Brevet FR2746819A1 — publié le 19971003

La présente invention concerne un autoclave de teinture sur ensouple, comprenant de façon généralement connue une cuve de forme générale cylindrique et d'axe horizontal, apte à contenir un bain de teinture, la cuve étant pourvue d'une porte prévue pour l'introduction d'un rouleau de tissu à teindre, enroulé autour d'une ensouple prenant place à l'intérieur de ladite cuve, à laquelle est associé un dispositif de circulation et d'expansion de bain avec échangeur de chaleur et pompe de circulation. Plus particulièrement, l'invention s'intéresse à un autoclave de teinture dans lequel l'ensouple est montée tournante, et entraînée par un dispositif de rotation, suivant l'axe horizontal de la cuve, le rouleau de tissu à teindre se trouvant seulement partiellement immergé dans le bain de teinture dont le niveau atteint une hauteur intermédiaire, de préférence variable, à l'intérieur de la cuve. Un tel autoclave de teinture, utilisant un principe de rotation d'ensouple, est connu notamment par le document EP-A-0230630. Le principe de rotation d'ensouple, associé à un système d'expansion de bain interne, permettant une opération de teinture sur un rouleau de tissu semiimmergé, est avantageux notamment par l'économie de bain et l'amélioration de rendement qu'il procure, le "rapport de bain" (poids de matière à teindre / volume de bain nécessaire au traitement) se trouvant fortement diminué en comparaison avec les autoclaves de traitement classiques sans rotation d'ensouple. Toutefois, un autoclave de teinture tel que décrit dans le document précité EP-A-0230630 reste, en raison de la structure et du fonctionnement de son dispositif de rotation de l'ensouple, très limité dans sa capacité de traitement de charges de tissu à teindre. En effet, dans cet autoclave de teinture connu, l'entraînement en rotation de l'ensouple est assuré uniquement par un bras radial, fixé à l'extrémité libre d'un arbre central entraîné en rotation à partir d'un moteur et par l'intermédiaire d'un réducteur, le bras radial d'entraînement coopérant à la manière d'un poussoir avec un taquet fixé à l'intérieur de l'ensouple. Un tel dispositif d'entraînement en rotation de l'ensouple ne permet pas d'obtenir une rotation régulière de l'ensouple. En effet, le phénomène de balourd du au remplissage partiel de la cuve en bain de teinture se traduit - tout d'abord, par une rotation d'un demi-tour de l'ensouple, assurée par la poussée du bras radial d'entraînement sur le taquet de l'ensouple - puis par une autre rotation de l'ensouple d'un demi-tour en chute libre, sans contrôle de vitesse. Cette rotation irrégulière de l'ensouple a pour conséquence inévitable une répartition non uniforme des colorants du bain de teinture sur le tissu. De plus, les efforts de tension répétés sur l'arbre central de l'autoclave, portant à son extrémité le bras radial d'entraînement, contribuent à fragiliser le dispositif de rotation d'ensouple, et à limiter les possibilités d'application de ce dispositif à des charges légères. Ainsi, l'autoclave de teinture comme ici considéré ne peut être utilisé à des fins industrielles, et il s'apparente plutôt à un appareil destiné à des essais d'échantillonnage en laboratoire. Cette conception est d'ailleurs confirmée par le document EP-A-0230630 luimême, dans lequel sont évoquées des charges traitées qui se limitent à quelques dizaines de kilogrammes (voir les exemples donnés de 25 kg et 40 kg). La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, en fournissant un autoclave de teinture qui, grâce à la conception particulière de son dispositif de rotation d'ensouple, est capable d'assurer des productions industrielles, en permettant le traitement de charges pouvant atteindre 2.000 kg, voire plus, tout en garantissant une parfaite uniformité de la teinture. A cet effet, dans l'autoclave de teinture sur ensouple, objet de l'invention, appartenant au genre précisé en introduction, le dispositif de rotation comprend une couronne dentée d'entraînement, montée tournante à l'intérieur de la cuve autour de l'axe horizontal de celle-ci, et liée en rotation à une bride annulaire d'entraînement sur laquelle est serrée, par enboitement conique, une extrémité de l'ensouple. Ainsi, au cours de l'opération de teinture, l'ensouple est solidarisée avec une couronne dentée d'entraînement, elle-même mue par un pignon moteur. La rotation de l'ensouple est donc régulière, et obtenue de façon pratiquement directe, sans passer par l'intermédiaire d'un arbre subissant des torsions. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la couronne dentée d'entraînement est prolongée, d'un côté opposé à la bride annulaire d'entraînement, par un manchon tournant monté à l'intérieur d'un manchon fixe qui traverse le fond de la cuve, le manchon tournant étant parcouru par le bain de teinture en provenance du dispositif de circulation. Avantageusement, il est encore prévu, suivant l'axe horizontal de la cuve, un arbre central dont une extrémité est filetée et porte un plateau de serrage d'ensouple, ainsi qu'un écrou de serrage d'ensouple, le plateau étant prévu pour le serrage, par emboîtement conique, de l'extrémité de l'ensouple la plus éloignée du dispositif de rotation. L'actionnement de l'écrou de serrage permet, par l'intermédiaire du plateau de serrage, d'appliquer fortement la première extrémité de l'ensouple sur la surface d'emboîtement conique de la bride annulaire d'entraînement. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme de réalisation de cet autoclave de teinture sur ensouple Figure 1 est une vue d'ensemble, en coupe longitudinale, d'un autoclave de teinture conforme à la présente invention Figure 2 est une vue en coupe transversale de cet autoclave, suivant II-II de figure 1 Figure 3 en est une autre vue en coupe transversale, suivant III-III de figure 1. La figure 1 est un schéma de principe d'un autoclave de teinture sur ensouple, qui possède une cuve 1 de forme générale cylindrique, d'axe horizontal 2, fermée à une extrémité par un fond fixe 3, tandis que son autre extrémité, ouverte, est pourvue d'une porte pivotante 4. L'autoclave est prévu pour la teinture d'un rouleau de tissu 5, enroulé autour d'une ensouple 6 qui est introduite à l'intérieur de la cuve 1 après ouverture de la porte 4. En cours de traitement, l'ensouple 6 est disposée suivant l'axe horizontal 2 de la cuve 1, et est entraînée en rotation autour de cet axe 2, suivant la flèche F. Le traitement est assuré au moyen d'un bain de teinture 7, remplissant partiellement la cuve 1, dans lequel le rouleau de tissu 5 est partiellement immergé voir figure 2. Pour assurer ce fonctionnement, l'autoclave possède un dispositif de rotation d'ensouple 8, et un dispositif de circulation et d'expansion de bain 9, qui seront décrits en détail ci-après. Le dispositif de rotation d'ensouple 8 comprend un moto-réducteur 10, placé à l'extérieur de la cuve 1, dont l'arbre de sortie 11 traverse le fond 3 de la cuve 1 par un palier étanche 12. L'arbre de sortie 11 du motoréducteur 10 porte, à son extrémité située à l'intérieur de la cuve 1, un pignon moteur 13. Le pignon moteur 13 est en prise avec une couronne dentée d'entraînement 14, disposée à l'intérieur de la cuve 1, et montée tournante autour de l'axe 2 de cette cuve 1. La couronne dentée 14 est prolongée par un manchon tournant 15, monté à l'intérieur d'un manchon fixe 16 qui traverse le fond 3 de la cuve 1, auquel il est fixé par une bride annulaire 17. Le manchon tournant 15 se termine, à son extrémité éloignée de la couronne dentée 14, par un épaulement annulaire 18 de retenue axiale, monté tournant dans un palier 19 solidaire de l'extrémité correspondante du manchon 16. Sur la face de la couronne dentée d'entraînement 14 opposée au manchon tournant 15, donc tournée vers l'intérieur de la cuve 1, est fixée coaxialement une bride annulaire d'entraînement 20, pourvue d'une surface d'emboîtement tronconique 21 à sa périphérie. Suivant l'axe horizontal 2 de la cuve 1 est encore disposé un arbre central 22, dont une extrémité est retenue axialement au niveau de l'épaulement annulaire 18 et du palier associé 19. A son autre extrémité, l'arbre central 22 est fileté et porte un plateau de serrage d'ensouple 23, ainsi qu'un écrou de serrage d'ensouple 24 pourvu de poignées 25. Le plateau de serrage d'ensouple 23 possède, à sa périphérie, une surface d'emboîtement tronconique 26. L'ensouple 6 possède une paroi cylindrique perforée 27, et deux couronnes d'extrémité 28 et 29. La première couronne d'extrémité 28 présente une surface d'emboîtement tronconique, complémentaire de la surface d'emboîtement tronconique 21 de la bride d'entraînement 20. La seconde couronne d'extrémité 29 de 1'ensouple 6 présente une surface d'emboîtement tronconique, complémentaire de la surface d'emboîtement tronconique 26 du plateau de serrage d'ensouple 23. La cuve 1 comporte, dans sa partie inférieure, deux rails longitudinaux 30 aptes à recevoir un chariot porte-ensouple 31, symbolisé par ses galets de roulement. Le chariot 31 est pourvu, à ses extrémités antérieure et postérieure, de galets-supports d'ensouple 32, sur lesquels l'ensouple 6 repose par ses extrémités respectives, tout en pouvant tourner autour de l'axe horizontal 2. Le dispositif de circulation et d'expansion de bain 9 comprend successivement un conduit de sortie de bain 33 qui part de la partie inférieure de la cuve 1, un échangeur de chaleur 34, une pompe de circulation de bain 35 et un conduit d'amenée de bain 36, qui est raccordé au palier 19 solidaire du manchon fixe 16. Le bain de teinture est ainsi introduit à l'intérieur de la cuve 1 en parcourant le manchon tournant 15 prolongeant la couronne dentée d'entraînement 14, puis en traversant la bride annulaire d'entraînement 20. Un conduit de dérivation 37, partant du conduit d'amenée de bain 36, pénètre dans la partie supérieure de la cuve 1, où il forme une rampe d'arrosage 38. Dans la partie supérieure de la cuve 1 débouche encore un tuyau 39 prévu pour l'amenée d'un gaz, créant une pression statique gazeuse équilibrant la pression du bain de teinture 7 à l'intérieur de la cuve 1. A l'intérieur de la cuve 1, le bain de teinture 7 atteint un niveau 40 qui est variable, entre un niveau de bain minimum (tel que représenté sur la figure 2) et un niveau de bain maximum, atteignant sensiblement l'axe 2, le rouleau de tissu 5 à teindre se trouvant plus ou moins immergé dans le bain de teinture 7. En cours de traitement, l'ensouple 6 est maintenue par le serrage de l'écrou 24, qui bloque les surfaces d'emboîtement des couronnes d'extrémité 28 et 29 de l'ensouple 6 respectivement sur les surfaces d'emboîtement complémentaires 21 et 26, appartenant à la bride d'entraînement 20 et au plateau de serrage 23. Lors de la mise en marche du moto-réducteur 10, le pignon moteur 13 fait tourner la couronne dentée 14 et la bride d'entraînement 20, et ensouple 6 se trouve entraînée en rotation autour de l'axe 2 de la cuve 1, par sa première couronne d'extrémité 28 bloquée sur la bride 20. Le bain de teinture 7 parvient au centre de la cuve 2 en passant par le manchon tournant 15, tout autour de l'arbre central 22, et il traverse les perforations de la paroi cylindrique 27 de l'ensouple 6, puis imprègne le rouleau de tissu 5 entraîné en rotation, dont il sort par la périphérie comme indiqué par les flèches F des figures 1 et 2. L'ouverture de la porte 4 de la cuve 1 permet l'introduction de ensouple 6, placée sur le chariot porte-ensouple 31, et l'extraction de cette ensouple 6 en fin de traitement du rouleau de tissu 5. La structure de l'autoclave, en particulier de son dispositif de rotation d'ensouple 8, permet la teinture des rouleaux de tissu 5 volumineux et lourds, notamment pour des articles à faible porosité, la modulation du niveau de bain 40 dans la cuve 1 étant effectuée en fonction de la nature de la teinture, et de sa nuance. L'autoclave objet de la présente invention peut ainsi traiter en une seule fois des charges allant jusqu'à 1.500 à 2.000 kg, voire plus, ceci n'excluant pas le traitement de charges réduites dans le même autoclave. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de cet autoclave de teinture sur ensouple qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le même principe, quels que soient notamment les détails constructifs du dispositif de rotation d'ensouple. REVENDICATIONS 1 - Autoclave de teinture sur ensouple, comprenant une cuve (1) de forme générale cylindrique et d'axe horizontal (2), apte à contenir un bain de teinture (7), la cuve (1) étant pourvue d'une porte (4) prévue pour l'introduction d'un rouleau de tissu à teindre (5), enroulé autour d'une ensouple (6) prenant place à l'intérieur de ladite cuve (1), à laquelle est associé un dispositif de circulation et d'expansion de bain (9) avec échangeur de chaleur (34) et pompe de circulation (35), l'ensouple (6) étant montée tournante, et entraînée par un dispositif de rotation (8), suivant l'axe horizontal (2) de la cuve (1), et le rouleau de tissu à teindre (5) se trouvant partiellement immergé dans le bain de teinture (7) dont le niveau (40) atteint une hauteur intermédiaire, de préférence variable, à l'intérieur de la cuve (1), caractérisé en ce que le dispositif de rotation (8) comprend une couronne dentée d'entraînement (14), montée tournante à l'intérieur de la cuve (1) autour de l'axe horizontal (2) de celle-ci, et liée en rotation à une bride annulaire d'entraînement (20) sur laquelle est serrée, par emboîtement conique (en 21) , une extrémité (28) de l'ensouple (6). 2 - Autoclave de teinture sur ensouple selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne dentée d'entraînement (14) est prolongée, du côté opposé à la bride annulaire d'entraînement (20), par un manchon tournant (15) monté à l'intérieur d'un manchon fixe (16) qui traverse le fond (3) de la cuve (1), le manchon tournant (15) étant parcouru par le bain de teinture en provenance du dispositif de circulation (9). 3 - Autoclave de teinture sur ensouple selon la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon tournant (15) se termine, à son extrémité éloignée de la couronne dentée (14), par un épaulement annulaire (18) de retenue axiale, monté tournant dans un palier (19) solidaire de l'extrémité correspondante du manchon fixe (16). 4 - Autoclave de teinture sur ensouple selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'est disposé, suivant l'axe horizontal (2) de la cuve (1), un arbre central dont une extrémité est filetée et porte un plateau de serrage d'ensouple (23), ainsi qu'un écrou de serrage d'ensouple (24), le plateau (23) étant prévu pour le serrage, par emboîtement conique (en 26), de l'extrémité (29) de l'ensouple (6) la plus éloignée du dispositif de rotation (8). 5 - Autoclave de teinture sur ensouple selon l'ensemble des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'autre extrémité de l'arbre central (22) est retenue axialement au niveau de l'épaulement annulaire précité (18) et du palier associé (19).