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" PERFECTIONNEMENTS A DES LITS FLUIDIFIES " . -
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La présente invention concerne des lits fluidifiés et en particulier un lit fluidifié à passages multiples ,et des procédés de traitement , en particulier de traitement thermique, de matières dans ces lits.
Dans la présente demande, l'expression "lit fluidifié à passages multiples" signifie un lit fluidifié dans le- quel la matière pénètre dans le lit et le quitte à son extrémité supérieure et est amenée ainsi à passer au moins deux fois à travers le lit , une fois ou davantage en direc- tion vers le bas et une fois ou davantage en direction vers le haut. Par " lit fluidifié à double passage" , on entend un lit fluidifié à passages multiples dans lequel la matière ne traverse le lit que deux fois , une fois vers le bas et une fois vers le haut.
Le terme " matière* est utilisé ici et dans les reven- dications pour parler de matières en feuilles , qu'il s'agis- se de feuilles non tissées , ou tissées, ou tricotées ou fabriquées d'autre façon , par exemple à la façon d'un filet, et pour parler de filaments de fibres ou de fils agencés en forme d e feuille.
Un"lit fluidité " est un lit de particules solides distinctes soumises à un courant gazeux ascensionnel , les dimensions et le poids des particules et la vitesse et la nature du courant , et la disposition de la matière soumise au traitement étant choisis de telle sorte que les forces exercées par le courant sur les particules soient suffi- santes pour contrebalancer la force de gravitation sur les particules libres et pour dilater le lit en permettant ainsi
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le mouvement des particules mais soient insufisantes pour transformer le lit entier en un courant de particules à sens unique.
Les mouvements des particules dans le lit peu- vent être distribués au hasard ou peuvent comprendre des mouvements analogues à l'écoulement par convexion ou à l'écoulement de circulation dans un liquide , c'est-à-dire qu'un mouvement localisé des particules , dirigé vers le haut peut se produire dans une zone ou dans des zones du lit , par exemple dans des zones voisines de la matière soumise au traitement et qu'un mouvement localisé des particules , dirigé vers le bas , peut se produire dans une autre zone ou dans d'autres zones du lit et ces mouvements localisés peuvent varier quant à leur emplacement et/ou quant à leur direction mais le courant ne doit pas être tel qu'il substi. tue à ces mouvements au hasard , ou à ces mouvements de con- vexion , ou circulatoires,
un écoulement à sens unique de particules du lit entier.
Des essais pratiques ont montré qu'un lit-fluidifié à passages multiples pourrait être utilisé avec avantage en particulier pour le fixage de colorants sur des matiè- res, si l'on pouvait vaincre les difficultés mécaniques de mise en oeuvre de ce type de lit lorsqu'on traite des matières en feuille . Ces difficultés résident dans le fait que la matière tend à se froisser pendant le traitement et est soumise en outre à des tensions indésirables qui tendait à prendre naissance dans des régions où le sens du mouvement de la matière est inversé et à être ainsi transmise: à travers la matière , et jusqu'à présent , cet inconvénient a empêché l'utilisation de ce type de lits fluidifiés , sauf lorsqu'il s'agit de matières en feuilles stables, et résistantes.
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Les objets principaux de l'invention sont d'éviter le froissement des matières en feuilles pendant leur traitement et d'éliminer ou de réduire la tension indésirable à laquelle les matières en feuilles plus sensibles sont soumises.
Suivant la présente invention, un procédé pour faire pas ser une matière comme définie ci-dessus à travers un lit flui- difié à passages multiples, comme défini ci-dessus, com- prend les étapes consistant à faire passer la matière vers le bas à travers le lit de particules fluidifiées, et par une ouverture dans la base du réceptacle contenant le lit fluidifié , dans une chambre alimentée en air ou en gaz sous pression et delà vers le haut à partir de ladite chambre , par une seconde ouverture, dans le réceptacle contenant le lit fluidifié, et à travers ce lit fluidifié, le changement de direction ou de sens de la matière étant réalisé à l'aide d'un rouleau ou de rouleaux ou par des moyens équivalents, la chambre, le réceptacle et les ouvertures étant agencés de façon telle,
et la pression de l'air ou du gaz dans la chambre étant telle que la chambre rewte sensiblement exempte de particules, le passage vers le bas et vers le haut et le changement de sens dont question ci-dessus étant réalisés au moins une f ois.
Suivant une variante de la présente invention, un procédé pour faire passer une matière comme définie ci-dessus à travers un lit fluidifié à double passage comme d'éfini ei- dessus, comprend les étapes consistant à faire passer la matière vers le bas à travers le lit de particules fluidi- fiées et par une ouverture dans la base du réceptacle conte- nant le lit fluidifié, dans une chambre alimentée en air ou en gaz sous pression et de là vers le haut à partir de ladite chambre, par une seconde ouverture, dans le réceptacle contenant le lit fluidifié, et à travers ce lit fluidifié, le changement de direction de la matière étant réalisé à l'aide d'un rouleau ou de rouleaux ou par d es moyens équivalents
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ainsi ladite chambre, le réceptacle et les ouvertures étant/ agen- cés ,
et la pression du fluide dans la chambre étant telle que cette pression produit une vitesse résultante de l'air ou du gaz qui a ssure que la chambre reste sensiblement exempte de particules.
Suivant une autre particularité de la présente invention, un lit fluidifié à double passage ou à passages multiples comprend un réceptacle ayant à sa base une chambre ou des chambres isolées sensiblement du réceptacle , sauf en ce qui concerne des ouvertures pour l'entrée e t la sortie des matières à traiter , et contenant , ou contenant chacune, un rouleau ou des rouleaux ou des moyens équivalents propres à provoquer le changement de la direction du mouvement de la matière entre les ouvertures d'entrée et de sortie, et ayant des orifices d'entrée pour de l'air ou du gaz sous une pression et avec une vitesse suffisantes pour maintenir la chambre ou chaque chambre sensiblement exempte de particu- les du lit lorsque le lit est dans un état fluidifié.
De préférence, l'air ou le gaz pénètre dans la chambre ou dans les chambres endes endroits situés au-dessus et en-dessous du rouleau ou des rouleaux ou analogues, avec une vitesse suffisante pour empêcher les particules du lit de pénétrer dans la chambre ou dans les chambres par les ouver- tures d'entrée et de sortie de la matière, et également pour fluidifier les particules du lit.
Dans une forme de l'appareil, la paroi supérieure de la chambre ou de chaque chambre est formée par une plaque arquée ayant des éléments latéraux qui s'étendent vers le haut', agencés pour définir sur une partie de la longueur de la chambre une paroi intérieure d'une ouverture d'entrée ou d'une ouverture de sortie, pour converger ensuite vers l'au- tre élément latéral--pour définir un espac3 fermé au-dessus de
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la plaque arquée , cet espace contenant un tuyau d'introduc- tion d'air ou de gaz pour l'air ou le gaz de fluidification et communiquant, par des lumières ou analogues à travers chacune des parois intérieures, avec chacune des ouvertures voisines ,
les parois inférieures de la chambre éant confor- mées en arc pour que la paroi supérieure et les parois inférieures de la chambre ou de chaque chambre soient près d'un rouleau ou de rouleaux contenus entre elles, le rou- leau ou les rouleaux étant disposés pour recevoir de la matière dans son passage vers le bas par l'une desdites ou- vertures et pour envoyer la matière vers le haut vers l'au- tre du une autre desdites ouvertures, les parois inferieures de ladite chambre ou de chaque chambre définissant aussi un espace qui contient une admission d'air ou de gaz et en communication avec chacune desdites ouvertures ou avec une paire desdites ouvertures, la combinaison étant telle que lorsque de l'air ou du gaz est fourni sous pression et à la vitesse voulue à chacun des espaces,
un lit de particu- les dans le réceptacle contenant le lit fluidifié puisse être fluidifié et que des particules puissent être sensible- ment empêchées d'entrer vers le bas par une quelconque des- dites ouvertures.
De préférence, les ouvertures d'entrée et de sortie entre le réceptacle et la chambre ou chaque chambre sont en forme de fentes qui peuvent être de largeur réglable pour convenir à des matières de diverses épaisseurs.
Dans une forme de l'appareil, le réceptacle du lit flui- difié peut être pourvu d'admissions supplémentaires d'air ou de gaz de fluidification, et du gaz ou de l'air peuvent être fournis à travers ces admissions et à travers les ou- vertures précitées.
L'invention sera décrite plus en détail, à titre d'exem- ple, en se référant à l'illustration schématique annexée qui représente en coupe transversale la partie inférieure d'un
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appareil à lit fluidifié à double passage. Dans la descrip- tion suivante, on se référera à la teinture d'un tissu tissé, mais ceci ne restreint en aucune façon l'usage de l'appareil @ à un @ traitement d'un tissu tissé ou à un procédé de tein- ture.
L'appareil Consiste essentiellement en un réceptacle 10 de section transversale rectangulaire pour le lit fluidifié, dans lequel il y a deux paires de séries verticales de parois de persiennes 11. Les parois de persiennes sont incli- nées d'un petit angle par rapport à la verticale et conver- gent vers le haut vers le trajet de la matière tissée. Les parois de persiennes de l'une des colonnes sont dédalées par rapport à celles de l'autre colonne. Entre les parois de chaque colonne, on a prévu d es guides de tissu 12 et ceux-ci, en fonctionnement, servent à assurer que la matière passant entre les parois de persiennes de chaque paire de colonnes ne viennent pas en contact avec les parois de persiennes, en particulier lorsque la matière est immobile.
Les parois de persiennes sont creuses pour permettre l'emploi d'un agent de chauffage, par exemple d'un élément de chauffage électrique, pour chauffer les particules du lit, ou bien, on peut chauffer les parois de persiennes à l'aide de vapeur ou de gaz de combustion.
En-dessous de la paroi de persienne creuse 11 la plus basse de chacune des séries extérieures, se trouve une paroi de persienne pleine 13.
En-dessous de la partie de l'appareil dont il a été question ci-dessus, est montée une chambre agencée pour recevoir un rouleau entraîné 14. La chambre a une longueur égale à la longueur du réceptacle 10 d'un bout à l'autre et ses cotés 15 ont une configuration intérieure qui suit étroitement le pourtour du rouleau 14 au-dessus de parties
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de sa périphérie. Entre les cotés 15 et en-dessous du rouleau 14, se trouve un bloc département 16 qui sert à former la base d'un espace sensiblement rectangulaire qui fait par- tie de la chambre et qui s'étend vers le bas à partir de la partie de la cham bre dans laquelle le rouleau 14 est placé. Des garnitures ou des joints 17 sont prévus entre les cotés 15 et l'organe d'espacement 16.
Les parties dont il vient d'être question sont maintenues assemblées par les boulons 18.
Dans l'espace rectangulaire se trouve un tuyau d'amenée d'air 19 ayant des ouvertures 20 par lesquelles on peut faire passer de l'air de fluidification sous pression dans la chambre.
Au-dessus du rouleau 14 se trouve une plaque 21 qui e st arquée en section transversale et écartée du rouleau 14 d'une petite distance. La plaque 21 est pourvue de c8tés 22 diri- gés vers le haut qui, sur une courte distance verticale , sont parallèles à la partie verticale inférieure des parois latérales 23 ( dont il sera question ci-dessous) du récepta- cle 10. Sur le reste de leur hauteur, les parois latérales 22 convergent pour se rencontrer au-dessus de la plaque 21 et au-dessus de l'axe longitudinal du rouleau 14. La plaque 21 et les parois latérales 22 définissent ensemble un espace sensiblement triangulaire dans lequel est. situé un autre tuyau d'amenée d'air 24. Des lumières d'entrée d'air sont prévues en 25 dans la plaque 21 et dans les parois latérales 22.
Les parois latérales 23 du réceptacle 10 convergent dans la région la plus basse du lit et, sur une courte distance, elles sont parallèles entre elles et parallèles aux parois latérales 22 en formant des fentes allongées s'étendant d'un bout à l'autre du lit, parallèles entre elles et sensi- blement tangentes à la surface du rouleau.
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Les cotés 15 de la chambre sont fixés aux parois latérales 23 du réceptacle 10 contenant le lit par des vis 26, et , pour faciliter ceci, on a prévu un épaulement 27 le longdu bord intérieur supérieur de chaque coté 15 , dans lequel repose la paroi latérale 23 correspondante.
En fonctionnement, de la matière est enfilée entre les deux colonnes de persiennes d'une paire, à partit du dessus du réceptacle 10, à travers l'une des fentes entre une paroi latérale 23 du lit et un coté 22 de la plaque, autour du rouleau 14 et revenant ensuite à travers le lit entre les parois de persiennes de l'autre paire de colonnes.
Le rouleau 14 est entraîné par une force motrice extérieure ( non montrée) . Le rouleau 14 est avantageusement monté sur des paliers à rouleaux situés à l'extérieur et la région où il traverse les parois de la chambre est fermée de façon étanche en utilisant par exemple des garnitures de carbone.
Le lit est fluidifié par le passage d'air dans le ré- ceptacle contenant le lit , d'une manière telle que les conditions de fluidification soient les même partout , c'est-à- dire qu'il y ait sensiblement le même degré de fluidification en une section transver6ale particulière quelconque du lit.
Lorsque le lit est fluidifié de la manière indiquée ci- dessus, on trouve que dans tous les cas pratiques, il ne tombe pas de particules du lit en-dessous du niveau indiqué par laligne X-X et ainsi le rouleau 14 n'est pas en contact avec les particules.
Avec l'appareil décrit ci-dessus, on a trouvé que l'on obtient des tensions très faibles. Dans un essai de l'appa- reil, un tissu constitué de filaments connus sous la dénomination de la marque de fabrique " Terylène" d'une lar- geur de 36 pouces et pesant approximativement deux onces par yakd carré était amené à passer à travers le lit fluidifié
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à une vitesse de 6 yards par minute. On a trouvé que la tension régnant dans le tissu en cours de marche s'élevait à 4 livres.
De la chaleur est fournie aux particules du lit par des éléments chauffants électriques situés à l'intérieur des parois de persiennes , et naturellement, le lit est flui- difié par de l'air qui passe depuis la chambre à travers les ouvertures et de là dans le lit.
L'invention n'est pas limitée aux détails indiqués ci- dessus. Par exemple, des ouvertures peuvent être prévues dans les c8tés 22 dans des endroits proches de celui où ces cotés se rejoignent, en sorte d'augmenter- la fluidité des particules du lit entre les deux passages de la matière.
Des orifices supplémentaires pour du gaz de fluilification peuvent être prévus dans la région inférieure du réceptacle 10.
Les fentes allongées ont de préférence une largeur d'un dixième de pouce , mais cette largeur ne semble pas être critique et, en fait, on peut déplacer les parois latérales 23 dans des limites étroites pour régler la lar- geur des fentes.
L'un des avantages principaux ce l'appareil décrit ci- dessus se trouve en celeque des matières sur lesquelles il y a du liquide colorant peuvent être passées relative- ment facilement à travers le lit sans dérer les matières colorantes.
En plus du domaine de la teinture, l'appareil peut être utilisé pour le traitement à chaud de matières sèches humides ou imprégnées et pour les procédés de cuisson de résines.
Dans une autre variante, l'appareil décrit ci-dessus peut être modifié en y faisant entrer des moyens d'extension
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pour la matière à traiter.
Dans une autre variante encore, on peut prévoir dans la chambre plusieurs rouleaux parallèles écartés les uns des autres pour pouvoir déplacer la matière vers le haut et vers le bas , plusieurs fois de suite successivement , à travers le lit. Dans une telle variante, des rouleaux seraient prévus au-dessus du niveau supérieur du lit de particules pour inverser le sens de déplacement de la matière et pour lui permettre de rentrer dans le lit. L'agencement serait tel que la matière pénétrerait dans le lit fluidifié et quitèrait celui-ci par le dessus des particules du lit , quel que soit le nombre de fois que la matière traverse le lit. En variante, chacun des rouleaux inférieurs peut être situé dans une chambre distincte.
Dans un agencement pratique de l'appareil , il est nécessaire d'être en mesure de commander la vitesse de passage de la matière à t ravers le lit, la quantité de chaleur four- nie au lit et le degré de fluidification.
La vitesse de la matière à travers le lit est commandée mécaniquement par un rouleau de reprise ( cette vitesse variera par exemple suivant la matière et le colorant appli- qué). Dans le cas de l'application de teinture, la vitesse des rouleaux d'application de la teinture sera adaptée à la vitesse du rouleau de reprise, en tenant compte du retrait de la matière pendant le traitement. L'agencement mécanique est tel qu'il permette la mesure de la tension de la matière à l'aide d'un rouleau à mouvement de montée et de descente, de compensation, convenablement lesté. On réalise ainsi la commande en réglant la vitesse de reprise et la vitesse du roùeau 14. Ce dernier rouleau tourne ordinairement à une vitesse légèrement supérieure à celle de la matière qui passe autour de lui.
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La chaleur fournie est commandée en disposant les éléments de chauffage électrique des persiennes 11 en trois bancs ( de 16 kilowatts chacun) câblés séparément , et en commandant chaque banc par des thermostats immergés dans le lit. Chaque thermostat peut être réglé individuellement et la température effective du lit est mesurée par des thermo- couples répartis dans le lit.
Le degré de fluidification n'est pas critique mais on le commande ordinairement. Dans un lit d'une largeur de 6 pouces et d'une longueur de 48 pouces, le débit de l'air amené est compris entre 275 et 350 pieds cube par minute.
( à une pression d'environ 7 livres par pouce carré, pression manométrique) lorsque l'on utilise des particules de lit d'un diamètre de 0,5 millimètre.
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