleur et l'élément chauffant sont incorporés à l'intérieur du corps principal Au contraire, dans la technique antérieure, il fallait former une longue barre métallique par usinage ou équivalent, comme décrit précédemment Selon la présente invention, on peut donc faire très facilement ce qui était difficile à réaliser dans la technique antérieure En outre, il n'est pas nécessaire de réaliser une partie de support de l'élément chauffant par usinage L'élément chauffant peut au contraire être facilement supporté dans le corps principal par soudage et il peut être divisé en étages dans le corps principal Un fil conducteur ou équivalent peut être facilement placé à l'extérieur du corps principal, ce qui donne la possibilité de commander partiellement la température Dans le cas o un guide est prévu dans le passage dans lequel le filament passe, o le passage est courbé selon la longueur du corps principal et o le guide est prévu, il est possible d'empêcher le filament de se déplacer latéralement pendant son défilement et d'entrer en contact avec la surface du corps principal, ce qui le ferait fondre Si un trou de ventilation est prévu sur le corps principal, il est possible d'évacuer l'air qui s'est dilaté sous l'effet de la chaleur dégagée à l'intérieur du corps principal pour ajuster la pression intérieure, en permettant ainsi que le traitement se fasse préférentiellement dans le corps principal. Plusieurs formes de réalisation de l'invention seront décrites à présent en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples et dans lesquels: la figure 1 est une vue de côté en coupe d'une première forme de réalisation d'un appareil de chauffage pour la fausse torsion d'une fibre synthétique et qui est équipé d'une matière isolante de la chaleur à l'extérieur; la figure 2 est une vue en perspective de l'extrémité supérieure de l'appareil de chauffage représenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue de côté de l'appareil de chauffage pour la fausse torsion selon une forme de réalisation de la présente invention; la figure 4 est une vue de c 8 té correspondant à la figure 3, illustrant une deuxième forme de réalisation de la présente invention; la figure 5 est une vue de c 8 té correspondant à la figure 3, illustrant une troisième forme de réalisation de la présente invention; la figure 6 est une vue de c 8 té en coupe de l'appareil de chauffage, montrant une quatrième forme de réalisation de la présente invention; la figure 7 est une vue de côté en coupe correspondant à la figure 6, illustrant une cinquième forme de réalisation de la présente invention; la figure 8 est une vue de côté en coupe d'une partie de l'appareil de chauffage montrant une sixième forme de réalisation de la présente invention; la figure 9 est une vue de côté en coupe correspondant à la figure 8, illustrant une septième forme de réalisation de la présente invention; la figure 10 est une vue de côté en coupe correspondant à la figure 6, illustrant une huitième forme de réalisation de la présente invention; la figure Il est une vue de côté en coupe correspondant à la figure 6, illustrant une neuvième forme de réalisation de la présente invention; la figure 12 est une vue de côté en coupe correspondant à la figure 1, illustrant une dixième forme de réalisation de la présente invention; la figure 13 est une vue de côté en coupe correspondant à la figure 1, illustrant une onzième forme de réalisation de la présente invention; la figure 14 est vue de côté de l'appareil de chauffage illustrant une douzième forme de réalisation de la présente invention; la figure 15 est une vue de côté en coupe correspondant à la figure 1, illustrant une treizième forme de réalisation de la présente invention; la figure 16 est une vue en perspective de l'extrémité supérieure de l'appareil de chauffage représenté sur la figure 15; la figure 17 est une vue de côté de l'appareil de chauffage représenté sur la figure 15; la figure 18 est une vue de côté correspondant à la figure 17, illustrant une quatorzième forme de réalisation de la présente invention; la figure 19 est un schéma montrant une partie de l'appareil de la présente invention, illustrant une quinzième forme de réalisation de la présente invention; et la figure 20 est un schéma correspondant à la figure 19, illustrant une seizième forme de réalisation de la présente invention. Les figures 1 à 3 montrent un appareil selon une forme de réalisation de la présente invention La référence 1 désigne un corps principal tubulaire d'un appareil de chauffage Ce corps peut être réalisé par extrusion, par exemple en acier inoxydable, ou en n'importe quel métal résistant à la chaleur, et ayant une grande dureté, par exemple en inconel Comme représenté sur la figure 3, des parois d'extrémité 2 sont formées aux deux extrémités longitudinales du corps principal 1 Dans le corps principal est prévu un passage 3 dans lequel passe un filament Le passage peut être construit sous la forme d'une gorge, comme représenté sur la figure 1, ou sous la forme d'un tube placé dans le corps principal 1, comme représenté sur la figure 6 Le passage 3 peut être construit à l'extérieur ou à l'intérieur du corps principal 1 Celui-ci est rempli d'une matière 4 en poudre ou en grains, conductrice de la chaleur, par exemple un alliage de laiton en poudre appelé poudre de laiton La matière 4 peut être également une poudre d'acier inoxydable ou de carbone ou un mélange de ces matières On peut également utiliser de l'oxyde de magnésium ou de l'oxyde de zinc, ou encore n'importe quelle sorte de métal pourvu qu'il soit résistant à la chaleur. L'appareil de chauffage comprend encore un élément chauffant 5 qui peut être sous gaine Comme représenté sur la figure 1, l'élément chauffant 5 est logé dans le corps principal 1 de manière qu'il soit en contact avec la matière 4 conductrice de la chaleur en poudre ou en grains. L'appareil comprend également une matière isolante thermique 6 mise en forme, une plaque réfléchissante 7, une matière isolante thermique 8, un bottier 9 et un passage de communication 10 Sur les figures 2, 3 et 4, sont représentés un guide 11 pour le filament, par exemple en céramique, et un filament 12 Un appareil qui applique une fausse torsion au filament est prévu en avant et en arrière du corps principal 1, sur la longueur d'un trajet d'avance du filament Toutefois, on omettra de donner une description de cet appareil parce qu'il ne fait pas l'objet de la présente invention. Comme représenté sur les figures 3 et 4, il est préférable de prévoir une pluralité d'éléments chauffants, parce que cette construction permet de régler facilement les températures des différentes parties de l'ensemble de l'appareil La figure 3 montre le cas o l'élément chauffant 5 est divisé dans le corps principal 1 La figure 4 montre le cas o des éléments chauffants 5 respectifs sont prévus dans des sections distinctes du corps principal 1. Bien qu'on ait omis de représenter les parties supports des éléments chauffants, celles-ci peuvent être facilement réalisées par soudage, ce qui est beaucoup plus simple que le cas o un élément chauffant est prévu dans une barre métallique traitée par usinage ou équivalent. Le fil conducteur de l'élément chauffant 5 peut facilement être introduit à l'extérieur du corps principal 1 puisque celui-ci est formé par extrusion, comme décrit plus haut On peut former à l'intérieur du corps principal 1 des passages tubulaires 3 à travers lesquels passent les filaments, comme cela est représenté sur les figures 6 et 7 On peut aussi former des passages tubulaires à l'intérieur et à l'extérieur du corps principal 1, comme représenté sur la figure 7 Cette structure permet de choisir l'un quelconque des passages tubulaires, intérieurs ou extérieurs En outre, il est possible de prévoir soit un seul passage en forme de gorge, comme représenté sur la figure 8, soit une pluralité de passages en forme de gorge, comme représenté sur la figure 9 Une matière isolante thermique 13 peut être disposée à l'arrière de l'élément chauffant 5 parce qu'il est souhaitable que la température sur cette face arrière soit basse Comme représenté sur la figure 11, on peut fixer une plaque réfléchissante 14 sur le corps principal 1. Les figures 12 et 13 montrent un appareil de chauffage comportant une porte 15 servant à découvrir et à fermer le passage 3 dans le corps principal 1 Cette porte est prévue sur le boitier 9 qui contient le corps principal 1 Ces figures montrent encore une plaque réfléchissante 14, un ressort 16, une charnière 17 et une poignée 18 Comme représenté sur la figure 14, un évent 19 est formé dans le corps principal 1, pour l'échappement de l'air qui a été chauffé par l'élément chauffant 5 et qui s'est dilaté, ce qui permet au filament 12 d'être chauffé préférentielle- ment. Sur les figures 15 à 18, le corps principal 1 est courbé selon sa longueur, contrairement au corps droit des figures précédentes Il comprend un guide 11, par exemple en une matière céramique, conformé avec la section représenté sur la figure 15 Une pluralité de guides sont prévus à intervalles réguliers dans le corps principal 1. Ces guides sont fixés sur le corps principal au moyen d'éléments de fixation 20, tels que des boulons et des écrous Etant donné que le corps principal 1 est courbé selon la longueur du corps principal, comme représenté sur la figure 16, le filament peut être empêché de se déplacer d'un côté à l'autre pendant qu'il est alimenté Il est possible de former chacune des structures respectives représentées sur les figures 3 à 5 et 8 à 13 avec un corps principal 1, courbé de la façon décrite ci-dessus On a omis de représenter en coupe ces constructions parce qu'elles sont presque les mêmes que celles représentées sur lesdites figures L'élément chauffant 5 peut être formé comme représenté sur les figures 19 et 20 o le numéro 21 désigne un fil de nichrome Par exemple, comme représenté sur la figure 19, le fil de nichrome est peu serré dans la région supérieure 22 et plus serré dans la région inférieure 23 De cette façon, la température de la région inférieure est plus élevée que celle de la région supérieure Toutefois, en général, dans ce type d'appareil, plus la position est haute, plus la température est élevée. De cette façon, la structure mentionnée plus haut, permet de chauffer l'ensemble de la zone à peu près à la même température Bien que dans le cas représenté sur la figure 19, le fil de nichrome comprenne deux parties de serrage différents, il peut comprendre trois parties Contrairement au fil représenté sur la figure 19, le fil de nichrome représenté sur la figure 20 a un serrage qui varie d'un bout à l'autre. Ainsi selon l'invention, le corps principal est produit par extrusion, la matière conductrice de la chaleur en poudre ou en grains et l'élément chauffant 5 étant incorporés à l'intérieur du corps principal, alors que dans la technique antérieure, il est nécessaire de former une barre métallique de grande longueur par usinage ou équivalent, comme décrit précédemment La présente invention permet donc de fabriquer le corps principal beaucoup plus facilement que par la technique antérieure. En outre, il n'est pas nécessaire de prévoir une portion de support de l'élément chauffant par usinage, puisque l'élément chauffant 5 peut être facilement supporté dans le corps principal par soudage et il peut être formé de secteurs de serrage différents dans le corps principal 1. Le fil conducteur ou équivalent peut être facilement introduit à l'extérieur du corps principal 1, ce qui facilite le contrôle partiel de la température Dans le cas o le guide 11 est prévu dans le passage 3 o passe le filament, et dans le cas o ce passage est courbé selon la longueur du corps principal, il est possible d'empêcher le filament 12 de se déplacer d'un côté à l'autre pendant son avance, et d'entrer en contact avec la surface du corps principal 1, ce qui le ferait fondre Grâce à la prévision de l'évent 19 sur le corps principal 1, il est possible d'évacuer l'air dilaté sous l'effet de la chaleur dégagée à l'intérieur du corps principal 1 et d'ajuster ainsi la pression intérieure, en maintenant ainsi des conditions constantes pour le traitement réalisé dans le corps principal 1 En outre, étant donné que la matière isolante thermique 8 est prévue à l'extérieur du corps principal 1, il est possible d'empêcher la chaleur contenue dans ce dernier de s'échapper, ce qui contribue à obtenir une fausse torsion avec un bon rendement. REVENDICATIONS 1 Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique, caractérisé en ce qu'il comprend un corps principal métallique ( 1) de forme tubulaire muni à ses deux extrémités de parois d'extrémité ( 2) respectives, un passage ( 3) formé selon la longueur dudit corps principal pour faire défiler une fibre ( 12), une matière conductrice de la chaleur ( 4) en poudre ou en grains contenue dans ledit corps principal, et un élément chauffant ( 5) prévu dans ledit corps principal. 2 Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits passages ( 3) prévus pour la fibre ( 12) sont construits sous la forme d'une gorge à l'extérieur du corps principal. 3 Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits passages ( 3) en forme de gorge sont munis de guides ( 11). 4 Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des passages tubulaires ( 3) qui traversent les deux extrémités et qui sont placés à l'intérieur ou à l'extérieur dudit corps principal ( 1). Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que des passages ( 3) sous forme de gorge sont formés à l'extérieur du corps principal ( 1) et en ce que lesdits passages ( 3) pour la fibre ( 12), qu'ils se trouvent à l'intérieur ou à l'extérieur dudit corps principal, traversent les deux parois d'extrémité ( 2). 6 Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps principal ( 1) est courbé selon sa longueur et en ce que lesdits passages ( 3) prévus pour ladite fibre ( 12) sont munis de guides ( 11). 7 Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une matière isolante thermique ( 8) est prévue à l'extérieur du corps principal ( 1) pour l'isoler thermiquement de l'extérieur. 8 Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière ( 4) en poudre ou en grains est métallique. 9 Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la matière ( 4) en poudre ou en grains est du carbone. Appareil de chauffage pour effectuer la fausse torsion d'une fibre synthétique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la matière ( 4) en poudre ou en grains est un composé métallique.