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PROCEDE ET DISPOSITIFS DE DESAGREGATION MECANIQUE, APPLICABLES NOTAMMENT
AUX PLANTES FIBREUSES.
La présente invention concerne un procédé et des dispositifs pour désagréger ou diviser mécaniquement des matières diverses et, notamment, des plantes fibreuses.
Les matières non homogènes., telles que les plantes fibreuses, présentent des propriétés de résistance et d'élasticité différentes dans leurs diverses parties constitutives. La division de ces matières en leurs diverses parties constitutives - ce que pour les plantes fibreuses on appelle l'ouverture mécanique - s'effectue, en général, par déformation dela matière dans sa masse, déformation qui rompt certaines des parties constitutives à séparer ou détruit la liaison entre les parties constitutives, selon leur résistance et leur élasticité.
C'est ainsi que, selon des procédés connus, .on ouvre ou désagrège mécaniquement les plantes fibreuses par cylindrage, brisage, drégeage, battage etc... en s'efforçant dans la mesure du possible d'une part, d'obtenir une matière fibreuse propre, c'est-à- dire débarrassée de toutes autres particules végétales, d'incrustations etc...
et d'autre part, d'endommager le moins possible ladite matière fi- breuse. Etant donné que les différences de résistance et d'élasticité que présentent les fibres que l'on veut obtenir par rapport aux parties végétales à éliminer ne sont pas toujours aussi grandes qu'on le désirerait pour la désagrégation, et que, par ailleurs il existe en général des variations des propriétés de la matière dues au genre des plantes, à leur degré de croissance, de maturité etc..., on ne peut avec certitude désagréger complètement la matière fibreuse sans endommager les fibre&o En pratique, en ce qui concerne la désagrégation des plantes fibreuses,
on choisit un compromis entre le degré de désagrégation qu'il est possible d'atteindre en -pratique et un certain degré d'endommagement de la matière fibreuse.
La présente invention a essentiellement pour objet un procédé
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et des dispositifs grâce auxquels on obtient une séparation de matières, no- tamment de plantes fibreuses présentant des parties ayant-des propriétés de résistance et d'élasticité différentes, aussi complète que possible et avec un minimum d'endommagement du produit final désiré -notamment des fibres-.
La présente invention permet donc d'obtenir des matières, notamment des ma- tières fibreuses,d'une qualité qu'on n'a jamais pu atteindre avec les machi- nes et appareils connuso
La présente invention a également pour objet un procédé et des dispositifs de désagrégation mécanique, destinés notamment aux matières fi- breuses, et avec lesquels on atteint le but proposé en utilisant des moyens aussi simples que possible.
Selon une particularité de l'invention, on effectue la sépara- tion mécanique de matières, notamment de.plantes fibreuses, se présentant par exemple sous la forme de bande, en utilisant des dispositifs de protec- tion contre les surtensions, se déplaçant avec la matière pendant tout le processus de désagrégation, de telle sorte que, lors des opérations de dé- formation que subit la matière à désagréger, la résistance à la déchirure des matières à obtenir, notamment des fibres, ne soit pas dépasséeo
Selon un mode de réalisation de l'invention, lors de l'exécution du procédé de désagrégation mécanique, notamment de plantes fibreuses, qui s'effectue par modification de la direction de déplacement des parties de la matière,
le dispositif de protection de la matière est formé par des parois se déplaçant avec ladite matière et disposées sur au moins une et, de préférence,plusieurs faces de cette dernière, parois qui participent aux changements de direction que subit la matière au cours du traitement.
Comme parois on peut, selon l'invention, utiliser de préférence des rubans flexibles sans fin qui guident continuellement la matière lors de son trai- tement de désagrégation mécanique.
Les moyens techniques destinés à produire les changements de sens de direction de la bande de matière et de sa ou ses parois de guidage peuvent être quelconques.
Selon une autre particularité de l'invention, dans laquelle la modification de la direction de déplacement de la matière et des parois qui enveloppent cette matière s'effectue de telle-sorte que la résistance à la flexion des constituants de la matière à éliminer soit dépassée, la matière peut être guidée sur des cylindres ou organes analogues de diamètres diffé- rents, diamètres qui, de préférence, diminuent dans le sens du déplacement en fonction du degré de désagrégation de la matière que l'on veut obtenir.
Par exemple, selon un mode de réalisation pratique'de l'inven- tion, on peut faire passer la bande de matière, manie de sa ou de ses pa- rois de guidage, sur des cylindres relativement rapprochés entre lesquels sont disposés des cylindres de plus petit diamètre grâce auxquels la flexion ou la modification de la direction de déplacement s'effectuent sous de grands angles.
Etant donné le guidage que subit la matière ou la bande de ma- tière, sur l'une de ses faces ou sur ses deux faces, on peut, selon l'inven- tion, effectuer les modifications de la direction de déplacement de la ma- tière ou de la bande selon de faibles rayons de courbure et de grands angles, compris entre,180 et 360 , afin de dépasser considérablement la résistance à la flexion des constituants de la matière à éliminer.
Tandis que selon les procédés connus, lors du traitement de ma- tières fibreuses non protégées, il se produit déjà une déchirure des fibres, même pour un changement de direction de déplacement sensiblement faible, no- tamment du fait des efforts de traction qui se développent sur la face exté-
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rieure de la bande de matière, selon l'invention au contraire, ces efforts de traction sont absorbés par la ou les parois qui se déplacent avec la ma- tière et qui jouent ainsi, pour les fibres, le rôle de dispositifs de protec- tion efficaces contre les surtensionso Lorsque des efforts de traction se produisent dans la zone d'allongement, du fait des changements que subit la direction de déplacement des matières à désagréger,
ces efforts de traction sont supportés par la ou les parois de guidage et ne se transmettent pas à la matière fibreuse. Ainsi, les fibres ne sont pas situées dans une zone de tension mais dans une zone moyenne ou elles restent pratiquement exemptes de tension. Cette particularité de l'invention augmente considérablement le rendement mécanique du processus de désagrégationo En outre, le guidage de la bande de matière sur l'une de ses faces ou sur ses deux faces assure, à l'opposé des procédés connus, le maintien du parallélisme naturel des fi- bres dans la plante pendant tout le traitemento
On prévoit encore, dans le cadre de l'invention, dans un procédé de désagrégation, notamment de plantes fibreuses, de modifier la vitesse de déplacement de la ou des parois qui se déplacent avec la matière,
par rap- port à la vitesse de déplacement de ladite matière, ce que l'on peut effec- tuer notamment, lors du changement de la direction de déplacement de la ma- tière, par des moyens prévus sur le ou les parois, de sorte que, entre les particules de matière et la ou les parois servant à -leur guidage, il se pro- duise un décalage qui assure un effet de raclage. Ce mode de réalisation de l'invention est particulièrement avantageux pour intensifier la sépara- tion des particules de matière et de la substance fibreuse proprement dite.
En ce qui concerne l'exécution de l'invention, il n'est pas obli- gé que la vitesse de la bande de matière qui se déplace avec sa ou ses parois et celle de ses moyens d'entraînement ou des moyens assurant le changement de direction du déplacement., soient les mêmes; par exemple, il est possible, selon l'invention, qu'entre la bande de matière munie de sa ou de ses parois de guidage et les moyens assurant le changement de direction ou l'avancement, il se produise un mouvement de roulement que l'on peut obtenir par exemple en utilisant des couronnes de galets ou de cylindres s'engageant partielle- ment les unes dans les autres, couronnes qui saisissent entre elles la bande de matière et sa ou ses parois de guidage et assurent le changement de di- rection de mouvemento
Pour exécuter le procédé objet de l'invention,
il n'est pas non plus nécessaire d'utiliser des moyens rotatifs pour assurer le changement de direction de déplacement de la bande de matière,et de sa ou ses parois de guidage; pour désagréger mécaniquement la bande de matière, on peut aussi utiliser des dispositifs oscillants qui se meuvent transversalement par rap- port à la direction de déplacement de la bande de matière et de ses parois de guidage, dispositifs dont l'amplitude ou la fréquence dépend de la natu- re de la matière à désagréger.
L'invention concerne encore un ou des rubans de guidage qui peuvent être munis d'un grand nombre d'ouvertures ou être réalisés à la ma- nière de filets. On peut choisir un tel agencement du ou des rubans de gui- dage lorsque, lors du processus de traitement de désagrégation mécanique, on veut exercer de l'extérieur une action sur la matière à traiter, par exem- ple si l'on prévoit une influence directe mécanique, chimique ou calorifique.
Il est par exemple possible d'effectuer à travers la ou les parois de guida- ge un traitement de séchage, par exemple au moyen d'air chaud ou un traite- ment par liquide ou vapeur assurant une désagrégation plus poussée, un lava- ge ou une amélioration de la matière fibreuse. Ces perforations peuvent no- tamment, par exemple, être utilisées-pour l'élimination des particules de matière séparées (râclures).
Dans l'application du procédé objet de l'invention, on peut éga- lement faire en sorte qu'à des endroits déterminés quelconque du traitement
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Selon le procédé objet de l'invention, des stades de traitement intermédiai- re soient intercalés, par exemple pour l'enlèvement de particules séparées, la matière étant démêlée une ou plusieurs fois.
On peut également prévoir, à des endroits convenables, des appa- reils de calandrage, de secouage, de battage, de peignage ou de brossage, disposés entre des dispositifs de désagrégationmécanique selon l'invention ou à la suite de ces dispositifs. Ces opérations peuvent également s'effec- tuer en même temps que le traitement de désagrégation selon l'invention.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant., bien entendu, partie de ladite invention. -
Les figo 1 à 4 sont des élévations latérales schématiques de dispositifs destinés à assurer le changement de la direction de déplacement.
La figo 5a est une élévation partielle de deux couronnes de cy- lindres associéeso
La figo 5b est une coupe par 5b-5b de la figo 5ao
La figo 6 représente un dispositif assurant le changement de la direction de déplacement à l'aide d'un mécanisme oscillante
Les figo 7 et 8 montrent à échelle agrandie un mode de réalisa- tion particulier de parois de guidage.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figo 1, une ban- de 10 de matière à désagréger, notamment de plantes fibreuses, passe entre deux rubans sans fin 11 et 12 de matière flexible, mais relativement sans élasticité, et subit, sur l'emplacement de travail indiqué en 13 en traits mixtes, un grand nombre de changements de direction destinés à désagréger mécaniquement la matière.
Etant donné que le produit soumis au traitement est entouré, de préférence de plusieurs côtés à la fois, par les rubans transporteurs sans fin 11 et 12, les matières à désagréger ne sont pas amenées au contact avec les moyens assurant le changement de direction, mais sont toujours efficace- ment guidées par les rubans sur tout leur trajeto Grâce à l'utilisation de ces rubans sans fin 11 et 12,ou de moyens équivalents, on peut effectuer le pliage du produit à traiter ou le changement de direction de déplacement de ce produit, sur des cylindres ou organes analogues de. rayons de courbure extrêmement faibles et obtenir de grands angles de déviation pouvant prati- quement aller jusqu'à 360 .
Avec les dispositifs de désagrégation mécanique connus, par exem- ple des paires de rouleaux cannelés, cette désagrégation est produite par pliage répété de la bande de fibres à travers les dents des cannelures.
L'angle selon lequel on peut dévier la bande, avec des rouleaux cannelés, est de l'ordre de grandeur d'environ 30 , tandis qu'en utilisant le guidage uni latéral ou bilatéral que préconise le procédé objet de l'invention, on peut réaliser des angles de déviation beaucoup plus grands pour désagréger la matièreo
A titre d'exemple de mécanisme permettant de changer la direc- tion de déplacement de la bande de matière, on a représenté sur la figo 2 deux transporteurs sans fin 12a et 13a entre lesquels est guidée la bande de matière 10 et qui passent sur des rouleaux 14 et 15 de telle sorte qu'on obtienne une fois une déviation à droite de 180 et une autre fois une dé- viation à gauche de 180 .
Le guidage de la bande de matière sur ces cy-
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lindres assure, au contraire de ce qui se passe avec les cylindres cannelés ou dispositifs analogues, les mêmes efforts de flexion pour chaque section de la bande de matière, de sorte que l'on est assuré d'obtenir une désagré- gation uniforme de la matière en tous pointso L'utilisation de cylindres assure, en outre, un redressement par le second cylindre des parties de la matière qui ont été pliées dans le premier cylindre, puis un pliage dans l'autre sens du-même angle, ce qui intensifie le rendement mécanique de la désagrégation-0
La figo 3 représente schématiquement un exemple montrant que l'on peut obtenir une déviation selon des angles supérieurs à 180c. Dans ce mode de réalisation,qui n'est représenté que partiellement,
deux cylin- dres 16 et 17 sont prévus, disposés relativement près l'un de l'autre. En- tre ces deux cylindres et au-dessus d'eux, est disposé un cylindre 18 de petit rayon de courbure qui, par exemple, peut être constitué par un cylin- dre sans paliers terminaux. La bande de matière 10, dans cet exemple, est d'abord déviée d'environ 90 , puis d'environ 270 autour du petit cylindre 18 pour être ramenée dans la direction opposée par le cylindre 17.
Le mode de désagrégation mécanique représenté sur la figo 3 donne notamment, selon l'invention, de nombreuses possibilités techniques d'application de groupes de cylindres pouvant être disposés sur une ou plu- sieurs rangéeso
La fige 4 représente schématiquement un exemple de ce genre dans lequel sont prévues deux rangées de cylindres 19 et 20 à qui, comme dans l'exemple de la figo 3, sont associés des cylindres 21 de petit rayon. Dans ce mode de réalisation},une bande de matière 10 passe d'abord sur le premier cylindre 20 de la rangée inférieure, sur un petit cylindre 21 et sur un se- cond cylindre 209 puis sur un grand cylindre 19 de la rangée supérieure, sur un petit cylindre 21 de la rangée supérieure et sur un second cylindre 19 de ladite rangée supérieure pour retourner sur le second cylindre 20 de la rangée inférieure etc...
Grâce à cette réalisation,la bande de matière guidée entre les rubans sans fin est avantageusement soumise à un grand nombre de changements de sens de direction..
Outre l'avantage d'une pure flexion de la matière à désagréger, on obtient, selon l'invention, une protection particulière contre le dépas- sement de la limite d'allongement de la matière à obtenir, par exemple des fibres, notamment si l'on utilise pour constituer les rubans sans fin, une matière relativement sans élasticité telle que du tissu ou du-tissu caout- chouté ou encore des matières élastiques qui, par mise sous tension préala- ble des rubans sans fin, gardent une tension constante dans une certaine mesure. De ce fait, la matière à désagréger, même en passant autour des plus petits cylindres, n'est pas sollicitée à l'allongement, car il ne se produit pas d'allongement de la couche extérieure mais seulement une contrac- tion de la couche intérieure.
Pour exécuter l'invention, il n'est pas nécessaire d'utiliser des cylindres lisses et l'on peut 'également se servir par exemple de cylin- dres cannelés ou dentés entre lesquels, ou autour desquels, on fait passer la matière et les rubans pour faire subir à cette matière un traitement mé- canique dans le sens transversal.
Selon la forme de réalisation représentée sur les figo 5a et 5b on prévoit deux arbres 22 et 23 autour desquels sont disposés un certain nombre de bras 24 supportant les extrémités de cylindres ou rouleaux 25.
Les couronnes de rouleaux ainsi formées engrènent partiellement l'une avec l'autre de façon à produire',un changement de direction accompagné d'un mou- vement de roulement de la bande de matière 10 (indiquée par un trait) et des
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rubans sans fin 12b et 13n représentés schématiquement. En outre, le dé- placement de la bande de matière et de ses rubans est effectué à l'aide des rouleaux 25 Comme on peut le voir sur la figo 5a, les rouleaux montés sur les bras 24 engrènent intérieurement avec un organe d'entraînement 35 que l'on peut entraîner d'une manière quelconque comme on l'a indiqué en 360 Lorsque l'organe d'entraînement 35 tourne, le porte-rouleaux 24 tourne à une vitesse moitié de celle de cet organe.
On peut toutefois désirer que la vitesse du porte-rouleaux 24 soit fortement augmentée par rapport à celle de l'organe d'entraînement 35. Pour cette raison, le porte-rouleaux ou cy- lindre 24 est en outre, entraîné par un arbre central 22 ou 23 tournant ra- pidement, le cas échéant avec interposition d'un mécanisme convenable, par exemple un mécanisme régulateur. Ainsi, on peut obtenir une vitesse de l'organe d'entraînement 35 égale à,la vitesse de déplacement de la bande de matière 10 et de ses rubans de guidage 12b et 13b, tandis que le porte-rou- leaux 24 roule sans glisser, par ses rouleaux 25, sur la bande de matière.
Ce mode de réalisation permet un traitement très intensif de la bande de'ma- tière de telle sorte que, pratiquement, toutes les parties de la bande soient pliées lors de leur passage dans les couronnes associées de cylindres et de rouleaux et, qu'également, les couronnes de rouleaux, du fait de leur vites- se accrue, exercent une sorte d'effet de battage sur la matière à traiter.
L'effet de battage exercé sur la matière peut également être obtenu selon la fig. 6 à l'aide d'un ou plusieurs systèmes oscillants.
Dans ce mode de réalisation, on prévoit, par exemple, pour la bande de ma- tière 10 et les rubans 12c et 13c, des organes de guidage fixes 26 entre lesquels un système oscillant à mouvement alternatif, désigné d'une maniè- re générale par 27, est disposé; ce système comporte des plaques ou lames 28 qui assurent alternativement un changement de direction de déplacement des rubans et de la matière. Le système oscillant 27 peut être, par exem- ple, actionné par un dispositif à manivelle 35 représenté schématiquement.
La ou les parois qui se déplacent avec la matière, par exemple réalisées sous forme de rubans sans fin, de préférence en une matière élastique avec armature non élastique peuvent, selon l'invention, recevoir un profil déterminé de leur côté tourné vers la'bande de matière. Par exemple, ces rubans peuvent présenter des cannelures sur le côté par le- quel ils viennent en contact avec la matièreo
Un tel mode de réalisation est représenté sur les fig. 7 et 8 sur lesquelles deux cylindres 29 et 30 entraînent la bande de matière entre deux rubans -transporteurs 12d et 13d munis de saillies 31 et 32. De ce fait, lors du passage entre les cylindres, on obtient une déformation com- plémentaire de la matière.
Lors du changement de sens du déplacement, avec de tels rubans de guidage, la distance qui sépare les crêtes des cannelu- res augmenta ou diminue et, de ce fait, par suite du mouvement relatif qui se produit entre les rubans de guidage et les parties correspondantes de la bande de matière, on obtient un effet de raclage supplémentaire très avan- tageux. Comme on peut le voir sur la fig. 8, lorsque les rubans de guidage passent sur un rouleau 33, la distance normale a n des crêtes varie pour prendre la valeur a1 ppur le ruban le plus.éloigné du cylindre et la valeur a2 pour le ruban le plus rapproché du cylindre, selon que l'arc opposé au côté lisse du ruban se raccourcit ou s'allonge par rapport à ce côté lisse.
Cet allongement ou ce raccourcissement, souhaitables en soi, peuvent être obtenus par utilisation de rubans de guidage sans fin élastiques, par exem- ple en caoutchouc toile sur la face lisse; le profil des rubans peut avoir toute autre forme convenable autre que celle que l'on a représentéeo
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées tant au procédé qu'aux dispositifs qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents sans sortir pour cela du ca- dre de la présente invention.