Brevet FR2801909A1 — publié le 20010608

DISPOSITIF PO 1AITEMENT DE MAIERIAUX EN FEUILLE AU MOYEN DE JETS D'EAU SOUS PRESSION. Domaine Technique présente invention concerne un perfectionnement apporté aux installations permettant de traiter des matériaux en feuille au moyen de jets d'eau sous pression, qui agissent sur la structure à la manière d'aiguilles, utilisées notamment pour traiter structures non-tissées en vue de leur donner de la cohésion et/ou en modifier l'aspect. telle technique, proposée depuis des décennies comme cela ressort notamment des brevets US 3 214 819 et 3 485 706, consiste à soumettre la structure en feuille à l'action de jets d'eau provenant d'une ou plusieurs rampes successives, la nappe étant supportée par un tapis transporteur ou cylindre rotatif poreux ou perforé, soumis à une source d'aspiration permettant la récupération de l'eau. L'un des éléments essentiels de telles installations est système de formation des jets ou aiguilles d'eau, couramment désigné par l'expression injecteur . L'invention porte plus particulièrement sur un nouveau d'injecteur. Techniques a térieures Les injecteurs utilisés de nos jours et qui, concrètement, peuvent être réalisés conformément aux enseignements de la figure 42 du brevet -A-3 485 706 et des passages correspondants de la description de ce document, ainsi que des réalisations concrètes beaucoup plus détaillées ressortant notamment du brevet US 3 613 999 et de PEP 400249 (correspondant à l'US 5 349), ce dernier document décrivant un type d'injecteur qui, non seulement permet une amivée d'eau sous pression très élevée (supérieure à 100 bars) a une structure telle qu'elle permet de mettre en place et de retirer la plaque perforée au travers de laquelle se font les microjets de manière aisée. La figure 1 annexée, illustre d'une manière générale, en perspective, la structure d'un tel injecteur. Si l'on se reporte à cette figure, l'injecteur se présente donc sous la forme d'une rampe, continue, s'étendant transversalement par rapport au sens de défilement de la matière en feuille (F) à traiter, non-tissé par exemple, et dont la longueur est adaptée à la largeur de ladite matière. Cette rampe peut être constituée par un seul module élémentaire ou une pluralité de modules juxtaposés les uns aux autres. Une telle rampe se compose d'un corps principal (1), permettant de résister à toute déformation sous la pression de l'eau, à la partie supérieure duquel est réalisée une chambre (2), en général de forme cylindrique, alimentée en eau sous pression au travers d'une tuyauterie (3) alimentée par une pompe (non représentée). A l'intén*eur de la chambre (2), est disposée une cartouche (4) constituée par exemple un cylindre perforé garni d'un tissu filtrant, qui non seulement, joue le rôle de filtre, mais également, sert de répartiteur. L'eau sous pression introduite à Finténieur de la chambre (2) écoule ensuite au travers de perçages cylindriques (5), espacés avec un pas régulier sur toute la largeur de l'injecteur, trou dont le diamètre est en général compris entre 4 mm et 10 mm, épaisseur de la paroi entre deux trous consécutifs étant l'ordre de 3 à 5 mm. perçages cylindriques (5), dont l'extrémité de sortie peut éventuellement être de forme conique, débouchent ensuite dans une chambre inférieure (6) à la base de laquelle est positionnée une plaque (7) munie de micro-perforations, dont le diamètre peut être compris entre 50 et 500 gm et de préférence entre 100 et 200 #tm, permettant de former des jets d'eau ou aiguilles qui agissent directement contre la surface de la matière (F), nappe non-tissée exemple, à traiter. Le maintien de la plaque perforée (7) contre le corps principal l'inj ecteur, est obtenu par exemple conformément aux enseignements de PEP 400249 par l'intermédiaire de mors longitudinaux (9) soumis à l'action de vérins hydrauliques qui permettent d'exercer une action de serrage par l'intermédiaire d'un ensemble de palonniers et de tirants disposés le long de l'injecteur. joint (non représenté) est disposé entre la plaque perforée et la base du corps principal (1). tel système de distribution de l'eau sous pression contre plaque micro- perforée destinée à former les aiguilles d'eau, et qui fait donc appel à des perçages (5) qui débouchent dans une chambre inférieure (6), permet de répartir l'eau correctement sur toute la longueur de l'injecteur, le même débit d'eau passant au travers de chaque orifice. Compte tenu notamment des vitesses de production de plus en plus élevées qui entraînent des débits d'eau importants, cela conduit à un phénomène de formation de gouttelettes d'eau (10) qui se condensent sur la face inférieure (11) des mors (9) de l'injecteur, gouttelettes (10) qui sont entraînées les jets (8) conduisant à la production de défauts dans le produit. tel phénomène est particulièrement important dans le cas mors dont la face inférieure (11) est plane, tel qu'illustré à la figure 2. effet, dans un tel cas, les gouttelettes (10) qui se forment donc sur la face inférieure (11) du mors, et qui résultent tant du rebond (R) des jets (8) sur le cyclindre (C) (ou tapis) portant la matière à traiter que de la condensation du brouillard ambiant, sont entraînées, à une vitesse importante, en direction des jets (8) sous l'effet des courants d'air, schématisés par la flèche (12), créés dans cette zone. Les gouttes (10) ont tendance à grossir au fur et à mesure qu'elles avancent sur la face inférieure (l 1) du mors. Elles se détachent de ce dernier dès qu'elles arrivent au plus près des jets (8). Elles sont ensuite projetées contre les jets (8), ce qui a pour effet de les détruire momentanément mais entraîne cependant des défauts sur le produit traité et plus particulièrement sur les produits légers. Pour atténuer ce problème, il a été proposé, comme cela ressort de la figure 3, de prolonger l'orifice de sortie des jets à l'extérieur du mors (9) par un bec (13) qui forme une barrière à l'extrémité de la face inférieure (11) dudit mors, barriière qui empêche l'entraînement des gouttelettes au niveau des jets. Une telle solution n'est cependant pas satisfaisante, car les gouttes (10) encore tendance à être aspirées par les jets d'eau (8). Pour résoudre de manière plus efficace ce problème, il a alors été propose, ainsi que cela ressort de la figure 4, de former un caisson d'aspiration (16) sur la face inférieure du mors, caisson soumis à une dépression de l'ordre de 50 à 100 millibars, réalisé dans une tôle métallique lisse. Ce caisson présente une fente (l 5) située légèrement en retrait par rapport à la zone de sortie des jets (8). Dans un tel cas, les gouttelettes se forment donc contre la surface extérieure du caisson. a été constaté que lesdites gouttelettes se rassemblaient sous la forme de filets d'eau très difficiles à aspirer. Expose de l'invention Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un perfectionnement apporté à ce dernier type de mors tel qu'illustré par la figure 4, qui permet résoudre pratiquement parfaitement le problème du phénomène formation gouttes d'eau au niveau des mors et élimine totalement la reprise desdites gouttes par les jets de traitement, et en conséquence, les défauts que cela peut entraîner dans la production de la matière. D'une manière générale, l'injecteur conforme à l'invention permettant donc le traitement d'une matière en feuille (non-tissé, complexe textile, film, papier. au moyen jets/aiguilles d'eau se compose : - d'un corps d'alimentation en eau sous pression comprenant une chambre d'alimentation s'étendant sur toute la longueur dudit corps, et à l'inténieur laquelle est amenée, au travers d'un filtre, l'eau sous pression ; - une zone de répartition, distribuant l'eau sous pression sur toute la largeur de traitement contre une plaque munie de micro-perforations, dont les trous définissent aiguilles d'eau dirigées contre la surface de la matière à traiter ; - des mors de serrage assurant le maintien de la plaque micro-perforée et forment entre une fente longitudinale permettant le passage des jets. L'injecteur conforme à l'invention se caractérise en ce qu'il comporte une chambre de circulation d'air, disposée en dessous de la face inférieure des mors, la paroi de ladite chambre étant constituée une plaque continue réalisée dans un matériau poreux. Comme matériau poreux entrant dans réalisation de la paroi inférieure de la chambre, on utilisera de préférence une plaque à base d'un métal fritté, du type de ceux décrits dans le brevet US-A-3 622 ou le brevet FR-A-2 642 984, matériaux qui, à ce jour, sont plus particulièrement utilisés dans le domaine de la filtration. Au sens de la présente invention la perméabilité du matériau poreux constituant la plaque est telle que la perte de charge créée varie de 1 à 5 millibars par millimètre d'épaisseur de paroi sous débit d'air de 100 litres par heure par centimètre carré. Une telle plaque en métal fritté, inox ou en bronze, peut avoir une épaisseur de l'ordre de 2 à 3 mm, et, de manière surprenante, il a été constaté qu'elle permettait de limiter considérablement la formation de gouttes au niveau de sa surface. Cela peut s'expliquer par le fait que cette surface très rugueuse casse , lesdites gouttes (10) lorsqu'elles se déplacent. Dans un mors comportant un bec, cette plaque en matériau poreux est espacée d'une distance d de l'extrémité du bec, distance comprise en général entre 2 et 5 mm. Comme dit précédemment, on crée dans la chambre fon-née entre cette plaque et la face inférieure du mors, une circulation d'air qui peut être soit une aspiration, soit un soufflage réalisé non seulement au travers de l'espace compris entre l'extrémité du bec et le bord de ladite plaque, mais également au travers de l'épaisseur de cette dernière. Description sommaire des dessins L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif, mais non limitatif, et sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels : - comme indiqué précédemment, la figure 1 illustre, de manière schématique, vue en coupe selon son plan de symétrie vertical, la structure d'un injecteur conforme à l'art antérieur ; - la figure 2 illustre, quant à elle, de manière schématique, les turbulences et les formations de gouttelettes d'eau au niveau des mors de serrage, les figures 3 et 4 illustrant les solutions proposées à ce jour pour résoudre les problèmes que pose une telle formation ; - les figures 5 et 6 illustrent, quant à elles, la réalisation d'un injecteur conforme à l'invention, dont les mors sont équipés de moyens permettant d'éliminer la formation de gouttelettes d'eau sur sa face inférieure et comportant une chambre de circulation d'air pouvant être soit une aspiration (figure 5), soit un soufflage (figure 6). Manière de réaliser l'invention En se reportant aux figures 5 et 6 annexées, et en reprenant les mêmes références pour les éléments communs que ceux utilisés pour décrire l'état de la technique illustré par les figures 1 et 3, l'injecteur confonne à l'invention se compose, d'une manière similaire à cet état de la technique, d'un corps principal (1) en acier, ayant une longueur de 3500 mm, une largeur totale de 200 et une hauteur de 200 mm. A la base du corps principal (1), est fixée une micro-plaque perforée (7), fixation obtenue par l'intermédiaire de mors latéraux (9). La plaque micro-perforée (7) peut être réalisée à partir d'une bande acier ayant 1 mm d'épaisseur, 25 mm de largeur et comportant au moins une rangée d'orifices dont le diamètre est de préférence compris entre 100 et 200 #Im et qui sont espacés d'une distance entraxe en général comprise entre 0,6 et 1,2 mm. Des joints d'étanchéité sont bien entendu prévus entre la base du corps supérieur et la surface de la plaque micro-perforée. De manière conventionnelle, les jets d'eau (8) produits sont dirigés contre la surface d'un cylindre (C) (ou tapis) supportant la matière à traiter, s'écoulent en dessous de la plaque (7) à l'intérieur d'une fente continue fon-née par les deux faces opposées des mors (9) équipés à leur base d'un bec (13 . Confonnément à l'invention, on forme une chambre (17) de circulation d'air en regard de la face inférieure (11) du mors (9), la paroi de cette chambre étant constituée par une plaque (14) réalisée dans un matériau poreux, préférence en metal fritté. Cette plaque (14) est espacée d'une distance d'environ 5 à mm par rapport à face inférieure (11) du mors, et est également espacée d'une distance J, de l'ordre de 2 à 3 mm, par rapport à l'ami ère du bec (13). Cette plaque poreuse en métal fiitté rugueux, peut être réalisée par exemple dans un matériau commercialisé sous la dénomination Poral par la Société Sintertech et qui, à ce jour, est utilisé essentiellement dans le domaine de la filtration. Dans les deux formes de réalisation illustrées, cette plaque (14) en matériau fritté a une largeur de 6 cm et s'étend sur toute la longueur de l'injecteur. Elle peut être montée soit à la sortie d'un ensemble d'aspiration (16) (figure soit à la sortie d'un ensemble de soufflage d'air, également référencé (16) (figure 6). Lorsque l'on réalise une aspiration, le vide produit est de l'ordre de 200 à 300 mm d'une colonne d'eau. Dans le cas d'un soufflage tel qu'illustré à la figure 5, la pression d'air est avantageusement comprise entre 200 et 300 millibars. Dans le cas de l'aspiration, l'eau ou vapeur qui se condense sur la plaque (14), s'écoule non seulement au travers de la fente (15) entre l'extrémité de la plaque (14) la partie arrière du bec (13), mais également travers de ladite plaque (14). Dans cas d'un soufflage, le courant d'air a tendance ' repousser l'eau condensée hors de la zone d'action des j ets (8). Grâce à une telle conception, il a été constaté que l'on provoquait l'élimination totale des micro-gouttes d'eau au niveau de la base de l'injecteur, avec pour conséquence une amélioration de la qualité des articles produits. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple concret donné précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Ainsi, la plaque destinée à former la chambre de circulation d'air pourrait être à base d'un autre matériau poreux qu'un métal fritté, et être constituée par exemple part une tôle micro-perforée, voire même une toile métallique. REVENDICATIONS I/ Injecteur pour le traitement d'une matière en feuille au moyen de jets/aiguilles d'eau comprenant : - un corps (1) d'alimentation en eau sous pression comprenant une chambre d'alimentation (2) s'étendant sur toute la longueur dudit corps, et à l'inténieur de laquelle est amenée, au travers d'un filtre (4), l'eau sous pression ; - une zone de répartition, distribuant l'eau sous pression sur toute la largeur de traitement contre une plaque (7) munie de micro-perforations, dont les trous définissent des aiguilles d'eau (8) dirigées contre la surface de la matière à traiter ; - des mors de serrage (9) assurant le maintien de la plaque micro-perforée (7) et qui forment entre eux une fente longitudinale perrnettant le passage des jets ; caractérisé en ce qu'il comporte une chambre (17) de circulation d'air en regard de la face inférieure (11) du mors (9), la paroi de cette chambre étant constituée par une plaque (14) realisée dans un matériau poreux. 2/ Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque en matériau poreux 4) est réalisée en métal fritté. Y Injecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité de plaque en matériau poreux (14) délimitant la chambre (17) de circulation d'air est espacée du bec (13) du mors de serrage manière à définir une fente (l 5) pour le passage de l'air. 4/ Injecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce la largeur de la fente ( 15) est compni se entre 2 et 5 mm. 5/ Injecteur selon l'une des revendications 1 à 4, caracterisé en ce que la plaque (14) en matériau poreux est à base d'un métal fritté en inox ou en bronze, ladite plaque ayant une épaisseur de l'ordre de 2 à 3 mm. Injecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce la circulation d'air est réalisée sous la forme d'une aspiration au travers de la plaque (14) métal fritté et de la fente (15). V Injecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la circulation d'air à l'intérieur de la chambre (17) consiste en un soufflage d'air basse pression au travers de la plaque en métal fritté (8) et de la fente (15).