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PROCEDE.ET .APPAREIL .DE .TRAITEMENT ;DES ,PRODUITS ..EN BANDES, .TELS QUE TISSU, PAPIER OU AUTRES, .PAR-DE .LA VAPEUR .D'EAU OU D'AUTRES VAPEURS
SURCHAUFFEES.
La présente invention concerne un procédé et des moyens permet- tant de sécher en une opération continue une bande de matière sans fin, ou assez longue,. telle que des textiles, du papier et d' autres matières fibreu- ses ou cellulosiques, le procédé étant basé sur l'application de jets de fluide de séchage projetés à une vitesse élevée sur la surface du produit en cours de traitement.
Dans les machines de séchage du genre auquel se rapporte l'in- vention on tire parti de la pression statique, de la pression dynamique ou d'une combinaison des pressions statique et dynamique du fluide de séchage (qui peut être la vapeur d'eau surchauffée et/ou une vapeur surchauffée d'un liquide autre que 1-'eau) pour provoquer le choc dudit fluide sur le produit ou la matière en cours de traitement, la force et la vitesse de projection du fluide étant telles que ce fluide pénètre au coeur de ladite matière. où ledit fluide transfère une partie de sa chaleur au liquide à expulser que con- tiennent les fibres de ladite matière.
Ge liquide est ainsi porté instantanément au point d'ébullition., ce qui provoque son évaporation.
Bien entendu, la force de pénétration est proportionnelle à la vitesse du fluide, et ce facteur détermine à son tour une capacité de produc- tion accrue. Conformément à l'invention, on tire parti de la pression stati- que et de la pression dynamique, du fluide actif,ainsi que de la dépression créée par l'effet d'aspiration du ventilateur pour donner au fluide de sécha- ge son maximum de vitesse.
La vaporisation du liquide qui doit être éliminé ou expulsé de la matière traitée est rendueplus facile et mise à même de se produire plus rapidement et à une température plus basse si la pression ambiante régnant à la surface de la matière est faible et, de préférence, inférieure à celle
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de l'atmosphère. Il ressort de ces considérations que le maximum, d'effica- cité sera obtenu en combinant une pression relativement élevée aux tuyères de soufflage du fluide de séchage avec Inapplication d'une basse pression au voisinage de la surface de la matière.
Conformément à l'invention, on peut ainsi mettre à profit la différence des pressions totales qui règnent d'une part au lieu du courant de fluide "désactivité" revenant dela matière et d'autre part au lieu auquel s'effectue l'effet de succion.
L'invention a par conséquent pour objet, entre autres, des moyens propres à établir,à l'intérieur ou près de la zone des tuyères de soufflage qui émettent, injectent ou projettent le fluide sécheur, une dépression ou ef- fet de vide grâce auquel la vitesse que possède le fluide dans cette zone peut être accrue ou modifiée en conformité de la succion produite par le ven- tilateur exhausteur évacuant le fluide utilisé, ou "désactivé".
L'invention a, en outre, pour objet un procédé et un appareil de séchage présentant une ou plusieurs des caractéristiques ou avantages sui- vants, considérés séparément ou en combinaison:
Il est prévu des moyens grâce auxquels: l'admission du fluide dans et par les canaux d'évacuation de l'ap- pareil de séchage est en partie obstruée de manière à faire varier le vide ou la dépression régnant dans ces canaux; la pénétration du fluide de séchage dans la matière en cours de traitement est intensifiée;
les passagesd'échappement et les orifices adjacents des tuyères de soufflage du présent appareil de séchage (qu'il soit, ou non, pourvu de tuyères télescopiques) peuvent être diposés les uns par rapport aux autres dans une relation prédéterminée propre à accroître la production économique de l'appareil dans une mesure considérable.
Des moyens sont, en outre, prévus grâce auxquels: une mise en marche rapide de l'appareil, une réduction des per- tes de chaleur au minium et le maintien d'une température moyenne plus éle- vée sont assurés sans qu'il soit nécessaire d'accroître réellement la tempé- rature des échangeurs de chaleur;
1' évacuation, dans la chambre de condensation,. des vapeurs en excès occasionnées par l'évaporation du fluide de traitement est facilitée; l'usure ou le dommage susceptibles de résulter du frottement ou de tout autre contact indésirable entre le tissu ou matière similaire et les tuyères éjectant le fluide de traitement sont empêchés en dépit du fait que la matière est susceptible d'être dépourvue de tension dans les directions transversale et longitudinale le long du parcours qu'elle effectue à travers la machine;
il devient possible de transférer l'excédent de pression de la chambre de séchage ou de traitement proprement dite de l'appareil à une cham- bre entourant ladite chambre de traitement, grâce à quoi des odeurs indési- rables, par exemple occasionnées par la polymérisation qui a lieu à l'inté- rieur de la chambre de traitement, 'sont empêchées de 'pénétrer directement dans l'atelier, ou autre endroit, où est installé ledit appareil; la vapeur qui s'échappe ou est retirée d'une de deux chambres (ou tambours ou capacités similaires) de l'appareil, dont l'une est de pré- férence disposée à l'extérieur de l'autre et relativement éloignée de la matière en cours de traitement,est récupérable; le tissu ou matière similaire acquiert une main ou toucher amé- lioré;
L'invention vise,en outre, à munir les appareils ou machines servant à sécher, teindre, nettoyer, blanchir les tissusetc, et similaires de moyens propres à diminuer la pression de fluide régnant le long de la sur-
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face de la matière à traiter,ce qui permet de réaliser et mettre à profit de nombreux avantages sans augmenter les dimensions ou le volume d'un appa- reil ou machine donné.
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Des moyens sont en outre prévus grâce auxquels !-'économie et Inefficacité de la fabrication des.installations ou machine servant au séchage des'tissus et produits similaires sont augmen- tées par réduction du volume de fluide mis-en circulation, l'énergie thermique d'une partie dufluide déviée de la circula- tion à travers les tuyères de 1-'appareil est mise à profits une atmosphère de traitement préd éterminée est établie à une portion de surface de la matière de telle sorte que c ette dernière est sou- mise alternativement aux chocs du fluide de séchage et à un vide partiel. pendant que le liquide dont est imprégnée la matière est soumis à une vapo- risation ;
le tissu cellulosique ou autre matière est guidé efficacement' à travers l'appareil de séchage et à une distance minimum des orifices des'*.,' tuyères de cet appareil par lesquels s'effectue l'éjection du fluide de sé- chage.
Ces caractéristiques et avantages de l'invention, et d'autres, . seront mis en évidence au cours de la description donnée ci-après de certai- nes formes de réalisation de ladite invention, en se référant aux dessins annexés sur lesquels:
Fig, 1 est une coupe longitudinale (en partie schématique) d'un appareil conforme à l'invention.
Fig. 2 est une coupe transversale de cet appareil,
Fig. 3 est une coupe fragmentaire représentant à plus grande échelle, la disposition des tuyères de la chambre de séchage faisant partie de l'appareil de la figure 1.
Fig. 4 est une coupe à plus grande échelle par la ligne 4-4 de la figure 3.
Fig. 5 est une coupe à grande échelle par la ligne 5-5 de la figure 6.
Fig. 6 est une coupe longitudinale d'une disposition modifiée d'une chambre de séchage conforme à l'invention, certaines parties étant supposées brisées.
Fige 7 est une coupe fragmentaire semblable à la moitié de droi- te de la figure 6 et représente une autre forme de réalisation.
Les figures 1 à 4 représentent un appareil ou machine de sécha- ge 10 comprenant une chambre calorifugée extérieure 11 et une chambre inté- rieure ou de séchage 12, ces deux chambres étant séparées par des parois thermiquement isolantes 13. Une pièce de matière à sécher, telle qu'une lon- gue bande de tissu 14, pénètre dans 1-'appareil 10 par une fente d'entrée 15 et en sort par une fente de sortie 16, divisant ainsi, en fait, la chambre 12 en une moitié supérieure et en une moitié inférieure.
Le produit 14, tel qu'un tissu est entraîné à travers la chambre par tout mécanisme d'entraînement con- venable, indiqué schématiquement par un rouleau d'appel 17 qui coopère avec un rouleau presseur 18; il est maintenu en position par des rouleaux de gui- dage 19, 20, 21 et les dispositifs de préhension des lisières 22 23 (figure 5); l'étoffe séchée 14 est déposée sur un chariot indiqué en 36.
Au centre des deux moitiés supérieure et inférieure de la cham- bre 12 sont disposés deux ventilateurs de soufflage 24, 24', respectivement, dont on ne décrira que le ventilateur supérieur, étant donné que les deux moitiés de la chambre et les ventilateurs respectifs sont essentiellement iden- tiques. Le ventilateur 24 possède deux lumières d'admission ou d'aspiration 25a, 25b, une de chaque: côté, et une seule lumière, de refoulement ou à haute pression 26. Les lumières d'aspiration 25a, 25b débouchent dans une chambre
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de chauffage 27, qui communique elle-même avec deux conduits latéraux 28a, 28b.
Un conduit en forme d'entonnoir 29 fait communiquer la lumière de refou- lement 26 du ventilateur 24 avec les orifices 30 d'une série de tuyères 31 (figure 3) faisant partie d'un ensemble de soufflage du type connu, 32. En- tre les tuyères 31 sont disposés une série de canaux en forme d'auge 33 dont les extrémités communiquent avec les conduits latéraux 28a, 28b, comme repré- senté en particulier dans la portion supérieure de figure 4.
Près de la bande de tissu 14, et à l'intérieur de chacun des canaux 33, est disposée une chicane ou plaque de guidage 34, les diverses chi- canes 34 occupant des dispositions telles qu'elles constituent des passages 35 entre les extrémités latérales 34a, 34b desdites chicanes et les parois ad- jacentes 31a délimitant les tuyères 31.,Une relation convenable doit être ob- servée entre la dimension de ces passages et celle des orifices 30 des tuyères afin d'assurer l'établissement d'une chute de pression prédéterminée à travers les ouvertures en question.
Les chicanes 34, 34' peuvent être supportées de façon pivotante ou autrement ajustables pour permettre de modifier la section transversale des passages 35, 35', et il est préférable de leur donner une forme telle qu'elles se prêtent à l'aménagement de rouleaux 37, 37' propres à guider et supporter le tissu 14. Les arbres de ces rouleaux sont supportés par des paliers 38 (figure 4).
Les rouleaux 37, 37' peuvent être animés d'une rotation par des moyens positifs à partir de toute source convenable de forme motrice (non re- présentée). Comme montré à la figure 1, les ventilateurs 24, 24' sont action- nés par des moteurs individuels 39, 39', respectivement, et on peut faire circuler à travers la chambre de chauffage 27 de la vapeur vive passant à tra- vers des échangeurs de chaleur convenables 40a, 40b.
Un conduit de branchement 41-recevant de la vapeur vive de la conduite de vapeur principale 40 de l'in- stallation de circulation de vapeur par l'intermédiaire d'un robinet 42 débou- che dans la chambre de chauffage 27 de façon à admettre la vapeur d'eau à l'intérieur de la chambre 12 au début des opérations, cette admission de va- peur ayant pour but d'effectuer une élimination complète de l'air que contient ladite chambre avant que commence l'opération de séchage.
Des tubes ou rampes d'arrosage d'eau 43a, 43b communiquent avec une conduite d'amenée d'eau froide 44 et règnent à l'intérieur de la chambre extérieure 11, qui communique avec la chambre intérieure 12 à l'endroit des fentes 45a, 45b (figure 4). Un bac 46 reposant sur le fond de la chambre 11 recueille le condensat liquide (produit de la manière qui sera décrite plus loin) et transfère ce liquide, par l'intermédiaire d'un tuyau 47, à un réser- voir 48, dont il est retiré par le tuyau d'aspiration 49 d'une pompe 50.
Le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus est le suivant:
Après que l'air atmosphérique que renferment les chambres 11 et 12 a été enlevé et remplacé par de la vapeur d'eau surchauffée introduite par le robinet 42, en provenance de la conduite 40, on ferme, le robinet 42 et on met les moteurs 39, 39' en marche pour entraîner les ventilateurs 24, 24', en même temps qu'on fait avancer le tissu 14 préalablement imprégné (par exem- ple d'une solution d'une résine monomère telle qu'une résine du type urée- formaldehydé ou une autre substance résineuse thermoplastique ou thermodur- cissable connue), ou le tissu 14 préalablement humecté (d'un colorant),de la fente d'entrée 15 à la fente de sortie 16, de la manière indiquée.
La va- peur surchauffée débouchant des lumières de refoulement des ventilateurs 24, 24' à une vitesse élevée atteint les orifices 30, 30' des tuyères 31, 31', qui la projettent sur les deux faces du tissu ceci étant indiqué par les flèches en traits continus qui, dans toutes les figures, indiquent le mouvement du fluide sous pression appliqué à titre d'agent de séchage.
En même temps, un vide partiel est engendré à l'intérieur des canaux 33, 33', ce vide ayant pour effet que, après que le fluide de traite- ment ou fluide actif (tel que la vapeur d'eau surchauffée) a frappé le tis- su, le mélange de ce fluide avec un fluide émanant du liquide que contient le tissu 14 et qui s'évapore de ce tissu passe dans les passages prédéterminés sus-mentionnés 35,35', puis par l'intermédiaire des conduits 28a, 28a' et 28b, 28b', traverse des filtres convenables 127a, 127b, 72'la' 127.12' sur son
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chemin vers les lumières d'admission 25.ê;, 25± et 25f}}' .2512' des ventilateurs y 24" , respectivement.
Au moment ou le mélange de fluides c'a 'Tapeurs tra- ver se les chambres de chauffage 2'79 y 27% ledit mélange est porté à. une tel- pérature désirée avant d''fi'e z.'e:..s en circulation par les '\Tçm,ti1.a:Geurs. Dans toutes les figures, des flèches de traits discont.i.mls' indiquent le sens du courant du retour du fluide' aspiré.
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Il y a lieu de noter que, avec llaprparei'L de séchage qui 'vient dt@tre décrit? il n'est pas nécessaire que les remettent en cire culation le volume entier de fluide présent à 1intérieur des chambres il et 12; il suffit en effet de recycler une fraction relativement petite de ce volume, laquelle fraction passe-en substance directement après quelle a été projetée contre le tissu 14 - des orifices de sortie 30, 30' des tuyères aux passages de succion 35, 35' (figure 3).Il est ainsi évident que, avec des ventilateurs dure capacité de travail donnéeon obtiendra une circulation
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beaucoup plus rapide du fluide de travail et, par cc,rtséql1enty lm effet de chauffage plus intense.
Toutefois;, étant donné que la quantité de fluide que font cir- culer les ventilateurs tend à augmenter continuellement en raison de l'évapo-
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ra.ti(l1 continuelle du liquide d'ÏIDprégnation, il est nécessaire d'assurer Il'é.li4mînat,ion de 1% exeédent du mélange de fluide (et de vapeur d'eau surchauffée) qui, par les passages lisa et 45be pénètre dans la chambre extérieure 11, qui ne fait pas partie du circuit de circulation.
Ce fluide en excès contient encore une quantité importante d'énergie utile sous forme de chaleur effecti- ve et latente;, de sorte qu'elle peut être mise à profit comme source d'éner- gie calorique, à toutes fins pratiques, à sa sortie de la. chambre 11. C'est pourquoi l'invention envisage d'effectuer la conversion de la chaleur de con-
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sensation de la vapeur en excèsy à titre de mode d' 7 -3â..satidn préféré de cette -iyape7ore en une chaleur sensible d'un véhicule convenable, tel que 19 eau, qu-'on injecte à cette fin dans la chambre Il par l'entremise d'lme conduite d'eau 44 et de dispositifs dispersion à orifices fins, ou rampes d'arrosage 43a, 43b.
On sait que la chaleur latente d'un kilogramme de vapeur d'eau
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est capable de chauffer cinq litres d'eau à environ 90 Ca Par xuitep l'admis- sion de quatre litres d'eau froide pour chaque litre d'eau évaporé du tissu
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IL permettra, dyabtenir cinq litres d'une eau chauffée presque au point d'é- bullition. Cette eau est alors recueillie dans le bac 46 que renferme la chambre 11 (figures 1 et 2), d'où elle passe dans le réservoir 48 pour être refoulée, à l'aide d'une pompe 50, vers tout dispositif approprié (non re- présenté),
tel qu'un appareil de chauffage servant à convertir de nouveau
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cette eau en vapeur et à faire circuler celle-ci dans les tuya-ax 40a 40b de l échar,gem. de chaleur. il y a lieu aussi de mentionner que la, présence d'une chemise entourant, la chambre intérieure 12 dans laquelle passent les va- peurs en question contribue efficacement à calorifuger cette chambre par rap-
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port à 1 atmosphère environnante, ce qui effectue un nouvel accroissement de Inefficacité de l'appareil.
Dans la variante des figures 5 et 6., la chambre de chauffage
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2i7 a été remplacée par deux chambres 27a, 277b qui communiquent respectivement avec deux lumières d'aspiration correspondantes 25a, 25b du ventilateur 24, les deux chambres 27a, 27b étant reliées par des conduits correspondants 128a,
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128b â un conduit horizontal 510 A certains intervalles de sa 1,;ngu,eur, ce conduit 51 est découpé à sa partie inférieure de manière à constituer des pattes 52 qui s'étendent vers le bas pour être fixées à l'aide de rivets ou autrement;, comme indiqué en 53, aux parois série de tuyères d'un ensem- ble de soufflage 132.
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Les tuyères sauif3.antes, de même que les canaux d 3 êvawaatic.n 3,;33 sont du type télescopique; elles comprennent une portion stationnaire 132b et deux portions mobiles 132a et 132ç (figure. 5)p cette disposition peysiettant de modifier la longueur effective de. l'appareil de, séchage pour l'adapter à la largeur de la bande de tissu 14.
Les extrémités ou sommets des canaux élémentaires 133, situés
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entre les éléments des paires de pattes res1Jecti-veÉ 52p sont perforés, coin-
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me indiqué en 54, pour permettre au fluide arrivant des canaux 133 de péné- trer dans le conduit 51, ce mouvement étant le résultat de l'aspiration pro- duite à l'intérieur desdits canaux par le ventilateur 24. Il y a lieu de no- ter que, à part les modifications dont il vient d'être question, l'appareil des figures 5 et 6 est semblable à celui des figures 1 à 4, et c'est pour- quoi les mêmes numéros de référence ont été utilisés pour les éléments res- tants.
Les orifices de sortie 30 communiquent directement avec l'orifice de refoulement 26 du ventilateur par l'entremise de la chambre 12.
Dans la variante de la figure 7, au lieu que les tuyères 132, 132' soient disposées directement en regard l'une de l'autre comme à la fi- gure 6,elles sont décalées de telle sorte que chacune des tuyères élémen- taires 132 se trouve en regard d'un canal élémentaire 133', et que chacune des tuyères élémentaires 132' se trouve en regard d'un canal élémentaire,.133.
Les avantages de cette disposition sont que, si le tissu 14 se trouve à peu près complètement dépourvu de tension en direction longitudinale et transver- sale (dans le cas d'alimentation en excès), la pression exercée par le fluide sortant des orifices d'échappement 30 de la tuyère 132 ne s'ajoutera pas à l'action du poids propre du tissu pour presser fortement ce dernier contre les tuyères inférieures 132', de sorte qu'on évitera effectivement une usure ou autre dommage indésirable de la matière.
Comme indiqué à la figure 7, un tissu dépourvu de tension prend une forme sinueuse, déterminée par les ac- tions de sens inverse des zones à fluide sous pression et à vide partiel qui ont pour effet de le maintenir à une bonne distance à la fois des tuyères et des chicanes 134, 134' auxquelles il est préférable, pour cette raison, de donner une forme courbe.
Il y a lieu de noter, en outre, qu'il devient ainsi possible de disposer les deux séries mutuellement opposées des tuyères aussi étroite- ment que possible par rapport au tissu ou à la matière cellulosique simi- laire en cours de mouvement, sans encourir le risque d'un contact indésira- ble des orifices des tuyères avec la matière en cours de traitement. De même, en particulier dans le cas d'un tissu fin, le vide partiel créé sur une de ses faces supporte plus efficement la pression exercée par le fluide projeté sur l'autre face en des lieux directement opposés, de sorte que non seule- ment la vitesse communiquée au fluide par la tuyère est maximum, mais ce flui- de passe directement à travers le tissu, en assurant ainsi le maximum d'ef- fet de séchage.
On voit ainsi que le présent procédé de séchage d'une matière en feuille fibreuse, basé sur l'exposition de cette matière à l'action d'un fluide chaud sous pression, est caractérisé essentiellement par le fait que ledit fluide est projeté contre une certaine portion de la surface de ladite matière et que, simultanément, un vide partiel est créé le long d'une por- tion adjacente de cette surface.
Bien qu'on ait décrit l'invention en se référant à certaines formes de réalisation particulières de ladite invention, il doit être bien entendu que ladite invention est susceptible de recevoir d'autres formes de réalisation,ainsi que diverses modifications et adaptations des détails dé- crits et représentés, sans s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour sécher une matière fibreuse en bande en expo- sant cette matière à l'action d'un fluide chauffé sous pression, ce procé- dé comprenant les stades consistant à projeter ledit fluide sur une certaine portion de la surface de ladite matière et à créer simultanément un vide partiel le long d'une portion adjacente de cette surface.
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