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INSTALLATION POUR LE TRAITEMENT -ET LA DISTRIBUTION DE FIBRES OU LEURS MELANGES DANS DES AGGLOMERES FIBREUX.
La présente invention a pour objet une installation pour le traitement et la distribution de fibres, végétales, minérales synthétiques ou autres, ou leurs mélanges notamment en vue 1 soit de leur incorpora- tion dans une masse ou pellicule de matière composite dans laquelle ces fi- , bres doivent former une ou plusieurs couches régulières d'armatures, 2 soit de la constitution complète de ces pellicules.
Il est connu d'assurer une disposition régulière de fibres, par exemple sur une bande transporteuse horizontale, en groupant préalablement les fibres, par action mécanique, en des faisceaux fibreux qui en tombant sur la bande transporteuse se disposent parallèlement au plan de cette bande, voire à l'axe de translation de celle-ci, leur forme allongée les em- pêchant de se maintenir en position verticale 'sur la bande, et la transla- tion de celle-ci les faisant de préférence se coucher dans la direction de la translation de la bande. Les faisceaux forment alors sur la bande une couche très propre à être incorporée dans une plaque ou pellicule composite.
Lorsque les fibres n'ont pas été intimement mélangées à l'agglomérant, le traitement ultérieur de cette couche pour obtenir ladite plaque ou pellicule peut comprendre son humidification, l'adjonction d'un liant hydraulique ou d'une solution de matière plastique, un séchage, une compression à froid ou à chaud entre des cylindres ou les plateaux d'une presse, etc.,
L'installation qui fait l'objet de l'invention, destinée en pre- mière ligne à la formation desdits faisceaux fibreux et à leur dépôt, mais pouvant comprendre des dispositifs destinés à des traitements subséquents de la couche ainsi formée, est caractérisée en ce qu'elle comprend une bande transporteuse et au moins un distributeur disposé au-dessus de cette bande, ce distributeur comprenant une trémie destinée à recevoir les fibres à trai- ter,
ou éventuellement leur mélange avec un lian, pour assurer le cas éché- ant le mélange intime des fibres et du liant. Dans le bas 'de cette trémie est
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disposé, à axe horizontal, au moins un rouleau à surface rugueuse suscepti- ble d'être entraîné en rotation autour de cet axe dans un sens déterminé, la paroi de la trémie portant, du côté où la surface du rouleau se déplace de haut en bas lors de ladite rotation, une lame mobile qu'un organe de pression tend à appliquer contre la surface du rouleau en position sensible- ment tangente à'celle-ci.
Des formes d'exécution de l'installation qui fait l'objet de l'invention sont représentées à titre d'exemple dans le dessin annexé.
La fig. 1 représente, en vue latérale, une installation à deux distributeurs de faisceaux fibreux, l'un desquels est montré en coupe; la fig. 2 est une vue de face du premier distributeur de la fig. 1 ; la fig. 3 montre, en coupe longitudinale, un dispositif d'arrosa- ge pouvant être monté dans l'installation de la fig. 1; et ' la fige 4 représente, schématiquement en coupe transversale, une autre forme d'exécution d'un distributeur.
Dans la fig. l, 1 désigne une bande transporteuse horizontale, par exemple en toile caoutchoutée, passant sur un tambour 2 et se déplaçant dans le sens des flèches 3. Cette bande pourrait aussi avoir un profil con- vexe ou concave ou ondulé si l'on désire fabriquer des produits "en forme" Elle peut aussi être remplacée par une chaîne entraînant des moules appro- priés. Au-dessus de cette bande sont disposés deux distributeurs 4 et 5 de construction identique. Chacun de ces distributeurs comprend une trémie 6 dans le bas de laquelle est disposé à axe horizontal un rouleau 7 monté sur un arbre 8 par lequel il peut être entraîné, par un moteur non représenté, dans le sens de la flèche 9.
La surface du rouleau 7 présente des stries transversales 10 (Fig. 2) qui peuvent être soit parallèles à l'axe du rou- leau, soit légèrement hélicoïdales, ayant par exemple un pas supérieur à 12 m pour rouleau de 0,500 m de diamètre. La partie arrière de la paroi de la trémie 6 est fixe et se termine le plus près possible de la surface du rouleau, de manière à empêcher le passage de fibres entre elle et le rouleau.
La partie avant de cette paroi, c'est-à-dire la partie qui se trouve du cô- té du rouleau où la surface de celui-ci se déplace de haut en bas lorsque le rouleau tourne dans le sens de la flèche 9, se termine un peu au-dessus du rouleau et porte une lame mobile 12 articulée sur une charnière 13. Un ressort 14, indiqué de manière schématique dans le dessin et pouvant être remplacé par un autre organe de pression tel qu'un piston sur lequel agit une pression pneumatique, le noyau d'un électro-aimant etc., tend à appli- quer la lame mobile 12 contre la surface du rouleau 7, en position sen- siblement tangente à celle-ci. Le bord inférieur 14 que présente la lame 12, bord qui est en contact avec la surface du rouleau 7, est dentelé (Fig.
2); le pas des dents de cette dentelure est adapté à la dimension des fais- ceaux fibreux qu'on désire obtenir et peut être, par exemple, de 5 mm. Sous le rouleau 7 et en contact avec celui-ci est prévue une brosse rotative 15 servant à en détacher les particules de fibres qui pourraient encore y adhérer en cet endroit. -
A l'intérieur du distributeur sont disposés un certain nombre d'agitateurs rotatifs 15 en forme de vis dont les axes sont parallèles à ce- lui du rouleau 7. Ces agitateurs pourraient aussi avoir la forme de cylin- dres à palettes.
Ils sont disposés en cascade, c'est-à-dire échelonnés dans la hauteur de la trémie, leurs axes étant alternativement décalés dans le sens horizontal de manière que les matières entraînées vers le bas par l'un des agitateurs soient projetées sur l'agitateur inférieur et ainsi de suite .
Enfin, un vibrateur 16 est monté sur la paroi de la trémie pour permettre de faire vibrer celle-ci ; vibrateur peut être actionné pneumatiquement ou électromagnétiquement.
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Le distributeur décrit fonctionne de la manière suivante: La trémie 6 étant remplie de fibres et la bande transporteuse 1, le rouleau
7, les agitateurs 15 et le vibrateur 16 étant en marche, ces fibres, main- tenues en mouvement et désentassées par les agitateurs 15 et empêchées . d'adhérer à la paroi de la trémie par la vibration qu'impartit à celle-ci le vibrateur 16, descendent peu à peu vers le rouleau 7. Souvent, on utili- se un mélange'de fibres différentes, et dans ce cas, l'agitation produite par les agitateurs 15 maintient le mélange en empêchant les matières de dimensions et de poids spécifique similaires de se regrouper par couches.
Arrivées sur le rouleau 7, les matières sont entraînées, par leur friction à la surface de celui-ci, vers la lame 12. Dans ce mouvement, elles s'en- roulent de manière à former les petits cylindres ou faisceaux; cette forma- tion de faisceaux est favorisée par la lame 12, les matières arrivant contre celle-ci étant freinées par la lame 12 d'une part, entraînées par le rouleau
7 d'autre part et ayant donc tendance à rouler entre ces deux organes et à s'enrouler en cylindres. Finalement, les faisceaux ainsi formés s'échappent entre le rouleau 7 et la lame 12 et entre les dents de celle-ci pour tomber sur la bande transporteuse 1. S'ils touchent celle-ci par leur extrémité, ils basculent immédiatement autour de cette dernière et se couchent donc tous dans le même plan.
Si la translation de la bande 1 est rapide, elle fait basculer les faisceaux dans le sens opposé à la direction de cette trans- lation. Il se forme donc sur la bande 1 une couche 17 de faisceaux orientés- selon le plan de la bande 1 et, en cas de translation rapide de la bande, parallèlement à la direction de cette translation.
Le second distributeur 5 dépose de la même manière, sur la couche
17, une seconde couche de faisceaux 13. Suivant les matières qu'on a placées dans la trémie du distributeur 5, cette seconde couche 18 peut être constituée de matières similaires à celles constituant la couche 17, ou de matières dif- férentes.
Un dispositif-d'arrosage, représenté à la fige 3, peut être dis- posé dans le sens du déplacement de la bande 1, en aval des distributeurs 4 et 5, pour humecter la couche de matières composée des couches partielles
17 et 13. Ce dispositif comprend un bac 19 disposé au-dessus de la bande 1 et dans lequel le liquide d'arrosage 20 est maintenu à un niveau déterminé, par exemple par un robinet commandé par un flotteur. Dans ce bac plonge, jusqu'au-dessous du niveau du liquide, un rouleau 21 à axe horizontal dont la surface est recouverte de caoutchouc et qui est entraîné en rotation au- tour de cet axe dans le sens de la flèche 22. Au-dessus de ce rouleau et légèrement au-delà (dans le sens de la flèche 22) du plan vertical passant par l'axe du rouleau est disposée une brosse rotative 23 qui balaie la, surface du rouleau 21.
Cette brosse 23 est entraînée dans le sens de la flèche 24 c'est-à-dire dans le sens opposé au sens de rotation 22 du rouleau 21. et à une vitesse périphérique supérieure à celle de ce dernier.
Dans sa rotation, le rouleau 21 entraîne à sa surface un peu du liquide contenu dans le bac 19 et amène ce liquide au contact de la brosse
23. La vitesse périphérique de celle-ci étant supérieure à celle du rouleau 21,la brosse enlève de celui-ci le liquide entraîné et le projette au-delà du bac 19 en un jet 25 de gouttes fines qui viendraient en partie se déposer plus loin sur les couches 17, 18 de faisceaux reposant sur la bande 1. Ce- pendant, pour accélérer ce dépôt du liquide et pour éviter la dispersion des gouttes, une buse à air 26 est disposée de manière à diriger à travers le jet 25 un courant d'air qui rabat les gouttes vers la bande 1 et les couches
17, 13.
Le liquide qui est ainsi déposé sur ces couches peut être de 1' eau destinée à les humecter en vue de leur traitement ultérieur. Il peut cependant aussi être par exemple, une solution d'un liant-pour lier entre elles les fibres ou une solution ou suspension de résine synthétique destinée à les enrober. Dans ce cas, il y a lieu de prévoir des agitateurs 27 au fond du bac 19 pour empêcher le dépôt des substances en solution saturée ou en
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suspension dans le liquide.
L'installation décrite permet la distribution des faisceaux sur la bande transporteuse 1 soit en des couches d'épaisseur totale uniforme, soit en des couches d'épaisseur totale variant dans le sens de la longueur ou de la largeur de la bande 1.
Pour obtenir des couches dont l'épaisseur varie dans le sens de la longueur de la bande, on pourra faire varier la vitesse à laquelle les rouleaux 7 des distributeurs 4 et 5 tournent, de manière à faire varier le débit en faisceaux de ceux-ci, tout en maintenant constante la vitesse de la bande 1. Inversement,on peut maintenir constant le débit des dis- tributeurs en faisant tourner les rouleaux 7 à vitesse constante, alors qu' on fait varier la vitesse de la bande transporteuse 1 de manière à répar- tir les faisceaux débités par unité de temps, sur des portions de longueur différente de la bande 1, les couches ainsi formées recevant alors des épais- seurs différentes.
Pour obtenir des couches dont l'épaisseur totale varie dans le sens de la largeur de la bande 1, il y a lieu de choisir de façon appropriée la largeur et la disposition des distributeurs. Par exemple, on peut obtenir une superposition de couches dont l'épaisseur totale est plus grande au cen- tre de la largeur de la bande 1 que le long de ses bords, en utilisant une installation telle que représentée à la fig. 1, mais dans laquelle le distri- buteur 5 a un rouleau 7 et une lame 12 de largeur inférieure à celle des organes correspondants du distributeur 4.
Pour donner un autre profil transversal encore au dépôt de fibres sur la bande 1, on pourra prévoir deux distributeurs ou plus, répartis au-des- sus de la largeur de la bande, des distributeurs pouvant être disposés de front et construits pour fournir des débits différents suivant l'épaisseur du dépôt qu'on désire obtenir à l'endroit de la largeur de la bande situé sous chacun d'eux. Dans le même but, l'installation pourrait comprendre, à la place du deuxième distributeur 5 de la fig. 1, un distributeur tel que représenté schématiquement à la fig. 4, distributeur qui comprend plusieurs rouleaux 71, 72, 73 ... montés espacés l'un de l'autre sur le même arbre 8 et de largeurs différentes, ces rouleaux étant disposés dans le bas d'une même trémie 61 fermée par des fonds inclinés 28 entre les rouleaux.
Contre chaque rouleau s'applique, comme dans l'installation de la fig. l, une lame 121, 122, 123 Chaque rouleau dépose alors sur une partie de la largeur de la couche 17 formée par le premier distributeur 4, une seconde couche 181- 182, 183 ... augmentant l'épaisseur totale du dépôt aux endroits désirés.
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PLANT FOR THE TREATMENT AND DISTRIBUTION OF FIBERS OR THEIR MIXTURES IN FIBROUS AGGLOMERS.
The present invention relates to an installation for the treatment and distribution of fibers, vegetable, synthetic or other minerals, or their mixtures in particular with a view to either incorporating them into a mass or film of composite material in which these fibers. , bres must form one or more regular layers of reinforcement, 2 is the complete constitution of these films.
It is known to ensure a regular arrangement of fibers, for example on a horizontal conveyor belt, by grouping the fibers beforehand, by mechanical action, in fibrous bundles which, falling on the conveyor belt, are arranged parallel to the plane of this belt, or even to the axis of translation thereof, their elongated shape preventing them from maintaining themselves in a vertical position 'on the strip, and the translation of the latter preferably causing them to lie down in the direction of the strip. translation of the band. The beams then form on the strip a very clean layer to be incorporated into a composite plate or film.
When the fibers have not been intimately mixed with the binder, the subsequent treatment of this layer to obtain said plate or film can comprise its humidification, the addition of a hydraulic binder or of a solution of plastic material, a drying, cold or hot compression between rolls or press plates, etc.,
The installation which is the subject of the invention, intended primarily for the formation of said fibrous bundles and for their deposition, but which may include devices intended for subsequent treatments of the layer thus formed, is characterized in that that it comprises a conveyor belt and at least one distributor disposed above this belt, this distributor comprising a hopper intended to receive the fibers to be treated,
or optionally mixing them with a lian, to ensure, where appropriate, the intimate mixing of the fibers and the binder. In the bottom 'of this hopper is
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arranged, with a horizontal axis, at least one roller with a rough surface capable of being driven in rotation around this axis in a determined direction, the wall of the hopper bearing, on the side where the surface of the roller moves up and down low during said rotation, a movable blade which a pressure member tends to apply against the surface of the roller in a position substantially tangent thereto.
Embodiments of the installation which is the subject of the invention are shown by way of example in the accompanying drawing.
Fig. 1 shows, in side view, an installation with two distributors of fiber bundles, one of which is shown in section; fig. 2 is a front view of the first dispenser of FIG. 1; fig. 3 shows, in longitudinal section, a sprinkler device which can be mounted in the installation of FIG. 1; and 'the pin 4 shows, schematically in cross section, another embodiment of a dispenser.
In fig. 1, 1 designates a horizontal conveyor belt, for example of rubberized fabric, passing over a drum 2 and moving in the direction of the arrows 3. This belt could also have a convex or concave or corrugated profile if it is desired to manufacture "shaped" products It can also be replaced by a chain driving suitable molds. Above this strip are arranged two distributors 4 and 5 of identical construction. Each of these distributors comprises a hopper 6 at the bottom of which is arranged horizontally a roller 7 mounted on a shaft 8 by which it can be driven, by a motor not shown, in the direction of arrow 9.
The surface of the roller 7 has transverse ridges 10 (FIG. 2) which may be either parallel to the axis of the roller or slightly helical, for example having a pitch greater than 12 m for a roller 0.500 m in diameter. The rear part of the wall of the hopper 6 is fixed and ends as close as possible to the surface of the roll, so as to prevent the passage of fibers between it and the roll.
The front part of this wall, that is to say the part which is located on the side of the roller where the surface of the latter moves from top to bottom when the roller turns in the direction of arrow 9, ends a little above the roller and carries a movable blade 12 articulated on a hinge 13. A spring 14, shown schematically in the drawing and which can be replaced by another pressure member such as a piston on which acts pneumatic pressure, the core of an electromagnet etc., tends to press the movable blade 12 against the surface of the roller 7, in a position substantially tangent thereto. The lower edge 14 presented by the blade 12, which edge is in contact with the surface of the roller 7, is serrated (Fig.
2); the pitch of the teeth of this serration is adapted to the dimension of the fibrous bundles which it is desired to obtain and can be, for example, 5 mm. Under the roller 7 and in contact with the latter, a rotating brush 15 is provided which serves to detach therefrom the particles of fibers which could still adhere to it at this location. -
Inside the distributor are a number of screw-shaped rotary agitators 15, the axes of which are parallel to that of the roller 7. These agitators could also be in the form of vane rollers.
They are arranged in cascade, that is to say staggered in the height of the hopper, their axes being alternately offset in the horizontal direction so that the materials entrained downwards by one of the agitators are projected onto the lower agitator and so on.
Finally, a vibrator 16 is mounted on the wall of the hopper to allow the latter to vibrate; vibrator can be operated pneumatically or electromagnetically.
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The described distributor operates as follows: As the hopper 6 is filled with fibers and the conveyor belt 1, the roller
7, the agitators 15 and the vibrator 16 being in operation, these fibers, kept in motion and de-crowded by the agitators 15 and inhibited. to adhere to the wall of the hopper by the vibration imparted thereto by the vibrator 16, gradually descend towards the roller 7. Often a mixture of different fibers is used, and in this case, the agitation produced by the agitators maintains the mixture by preventing materials of similar size and specific gravity from forming into layers.
Arrived on the roller 7, the materials are entrained, by their friction on the surface thereof, towards the blade 12. In this movement, they are rolled up so as to form the small cylinders or bundles; this formation of bundles is favored by the blade 12, the materials arriving against it being braked by the blade 12 on the one hand, driven by the roller
7 on the other hand and therefore having a tendency to roll between these two members and to wind up in cylinders. Finally, the beams thus formed escape between the roller 7 and the blade 12 and between the teeth of the latter to fall on the conveyor belt 1. If they touch the latter by their end, they immediately switch around this. last and therefore all lie in the same plane.
If the translation of the band 1 is rapid, it causes the beams to tilt in the direction opposite to the direction of this translation. A layer 17 of beams oriented according to the plane of the strip 1 and, in the event of rapid translation of the strip, parallel to the direction of this translation, is therefore formed on the strip 1.
The second distributor 5 deposits in the same way, on the layer
17, a second layer of bundles 13. Depending on the materials which have been placed in the hopper of the distributor 5, this second layer 18 may be made of materials similar to those constituting the layer 17, or of different materials.
A sprinkler device, shown in fig 3, can be placed in the direction of movement of the strip 1, downstream of the distributors 4 and 5, to moisten the layer of material made up of the partial layers.
17 and 13. This device comprises a tank 19 arranged above the strip 1 and in which the sprinkling liquid 20 is maintained at a determined level, for example by a valve controlled by a float. Into this tank plunges, down to below the level of the liquid, a roller 21 with a horizontal axis, the surface of which is covered with rubber and which is driven in rotation around this axis in the direction of arrow 22. At- above this roller and slightly beyond (in the direction of arrow 22) the vertical plane passing through the axis of the roller is disposed a rotating brush 23 which sweeps the surface of the roller 21.
This brush 23 is driven in the direction of arrow 24, that is to say in the direction opposite to the direction of rotation 22 of the roller 21. and at a peripheral speed greater than that of the latter.
In its rotation, the roller 21 drives on its surface a little of the liquid contained in the tank 19 and brings this liquid into contact with the brush.
23. The peripheral speed of the latter being greater than that of the roller 21, the brush removes therefrom the entrained liquid and projects it beyond the tank 19 in a jet 25 of fine drops which would partly settle more. far on the layers 17, 18 of beams resting on the strip 1. However, to accelerate this deposition of the liquid and to avoid the dispersion of the drops, an air nozzle 26 is arranged so as to direct through the jet 25 a air stream which pushes the drops back to band 1 and layers
17, 13.
The liquid which is thus deposited on these layers may be water intended to moisten them with a view to their subsequent treatment. However, it can also be, for example, a solution of a binder for binding the fibers together or a solution or suspension of synthetic resin intended to coat them. In this case, it is necessary to provide stirrers 27 at the bottom of the tank 19 to prevent the deposition of substances in saturated solution or in
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suspension in liquid.
The installation described allows the distribution of the bundles on the conveyor belt 1 either in layers of uniform total thickness, or in layers of total thickness varying in the direction of the length or the width of the belt 1.
To obtain layers whose thickness varies in the direction of the length of the strip, it is possible to vary the speed at which the rollers 7 of the distributors 4 and 5 rotate, so as to vary the flow rate in the bundles thereof. , while maintaining constant the speed of the belt 1. Conversely, the flow rate of the dispensers can be kept constant by rotating the rollers 7 at constant speed, while the speed of the conveyor belt 1 is varied so as to distribute the bundles delivered per unit of time, over portions of different length of the strip 1, the layers thus formed then receiving different thicknesses.
In order to obtain layers whose total thickness varies in the direction of the width of the strip 1, the width and the arrangement of the distributors should be appropriately chosen. For example, it is possible to obtain a superposition of layers the total thickness of which is greater at the center of the width of the strip 1 than along its edges, by using an installation as shown in FIG. 1, but in which the distributor 5 has a roller 7 and a blade 12 of width less than that of the corresponding members of the distributor 4.
To give yet another transverse profile to the deposit of fibers on the strip 1, two or more distributors can be provided, distributed over the width of the strip, distributors which can be arranged in front and constructed to provide flow rates. different depending on the thickness of the deposit that is desired to be obtained at the location of the width of the strip located under each of them. For the same purpose, the installation could include, instead of the second distributor 5 of FIG. 1, a distributor as shown schematically in FIG. 4, distributor which comprises several rollers 71, 72, 73 ... mounted spaced apart from one another on the same shaft 8 and of different widths, these rollers being arranged at the bottom of the same hopper 61 closed by inclined bottoms 28 between the rollers.
Against each roller is applied, as in the installation of fig. 1, a blade 121, 122, 123 Each roll then deposits over part of the width of the layer 17 formed by the first distributor 4, a second layer 181-182, 183 ... increasing the total thickness of the deposit at the locations desired.