Brevet FR2719323A1 — publié le 19951103

L'invention concerne un procédé de traitement thermique continu de fil déposé en boucles, passé le long d'un chemin de transport à une vitesse de transport pouvant être prédéterminée dans une chambre de traitement travaillant avec de la vapeur d'eau surchauffée et d'une longueur de chambre pouvant être prédéterminée, dans lequel règne une température de chambre constante le long d'une zone partielle du chemin de transport et supérieure à la température de traitement nécessaire. Un procédé de ce type est décrit dans le brevet US 4 513 514. Ce brevet décrit une installation de façonnage ou d'amélioration du fil, du type GVA 2500, vendu par la Société Maschinenfabrik Michael Hôrauf, D- 73072 Donzdorf, République Fédérale d'Allemagne. Le procédé connu, qui est mis en oeuvre de préférence pour la thermofixation de fils de tapis, travaille dans ce que l'on appelle un système ouvert avec de la vapeur d'eau surchauffée et sous pression atmosphérique. La température de chambre dans la chambre de traitement est située nettement au-dessus de la température de traitement nécessaire et sert en premier à obtenir que le fil à fixer atteigne plus rapidement la température de traitement. Du fait que, suite à la dépose des fils sur des bandes transporteuses, tous les endroits du fil n'atteignent pas la température de traitement au même moment, il peut y avoir dépassement de la température de traitement pour quelques zones du fil et de ce fait il peut y avoir dans certains cas endommagement. Lorsque, pour exclure tout risque d'endommagement, le temps de séjour des fils dans la chambre de traitement est réduit, il peut se produire que quelques points des fils n'atteignent pas encore la température de traitement nécessaire. C'est pourquoi, dans le procédé connu, il faut respecter avec précision les différents paramètres que sont notamment la densité de fils, la température de chambre, la vitesse de transport, la teneur en vapeur et la vitesse d'écoulement de la vapeur d'eau. L'invention a pour but, pour un procédé du type cité au début, d'obtenir un traitement parfait des fils et d'éviter alors tout endommagement de ceux-ci. Le problème est résolu par le fait que la température de chambre est réglée à une valeur qui n'est que légèrement supérieure à la température de traitement et en ce que la vitesse de transport et la longueur de chambre sont adaptées l'une à l'autre de manière que le fil conserve sensiblement la température de traitement après l'avoir atteinte, sur une partie du chemin de transport. Du fait que la température de chambre n'est située que de façon minimale à une température supérieure à la température de traitement, par exemple la température de fixation des fils, on évite avec sécurité des endommagements par surchauffe, pouvant mener à des oxydations du fil ou bien à l'avivage. La température de chambre est alors maintenue à une valeur si faible que la température de traitement, dès qu'elle a été atteinte par le fil, reste pratiquement constante pour le reste du temps de séjour. La longueur de la chambre est alors telle que, même lorsque l'on a des points des fils situés dans des conditions désavantageuses, la température de traitement est atteinte de façon sûre. Il n'y a alors pas risque, si ces zones de fil, qui ont atteint la température de traitement plus tôt, restent un peu plus longtemps à cette température, du fait qu'un dépassement nuisible de la température de traitement est pratiquement exclu. Le procédé selon l'invention présente l'avantage supplémentaire qu'il ne dépend plus d'un nombre aussi grand de paramètres de réglage. De plus, la consommation d'énergie est diminuée du fait que l'on peut travailler avec une température de chambre plus faible. Selon un mode de réalisation de l'invention, il est prévu que la zone partielle du chemin de transport, o la température de chambre est constante, fasse au moins trois quarts de la longueur de cette chambre. La constance de la température de chambre, comme on le sait, est perturbée dans la zone des ouvertures d'entrée et des ouvertures de sortie destinées au dispositif de transport qui passe à travers la chambre de traitement. Du fait qu'il n'est pas nuisible d'avoir un temps de séjour quelque peu plus long à présent, la chambre de traitement peut être réalisée quelque peu plus longue que ce que l'on avait auparavant. Ceci donne une meilleure utilisation de la zone o la température de chambre est constante du fait que la part de la longueur de chambre o la température de chambre diminue par suite de la présence des ouvertures d'entrée et des ouvertures de sortie, par rapport à la totalité de la longueur de la chambre, est plus faible. Par exemple, lorsque la chambre est d'une longueur à peu près double, on obtient déjà un triplement de la distance sur laquelle règne une température de chambre constante. Prolonger la chambre peut également être utilisé de façon à diminuer la densité de pose des boucles de fil, ce qui de nouveau mène à une plus grande rapidité lors de l'atteinte de la température de traitement aux endroits critiques des fils. Avantageusement, la température de chambre est réglée à une valeur qui est au maximum de 10 C au-dessus de la température de traitement. Il serait idéal que la température de traitement soit égale à la température de chambre, cependant ceci ne peut être obtenu dans des cas pratiques. On vise cependant à maintenir la température de chambre à une valeur si faible que le fil atteint justement encore sa température de traitement. Dans ce cas il est indifférent que le temps de séjour soit dépassé d'une certaine valeur ou non. Des endommagements des fils sont exclus dans un tel cas. Dans une chambre de traitement destinée à mettre en oeuvre le procédé et comportant des ouvertures d'entrée et des ouvertures de sortie pour des bandes transporteuses transportant du fil,-avec un tube d'amenée pour réinjecter de la vapeur d'eau, avec un chauffage conçu pour surchauffer la vapeur d'eau ainsi qu'avec plusieurs ventilateurs disposés l'un à côté de l'autre dans la direction du transport, pour produire un courant de circulation orienté transversalement par rapport à la direction de transport, caractérisée en ce que sont prévus plus que quatre ventilateurs dont chaque fois les ventilateurs disposés les plus près des ouvertures d'entrée et des ouvertures de sortie ont un sens de rotation orienté vers les ouvertures d'entrée et les ouvertures de sortie associées. On obtient de ce fait que les zones partielles dans la chambre de traitement, dans lesquelles la température de chambre diminue du fait de la présence des ouvertures d'entrée et des ouvertures de sortie, soient maintenues petites. La longueur de chambre est de ce fait mieux exploitée pour un traitement thermique des fils. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la chambre de traitement est constituée de deux chambres individuelles qui sont reliées ensemble par une zone intermédiaire chauffée. Ceci mène à une série d'avantages: d'une part, on peut utiliser une chambre standard qui peut être reliée, soit pour elle seule, soit en combinaison, à une autre chambre individuelle donnant une chambre de traitement rallongée. D'autre part, produire et gérer un climat dans une chambre individuelle plus petite est plus facile à maltriser. En outre, en cas de besoin, on peut mettre en oeuvre un procédé dans lequel règnent des températures de chambre différentes dans les deux chambres individuelles. De manière appropriée, les chambres individuelles sont réalisées à l'identique et disposées symétriquement par rapport à la zone intermédiaire. D'autres avantages et caractéristiques résultent de la description ci-après de quelques exemples de réalisation. Dans le dessin: la figure 1 représente une vue de côté d'un dispositif de transport d'une installation de traitement de fil avec une chambre de traitement qui n'est qu'esquissée, la figure 2 représente une vue de côté de l'extérieur d'une chambre de traitement selon l'invention, la figure 3 représente une coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'une chambre de traitement selon l'invention, la figure 4 représente une coupe transversale d'une chambre de traitement, la figure 5 représente un diagramme concernant les conditions de température pour un procédé connu, la figure 6 représente un diagramme concernant les conditions de température pour le procédé selon l'invention. L'installation de traitement de fil de la figure 1 contient ce que l'on appelle un mat d'enroulement 1 qui fait partie d'un dispositif de transport qui passe à travers une chambre de traitement 2, indiquée seulement en traits mixtes et ayant une longueur de chambre L. Le mât d'enroulement 1 est monté à une extrémité dans une fixation 3 et à l'autre extrémité, soit il est en porte-à-faux soit il est soutenu en plus par un dispositif d'appui non représenté. Dans une installation de traitement de fil réelle, comme on peut en voir sur la figure 4, il est disposé de préférence quatre mâts d'enroulement les uns à côté des autres. Chaque mât d'enroulement 1 est équipé de plusieurs bandes de transport 4, 5, 6 et 7, de préférence au nombre de quatre (voir également figure 4), dont seules deux bandes de transport 4 et 5 sont visibles sur la figure 1. Ces bandes transporteuses 4 à 7 sont disposées, comme on le voit plus nettement sur la figure 4 allant faire l'objet d'une description, en polygone autour du mât d'enroulement 1. Elles servent au transport d'au moins un fil 8 qui se présente sous la forme de boucles 9 et est enroulé autour du mât d'enroulement 1 et des bandes transporteuses 4 à 7. Cette disposition a pour but de transporter une quantité aussi grande que possible de fils 8 avec un temps de séjour prédéterminé, de façon continue, à travers la chambre de traitement 2. La dépose des boucles 9 s'effectue au moyen d'un bras d'enroulement 10, monté dans la zone de l'extrémité supportée du mât d'enroulement 1. Le bras d'enroulement 10 commence en un arbre 12 pourvu d'un perçage axial 11 et monté à rotation dans un carter 13, coaxialement par rapport au mât d'enroulement 1. Le perçage axial 11 débouche dans une ouverture radiale 14 de l'arbre 12 et se transforme en bras d'enroulement 10 creux, en forme de manivelle et entraîné en rotation conjointement avec l'arbre 12. Le fil 8 à transporter (il peut s'agir également de plusieurs fils réunis en un fil multiple) est amené dans la direction de transport A, à travers le perçage axial 11, et sort de l'embouchure 15 du bras d'enroulement 10. Grâce au mouvement de rotation du bras d'enroulement 10, le fil 8 est enroulé autour des bandes transporteuses 4 à 7 présentant de préférence une section transversale ronde. Sur le fil 12 est monté un carter de transmission 16 qui, du fait de moyens non représentés mais connus, n'effectue pas les mouvements de rotation de l'arbre 12 et qui contient l'entraînement destiné aux bandes transporteuses 4 à 7. La fixation 3, déjà mentionnée et destinées à l'extrémité tourillonnant du mât d'enroulement 1, est prévue dans ce carter de transmission 16. Sur le carter de transmission 16 sont prévus des galets de renvoi 17 et 18 supérieur et inférieur, chacun entraînés et destinés aux bandes transporteuses 4 à 7. Leur sont associés dans la zone de l'extrémité en porte-à-faux du mât d'enroulement 1 des galets de renvoi supérieur et inférieur 19 et 20, pouvant tourner fous et destinés aux bandes transporteuses 4 à 7. Peu avant d'atteindre ces galets de renvoi 19 et 20, les boucles 9 du fil 8 sont désolidarisées, étirées et amenées de manière non représentée à une machine de bobinage. Les galets de renvoi 19 et 20 sont montés réglables concernant leur espacement l'un par rapport à l'autre au moyen d'un dispositif tendeur 21. Encore avant d'atteindre la chambre de traitement 2, le polygone mentionné, constitué des bandes transporteuses 4 à 7 est quelque peu diminué par des galets tendeurs ou analogues, afin de prendre en compte le retrait du fil 8, s'effectuant dans la chambre de traitement 2. Pour cette raison est indiqué sur la figure 2 que les boucles 9 pendent librement dans la zone d'entrée de la chambre de traitement 2 au- dessous et depuis les bandes transporteuses 5 et 6 et se raccourcissent ensuite à l'intérieur de la chambre de traitement 2, au bout d'un certain temps, faisant qu'elles reviennent en appui sur les bandes transporteuses 4 à 7. Sur la figure 2, qui représente une chambre de traitement 2 vue de l'extérieur et de côté, est indiqué, mais seulement en traits mixtes, un mât d'enroulement 1. Il est disposé horizontalement, en s'étendant dans la direction de transport des fils 8, de manière correspondante à la direction de la flèche A. L'espace intérieur de la chambre de traitement 2 qui est placé à la température de chambre K (voir la figure 6 allant faire l'objet ci-après d'une description) a une longueur de chambre L. A l'extérieur de la chambre de traitement 2, proprement dite, il y a, dans la zone d'entrée, une pré-zone d'entrée 22 et, dans la zone de sortie, une pré-zone de sortie 23. La pré-zone d'entrée 22 et la pré-zone de sortie 23 servent à mieux isoler de façon étanche la chambre de traitement 2, en direction longitudinale, aux endroits auxquels sont introduites et sorties les bandes transporteuses 4 à 7. A la pré-zone d'entrée 22 et à la pré-zone de sortie 23 est chaque fois raccordée une tubulure d'évacuation 24 ou 25 à laquelle de manière correspondante aux directions de flèches B, respectivement C, est extraite par aspiration une partie du milieu de traitement constitué de vapeur d'eau surchauffée et d'air. Dans la chambre de traitement 2 est produit comme décrit ci-après à l'aide de la figure 4 un courant de circulation, ce pourquoi un total de six ventilateurs 26 sont prévus. Ces ventilateurs t6 ont des sens de rotation différents qui sont indiqués chacun par des flèches. On voit que les deux ventilateurs 26, situés les plus près de la pré-zone d'entrée 22, ont un sens de rotation qui est orienté vers l'ouverture d'entrée 27 du mât d'enroulement 1 et dirigé dans la chambre de traitement 2. De manière correspondante, les deux ventilateurs 26 qui sont les plus près de l'ouverture de sortie 28 du mât d'enroulement 1 ont un sens de rotation orienté vers l'ouverture de sortie 28. La réalisation de la figure 3 se distingue de celle de la figure 2 seulement par le fait que la chambre de traitement 2 est constituée globalement de deux chambres individuelles 29 et 30 de même type et ayant une longueur de chambre L. Les chambres individuelles 29 et 30 sont reliées ensemble par une zone intermédiaire 31 chauffée. Les chambres individuelles 29 et 30 sont disposées de telle façon qu'elles sont symétriques chacune par rapport à une zone intermédiaire 31, par rapport aux tuyauteries respectives, etc. Les éléments de construction, qui sont identiques dans les modes de réalisation des figures 2 et 3, ont chaque fois été dotés de mêmes numéros de référence. C'est pourquoi on a renoncé à décrire ces éléments de construction une fois de plus à l'aide de la figure 3. Pour le reste, il est renvoyé au fait que le dessin en coupe transversale de la figure 4 vaut également pour la figure 2, ainsi qu'également pour la figure 3. Chacune des deux chambres individuelles 29 et 30 contient trois ventilateurs 26, dont le sens de rotation est choisi le même que ce qui a déjà été décrit en liaison avec la figure 2. A l'intérieur de la chambre de traitement 2 il y a, pour chaque mât d'enroulement 1, ce que l'on appelle un canal trapézoïdal 32, dont la section transversale est trapézoïdale et qui est constitué essentiellement de tôles percées, enroulant les bandes transporteuses 4 à 7. Au moyen de ce canal trapézoïdal 32 on obtient ce que l'on appelle une aération sur trois côtés pour les boucles 9 des fils 8. A l'intérieur de la chambre de traitement 2 (respectivement des chambres individuelles 29 et 30) se trouve un tube d'amenée 33 destiné à réinjecter de la vapeur d'eau. Le tube d'amenée 33 s'étend dans la direction longitudinale de la chambre de traitement 2. Le tube d'amenée se trouve au-dessous des bandes transporteuses 4 à 7 et passe à proximité d'un chauffage électrique 34, au moyen duquel la vapeur d'eau est chauffée à la température de chambre K souhaitée. La vapeur d'eau surchauffée est contrainte, au moyen des ventilateurs 26 entraînés par un moteur 25, à effectuer un écoulement de circulation indiqué par la pluralité des flèches. Les boucles 9 de fil 8 portées par les bandes transporteuses 4 à 7 sont traversées par un écoulement venant du dessus, des dispositifs de guidage destinés à l'écoulement de circulation étant associés aux différents mâts d'enroulement. Ces dispositifs de guidage sont connus par l'état de la technique cité au début et ne doivent pas ici faire l'objet d'une description plus détaillée. A la chambre de traitement 2 est associée encore dans la zone du fond une purge de condensat 36. Depuis le haut sont introduites dans la chambre de traitement 2 plusieurs sondes de température 37, à l'aide desquelles la température de traitement F peut être mesurée dans la zone des boucles 9 des fils 8. La nature de l'invention est expliquée plus en détails ci-après à l'aide des figures 5 et 6: la figure 5, qui va d'abord faire l'objet d'une explication, concerne l'état de la technique cité au début. La chambre de traitement y étant mentionnée a une longueur de chambre L d'à peu près 2,5 m. A l'intérieur de la chambre de traitement connue règne une température de chambre K de, par exemple 200 C, qui est située nettement au-dessus de la température de traitement F qui est par exemple de 170 C. Concernant la chambre de traitement F il peut s'agir de la température de fixation destinée aux fils 8. Selon la figure 5, la température est donc enregistrée en fonction de la longueur de la chambre L, les ouvertures d'entrée 27 se trouvant à l'extrémité droite du diagramme et les ouvertures de sortie 28 sur l'extrémité gauche du diagramme. On voit que la température de chambre K n'est constante que dans une zone partielle X de la distance de transport et qu'elle présente aux ouvertures d'entrée 27 et aux ouvertures de sortie 28 une chute de température 38, respectivement 39, qui chaque fois est de forte valeur. Dans le cas de chambres de traitement 2 réelles, on perd dans la zone des ouvertures d'entrée 27 et des ouvertures de sortie 28 chaque fois à peu près 600 mm, dans lesquels la température de chambre K n'est plus constante. La courbe 40, dessinée avec une zone de dispersion relativement large, illustre la température réelle sur le fil 8 à traiter. La zone de dispersion se produit par le fait que, suite à la dépose des boucles 9 sur les bandes transporteuses 4 à 7, les différents points du fil 8 s'approchent de la température de chambre K à des moments différents. Concernant la chambre de traitement 2 connue on a, comme on le voit sur la figure 5, une réserve de température relativement grande entre la température de chambre K et la température de traitement F nécessaire pour les fils 8. Cette réserve a pour but que les fils 8 atteignent avec sécurité la température de traitement également à leurs points difficilement accessibles. Il y a cependant également ici risque que d'autres endroits du fil 8 dépassent la température de chambre F visée, ce qui peut mener, le cas échéant, à des endommagements du fil. Pour cette raison, comme expliqué au début, il faut qu'il y ait coopération exacte d'une pluralité de paramètres afin que l'on puisse effectivement régler de la manière souhaitée la température de traitement F. Le temps de séjour, donc le temps pendant lequel le fil 8 séjourne dans la chambre de traitement, doit être respecté de façon précise dans le procédé connu. Selon l'invention, qui est expliquée à présent à l'aide de la figure 6, le comportement à ce sujet est différent. D'une part, il est prévu ici que la température de chambre K ne soit située que légèrement au-dessus de la température de traitement F souhaitée, dans l'exemple représenté d'une valeur seulement de 10 OC. D'autre part, il y a allongement net de la longueur de chambre L, afin que, malgré que la température de chambre A soit réduite, le fil 8 atteigne avec sécurité la température de traitement F souhaitée, également dans ces endroits critiques. Du fait que le fil ne peut dépasser pratiquement la température de traitement F - du fait que la température de chambre A est relativement faible - il est sans risque que le temps de séjour soit prolongé par rapport au procédé connu. Les zones de fil qui ont déjà atteint la température de traitement F restent de ce fait un peu plus longtemps à cette température que les autres zones du fil qui arrivent un peu plus tard à cette température de traitement F. Il est pratiquement indifférent que le temps de séjour soit maintenant par exemple de deux minutes ou de quatre minutes. De ce fait, dans le cas de la fixation de fils de tapis, on ne fixe complètement dans chaque cas toutes les zones des boucles 9 sans qu'il y ait endommagement d'autres zones de fil, par suite de la valeur plus élevée de la température. Comme l'indique une comparaison entre les figures 5 et 6, la longueur relative des distances de transport, o l'on a la chute de température 38 ou 39, est relativement plus petite que la longueur de chambre L dans le cas du mode de réalisation de la figure 6. Dans la longueur de chambre connue qui est de 2,5 m, la zone partielle X effective o la température de chambre K est constante est d'à peu près 1300 mm de long, tandis que cette zone X a une valeur déjà de 4100 mm avec une longueur de chambre L de 5 m. Doubler la longueur de chambre L mène donc déjà à tripler la zone partielle X qui est à une température de chambre K constante. On peut utiliser l'invention pour diminuer la densité de pose des boucles 9 sur leurs bandes transporteuses 4 à 7, faisant que les fils 8 sont chauffés plus rapidement. On peut ce faisant, soit raccourcir la longueur de chambre L soit augmenter la vitesse de transport. Par exemple, au lieu d'une avance de 6 mm par tour du bras d'enroulement 10 selon l'invention, on peut choisir une avance de 8 mm ou même de 12 mm. L'invention convient en particulier pour goder et thermofixer des fils de tapis à simple ou double retordage et pouvant être constitués de polyamide 6, de polyamide 6.6, de polyester, de polypropylène ou d'acryl. Il faut renvoyer expressément au fait que l'invention n'est pas limitée à de telles bandes transporteuses 4 à 7 disposées en polygone autour d'un mât d'enroulement 1, mais qu'on peut également utiliser des bandes transporteuses larges, perforées, sur lesquelles les fils 8 sont déposés en boucles foisonnantes ou ordonnées. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement thermique continu de fil, déposé en boucles, passé le long d'un chemin de transport à une vitesse de transport pouvant être prédéterminée dans une chambre de traitement, travaillant avec de la vapeur d'eau surchauffée et d'une longueur de chambre pouvant être prédéterminée, dans lequel règne une température de chambre constante le long d'une zone partielle du chemin de transport et supérieure à la température de traitement nécessaire, caractérisé en ce que la température de chambre est réglée à une valeur qui n'est que légèrement supérieure à la température de traitement (F) et en ce que la vitesse de transport et la longueur de chambre (L) sont adaptées l'une à l'autre, de manière que le fil (8) conserve sensiblement la température de traitement (F) après l'avoir atteinte, sur une partie du chemin de transport. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone partielle (X) du chemin de transport o la température de chambre est constante est d'au moins trois quarts de la longueur de la chambre. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la température de chambre est réglée à une valeur qui est au maximum de 10 C supérieure à la température de traitement (F). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un temps de séjour pour le fil (8) allant jusqu'à quatre minutes est prévu dans la chambre de traitement (2). 5. Chambre de traitement pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des ouvertures d'entrée et des ouvertures de sortie pour des bandes transporteuses (4, 7) transportant du fil (8), avec un tube d'amenée pour réinjecter de la vapeur d'eau, avec un chauffage conçu pour chauffer la vapeur d'eau ainsi qu'avec plusieurs ventilateurs disposés l'un à côté de l'autre dans la direction du transport, pour produire un courant de circulation orienté transversalement par rapport à la direction de transport, caractérisée en ce que sont prévus plus que quatre ventilateurs (26), dont chaque fois les ventilateurs (26) disposés les plus près des ouvertures d'entrée (27) et des ouvertures de sortie (28) ont un sens de rotation orienté vers les ouvertures d'entrée (27) et les ouvertures de sortie (28) associées. 6. Chambre de traitement selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est constituée de deux chambres individuelles (29, 30) reliées ensemble par une zone intermédiaire (31) chauffée. 7. Chambre de traitement selon la revendication 6, caractérisée en ce que les chambres individuelles (29, 30) sont réalisées à l'identique et disposées symétriquement par rapport à la zone intermédiaire (31).