<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention est relative à un décortiqueur propre à l'extraction de fibres textiles à partir de certaines plantes à canne de la famille à fibres de filasse comprenant des espèces telles que jute, kenaf et ramie .
La source principale de fibres végétales en usage commercial sont ou les feuilles ou les tiges de plantes convenables ; une distinction peut ainsi être faite entre les fibres de feuille et les fibres de filasse.
Les premières sont placées dans le centre des feuilles et sont revêtues d'une couche charnue qui doit être enlevée par raclage pour exposer les fi- ' bres ; ceci est accompli en pratique en passant les feuilles entre un grand disque ayant des râcloirs attachés à sa circonférence et une plaque incur- vée ayant une surface plus longue que les fibres les plus longues. Des :Ci- bres de filasse, d'autre part, sont placées à l'extérieur d'une partie cen- trale solide de moelle et de bois et sont recouvertes seulement d'une cou- che relativement mince d'écorce; elles peuvent être ainsi extraites en les arrachant à partir de la partie centrale.
Des tentatives pour décortiquer des plantes à fibres de filas- se par des machines destinées à des fibres de feuille ont, en raison de la dissemblance mentionnée ci-dessus dans la structure dé plante, été largement en échec, ayant pour résultat d'écraser,de meurtrir où de'blesser autrement la fibre et de ne procurer seulement qu'une f raction du rendement théorique.
Il a déjà été proposé d'augmenter ce rendement en amenant les tiges d'abord par leur extrémité supérieure et ensuite par leur extrémité inférieure, pour un traitement des plantes en deux phases à partir des extrémités vers le centre des tiges. Ce traitement fait perdre du temps et ne se prête pas à l'alimentation automatique.
L'invention a pour but de fournir un procédé pour la décorti- cation continue de plantes à canne, avec une efficacité maximum en termes à la fois d'heures de travail et de consommation de cannes, et en f ournissant des fibres propres et non endommagées, ainsi qu'une machine destinée à met- tre en oeuvre ce procédé de la manière la plus rapide.
Dans la mise en pratique du procédé selon l'invention, les ti- ges fraîches de plantes à fibre de filasse sont présentées longitudinale- ment, dans leur état naturel (c'est-à-dire sans broyage) vers un point d'ar- rachage auquel la direction d'avance des tiges est modifiée brusquement, de sorte que la couche de fibres tubulaire sera fendue et que la partie centra- le moins souple encore non brisée en sera projetée; par la suite, cette par- tie centrale est désintégrée tandis que les fibres sont agrippées, en un em- placement au-delà du point d'arrachage, par une action de petits coups dans une direction longitudinale vers l'avant, cette action appliquant aux fibres la traction nécessaire tout en Ôtant simultanément l'écorce et autre matiè- re ligneuse y adhérent encore.
De préférence, ce traitement est exécuté immédiatement après que les planes ont été cueillies.
Une machine convenable pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend une ou plusieurs plaques d'appui formant deux surfaces se rejoignant suivant un angle dont la jonction définit le point d'arracha- ge ou dépouillement mentionné ci-dessus; et, en combinaison avec ces pla- ques, des moyens pour battre longitudinalement les fibres et désintégrer la partie centrale, consistant essentiellement en deux cylindres avec des ai- lettes périphériques espacées dont les trajectoires s'interpénètrent suivant une hauteur sensiblement moindre que la hauteur desdites ailettes, cette hauteur à son tour étant de préférence non plus grande que l'espacement des ailettes à leur base.
Exprimé différemment, la profondeur d'intersection entre les trajectoires des ailettes devrait être considérablement moindre que l'espacement des ailettes le long desdites trajectoires. La surface de plaque d'appui au-delà du point de dépouillement peut être incurvée et con- centrique à un des cylindres pour former l'élément de désintégration de la
<Desc/Clms Page number 2>
partie centrale, l'espacement entre les ailettes de ce cylindre et la surface incurvée étant de l'ordre de l'épaisseur de la couche tubulaire défibres (ainsi légèrement plus grande que deux fois l'épaisseur de fibres individuelles) pour permettre une telle action sans endommager les fibres.
L'utilisation de deux cylindres batteurs ou de brossage a été trouvée satisfaisante pour le kénaf et le jute ; pour la ramie, ou préfère utiliser un troisième cylindre de brossage. Les ailettes ou palettes du premier cylindre agissant comme un désintégrateur, peuvent être à bord aigu, tandis que celles de l'autre ou des autres cylindres sont de préférence ar- rondies.
L'invention sera décrite d'une manière plus détaillée en référence au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 est une vue, en élévation latérale, d'une machine selon une réalisation de l'invention, un des organes latéraux du bâti de machine étant enlevé pour laisser voir l'intérieur ; la figure 2 est une vue en plan par-dessus de la machine de la figure 1, avec des parties arrachées pour laisser voir le mécanisme d'entraînement et de synchronisation ; les figures 3 et 4 sont des coupes suivant les lignes 3-3 et 4-4 de la figure 2, respectivement, et la figure 5 représente une disposition de cylindres de brossage qui est une variante de celle représentée sur la fig. 1.
La machine représentée sur les figures 1 à 4 comprend un bâti 10 sur lequel sont supportés, en position horizontale parallèle'.axialement, une première paire de cylindres d'alimentation lla, llb, une seconde paire de cylindres d'alimentation lle, lld, et une paire de cylindres de brossage 12a, 12b. Un des cylindres d'alimentation de la première paire, à savoir le cylindre supérieur 11a, est muni de rainures périphériques 13 de section transversale approximativement triangulaire ou trapézoïdale, couramment appelées-rainures en V. La première paire de cylindres d'alimentation reçoit les tiges provenant d'une courroie transporteuse 14 sur laquelle ces tiges 15 sont placées la partie supérieure en premier, sans enlèvement préalable de leurs branches et de leurs feuilles.
Le cylindre inférieur llb de la première paire, ainsi que les cylindres llc, 11d de la seconde paire, sont à surface tendre et comprennent un noyau dur 16, une-couche épaisse 17 d'un matériau amortisseur souple, tel que du caoutchouc spongieux, entourant le dit noyau, et une enveloppe protectrice 18 ferme mais souple, par exemple du caoutchouc résistant à l'abrasion.
Entre les cylindres d'alimentation lla - lld et les cylindres de brossage 12a,12b, est placée une plaque de changement de direction 19 qui, avec les cylindres de brossage, définit le mécanisme de dépouillement.
Cette plaque a trois surfaces se raccordant angulairement 19a, 19b et 19c servant, respectivement, pour infléchir les tiges provenant des cylindres llc, lld vers le premier cylindre de brossage 12a (ici le cylindre inférieur) pour guider ces tiges de telle manière à assister le plus efficacement les ailettes de ce cylindre dans leur action de désintégration sur les parties centrales des tiges, et également pour fournir une surface d'appui concentrique contre laquelle les fibres libérées peuvent être appliquées par lesdites ailettes pendant 1e processus ultérieur,.
La surface 19a, en conséquence, est disposée dans un plan sensiblement axial du cylindre l2a; la surface 19b est inclinée vers le haut par rapport audit plan d'un angle d'environ 20 ; et la surface 19c est incurvée et concentrique à la périphérie du cylindre 12a, se terminant juste avant- la trajectoire des palettes du cylindre associé 12b.
<Desc/Clms Page number 3>
Il peut être mentionné que, dans certains cas, les deux surfa- ces 19a, 19b peuvent être combinées suivant une telle surface unique, s'é- tendant soit axialement par rapport au premier cylindre de brossage ou sui- vant un certain angle jusqu'à approximativement 20 . Les résultats les plus favorables, toutefois, ont été accomplis avec la disposition comme ici dé- crit et représenté.
Alors que les ailettes ou palettes 20a du cylindre 12a sont re- présentées munies de bords aigus, celles du cylindre associé de la paire
12b, indiquées en 20b, sont mousses ou arrondies, étant donné qu'elles n'ont pas à accomplir un broyage ou une action de désintégration. On verra que les palettes 20a et 20b s'interpénètrent et que leurs trajectoires se cou- pent dans une certaine mesure, comme exposé précédemment, causant ainsi un recouvrement qui aura pour résultat un brossage ou un battage efficace de chaque fibre également du dessus et du dessous pour un enlèvement total de l'écorce, des feuilles et des parties résiduelles ligneuses adhérentes.
Des moyens peuvent etre prévus pour rassembler les fibres traitées 21 et pour les séparer des émondes 22 qui les accompagnent. Ainsi, on a repré- senté sur la figure 1 une courroie transporteuse à grande vitesse 23 qui éjecte constamment les émondes détachées et qui précipite l'extrémité ar- rière de chaque fibre, lorsqu'elle quitte les cylindres 12a,12b, sur un barr reau horizontal de reprise 24, placé à l'arrière¯du transporteur 23, d'où ces fibres peuvent être facilement rassemblées pour enlèvement de la machi- ne.
Le mouvement est fourni aux organes rotatifs par un moteur 25 qui est monté sur un support 26 à la partie inférieure du bâti et entraîne un arbre principal 27 par l'intermédiaire de poulies 28,29 et d'une cour- roie 30. Les cylindres d'alimentation 11a....11d, les cylindres de brossa- ge 12a, 12b et le transporteur 14 sont tous entraînés positivement à partir de cet arbre, par l'intermédiaire des entraînements à chaîne montrés sur les figures 3 et 4.
Ainsi, une extrémité de l'arbre 27 porte un pignon 31, fi- gure 3, qui entraîne une chaine 32 coopérant avec quatre pignons d'entrai- nement identiques 33a, 33b, 33c, 33d, fixés aux arbres des cylindres d'ali- mentation respectifs lla, llb, llc, lld, ainsi qu'avec un pignon fou 34 et un plus petit pignon 35 qui est fixé à l'un des tambours portant la courroie 14. L'autre extrémité de l'arbre porte un pignon 36, figure 4, qui entraî- ne une chaîne 37 coopérant avec deux pignons identiques 38a, 38b, fixés aux arbres des cylindres de brossage respectifs 12a, 12b, ainsi qu'avec un pignon fou 39.
Les quatre cylindres d'alimentation sont ainsi entraînés en synchro- nisme et les deux cylindres de brossage sont de même entraînés en synchronis- me à une vitesse de surface sensiblement trois fois celle des cylindres d'a- limentation. Le transporteur de sortie 25 est entraîné par l'intermédiaire d'une transmission multiplicatrice comprenant une poulie 40 sur l'arbre 27, une courroie 41 et une poulie 42 fixée à l'un des tambours portant la cour- roie 23. Les deux ensembles de pignons sont fermés par des couvercles 43,44, respectivement.
L'action longitudinale de battage des cylindres de brossage à grande vitesse 12a, 12b sur les fibres des tiges fraîches, en outre qu'elle enlève de ces tiges des particules ligneuses adhérentes, exerce également une traction vers l'avant sur la couche de fibres à un angle distinct de la direction dans laquelle les tiges sont avancées le long de la surface de plaque 19b ; ainsi, la couche tubulaire de fibres sera fendue au point où les fibres changent de direction, c'est-à-dire au raccord de la surface de plaque 19b et de la surface de plaque 19c, et cette couche de fibres autrement non rompue et non endommagée sera détachée en ce point à partir de sa partie centrale ligneuse moins souple, c'est-à-dire en un endroit où la partie centrale n'a pas encore été soumise à l'action de désintégration des palettes 20a.
Les fibres sont, en conséquence, obtenues sans être endommagées ou écrasées,
<Desc/Clms Page number 4>
Dans la réalisation particulière représentée, le bâti 10 est supporté par des roues 45a, 45b, 45c, permettant un transport facile de l'ensemble dans le champ pour un traitement immédiat des tiges aussitôt qu'elles ont été cueillies.
La variante de la figure 5 comprend une plaque de guidage 119 et trois cylindres de brossage 112a, 112b, 112c au lieu des éléments de la figure 1 référencés de manière analogue. La plaque 119 a une surface support horizontale 119a, sensiblement alignée avec l'axe du premier cylindre -de brossage 112a, qui est ici le cylindre supérieur des premiers cylindres, une surface de guidage adjacente 119b descendant doucement à un angle d'environ 20 , et une surface d'appui incurvée 119c concentrique au cylindre 112a. On notera qu'ici les tiges 15,ne viennent pas heurter la plaque à partir du dessous, mais viennent au repos sur la surface 119a après avoir quitté les cylindres d'alimentation (non représentés-sur la figure 5). Le fait qu'on prévoit trois cylindres, comme représenté ici, a été trouvé particulièrement désirable pour le traitement-de la ramie.
On notera que les palettes des cylindres 112b et 112c engrènent les unes avec les autres sensiblement de la même manière que celles-des cylindres 112a (ou 12a) et 112b (ou 12b).
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to a huller suitable for extracting textile fibers from certain cane plants of the tow-fiber family comprising species such as jute, kenaf and ramie.
The main source of plant fiber in commercial use is either the leaves or stems of suitable plants; a distinction can thus be made between leaf fibers and tow fibers.
The former are placed in the center of the sheets and are coated with a fleshy layer which must be scraped off to expose the fibers; this is accomplished in practice by passing the sheets between a large disc having scrapers attached to its circumference and a curved plate having a surface longer than the longer fibers. Cibers of tow, on the other hand, are placed on the outside of a solid central portion of pith and wood and are covered only with a relatively thin layer of bark; they can thus be extracted by pulling them out from the central part.
Attempts to husk yarn fiber plants by leaf fiber machines have, due to the above-mentioned dissimilarity in plant structure, been largely unsuccessful, resulting in crushing, to bruise or otherwise injure the fiber and to provide only a fraction of the theoretical yield.
It has already been proposed to increase this yield by bringing the stems first by their upper end and then by their lower end, for a treatment of the plants in two phases from the ends towards the center of the stems. This treatment wastes time and does not lend itself to automatic feeding.
The object of the invention is to provide a process for the continuous decortication of cane plants, with maximum efficiency in terms of both working hours and consumption of cane, and providing clean fibers and not. damaged, as well as a machine for carrying out this process in the most rapid manner.
In the practice of the process according to the invention, the fresh stems of tow-fiber plants are presented longitudinally, in their natural state (that is to say without grinding) towards a point of origin. - scraping in which the direction of advance of the rods is suddenly modified, so that the layer of tubular fibers will be split and that the less flexible, still unbroken central part will be thrown; thereafter, this central part is disintegrated while the fibers are gripped, at a position beyond the tear-off point, by an action of small strokes in a forward longitudinal direction, this action applying the fibers necessary traction while simultaneously removing the bark and other woody material still adhering to it.
Preferably, this treatment is carried out immediately after the planes have been picked.
A machine suitable for carrying out the method according to the invention comprises one or more support plates forming two surfaces meeting at an angle, the junction of which defines the tearing point or stripping mentioned above; and, in combination with these plates, means for longitudinally beating the fibers and disintegrating the central part, consisting essentially of two cylinders with spaced peripheral fins, the paths of which interpenetrate at a height appreciably less than the height of said fins, this height in turn preferably being no greater than the spacing of the fins at their base.
Expressed differently, the depth of intersection between the paths of the fins should be considerably less than the spacing of the fins along said paths. The backing plate surface beyond the stripping point may be curved and centered to one of the cylinders to form the disintegrating element of the.
<Desc / Clms Page number 2>
central part, the spacing between the fins of this cylinder and the curved surface being of the order of the thickness of the tubular layer of fibers (thus slightly greater than twice the thickness of individual fibers) to allow such action without damaging the fibers.
The use of two beater or brush rolls has been found satisfactory for kenaf and jute; for ramie, or prefer to use a third brushing cylinder. The fins or vanes of the first cylinder, acting as a disintegrator, may be sharp-edged, while those of the other cylinder (s) are preferably rounded.
The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which: FIG. 1 is a view, in side elevation, of a machine according to one embodiment of the invention, one of the side members of the frame of machine being removed to show the interior; Figure 2 is a top plan view of the machine of Figure 1, with parts broken away to show the drive and synchronization mechanism; Figures 3 and 4 are sections taken along lines 3-3 and 4-4 of Figure 2, respectively, and Figure 5 shows an arrangement of brush rollers which is a variation of that shown in fig. 1.
The machine shown in FIGS. 1 to 4 comprises a frame 10 on which are supported, in a horizontal position axially parallel, a first pair of feed rollers 11a, 11b, a second pair of feed rollers 11a, 11d, and a pair of brush rollers 12a, 12b. One of the feed rollers of the first pair, namely the upper roll 11a, is provided with peripheral grooves 13 of approximately triangular or trapezoidal cross section, commonly referred to as V-grooves. The first pair of feed rollers receive the rods. from a conveyor belt 14 on which these rods 15 are placed the upper part first, without prior removal of their branches and leaves.
The lower cylinder 11b of the first pair, as well as the cylinders 11c, 11d of the second pair, are soft-surfaced and include a hard core 16, a thick layer 17 of a flexible damping material, such as sponge rubber, surrounding said core, and a protective shell 18 firm but flexible, for example abrasion resistant rubber.
Between the feed rolls 11a - 11d and the brush rolls 12a, 12b, is placed a direction change plate 19 which together with the brush rolls defines the stripping mechanism.
This plate has three angularly connecting surfaces 19a, 19b and 19c serving, respectively, to bend the rods coming from the cylinders llc, lld towards the first brushing cylinder 12a (here the lower cylinder) to guide these rods in such a way as to assist the more efficiently the fins of this cylinder in their disintegrating action on the central parts of the rods, and also to provide a concentric bearing surface against which the released fibers can be applied by said fins during the subsequent process.
The surface 19a, therefore, is disposed in a substantially axial plane of the cylinder 12a; the surface 19b is inclined upwards with respect to said plane at an angle of about 20; and the surface 19c is curved and concentric with the periphery of the cylinder 12a, ending just before the path of the vanes of the associated cylinder 12b.
<Desc / Clms Page number 3>
It may be mentioned that in some cases the two surfaces 19a, 19b may be combined on such a single surface, extending either axially with respect to the first brush roller or at an angle up to at approximately 20. The most favorable results, however, have been achieved with the arrangement as herein described and shown.
While the fins or vanes 20a of the cylinder 12a are shown provided with sharp edges, those of the associated cylinder of the pair
12b, indicated at 20b, are blunt or rounded, since they do not have to accomplish any grinding or disintegrating action. It will be seen that the vanes 20a and 20b interpenetrate and their paths intersect to some extent, as discussed previously, thus causing overlap which will result in efficient brushing or threshing of each fiber also from the top and from the top. underneath for complete removal of bark, leaves and adherent woody residue.
Means can be provided to bring together the treated fibers 21 and to separate them from the prunings 22 which accompany them. Thus, FIG. 1 shows a high speed conveyor belt 23 which constantly ejects the detached prunings and which precipitates the rear end of each fiber, as it leaves the cylinders 12a, 12b, on a bar. horizontal take-up rake 24, placed at the rear of the conveyor 23, from where these fibers can be easily gathered for removal from the machine.
The movement is provided to the rotating members by a motor 25 which is mounted on a support 26 at the lower part of the frame and drives a main shaft 27 via pulleys 28,29 and a belt 30. The cylinders feed 11a .... 11d, the brush rollers 12a, 12b and conveyor 14 are all positively driven from this shaft, via the chain drives shown in Figures 3 and 4.
Thus, one end of the shaft 27 carries a pinion 31, FIG. 3, which drives a chain 32 cooperating with four identical drive pinions 33a, 33b, 33c, 33d, fixed to the shafts of the aluminum cylinders. - respective mentions lla, llb, llc, lld, as well as with an idle pinion 34 and a smaller pinion 35 which is fixed to one of the drums carrying the belt 14. The other end of the shaft carries a pinion 36, FIG. 4, which drives a chain 37 cooperating with two identical pinions 38a, 38b, fixed to the shafts of the respective brushing cylinders 12a, 12b, as well as with an idle pinion 39.
The four feed rollers are thus driven in synchronism and the two brush rolls are likewise driven in synchronism at a surface speed substantially three times that of the feed rollers. The output conveyor 25 is driven by means of a multiplier transmission comprising a pulley 40 on the shaft 27, a belt 41 and a pulley 42 attached to one of the drums carrying the belt 23. The two assemblies of gears are closed by covers 43,44, respectively.
The longitudinal threshing action of the high-speed brush rollers 12a, 12b on the fibers of the fresh stems, in addition to removing adherent woody particles from these stems, also exerts a forward pull on the fiber layer. at an angle distinct from the direction in which the rods are advanced along the plate surface 19b; thus, the tubular layer of fibers will be split at the point where the fibers change direction, i.e. at the junction of the plate surface 19b and the plate surface 19c, and this otherwise unbroken fiber layer and undamaged will be detached at this point from its less flexible woody central part, that is to say at a place where the central part has not yet been subjected to the disintegrating action of the pallets 20a.
The fibers are therefore obtained without being damaged or crushed,
<Desc / Clms Page number 4>
In the particular embodiment shown, the frame 10 is supported by wheels 45a, 45b, 45c, allowing easy transport of the assembly in the field for immediate processing of the stems as soon as they have been picked.
The variant of Figure 5 comprises a guide plate 119 and three brushing cylinders 112a, 112b, 112c instead of the elements of Figure 1 referenced analogously. The plate 119 has a horizontal support surface 119a, substantially aligned with the axis of the first brush roll 112a, which here is the upper roll of the first rolls, an adjacent guide surface 119b gently descending at an angle of about 20, and a curved bearing surface 119c concentric with the cylinder 112a. Note that here the rods 15, do not strike the plate from below, but come to rest on the surface 119a after leaving the feed rolls (not shown in Figure 5). The provision of three cylinders, as shown here, has been found particularly desirable for the processing of ramie.
It will be noted that the vanes of cylinders 112b and 112c mesh with each other in substantially the same way as those of cylinders 112a (or 12a) and 112b (or 12b).