Brevet FR2731444A1 — publié le 19960913

DESCRIPTION Dispositif pour ouvrir des flocons de fibres La présente invention se rapporte à un dispositif pour ouvrir des flocons de fibres de diverses natures, telles fibres naturelles et fibres synthétiques. L'ouvraison de flocons de fibres est une technique connue et est nécessaire pour la préparation au cardage ou à d'autres traitements en vue de garantir une bonne qualité du produit. Des dispositifs d'ouvraison (ouvreuses) de flocons de fibres sont bien connus et comportent en général des moyens pour aspirer ou propulser des flocons et pour projeter ces flocons soit sur des tambours munis de dents soit entre disques. Les dispositifs à tambour, par exemple décrits dans le brevet US 4.426. 753, ont l'inconvénient que la zone action d'ouvraison est limitée à la zone de contact entre deux cylindres, l'évacuation des fibres de cette zone est toutefois facilitée étant donné que la force centrifuge, créée par la rotation des tambours, agit perpendiculairement à l'axe des tambours et enlève les fibres des dents. Les dispositifs d'ouvraison à disques, par exemple décrit dans le brevet français 1.303.869, comportent deux disques ou portions de disques, un disque fixe et un disque tournant, ces deux disques sont équipés sur leurs faces opposées au moins partiellement de dents. La zone active d'un tel dispositif est nettement plus grande que dans les dispositifs à tambour et dépend surtout du chemin à suivre par les flocons entre les deux disques. La force centrifuge, créée par le disque tournant, agit dans les dispositifs à disques perpendiculairement à l'axe du disque mais dans le plan des dents. L'évacuation des fibres des dents est donc nettement plus difficile que dans les dispositifs à tambour. A cet effet on a déjà proposé diverses solutions qui vont tous dans le sens de positionnement des dents. Suivant le brevet français 1.303.869 les dents du disque tournant se rapprochent progressivement des dents du disque fixe lorsqu'on s'éloigne de l'axe (l'entrée des flocons) du système. Le cardage est donc faible au début et seulement efficace vers la sortie des fibres. Suivant le brevet britannique 1.009.284, le nombre de dents est faible et les dents fixes et mobiles ne sont pas en face les unes des autres. Suivant la demande de brevet internationale n 92/14872 les dents sont inclinées et situées à une certaine distance les unes des autres d'o il devient possible que les flocons passent le dispositif sans être soumis au cardage. En plus, l'utilisation de dents inclinées est une technique complexe. Les système connus à ce jour présentent donc tous des inconvénients au niveau de l'intensité de cardage. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif d'ouvraison de flocons de fibres combinant les avantages des dispositifs à disques avec celles des dispositifs à tambour. Suivant l'invention les flocons de fibres sont projetés entre les dents placées, d'une part, au côté convexe de l'enveloppe d'un corps tronconique et, d'autre part, au côté concave de l'enveloppe d'un corps possédant un logement tronconique. Le dispositif suivant l'invention comporte donc une partie tournante, désignée ci-après par turbine, en forme tronconique, montée sur un arbre et entraînée par un moteur. Le côté convexe de l'enveloppe du cône est garni de dents, aiguilles ou tout autre pointe utilisée dans la technique d'ouvraison de flocons de fibres. Ces dents sont placés de préférence en substance perpendiculairement au plan convexe de l'enveloppe. Le dispositif comporte une partie fixe, possédant une forme d'évidement tronconique et positionnée en face de la partie tournante. Au côté concave un secteur de l'enveloppe est également garni de dents. Le plan convexe de la partie tournante et le plan concave de la partie fixe seront de préférence substantiellement parallèles et les dents des deux parties seront orientés les uns vers les autres, avec un espace entre eux. La force centrifuge créée par la turbine n'agit plus perpendiculairement dans le plan des dents, mais crée une composante facilitant l'acheminement et l'évacuation des fibres ayant subies l'opération d'ouvraison en passant par les dents. Ces deux parties (tournante et fixe) se trouvent dans une enceinte, reliée au moteur actionnant la turbine, à une conduite d'alimentation et à une conduite d'évacuation des fibres. Suivant une forme préférentielle de l'invention, le moteur se trouve sur une des faces latérales de l'enceinte et la conduite d'alimentation débouche sur la face latérale opposée à la face équipée du moteur. Suivant une forme avantageuse de l'invention, la partie fixe est équipée de dents sur un secteur couvrant 25 à 50% de sa surface. Un autre secteur étant destiné à l'alimentation et un troisième secteur à l'évacuation des fibres. De préférence, des moyens seront prévus devant éviter que les flocons passent de la zone d'alimentation vers la zone d'évacuation des fibres sans passer par le secteur couvert de dents. Avantageusement, la distance entre la partie fixe et la partie tournante pourra être réglée et le dispositif est construit de façon que la denture pourra être adaptée en fonction de la nature des flocons à ouvrir. De préférence, la distance entre les dents sur la surface convexe et les dents sur la surface concave sera uniforme. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'alimentation du dispositif possède la forme d'un secteur annulaire ou la forme elliptique, ce qui permet une entrée de dimensions maximales et donc un étalement large de la matière sur la surface de la turbine, on évite ainsi des chocs trop importants des flocons, des dommages aux fibres et des bourrages du dispositif et on obtient une ouvraison optimale de la matière. Les fibres sont projetées axialement entre les dents de la turbine. La conicité des deux parties (fixe et tournante) et la perpendicularité des dents par rapport à leur surface oblige ensuite les fibres à sortir des dents de la turbine et, dans leur trajet radial provoqué par la force centrifuge, à pénétrer dans les dents de la contrepartie fixe. Il s'en suit un effet de cardage important. L'invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un exemple non limitatif de mise en application en se référant aux dessins annexés, qui représentent: À la figure la une vue en élévation du dispositif avec porte ouverte; la figure lb une vue en plan du dispositif de la figure la; À la figure 2: une vue en plan du dispositif fermé; les figures 3a et 3b: des vues en perspective de deux variantes de tuyaux d'alimentation. En se référant aux figures, le dispositif d'ouvraison comporte une structure 21 formant une enceinte fermée comprenant un bâti 4 et une porte oscillante 3 fixée sur le bâti 4 à l'aide de charnières 22. Sur la face extérieure de la porte 3 est bridé un moteur 2 dont l'arbre porte sur la face intérieure de la porte 3 une turbine 1 de forme tronconique. Perpendiculairement à la face convexe de la turbine 1, celle-ci est revêtue de plusieurs rangées de pointes 1 1. A l'intérieur et en face de la turbine, la structure 21 présente une forme d'évidement tronconique, dont la partie concave est répartie en 4 secteurs. Le premier secteur 5 comporte une ouverture en forme de secteur annulaire et est relié au tuyau d'alimentation 9 des flocons de fibres. Le deuxième secteur 6 comporte des rangées radiales de pointes 12 et le troisième secteur comporte une ouverture tangentielle 7 reliée au tuyau d'évacuation des flocons traités. Entre le secteur 5, l'entrée des flocons, et le secteur 7, la sortie des flocons traités, se trouve un quatrième secteur 8 qui forme une chambre d'isolation 8 délimitée en substance radialement par les parois 13 et 14 et qui doit éviter que les flocons passent du secteur 5 directement au secteur 7 sans passer par le secteur de traitement 6. Lorsque la porte 3 est fermée, les parois 13 et 14 s'approchent longitudinalement le plus près possible des pointes 11 de la turbine 1, de façon que exclusivement de l'air peut passer dans l'interstice entre les pointes 1 1 et les parois 13 et 14. Une ouverture réglable 15 est prévue dans la chambre 8 pour permettre si nécessaire l'entrée d'air venant de l'extérieur de l'enceinte. L'évidement tronconique comporte au centre sur sa face plane une structure 17. Cette structure pourra être ouverte et loger la face plane 18 de la turbine lorsque la porte 3 est fermée. La partie concave ou au moins le secteur 6 de la structure de l'évidement tronconique est fixée dans l'enceinte 21 à l'aide de glissières ou autres moyens (non représentés) afin de pouvoir régler la distance entre la partie convexe et la partie concave et en particulier entre les pointes 1 1 et 12. En effet, les pointes 1 1 et 12 sont placées sur les faces convexe et concave de façon amovible et peuvent être échangées en fonction de la nature et de la structure des flocons à traiter. Il est important que la distance entre les pointes 11 et les pointes 12 ainsi que les parois 13 et 14 peut être réglée avec précision. Lors de l'opération, les fibres arrivent par la tuyauterie 9, entrent dans la machine par la zone 5 et sont projetées contre les pointes 1 1 de la turbine 1. La turbine I tourne dans la direction de la flèche 10 et entraîne les fibres vers la zone 6 garnie de pointes fixes 12. Les fibres étant centrifugées sont alors cardées par le mouvement relatif des pointes mobiles 11 de la turbine 1 et les pointes fixes 12 du secteur 6. La zone 6 constitue donc la zone de cardage. A la sortie de la zone 6, les fibres sont aspirées hors des pointes de la turbine 1 par un courant d'air créé par un ventilateur non représenté situé en aval de la sortie 7. La chambre 8 permet d'éviter qu'une partie de l'air entrant dans la zone d'arrivée 5 pourrait être aspirée directement vers la zone de sortie 7 par le ventilateur et le cas échéant entraîner avec lui des fibres qui ne passeraient dès lors pas dans la zone de cardage 6. L'ouverture 15, donnant sur l'extérieur prévue dans la chambre 8, permet, par suite de la dépression créée par le ventilateur, d'aspirer de l'air venant de l'extérieur de l'enceinte. La figure 3a montre la forme du tuyau d'alimentation 9, qui a généralement une section circulaire 19, étant donné qu'il fait partie d'une installation complexe de traitement de fibres. Le tuyau 9 se déploie et prend progressivement une forme dont la section devient un secteur annulaire 16. Ce secteur annulaire 16 correspond à la forme du secteur 5 de l'évidement tronconique. Suivant la variante montrée à la figure 3b, le tuyau 9 prend progressivement la forme d'une ellipse 20, qui s'inscrit dans le secteur 5. Il est clair que la force centrifuge créée par la turbine 1 n'agit plus perpendiculairement dans le plan des pointes 11 et 12, mais crée une composante facilitant l'acheminement des fibres de la zone 6 vers la zone d'évacuation 7. Dans l'exemple considéré, la zone active de cardage 6 couvre environ 40% de la partie concave de l'évidement tronconique. Ce pourcentage n'est pas critique, bien qu'il ait été remarqué qu'il est difficile pour un bon écoulement des fibres de réserver plus que 50 à % de cette partie concave à la zone active. Par contre, en diminuant cette zone active au delà de 25%, le rendement du dispositif devient faible. Il est entendu que l'exemple décrit ne limite en rien la partie de l'invention qui est définie par les revendications et que l'homme de l'art peut y apporter les modifications qu'il estime nécessaires pour l'application envisagée. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour ouvrir des flocons de fibres comportant une enceinte (21) fermée, un moteur (2) qui entraîne à l'intérieur de l'enceinte un rotor dont la surface comporte des pointes, une contrepartie fixe également équipée de pointes, une conduite d'alimentation des flocons et une conduite d'évacuation des flocons traités, caractérisé en ce que le rotor est constitué d'un corps tronconique (1) revêtu sur sa partie convexe de pointes (11) et que la contrepartie est constituée par un corps possédant une forme de logement tronconique, dont la partie concave comporte un secteur (6) revêtu de pointes (12), un secteur (5) relié à la conduite d'alimentation (9) des flocons, un secteur (7) constituant une ouverture tangentielle et relié à la conduite d'évacuation des flocons traités et des moyens (8) permettant d'éviter le passage des flocons du secteur (5) au secteur (7) sans passer par le secteur (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan convexe du corps (1) et le plan concave du logement tronconique sont parallèles. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les pointes (11) sont placées perpendiculairement au plan convexe du corps (1) et les pointes (12) sont placées perpendiculairement au plan concave du logement tronconique. 4. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le secteur (6) du logement tronconique couvre 25 à 50% de la surface concave de ce logement. 5. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le secteur (5) correspond à une ouverture en forme de segment annulaire. 6. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation (9) se déploie et prend progressivement une forme dont la section devient un secteur annulaire (16) ou une ellipse (20). 7. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (8) sont constitués d'une chambre d'isolation comportant une entrée d'air réglable (15). 8. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins le secteur (6) de la partie concave du logement tronconique est fixé dans l'enceinte (21) à l'aide de moyens permettant de régler la distance entre les pointes (11) et (12). 9. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (2) est fixé sur une face latérale à l'extérieur de l'enceinte (21) et que cette face latérale comporte une porte oscillante (3) permettant l'accès au corps tronconique (1) et au logement tronconique. 10. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pointes (11) et (12) sont amovibles.