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TOOTAL BROADHURST LEE COMPANY LIMITED, résidant à MANCHESTER,
Lancashire (Gde Bretagne).
PROCEDE ET APPAREIL POUR LE TRAITEMENT DE FILS ET DE PRODUITS SIMILAIRES
PAR DES LI QUIDES.
La présente invention concerne l'application continue d'un li- quide contenant ou non des substances solides sur une pièce de matière en mouvement telle qu'un filé, une feuille, une corde, un fil, un ruban, une bande, un filament ou un assemblage de ±îles., de fils ou de filaments qu'on désignera par le terme général de "matière". Le liquide peut contenir une substance solide en dissolution, en dispersion ou en émulsion.
L'invention s'applique plus particulièrement à l'apprêt de matières textiles telles que des fils, mais elle peut également servir à l'apprêt d'autres matières textiles ou de papier,à l'encollage de matières textiles ou de papier ou à la teinture de matières textiles, opérations pour lesquelles il convient d'assurer qu'une quantité prédéterminée de la sub- stance appliquée., qu'il s'agisse du liquide ou de la substance solide qu'il contient, est finalement retenue par chaque unité de longueur de la matière.
Dans les procédés de ce genre, la quantité réelle de la sub- stance appliquée et absorbée par unité de longueur de la matière peut va- rier pendant le traitement d'une pièce de matière à la suite de variations des caractéristiques du liquide appliqué, notamment de variations de la con- centration ou de la densité et un but de l'invention est de compenser et de corriger ces variations afin de maintenir le taux d'absorption par la matiè- re et par unité de longueur à une valeur prédéterminée sensiblement constan- te.
Un procédé usuel d'apprêt d'un fil consiste à faire passer le fil sous un rouleau partiellement immergé dans un bac d'apprûtage puis à le faire passer entre des rouleaux d'essorage, le rouleau inférieur étant éga-
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lement immergé partiellement dans le liquide d'apprêt. Le bac d'apprêtage présente généralement une capacité de 270 à 365 litres, de sorte que cette quantité de liquide d'apprêtage reste sensiblement à la fin d'une opération d'apprêtage et est fréquemment rejetée. Un autre inconvénient de ce procédé usuel d'apprêt consiste à en ce qu'il ne se prête pas aisément au contrôle exact de la quantité de liquide d'apprêt ou autre appliqué sur le fil par unité de longueur d'un bout à l'autre d'une opération.
Un but de la présente invention est de réduire à une propor- tion relativement faible la quantité de liquide d'apprêt ou autre qui doit nécessairement rester à la fin d'une opération.
Un autre but de l'invention consiste, ainsi qu'il a été indi- qué précédemment, à maintenir l'application du liquide sur la matière à un taux uniforme par unité de longueur pendant le traitement d'une pièce de matière.Si la substance à appliquer sur la matière est solide, mais est utilisée en dissolution, dispersion ou émulsion dans un liquide pour en fa- ciliter l'application, le but de l'invention est naturellement d'appliquer sur la matière une quantité uniforme de substance solide et de contrôler l'application du liquide a cet effet.
Une particularité de la présente invention consiste en un pro- cédé pour l'application continue d'un liquide sur une pièce de matière en mouvement, par exemple d'un liquide d'apprêt sur un fil, dans lequel on fait passer la matière entre deux cylindres tournants et l'on conduit le liquide dans l'enfoncement formé entre les cylindres et dans lequel passe le fil sans permettre aux cylindres de tremper dans un bain de liquide pla- cé au-dessous.
Selon une autre particularité de l'invention, on fait passer la matière entre deux cylindres tournants et on maintient une certaine quantité de liquide dans l'enfoncement formé entre les cylindres et dans lequel passe le fil et on fait arriver le liquide directement sur au moins l'un des cylindres à un niveau situé au-dessus du point le plus bas de la surface périphérique en mouvement du cylindre, de sorte qu'il n'est pas nécessaire que le cylindre prélève du liquide dans un bain placé au-des- sous.
Selon une autre particularité de l'invention, on fait passer la matière entre deux cylindres tournants et on maintient une certaine quantité de liquide dans l'enfoncement formé entre les cylindres et dans le- quel passe la matière en faisant arriver le liquide directement dans l'en- foncement ou directement sur au moins l'un des cylindres à un niveau supé- rieur au point le plus bas du cylindre et en un point à partir duquel il se- ra entraîné dans l'enfoncement par la rotation du cylindre sans passer né- cessairement par le point le plus bas de la surface périphérique du cylin- dre.
Une autre particularité de l'invention consiste à faire arri- ver le liquide en quantité supérieure à celle suivant laquelle il est ab- sorbé par la matière, depuis une réserve recevant un débit uniforme de li- quide concentré proportionnelle au taux suivant lequel le liquide doit être absorbé par la matière, et en envoyant également à cette réserve un liquide de dilution en quantité suffisante pour maintenir cette réserve à un volu- me déterminé. En d'autres termes, la réserve de liquide est maintenue par le fait qu'elle reçoit un liquide concentré selon un débit uniforme et un liquide de dilution en quantité réglée qui augmente ou diminue respective- ment lorsque la vitesse d' absorption du liquide par la matière est supé- rieure ou inférieure à la vitesse prédéterminée.
Un appareil selon la présente invention pour appliquer un li- quide sur une pièce de matière en mouvement comporte deux cylindres agen- cés pour former entre eux un enfoncement et entre lesquels peut passer la matière, une cuvette à liquide pour l'application d'un liquide sur la ma-
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tière, au moins une paroi de la cuvette étant formée par la surface péri- phérique de l'un des cylindres, et un dispositif pour faire arriver le li- quide dans cette cuvette.
La cuvette peut être entièrement formée par les surfaces pé- riphériques des cylindres situées dans un enfoncement supérieur ou par les surfaces périphériques des cylindres et des flasques latéraux s'ajustant dans l'enfoncement ou par la surface périphérique du cylindre inférieur et la surface d'un rouleau plus petit en contact avec ce cylindre en un point à partir duquel la surface périphérique du cylindre inférieur se dé- place vers l'enfoncement à travers lequel passe la matière.
En variante, la cuvette peut être également formée par une auge s'étendant le long de l'un des cylindres qui forme une paroi de l'au- ge le long du côté correspondant. Dans un agencement de ce genre, le fond de la cuvette peut être formé par une lame dont le bord est au contact du cylindre qui forme ainsi une paroi fermant l'auge le long du bord de la la- me en contact avec ce cylindre.
La cuvette peut être alimentée par un réservoir ou bac à l'ai- de d'une pompe qui fait arriver le liquide dans la cuvette sous un débit sensiblement constant, suffisant pour faire déborder la cuvette, une tré- mie étant placée sous les cylindres pour recueillir le liquide qui s'écou- le des cylindres et de la cuvette et pour renvoyer ce liquide dans le ré- servoir ou bac d'alimentation.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, don- né à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'inven- tion peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un mode de réalisation de l'appareil.
Les figures 2 et 3 sont respectivement des vues schématiques en plan et en bout correspondant à une partie de la figure 1, mais présen- tant quelques modifications.
La figure 4 montre, schématiquement un deuxième mode d'appli- cation du liquide sur le fil ou sur un produit similaire.
Les figures 5 et 6 sont respectivement des vues schématiques partielles en élévation latérale et en plan d'un perfectionnement de l'a- gencement que montre la figure 4.
La figure 7 est une vue schématique en élévation latérale mon- trant un autre mode d'application du liquide sur le fil ou sur un produit similaire.
La figure 8 est une vue de face en perspective d'une machine à encoller selon la présente invention.
La figure 9 est une vue arrière en perspective de la machine représentée à la figure 8.
La figure 10 est une coupe d'un détail.
La figure 11 est une vue en perspective d'un détail.
Dans l'agencement que montre la figure 1 un fil 1 passe entre des cylindres presseurs 2 et 3 et un liquide d'encollage ou autre, conve- nablement dilué, est aspiré dans une cuve d'alimentation ou de mélange 4 par une pompe 5 qui le refoule dans une cuvette 6 dont le fond est formé par une lame en contact avec le cylindre 2 à proximité de l'enfoncement formé entre les cylindres 2, 3. Le liquide dilué est refoulé de la cuve 4 dans la cuvette 6 sous un débit qui dépasse la quantité de liquide préle- vée par le fil 1 dans la cuvette 6. La surface du cylindre 3 forme l'une des parois de la cuvette 6.
A proximité de son bord arrière, la lame por-
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te une cloison basse 7, et elle est munie à chaque extrémité d'une cloison basse 8 dans laquelle est pratiquée, de préférence, une encoche en V for- mant orifice de trop-plein afin de maintenir le liquide dans la cuvette à un niveau prédéterminé et pour permettre à ce liquide de déborder en des points prédéterminés.
Une cuvette légèrement modifiée est représentée sur les figu- res 2 et 3 qui montrent une variante du dispositif permettant le départ de l'excès du liquide.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, la la- me porte des cloisons en bout 8 qui ne sont pas encochées. Au lieu d'enco- cher les cloisons en bout,on prévoit dans ce casà chaque extrémité de la cuvette des conduits d'écoulement 9 faisant saillie d'une morne hauteur au- dessus du fond de la cuvette. Le liquide est amené en excès dans cette cu- vette à partir d'une cuve mélangeuse 4 par un conduit central d'alimenta- tion 10 dont l'orifice de sortie est coiffé d'une calotte de déviation 11.
Grâce à ce conduit central d'alimentation 10 et aux conduits d'écoulement 9, le liquide s'écoule du centre de la cuvette vers les extrémités 8. Pour favoriser cet écoulement transversal du liquide, on peut placer des écrans perforés 12 en travers de la cuvette entre le conduit central d'alimenta- tion 10 et les conduits d' écoulement 9. Bien entendu, on peut également choisir un agencement tel que l'écoulement du liquide ait lieu dans le sens opposé. On peut également disposer au-dessus de la cuvette un conduit d'a- limentation horizontal percé de multiples orifices de sortie espacés le long de la cuvette.
On voit clairement que la rotation du cylindre 3 dans le sens dextrorsum entraîne le liquide de la cuvette 6 dans l'enfoncement formé en- tre les cylindres 2, 3, de sorte qu'il est ainsi appliqué sur le fil 1.
Au lieu d'utiliser une lame plane avec une cloison 7 le long du bord arrière, on pourrait naturellement prévoir une lame incurvée de bas en haut. La lame peut être inclinée par rapport au cylindre 3 suivant un angle approprié quelconque.
Dans l'exemple de la figure 1. une trémie 13 est placée sous le cylindre 3 pour recueillir le liquide qui s'écoule de ce cylindre 3, de même que le liquide débordant par dessus les cloisons de la cuvette 6.
Un conduit de retour 14 partant du bas de la trémie débouche dans la cuve mélangeuse 4, Tout le liquide d'encollage qui n'a pas été appliqué sur le fil revient donc dans la cuve 4.
Dans l'agencement que montrent les figures 2 et 3, les con- duits d'écoulement 9 peuvent déboucher dans la trémie 13, ou peuvent être reliés directement à la cuve mélangeuse 4. Dans tous les cas, la trémie 13 est nécessaire pour recueillir le liquide qui s'écoule du cylindre 3.
Dans la variante de réalisation que montre la figure 4, le fil 1 passe de haut en bas entre les cylindres 2 et 3 qui sont alors disposés cote à cote pour présenter un enfoncement 15 ouvert à la partie supérieure, pouvant servir de petite cuvette dans laquelle le liquide d'encollage peut être amené en excès par un moyen approprié quelconque, par exemple par un conduit d'alimentation horizontal 16 connecté à la pompe 5 de la figure 1 et percé de place en place d'orifices espacés qui débouchent au-dessus de l'enfoncement 15Dans l'agencement représenté sur la figure 4, le plan con- tenant les axes des cylindres 2 et 3 est horizontal,
mais il n'est pas in- dispensable que les cylindres soient placés au même niveau et le plan en question peut être incliné jusqu'à 45 par exemple dans un sens ou dans l'autre.
Pour maintenir le liquide à un niveau prédéterminé dans la cu- vette formée par l'enfoncement 15 on peut prévoir dans cet enfoncement et à chaque extrémité des cylindres 2, 3 une cloison 17 (figures 5 et 6). Ces cloisons d'extrémité sont, de préférence, munies d'un conduit d'écoulement
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à un niveau prédéterminé, représenté schématiquement en 18 sur la figure 5.
Dans l'agencement que montre la figure 7, les cylindres esso- reurs 2, 3 sont placés l'un au-dessus de l'autre comme dans l'exemple de la figure 1, mais la cuvette recevant le liquide est formée par le cylindre 3 et un cylindre fou auxiliaire 19 en contact avec le cylindre 3, la rotation dans le sens dextrorsum du cylindre 3 entraînant le liquide de l'enfoncement forme entre les cylindres 3 et 19 vers l'enfoncement formé entre les cylin- dres 2 et 3 à travers lequel passe le fil 1. On peut disposer entre les cy- lindres 3 et 19 des cloisons d'extrémité similaires à celles qui sont repré- sentées en 17 pour l'agencement que montre la figure 5.
Une trémie 13 est placée sous le cylindre 3 pour recueillir tout liquide qui s'écoule des cy- lindres
Dans l'agencement que montre la figure 1, une quantité de li- queur concentrée, qui peut être un peu supérieure à celle qui est suffisan- te pour le traitement d'une longueur donnée de fil peut être contenue au début d'une opération dans un réservoir 20 et cette liqueur est amenée par une pompe doseuse '21 dans la cuve mélangeuse 4 selon un débit prédéterminé par la quantité de colle que l'on désire appliquer par unité de longueur sur le fil 1.
Un liquide de dilution, tel que de l'eau chaude, est introduit dans la cuve mélangeuse 4 à partir d'un réservoir 22 à travers une soupape 23 commandée par le niveau du liquide dans la cuve mélangeuse 4, de façon à maintenir un niveau constant dans la cuve 4,
La cuve mélangeuse 4 peut être relativement petite et peut, par exemple., contenir 9 litres de liqueur diluée. La capacité de la cuvet- te 6 peut être beaucoup plus faible que celle de la cuve mélangeuse 4. Elle peut être par exemple de l'ordre de 1 ou de 2 litres.
Si la quantité de li- queur concentrée nécessaire à une opération particulière est exactement connue d'avance il est alors possible de pomper la liqueur concentrée du réservoir 20 dans la cuve mélangeuse 4 et de pomper ensuite la liqueur di- luée de la cuve 4 dans la cuvette 6 de façon que le réservoir 20 soit vide ou sensiblement vide à la fin de l'opération et qu'il ne reste alors dans la cuve mélangeuse 4 et dans la cuvette 6 que 11 litres environ de liqueur diluée qu'on jette à la fin de l'opération d'encollage.
Etant donné que le débit de la pompe 5 est constant, que ce- lui de la pompe 21 est prédéterminé par le taux d'application désiré du li- quide d'encollage sur le fil 1, et que le liquide de la cuve mélangeuse est maintenu à un niveau donné par l'arrivée du liquide de dilution que fournit le réservoir 22, la concentration du liquide arrivant dans la cuvette 6 est maintenue sensiblement à une valeur convenable, assurant que les substances solides refoulées par la pompe 21 sont sensiblement égales aux substances solides appliquées sur le file Si la matière passant entre les cylindres 2, 3 absorbe le liquide dans une proportion trop grande, le niveau du liquide s'abaisse plus rapidement dans la cuve mélangeuse 4, et le débit du liquide de dilution augmente,
de sorte que le liquide que contient la cuve mélan- geuse 4 est dilué pour corriger le taux d'absorption trop élevé du liquide par la matière. D'autre part, si le taux d'absorption du liquide par la ma- tière est trop faible parce que le liquide est trop dilué, le niveau du li- quide dans la cuve 4 s'abaisse plus lentement, ce qui réduit le débit de li- quide de dilution, augmente la concentration du liquide dans la cuve mélan- geuse 4, et provoque également l'augmentation du taux d'absorption par la matière.
Les figures 8 à 11 représentent un mode de réalisation prati- que de l'appareil pouvant être utilisé pour l'encollage d'un fil. Les cy- lindres 2, 3 sont montés dans des montants 30 représentés partiellement sur la figure 8. Seul le cylindre 3 est entraîné positivement en rotation par un arbre 31 et par deux pignons coniques 32. La cuvette 6 se présente sous la forme d'une auge d'abreuvoir et elle est alimentée en liquide à partir de la cuve mélangeuse 4 par une pompe 5 et par un conduit 34 débouchant dans
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une tête 35 (figure 10), dans laquelle sont pratiquées des orifices de sor- tie 36 placés au-dessus de la cuvette 6. La pompe 5 est actionnée par un moteur électrique 37.
Le fond de la cuvette 6 est constitué par une lame de bois 38 (figures 10 et 11) biseautée en 39 où elle vient en contact avec le cylin- dre 3,et inclinée en descendant vers le cylindre 3. La cuvette comporte une cloison arrière 40 et des cloisons latérales 41, également en bois.
Dans le fond ou lame 39, sont pratiqués des orifices 42 (figures 8 et 11) permettant au trop-plein de liquide de la cuvette 6 de passer dans une tré- mie 13 placée au-dessous et s'étendant également au-dessous du cylindre 3.
Cette trémie 13 est agencée pour faire passer le liquide directement dans la cuve mélangeuse 4 en 43 (figure 1).
La cuvette 6 repose à chaque extrémité sur une poutre 44 (fi- gures 8 et 11) par des organes 45 en forme d'L renversé de section circu- laire, qui sont insérés dans des trous pratiqués dans les ailes de la pou- tre 44 et dans une bague 46 fixée à l'aile supérieure par soudure, par exem- ple. Chaque organe en équerre peut être maintenu à une hauteur désirée quel- conque par une vis de blocage 47 engagée dans un trou taraudé de la bague 46. Une pince 48 est serrée sur la branche supérieure 49 de chaque organe 45 et maintient une broche 50 partant d'une extrémité de la cuvette 6. La pince 48 peut être serrée par un écrou à ailettes 51 sur la branche 49 et sur la broche 50.
De cette manière, le niveau et l'inclinaison de la cuvet- te 6 peuvent être facilement réglés par rapport au cylindre 3.
Dans l'agencement que montre la figure 8, l'eau entre dans la cuve mélangeuse 4 par un conduit 52 commandé par un obturateur électroma- gnétique 53 qui est à son tour commandé par un détecteur électrique 54 du niveau du liquide plongeant dans la cuve 4.
L'eau passe du conduit 52 dans une rampe 55 placée au-dessus de la fente de sortie 56 de la branche horizontale d'un conduit 57 par le- quel le liquide d'encollage concentré arrive dans la cuve 4.
Un écran 58 descend vers le bas de la cuve 4 et la pompe 5 as- pire dans le compartiment situé à droite de l'écran, ainsi que le montre la figure 8. Un faible intervalle est mélangé entre les cotés de l'écran 58 et les parois de la cuve 4 pour permettre au liquide de passer du compar- timent gauche dans le compartiment droit, et assurer un mélange convenable de l'eau avec le liquide plus concentré d'encollage avant que le mélange n'atteigne la pompe 5.
Un conduit 60 est prévu pour faire arriver de la vapeur d'eau dans la cuve 4 afin de chauffer le liquide qu'elle contient. Un autre con- duit 61 d'arrivée du liquide d'encollage est prévu pour le remplissage de la cuve 4 au début d'une opérations
Le liquide d'encollage concentré provient d'un réservoir 62 représenté schématiquement sur la figure 9, et il est refoulé sous débit constant dans le conduit 57 par une pompe doseuse 63 entraînée par l'arbre 31 à l'aide d'une boite de vitesses 12, qui peut être manoeuvrée ou action- née de fagon à changer le rapport de transmission. Le liquide d'encollage concentré est amené du réservoir 62 à la pompe doseuse 63 par une pompe d'alimentation 64 et un conduit 65.
Un conduit de dérivation 66 est connec- té au conduit 65 en un point 67 à proximité de la pompe doseuse 63 est dé- bouche dans le réservoir 62, de sorte que la pompe 64 peut faire circuler le liquide d'encollage concentré dans le conduit 65 .jusqu'en un point très voisin de la pompe 63 puis, par le conduit 66, le renvoie dans le réservoir 62. Il en résulte que le liquide d'encollage aspiré par la pompe doseuse 63 présente une qualité uniforme.
Quoique l'invention ait été décrite dans son application à l'encollage de fils, il va de soi qu'elle peut également servir à l'appli- cation d'un liquide sur une matière quelconque de forme allongée, à la -
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quelle on désire appliquer un liquide ou une substance solide contenue dans un liquide suivant une quantité prédéterminée par unité de longueur.