EP0118369B1 - Perfectionnements aux techniques de formation de feutres de fibres - Google Patents

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EP0118369B1
EP0118369B1 EP84400453A EP84400453A EP0118369B1 EP 0118369 B1 EP0118369 B1 EP 0118369B1 EP 84400453 A EP84400453 A EP 84400453A EP 84400453 A EP84400453 A EP 84400453A EP 0118369 B1 EP0118369 B1 EP 0118369B1
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fibers
unit
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Saint Gobain Isover SA France
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Definitions

  • the invention relates to improvements made to the techniques for forming felts, and in particular thick felts such as those intended for thermal and acoustic insulation.
  • the formation of felts from fibers carried by a gas stream is carried out by passing this gas stream through a perforated receiving conveyor which retains the fibers. to fix the fibers together, a binder is sprayed on the fibers during their trajectory towards the receiving conveyor. This binder is then hardened, for example by a heat treatment.
  • the gas stream carrying the fibers ordinarily has a section of a limited magnitude which is a function, in particular, of the device for producing the fibers. Also the gas stream usually does not cover the entire width of the conveyor and the fibers do not distribute evenly.
  • the fibers are deposited over the entire width of the conveyor.
  • the invention aims to provide an improved technique for the distribution of fibers in the felts formed.
  • the object of the invention in particular is to enable the correction of variations in distribution which appear during operation.
  • the invention also aims to ensure that the correction of variations in the distribution of fibers is carried out automatically.
  • a fiber production assembly generating a gas stream carrying the fibers in a receiving enclosure, a gas permeable conveyor forming a wall. of this enclosure, the conveyor allowing the gases to pass and retaining the fibers which constitute the felt, a device giving the gaseous current an oscillating movement across the width of the conveyor, an assembly for treating the felt leaving the receiving enclosure , the device imparting the oscillating movement to the gas current being constituted by a guide duct set in motion by motor means, characterized in that the movement being modifiable at least in amplitude, continuously and instantaneously according to instructions developed by a set of regulation comprising a set of measurements of the mass of fibers per unit area on the felt formed, a po calculator ur the processing of the measurements and the comparison of the result of this processing with the quantities of instructions stored in memory, and developing signals controlling the means 9 setting in motion the guide duct.
  • the felt-forming installation of FIG. 1 comprises a device for forming fibers, a receiving assembly and distribution means.
  • the forming device is of the type in which the material to be fiberized is projected in the form of fine filaments out of a centrifuge having a multitude of orifices.
  • the filaments are still entrained and stretched by a gas stream directed vertically from top to bottom.
  • the gas stream is at high temperature, which allows the filaments to be kept in the conditions suitable for drawing.
  • the fibers entrained by the gas stream form a kind of veil 2 around and above the centrifuge 1.
  • the invention is not limited to a particular mode of fiber formation. On the contrary, it encompasses all the techniques in which a fiber felt is made from fibers conveyed by a gas stream. The example of fiber formation by this centrifugation technique was chosen because it is of great industrial importance.
  • the veil of fibers tightens under the centrifuge for reasons which relate to the geometry of the fiberizing device. Then, in contact with the ambient atmosphere, the gas stream carrying the fibers expands.
  • the gas stream carrying the fibers is directed into an enclosure 4, the base of which is constituted by a conveyor 3. This enclosure is closed laterally so that the gaseous stream cannot be removed other than by passing through the perforated conveyor 3.
  • walls 5 channel the gas flow. As shown in FIG. 1, these can be mobile walls. These walls have the advantage of being able to be continuously rid of fibers which could become undesirably attached to them, and this all the more easily if the fibers have received a binder composition by spraying on their path towards the conveyor. The spray assembly is not shown.
  • the box 6 is arranged so that the suction takes place over the entire width of the conveyor 3. This avoids the formation of undesirable turbulence in the enclosure 4. To a certain extent, the uniform suction also promotes a regular distribution of the fibers, the areas of the conveyor already loaded with fibers having a higher resistance to the passage of gases which prevents the accumulation of additional fibers.
  • an oscillating guide duct 8 is arranged on the path of the gas stream.
  • the current is channeled through the conduit 8 whose dimensions are such that its swing deflects the current forcing it to sweep the entire width of the conveyor 3.
  • the guide duct 8 is placed at the top of the enclosure 4, as far as possible from the conveyor so that the changes in direction to be imparted to the gas stream are as small as possible.
  • Figure 2 shows in more detail the guide duct 8 and the mechanism which drives it in an arrangement according to the invention.
  • the movement of the gas flow guide duct is provided by a motor and a mechanical transmission comprising a cam and a set of connecting rods.
  • Improvements have been proposed which involve a mechanism formed by a series of gears, the assembly having the effect of producing a more complex movement of the duct.
  • This movement includes, for example, a greater speed of movement in the extreme positions than in the middle position.
  • the device used according to the invention allows on the contrary modifications of the operating conditions without requiring an interruption of the production or even without disturbing it. For this reason, these modifications can be as frequent as desired. It is also possible to envisage the correction of even relatively small distribution defects and to achieve products of appreciably increased quality.
  • the guide duct has at its upper part a slightly frustoconical shape flared towards the fiber forming device. This flared shape facilitates the channeling of the drawing gases emitted by an annular drawing member 10 at the periphery of the centrifuge 1.
  • the conduit 8 is supported by means of two pivots 11 engaged on bearings fixed on uprights not shown.
  • the axis of rotation is placed high enough on the duct so that the arrangement of the opening thereof vis-à-vis the gas stream is little modified by the oscillation movement.
  • the movement is generated by an engine assembly which in the example shown is constituted by hydraulic cylinder 9.
  • This drive mode is obviously not the only one usable. It is possible to provide for example an electrical or electromechanical assembly making it possible to ensure both the oscillation movement of the conduit 8 and the modification of the parameters defining this movement.
  • the movement is communicated to the conduit 8 via an articulated mechanical transmission comprising the rod 16 of the jack 9, an arm 14, a connecting rod 13 and another arm 12 integral with the conduit 8.
  • the arm 14 pivots on an axis 15 carried by bearings arranged on a fixed frame, not shown.
  • the rod 16 of the jack 9 is attached to the arm 14 by an articulation 22.
  • the jack 9 is held on a frame 26 by means of pivots 27 which allow it a certain rotation travel in a vertical plane.
  • the connecting rod 13 articulated on the arms 12 and 14, in the form shown, constitutes with these arms a deformable parallelogram.
  • the movement of the two arms is therefore identical.
  • Other similar arrangements are obviously possible in the context of the invention.
  • This arrangement has the advantage of simplifying the determination of the position of the conduit 8, a determination which, as we will see later, is involved in the regulation according to the invention.
  • the movement transmission assembly has a whole series of adjustment means making it possible to fix its geometry with precision. These traditional means for this type of assembly are not represented.
  • the jack 9 is double acting. It can therefore be animated by an alternating movement back and forth. Such a movement can also be obtained using two simple counter cylinders, but for the convenience of implementation a double cylinder is preferable.
  • the operation of the jack 9 is controlled by a proportional distributor shown diagrammatically at 17.
  • the latter regulates the flow rate of the fluid admitted into the jack. It is associated with a hydraulic power station supplying the pressurized fluid, shown diagrammatically by block 28.
  • the stroke of the jack 9 and the construction of the mechanical transmission are chosen so that the swinging of the guide duct 8 can meet all practical needs.
  • the limits of the movement materialized for example in FIG. 1 by the angle B formed by the axis of the conduit in the extreme positions, are such that the gas stream would exceed the width of the conveyor if it did not collide at the side walls 5.
  • the movement that can be made to the cylinder 9, and therefore communicate to the guide duct 8, can follow any instruction. It is possible for example to make the cylinder follow a walking program in which the speed would vary during an oscillation according to a complex law. It is also possible, of course, to combine variations of several of the parameters determining movement, speed, frequency, amplitude, extreme positions.
  • the hydraulic cylinder constitutes a preferred means according to the invention because of its robustness and its flexibility of use. Other means can also be used to produce this type of variable movement as we indicated above.
  • the dispensing device used according to the invention therefore lends itself to frequent corrections to the dispensing method such that these may appear necessary in the production of felts.
  • the dispersion of the fibers on the conveyor is subject to many hazards. It is understood that it is very difficult to keep the flows inside the enclosure 4 perfectly stable. In addition to the current carrying the fibers, large induced currents develop. In addition, in the same enclosure are usually assembled several fiber-forming devices, the gas streams of which do not fail to influence one another. As a result and despite the suction established under the conveyor, the enclosure 4 is the seat of significant turbulence. To these causes of irregularities is added, if necessary, an accidental lack of uniformity in the aspiration.
  • Another advantage of the use, according to the invention, of hydraulic means for actuating the guide duct is to allow automated control. Indeed, the variations discussed above occur by chance. It is therefore very desirable that corrections can take place as soon as a distribution fault is detected.
  • the fiber distribution measurements in the felt formed can be established by different methods. In the perspective of automatic regulation, the methods that can be used must operate continuously and not disturb production.
  • a preferred method is constituted by a measurement of absorption of radiations, in particular of X-rays, but other methods are also possible.
  • the measurement of X-ray absorption is preferred when the felt is thick, in other words when the absorption is relatively strong.
  • layers of fibers such as those of products of the type designated by the name of "veil"
  • a measurement carried out with beta radiation may be preferred.
  • the measurement of the mass of fibers per unit area on the felt by absorption of X-rays is carried out according to the invention according to very specific methods.
  • the measuring device must be located at a point in the production chain which lends itself to significant measurement.
  • the felt formed is often charged with moisture. This comes in particular from the binder solution sprayed on the fibers.
  • water is also sprayed on the path of the fibers to cool the drawing gases and the fibers which they transport. Water that strongly absorbs X-rays can significantly modify the results of the measurements, if its distribution is not homogeneous. It is therefore advantageous to operate at a point in the production chain where the felt is rid of its moisture.
  • the measurement of fiber mass per unit area is preferably located at the outlet of the binder treatment chamber.
  • the measurement can be made before treatment, as soon as they leave the fiber reception enclosure.
  • the regulation according to the invention makes it possible to correct distribution defects which manifest themselves over relatively long periods with respect to the delay in question.
  • irregularities usually appear gradually. If they are corrected as they appear, the deviations found are usually relatively small and do not compromise production.
  • the measurements must also be made over the entire width of the felt, a mobile measuring device is used for this purpose which moves transversely to the felt.
  • Figure 3 shows schematically a measuring device used according to the invention.
  • the felt 7 passes through a frame 29.
  • the frame 29 supports in the upper transverse a source 30 emitting radiation in the direction of the felt 7.
  • the emitting source 30 disposed on bearings is mobile. Its transverse movements are provided by a chain system arranged in the frame but not shown.
  • a mobile receiver 31 is arranged opposite the source.
  • the receiver is driven in a movement identical to that of the source, also by a chain system.
  • a single motor assembly housed in the housing 32 ensures perfectly synchronized movement of the source 30 and the receiver 31.
  • the emitted radiation is partially absorbed by the felt and the fraction of the radiation reaching the receiver is measured.
  • the measurements are taken while the device is moving and each corresponds to the scanning of a fraction of the width of the felt.
  • the duration of each measure, and by Consequently, the width of the fraction analyzed can be chosen according to the use made of these measurements.
  • the measurements must be carried out on fractions of the width of the felt such that the discontinuous structure of the fibrous material does not constitute an obstacle to obtaining significant values.
  • the minimum width of the "sample” on which the measurement is made is a function of the mass per unit area of the felt. It is all the smaller the denser the felt.
  • the regulation mode of the felt-forming installation for the part relating to the distribution of the fibers, is shown diagrammatically in FIG. 4.
  • each of them is advantageously equipped with a distribution system of the type used according to the invention.
  • the movement of these devices may or may not be identical. In general, they have a movement of the same frequency but this is not necessary, the movements may not be synchronized.
  • the amplitude and middle direction settings may vary from device to device.
  • this can relate to one or more devices of the same installation.
  • the felt 7 leaving the enclosure 4 is taken up by the conveyor 20 running at the same speed as the conveyor 3. It passes through an oven 19 where it is subjected to a circulation of hot air to polymerize the binder.
  • the dry felt passes through the measuring device by absorption of the X-rays 21.
  • the regulatory loop implemented is as follows.
  • the measuring device 21 transmits the quantities corresponding to the absorption for the "sample” analyzed as well as the position of this sample on the felt to a computer shown diagrammatically at 23.
  • the computer 23 also receives information on the operation of the distribution device via the regulation assembly represented by the block 24.
  • the computer receives the signals concerning the position of the guide duct 8. This position is identified for example by means of a potentiometric detector 18 (FIG. 2) which follows the rotational movement of the arm 14 around the axis 15.
  • the computer 23 also receives the information relating to the speed of movement of the felt 7, by means of a system for regulating the speed of the conveyors shown diagrammatically by the block 25.
  • the computer compares this information with a set of data in memory and, according to the deviations observed, develops instructions which are sent to the regulating assemblies 24 and 25. These assemblies consequently modify the operation of the distribution device and the speed of the conveyors.
  • the running speed of the conveyors makes it possible to modify the mass per unit area of the fibers in general but not the transverse distribution. Ordinarily, the overall quantity of fibers is controlled at the time when these fibers are formed, for example by regulating the quantity of material to be fiberized. In this hypothesis, the running speed remains constant.
  • the presence of a mass measurement unit per unit area of the felt allows, if necessary, an automatic speed adjustment as indicated above.
  • the computer 23 is led to integrate the local measurements in order to determine the mass per unit area of the entire felt.
  • the comparison of the result with an imposed value controls the acceleration or the deceleration of the conveyors according to whether this mass appears higher or lower than the imposed value.
  • the parameters which determine the running of the distribution duct 8 and therefore the transverse distribution of the fibers are the frequency of the oscillations, the amplitude of the oscillating movement and the middle direction.
  • the frequency is an important element to obtain a good distribution of the fibers on the conveyor.
  • several successive deposits are usually superimposed, each corresponding to a device from a series of aligned devices as mentioned above.
  • the influence of the frequency, above a relatively low minimum threshold is less sensitive.
  • the precise setting of the frequency is much more important for the final result.
  • the frequency must be sufficient for the entire surface of the moving conveyor to be effectively covered by the flow carrying the fibers.
  • complete covering by each of the flows is not always essential. It suffices that the overall effect of these devices effectively corresponds to complete recovery.
  • Frequency regulation can then be carried out in combination with the adjustment of the conveyor running speed as a function of the average surface mass measured over the entire width of the felt.
  • the amplitude and the middle direction of movement of the guide duct directly determine the transverse distribution of the fibers.
  • the use of guide conduits in traditional modes has made it possible to obtain simple results on the way in which these parameters act on the distribution.
  • the modification of the middle direction causes a displacement of the deposit of the fibers in the same direction as this modification. Given the presence of the side walls, this displacement results in fact in an increase in the mass of fibers per unit area on the side towards which the displacement takes place.
  • an increase in the amplitude of the movement favors the deposition of the fibers on the edges of the conveyor to the detriment of the center and vice versa.
  • the fiber mass measurements per unit area and their processing by the computer are in particular aimed at achieving the best possible adjustment of these two parameters.
  • distribution models have been established, to which correspond responses, the whole being stored in the calculator.
  • FIGS. 5a, 5b, 5c and 5d Four basic distributions are distinguished. These four distributions are shown diagrammatically in FIGS. 5a, 5b, 5c and 5d. In these figures the difference in mass per unit area is indicated relative to the average value on a cross section of the felt. For the average value, the difference is zero. These four shapes correspond respectively: to the gas current shifted to the left (Figure 5a), shifted to the right ( Figure 5b), to an amplitude of oscillation that is too large (Figure 5c) or too small (Figure 5d).
  • the processing of the measurement initially comprises the accumulation of several measurements corresponding to successive passages at the same location in the width of the felt.
  • the average value deduced from it is thus a more complete and more precise image of the actual distribution in the area considered.
  • the measures are also grouped by sectors, which are weighted. The choice of sectors and their respective weighting is determined by tests to ensure that the values obtained are well representative of the distribution and that the resulting corrections result in an effective improvement.
  • FIG. 6 a preferred grouping mode for the measurements of the masses of fibers per unit of area is indicated.
  • this mode for example, the width of the felt L is cut into four sectors which partially overlap.
  • the weighted measures grouped in these four sectors make it possible to avoid giving too great importance to the measures corresponding to the sides of the felt relative to the central part.
  • the fiber-forming device as well as the assembly of the guide duct and the motor system, is of the type shown in FIG. 2.
  • the felt formed has a width of 2.40 m. It has a mass per unit area of 1 kg / m2.
  • the speed of the receiving conveyor is relatively slow. It is 5.25 m / min.
  • the felt Scrolls through an X-ray absorption measurement assembly whose source is americium 241.
  • This mobile source traverses the entire width of the felt in 32 s.
  • measurements are made. The values are saved with their location.
  • a rolling average is established over the last eight passes of the X-ray probe.
  • the regulation is based on the average values for these four bands according to the mode described above.
  • this period is 10 minutes. It is also necessary to consider the time corresponding to at least eight successive passages of the probe on the felt formed after the previous correction to have all of the eight measurements that we have set.
  • Figure 7 shows the evolution of the distribution of fibers on a side strip of felt of a width of 30 cm. The corresponding value is therefore the average of eight measurements for each of the eight successive passages, for a total of 64 measurements.
  • the graph represents the relative difference in density of the strip considered with respect to the average basis weight over the entire width of the felt.
  • the timing of corrections is indicated by a vertical bar.
  • the initial movement of the guide duct corresponds to an amplitude defined by the half-angle B of 8.7 ° and a median direction making an angle of + 0.8 ° relative to the vertical.
  • the oscillation frequency which remains unchanged during the tests is 60 round trips per minute.
  • the correction introduced according to the invention is an extremely precise operation as we indicated at the beginning of the description.
  • the amplitude of the movement of the guide duct is 8.14 ° and the middle direction makes an angle of -0.5 ° relative to the vertical.
  • the modifications imposed on the movement are therefore very slight.
  • FIG. 8 also reproduces a regulation test on the same device as above.
  • the average surface mass is 1.3 kg / m 2 .
  • the half angle B defining the amplitude of the movement is 12.35 ° and the offset from the vertical is - 10.61 °.
  • Corrections are indicated on the time scale by a vertical bar.
  • the half angle B is 12.72 ° and the middle direction - 10.25 °.
  • the variations leading to the improvement of the distribution of the fibers are therefore extremely small.

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Description

  • L'invention est relative à des perfectionnements apportés aux techniques de formation de feutres, et notamment des feutres épais tels que ceux destinés à l'isolation thermique et acoustique.
  • De façon traditionnelle, la formation de feutres à partir de fibres véhiculées par un courant gazeux est conduite en faisant passer ce courant gazeux à travers un convoyeur de réception perforé qui retient les fibres. pour fixer les fivres entre elles, un liant est pulvérisé sur les fibres au cours de leur trajectoire vers le convoyeur de réception. Cet liant est ensuite durci par exemple par un traitement thermique.
  • Cette technique est utilisée notamment pour la production de feutres de fibres minérales. En raison de l'importance de ce type de production, nous nous référerons dans la suite à la formation de feutres de fibres de matériaux verriers. Néanmoins les perfectionnements selon l'invention sont applicables à tous les procédés de préparation de feutres, que les fibres soient minérales ou organiques.
  • Une des difficultés rencontrées dans la préparation de ces feutres est liée à la distribution uniforme des fibres dans l'ensemble du feutre. Le courant gazeux portant les fibres présente ordinairement une section d'une ampleur limitée qui est fonction, notamment, du dispositif de production des fibres. Aussi le courant gazeux ne parvient pas habituellement à couvrir toute la largeur du convoyeur et les fibres ne se répartissent pas uniformément.
  • Divers moyens ont été proposés pour améliorer la distribution des fibres sur le convoyeur. Parmi ces moyens, l'un des plus utile en pratique est du type décrit dans le brevet US 3 134 145. Ce moyen consiste à faire passer le flux gazeux portant les fibres dans un conduit de guidage. Ce conduit est mobile et animé d'un mouvement d'oscillation qui dirige alternativement le flux gazeux d'un bord à l'autre du convoyeur de réception des fibres.
  • Par ce moyen, si les conditions d'utilisation sont convenablement choisies, les fibres se déposent sur toute la largeur du convoyeur.
  • A l'expérience, il apparait cependant qu'une distribution rigoureusement uniforme est très difficile à obtenir. Des écarts de masse de fibres par unité de surface de 15 % ou plus par rapport à la valeur moyenne ne sont pas rares sur des échantillons pris en différents points de la largeur du feutre - Des raisons de l'existence de telles irrégularités sont indiquées dans la suite de la description - Il importe donc d'améliorer la mise en oeuvre de cette technique de répartition pour réduire autant que possible les variations que l'on constate dans la distribution des fibres.
  • L'invention a pour but de fournir une technique améliorée pour la distribution des fibres dans les feutres formés.
  • L'invention en particulier a pour but de permettre la correction de variations de distribution qui apparaissent en cours de fonctionnement.
  • L'invention a aussi pour but de faire én sorte que la correction des variations de distribution des fibres soit conduite automatiquement.
  • Ces buts sont atteints grâce à l'invention relative à une installation pour la formation d'un feutre de fibres comprenant un ensemble de production de fibres engendrant un courant gazeux portant les fibres dans une enceinte de réception, un convoyeur perméable aux gaz formant une paroi de cette enceinte, le convoyeur laissant passer les gaz et retenant les fibres qui constituent le feutre, un dispositif conférant au courant gazeux un mouvement oscillant dans le sens de la largeur du convoyeur, un ensemble de traitement du feutre sortant de l'enceinte de réception, le dispositif conférant le mouvement oscillant au courant gazeux étant constitué par un conduit de guidage mis en mouvement par des moyens moteurs, caractérisé en ce que le mouvement étant modifiable au moins en amplitude, en continu et instantanément suivant des consignes élaborées par un ensemble de régulation comprenant un ensemble de mesures de la masse de fibres par unité de surface sur le feutre formé, un calculateur pour le traitement des mesures et la comparaison du résultat de ce traitement avec des grandeurs de consignes mises en mémoire, et élaborant des signaux commandant les moyens 9 mettant en mouvement le conduit de guidage.
  • La notion de régulation de certains paramètres dans les techniques de formation de feutres est connue par exemple de la publication FR-A-2 274 908. Dans ce document néanmoins il n'est pas question de la distribution des fibres dans la largeur du feutre par un conduit oscillant. De son côté, le brevet US 3 134145 ne présente pas de moyens susceptibles de se prêter à une régulation, notamment de moyens engendrant le mouvement. L'invention, par les dispositions indiquées cidessus, permet la modification des caractéristiques du mouvement oscillant à tout moment et, par suite, permet une régulation de ce mouvement en fonction des mesures de distribution des fibres dans le feutre produit.
  • L'invention est décrite en détail dans la suite en se référant aux planches de dessins annexées :
    • - la figure 1 est une vue schématique d'une installation de formation de feutres de fibres, vue transversale par rapport au sens de progression du convoyeur de réception,
    • - la figure 2 est une vue partielle agrandie de la figure 1 montrant de façon plus précise la constitution du dispositif de distribution des fibres,
    • - la figure 3 est un schéma montrant un ensemble de mesure de la masse de fibre par unité de surface,
    • - la figure 4 est un schéma synoptique du mode de régulation du système de distribution des fibres,
    • - les figures 5a, 5b, 5c et 5d illustrent de façon schématique quatre configurations types de distribution des fibres dans le travers du feutre,
    • - la figure 6 montre un mode de combinaison des mesures réalisées pour mettre en évidence les caractéristiques fondamentales de la répartition mesurée,
    • - la figure 7 est un exemple de l'évolution de la répartition des fibres lors de la mise en oeuvre de la régulation selon l'invention,
    • - la figure 8 est un autre exemple, analogue à celui de la figure 7.
  • L'installation de formation de feutres de la figure 1 comprend un dispositif de formation des fibres, un ensemble de réception et des moyens de distribution.
  • Sur cette figure, le dispositif de formation est du type dans lequel le matériau à fibrer est projeté sous forme de filaments fins hors d'un centrifugeur présentant une multitude d'orifices. Les filaments sont encore entrainés et étirés par un courant gazeux dirigé verticalement de haut en bas. Ordinairement, le courant gazeux est à haute température ce qui permet de maintenir les filaments dans les conditions propices à l'étirage.
  • Les fibres entrainées par le courant gazeux forment une sorte de voile 2 autour et au dessus du centrifugeur 1.
  • Ce mode de formation des fibres a fait l'objet de nombreuses publications. Pour une description détaillée des conditions de mise en oeuvre et du dispositif, on peut se reporter notamment au brevet français FR-A-24 43 436.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à un mode particulier de formation des fibres. Elle englobe au contraire toutes les techniques dans lesquelles un feutre de fibres est constitué à partir de fibres véhiculées par un courant gazeux. L'exemple de la formation des fibres par cette technique de centrifugation a été choisi parce qu'il revêt une grande importance au plan industriel.
  • Dans ce type de formation, le voile de fibres se resserre sous le centrifugeur pour des raisons qui tiennent à la géométrie du dispositif de fibrage. Ensuite, au contact de l'atmosphère ambiante, le courant gazeux portant les fibres s'épanouit.
  • L'épanouissement du courant gazeux, nous pouvons le noter, est un phénomène tout à fait général qui est indépendant de la forme du courant à l'origine et donc du mode de formation des fibres utilisé.
  • Le courant gazeux portant les fibres est dirigé dans une enceinte 4 dont la base est constituée par un convoyeur 3. Cette enceinte est close latéralement de façon que le courant gazeux ne puisse être évacué autrement qu'en passant à travers le convoyeur perforé 3.
  • Latéralement des parois 5 canalisent le flux gazeux. Il peut s'agir, comme indiqué sur la figure 1, de parois mobiles. Ces parois présentent l'avantage de pouvoir être débarrassées en continu des fibres qui pourraient s'y accrocher de façon indésirable et ce d'autant plus facilement que les fibres ont reçu une composition de liant par pulvérisation sur leur trajet en direction du convoyeur. L'ensemble de pulvérisation n'est pas représenté.
  • L'observation du courant gazeux portant les fibres montre que son épanouissement est relativement lent. Dans le cas considéré, le courant gazeux adopte une forme conique dont l'angle d'ouverture A est de l'ordre d'un vingtaine de degrés. Les feutres préparés présentent très souvent une largeur de plus de deux mètres, et le courant à l'origine étant relativement étroit, on conçoit qu'il ne soit pas possible d'obtenir un flux suffisamment large pour couvrir toute la surface du convoyeur. C'est ce que montre la figure 1.
  • Sous le tapis convoyeur 3 les gaz passent dans le caisson 6 maintenu en dépression par rapport à l'enceinte 4, par des moyens d'aspiration non représentés.
  • Le caisson 6 est disposé de façon que l'aspiration se fasse sur toute la largeur du convoyeur 3. On évite ainsi la formation de turbulences indésirables dans l'enceinte 4. Dans une certaine mesure, l'aspiration uniforme favorise également une répartition régulière des fibres, les zones du convoyeur déjà chargées en fibres présentant une résistance supérieure au passage des gaz qui s'oppose à l'accumulation de fibres supplémentaires.
  • Néanmoins l'équilibre qui tend à s'établir sur le convoyeur par la présence des fibres elles- mêmes est insuffisant pour obtenir une répartition convenable sur un convoyeur dont la largeur est très supérieure à celle du courant gazeux. L'accumulation de fibres est plus importante au centre du convoyeur, c'est-à-dire sur la trajectoire directe du courant gazeux.
  • Pour améliorer la distribution des fibres un conduit de guidage 8 oscillant est disposé sur le trajet du courant gazeux. Le courant est canalisé par le conduit 8 dont les dimensions sont telles que son balancement dévie le courant l'obligeant à balayer toute la largeur du convoyeur 3.
  • Le conduit de guidage 8 est placé à la partie supérieure de l'enceinte 4, le plus loin possible du convoyeur de sorte que les changements de direction à imprimer au courant gazeux soient les plus petits possibles. En outre il est préférable de canaliser le courant gazeux alors que sa géométrie est bien définie, c'est-à-dire le plus près possible du dispositif de formation des fibres.
  • La figure 2 montre plus en détail le conduit de guidage 8 et le mécanisme qui l'anime dans une disposition selon l'invention.
  • Dans les techniques antérieures, et notamment dans le brevet US 3 134 145, le mouvement du conduit de guidage du flux gazeux est assure par un moteur et une transmission mécanique comprenant une came et un jeu de bielles.
  • Des perfectionnements ont été proposés qui font intervenir un mécanisme formé d'une série d'engrenages, l'ensemble ayant pour effet de produire un mouvement du conduit plus complexe. Ce mouvement comprend par exemple une vitesse de déplacement plus grande dans les positions extrêmes que dans la position médiane.
  • Le réglage des dispositifs de distribution des fibres doit être d'une grande précision. Nous verrons dans les exemples de mise en oeuvre de l'invention qu'une modification très faible des paramètres définissant le mouvement du conduit de guidage entraine une modification très significative de la répartition. Sur les dispositifs connus ces réglages sont faits par les opérateurs avant la mise en route de la production. Des interventions en cours de fonctionnement ne sont pas entièrement exclues, mais sont difficiles et perturbent momentanément la production. Dans la pratique, ces interventions ne sont entreprises que lorsque les défauts de répartition sont très importants.
  • Le dispositif utilisé selon l'invention permet au contraire des modifications des conditions de fonctionnement sans nécessiter d'interruption de la production ou même sans perturber celle-ci. Pour cette raison, ces modifications peuvent être aussi fréquentes que souhaité. Il est également possible d'envisager la correction de défauts de répartition mêéme relativement faibles et d'aboutir à des produits de qualité sensiblement accrûe.
  • Sur la figure 2, le conduit de guidage présente à sa partie supérieure une forme légèrement tronconique évasée en direction du dispositif de formation des fibres. Cette forme évasée facilite la canalisation des gaz d'étirage émis par un organe d'étirage annulaire 10 à la périphérie du centrifugeur 1.
  • Le conduit 8 est supporté par l'intermédiaire de deux pivots 11 engagés sur des paliers fixés sur des montants non représentés. L'axe de rotation est placé suffisamment haut sur le conduit pour que la disposition de l'ouverture de celui-ci vis-à-vis du courant gazeux soit peu modifiée par le mouvement d'oscillation.
  • Le mouvement est engendré par un ensemble moteur qui dans l'exemple représenté est constitué par vérin hydraulique 9. Ce mode d'entraînement n'est évidemment pas le seul utilisable. Il est possible de prévoir par exemple un ensemble électrique ou électromécanique permettant d'assurer à la fois le mouvement d'oscillation du conduit 8 et la modification des paramètres définissant ce mouvement.
  • Le mouvement est communiqué au conduit 8 par l'intermédiaire d'une transmission mécanique articulée comprenant la tige 16 du vérin 9, un bras 14, une bielle 13 et un autre bras 12 solidaire du conduit 8.
  • Le bras 14 pivote sur un axe 15 porté par des paliers disposés sur un bâti fixe non représenté. La tige 16 du vérin 9 est rattachée au bras 14 par une articulation 22.
  • Le vérin 9 est maintenu sur un bâti 26 par l'intermédiaire de pivots 27 qui lui permettent un certain débattement en rotation dans un plan vertical.
  • La bielle 13 articulée sur les bras 12 et 14, dans la forme représentée, constitue avec ces bras un parallélogramme déformable. Le mouvement des deux bras est donc identique. D'autres montages analogues sont évidemment réalisables dans le cadre de l'invention. Ce montage présente l'avantage de simplifier la détermination de la position du conduit 8, détermination qui, comme nous le verrons plus loin, intervient dans la régulation selon l'invention.
  • L'ensemble de transmission du mouvement présente toute une série de moyens de réglage permettant de fixer sa géométrie avec précision. Ces moyens traditionnels pour ce type d'assemblages ne sont pas representes.
  • Le vérin 9 est à double effet. Il peut donc être animé d'un mouvement alternatif de va-et-vient. Un tel mouvement peut aussi être obtenu à l'aide de deux vérins antagonistes simples, mais pour la commodité de la mise en oeuvre un vérin double est préférable.
  • Le fonctionnement du vérin 9 est commandé par un distributeur proportionnel schématisé en 17. Ce dernier règle le débit du fluide admis dans le vérin. Il est associé à une centrale hydraulique fournissant le fluide sous pression, schématisée par le bloc 28.
  • La course du vérin 9 et la construction de la transmission mécanique sont choisies de façon que le balancement du conduit de guidage 8 puisse répondre à tous les besoins pratiques. Autrement dit, les limites du mouvement, matérialisées par exemple sur la figure 1 par l'angle B formé par l'axe du conduit dans les positions extrêmes, sont telles que le courant gazeux déborderait la largeur du convoyeur s'il ne se heurtait pas aux parois latérales 5.
  • L'utilisation d'un vérin hydraulique offre de grandes facilités pour le réglage du mouvement. Il est bien entendu possible de modifier l'amplitude. Il est possible aussi en maintenant la même amplitude de modifier les positions extrémes. Il est encore possible de faire varier la vitesse.
  • De façon générale, le mouvement que l'on peut faire exécuter au vérin 9, et donc communiquer au conduit de guidage 8, peut suivre n'importe quelle consigne. Il est possible par exemple de faire suivre au vérin un programme de marche dans lequel la vitesse varierait au cours d'une oscillation suivant une loi complexe. Il est possible aussi, bien entendu, de combiner des variations de plusieurs des paramètres déterminant le mouvement, vitesse, fréquence, amplitude, positions extremes.
  • Toutes les modifications sont effectuées sans interruption du mouvement par un réglage approprié du distributeur proportionnel.
  • Le vérin hydraulique constitue un moyen préféré selon l'invention en raison de sa robustesse et de sa souplesse d'utilisation. D'autres moyens peuvent également être utilisés pour produire ce type de mouvement variable comme nous l'avons indiqué précédemment.
  • Le dispositif de distribution utilisé selon l'invention se prête donc à des corrections fréquentes du mode de distribution telles que celles-ci peuvent apparaitre nécessaires dans la production des feutres.
  • En effet, la dispersion des fibres sur le convoyeur, quelles que soient les précautions prises, est soumise à de nombreux aléas. On comprend qu'il soit très difficile de maintenir parfaitement stables les flux à l'intérieur de l'enceinte 4. En plus du courant portant les fibres, il se développe des courants induits importants. En outre dans une même enceinte sont rassemblés habituellement plusieurs dispositifs de formation de fibres dont les courants gazeux ne manquent pas d'influer les uns sur les autres. Par suite et en dépit de l'aspiration établie sous le convoyeur, l'enceinte 4 est le siège de turbulences importantes. A ces causes d'irrégularités s'ajoute, le cas échéant, un manque d'uniformité accidentel dans l'aspiration.
  • Quelles qu'en soient les raisons, l'expérience montre qu'en cours de fonctionnement des irrégularités dans la distribution transversale des fibres apparaissent qui se maintiennent pendant des périodes relativement longues, de sorte qu'il est souhaitable de modifier les conditions de fonctionnement du conduit de guidage pour tenter de rétablir une meilleure uniformité.
  • Un autre avantage de l'utilisation, selon l'invention, de moyens hydrauliques pour actionner le conduit de guidage est de permettre une commande automatisée. En effet, les variations dont il est question ci-dessus se produisent de façon fortuite. Il est donc très souhaitable que les corrections puissent intervenir dés qu'un défaut de distribution est détecté.
  • Les mesures de distribution des fibres dans le feutre formé peuvent être établies par différentes méthodes. Dans la perspective d'une régulation automatique, les méthodes utilisables doivent opérer en continu et ne pas perturber la production.
  • Une méthode préférée est constituée par une mesure d'absorption de radiations, notamment de rayons X, mais d'autres méthodes sont également envisageables.
  • La mesure d'absorption des rayons X est préférée lorsque le feutre est épais, autrement dit lorsque l'absorption est relativement forte. Pour des couches de fibres plus minces, et donc moins absorbantes, comme celles des produits du type désigné sous le nom de "voile", une mesure effectuée avec un rayonnement beta, par exemple, peut être préférée.
  • La mesure de masse de fibres par unité de surface sur le feutre par absorption de rayons X est conduite selon l'invention suivant des modalités bien spécifiques.
  • Ainsi le dispositif de mesure doit se situer en un point de la chaîne de production qui se prête à une mesure significative.
  • En sortant de l'enceinte de réception 4, le feutre formé est souvent chargé d'humidité. Celle-ci provient notamment de la solution de liant pulvérisée sur les fibres. Eventuellement de l'eau est aussi pulvérisée sur le trajet des fibres pour refroidir les gaz d'étirage et les fibres qu'ils transportent. L'eau absorbant fortement les rayons X peut modifier de façon sensible les résultats des mesures, si sa répartition n'est pas homogène. Il est donc avantageux d'opérer en un point de la chaîne de production où le feutre est débarrassé de son humidité.
  • Pour cette raison la mesure de masse de fibres par unité de surface se situe de préférence à la sortie de l'enceinte de traitement du liant.
  • Cependant si les fibres recueillies entrainent peu d'humidité ou encore si l'humidité est bien répartie, la mesure peut être faite avant le traitement, dés la sortie de l'enceinte de réception des fibres.
  • Lorsque la mesure est faite après traitement du liant elle intervient relativement loin de l'endroit où s'effectue la distribution des fibres. Entre le dépôt des fibres sur le tapis convoyeur et le passage au point de mesure il peut s'écouler plusieurs minutes, voire une dizaine de minutes. Ce délai qui s'introduit ainsi systématiquement dans la mise en oeuvre de la régulation de la distribution en fonction des défauts d'homogénéité mesurés n'est cependant pas très génant. Comme nous le verrons dans les exemples de mise en oeuvre, la régulation selon l'invention permet de corriger des défauts de répartition qui se manifestent sur des périodes relativement longues vis-à-vis du délai en question. Par ailleurs, en cours de production, les irrégularités apparaissent ordinairement de façon progressive. Si elles sont corrigées au fur et à mesure de leur apparition, les écarts constatés restent ordinairement relativement faibles et ne compromettent pas la production.
  • Les mesures doivent aussi être faites sur toute la largeur du feutre, on utilise à cet effet un dispositif de mesure mobile qui se déplace transversalement au feutre.
  • La figure 3 présente schématiquement un dispositif de mesure utilisé selon l'invention.
  • Sur cette figure le feutre 7 passe au travers d'un cadre 29. Le cadre 29 supporte dans la transversale supérieure une source 30 émettrice de rayonnement en direction du feutre 7.
  • La source émettrice 30 disposée sur des roulements est mobile. Ses déplacements transversaux sont assurés par un système de chaînes disposé dans le cadre mais non représenté.
  • Dans la partie transversale inférieure un récepteur 31 mobile est disposé en regard de la source. Le récepteur est entraîné dans un mouvement identique à celui de la source, également par un système de chaînes.
  • Un ensemble de motorisation unique logé dans le boitier 32 assure un mouvement parfaitement synchronisé de la source 30 et du récepteur 31.
  • Le rayonnement émis est partiellement absorbé par le feutre et l'on mesure la fraction du rayonnement parvenant au récepteur.
  • Les mesures sont réalisées pendant le déplacement du dispositif et correspondent chacune au balayage d'une fraction de la largeur du feutre.
  • La durée de chacune des mesures, et par conséquent la largeur de la fraction analysée, peuvent être choisies en fonction de l'utilisation qui est faite de ces mesures.
  • Par ailleurs, les mesures doivent être effectuées sur des fractions de la largeur du feutre telles que la structure discontinue du matériau fibreux ne constitue pas un obstacle à l'obtention de valeurs significatives. La largeur minimum de "l'échantillon" sur lequel la mesure est faite est fonction de la masse par unité de surface du feutre. Elle est d'autant plus petite que le feutre est plus dense.
  • Pour des feutres dont la masse par unité de surface est de l'ordre de 1 à 3 kg/m2 une largeur d'analyse de quelques millimètres à quelques centimètres est suffisante.
  • En pratique, comme nous le verrons dans la suite, la régulation du dispositif de distribution des fibres ne peut s'effectuer que sur un nombre limité de paramètres. Un nombre important de mesures n'a donc d'intérêt que par les possibilités supplémentaires qui en résultent en ce qui concerne le traitement de ces mesures.
  • Le mode de régulation de l'installation de formation du feutre, pour la partie relative à la distribution des fibres, est schématisé à la figure 4.
  • Sur cette figure un seul dispositif de formation des fibres est représenté. Dans ce type d'installation ces dispositifs sont ordinairement de six à douze alignés le long du convoyeur 3 dans une même enceinte 4.
  • Dans le cas des installations comprenant plusieurs dispositifs de formation des libres, chacun d'entre eux est avantageusement équipé d'un système de distribution du type utilisé selon l'invention. Selon les cas, le mouvement de ces dispositifs peut être identique ou non. En général, ils sont animés d'un mouvement de même fréquence mais ceci n'est pas nécessaire, les mouvements peuvent ne pas être synchronisés.
  • De même, les réglages.d'amplitude et de direction médiane peuvent varier d'un dispositif à l'autre.
  • Lorsque l'on effectue une régulation automatisée selon l'invention, celle-ci peut concerner un ou plusieurs dispositifs de la même installation.
  • Le feutre 7 sortant de l'enceinte 4 est repris par le convoyeur 20 défilant à la même vitesse que le convoyeur 3. Il passe dans une étuve 19 où il est soumis à une circulation d'air chaud pour polymériser le liant.
  • A la sortie de l'étuve 19, le feutre sec passe dans le dispositif de mesure par absorption des rayons X 21.
  • La boucle de régulation mise en oeuvre est la suivante.
  • Le dispositif de mesure 21 transmet les grandeurs correspondant à l'absorption pour "l'échantillon" analysé de même que la position de cet échantillon sur le feutre à un calculateur schématisé en 23.
  • Par ailleurs, le calculateur 23 reçoit aussi des informations sur la marche du dispositif de distribution par l'intermédiaire de l'ensemble de régulation représenté par le bloc 24. En particulier le calculateur reçoit les signaux concernant la position du conduit de guidage 8. Cette position est repérée par exemple au moyen d'un détecteur potentiometrique 18 (figure 2) qui suit le mouvement de rotaticn du bras 14 autour de l'axe 15.
  • Eventuellement, le calculateur 23 reçoit encore les informations relatives à la vitesse de déplacement du feutre 7, par l'intermédiaire d'un système de régulation de la vitesse des convoyeurs schématisé par le bloc 25.
  • Le calculateur compare ces informations à un ensemble de données en mémoire et, en fonction des écarts constatés, élabore des consignes qui sont envoyées aux ensembles de régulation 24 et 25. Ces ensembles modifient en conséquence respectivment la marche du dispositif de distribution et la vitesse des convoyeurs.
  • Comme nous l'avons indiqué précédemment, les paramètres dont on dispose pour contrôler la distribution des fibres sont peu nombreux.
  • La vitesse de défilement des convoyeurs permet de modifier la masse par unité de surface des fibres de façon générale mais pas la répartition transversale. Ordinairement la quantité globale de fibres est contrôlée au moment où ces fibres sont formées, par exemple par la régulation de la quantité de matériau à fibrer. Dans cette hypothèse la vitesse de défilement demeure constante.
  • Néanmoins, la présence d'un ensemble de mesure de la masse par unité de surface du feutre permet le cas échéant un réglage automatisé de la vitesse comme indiqué précédemment. A cet effet le calculateur 23 est conduit à intégrer les mesures locales afin de déterminer la masse par unité de surface de l'ensemble du feutre. La comparaison du résultat avec une valeur imposée commande l'accélération ou le ralentissement des convoyeurs suivant que cette masse apparait supérieure ou inférieure à la valeur imposée.
  • Les paramètres qui déterminent la marche du conduit de distribution 8 et donc la répartition transversale des fibres, sont la fréquence des oscillations, l'amplitude du mouvement oscillant et la direction médiane.
  • La fréquence est un élément important pour obtenir une bonne distribution des fibres sur le convoyeur. Lorsqu'il s'agit de former des feutres à forte masse de fibres par unité de surface, on superpose ordinairement plusieurs dépôts successifs chacun correspondant à un dispositif d'une série de dispositifs alignés comme il a été dit précédemment. Dans ce cas l'influence de la fréquence, au dessus d'un seuil minimal relativement bas, est moins sensible. Pour les feutres plus légers, le réglage précis de la fréquence est beaucoup plus important pour le résultat final.
  • De façon générale la fréquence doit être suffisante pour que la totalité de la surface du convoyeur en mouvement soit effectivement couverte par le flux portant les fibres. Lorsque plusieurs dispositifs de formation de fibres sont mis en oeuvre pour produire un même feutre, un recouvrement complet par chacun des flux n'est pas toujours indispensable. Il suffit que l'effet d'ensemble de ces dispositifs corresponde effectivement à un recouvrement complet.
  • A l'inverse il n'est pas avantageux de trop accroitre la fréquence. L'amélioration qu'on peut en obtenir n'est pas sensible et l'on se heurte à l'inertie du voile de fibres. Au-delà d'une certaine fréquence on constate que le mouvement du courant gazeux ne parvient plus à suivre celui que l'on impose au conduit de guidage. Une régulation efficace de la répartition des fibres devient alors impossible.
  • Il est possible de prévoir une régulation de la fréquence par exemple en fonction d'un optimum préalablement déterminé pour chaque masse surfacique. La régulation de la fréquence peut alors être conduite en combinaison avec le réglage de la vitesse de défilement du convoyeur en fonction de la masse surfacique moyenne mesurée sur toute la largeur du feutre.
  • L'amplitude et la direction médiane du mouvement du conduit de guidage déterminent directement la distribution transversale des fibres. L'utilisation des conduits de guidage dans les modes traditionnels a permis de dégager des résultats simples sur la manière dont ces paramètres agissent sur la répartition. La modification de la direction médiane, l'amplitude restant constante, entraîne un déplacement du dépôt des fibres dans le même sens que cette modification. Compte tenu de la présence des parois latérales, ce déplacement se traduit en fait par un accroissement de la masse de fibres par unité de surface du côté vers lequel s'effectue le déplacement. De même, on constate qu'un accroissement de l'amplitude du mouvement favorise le dépôt des fibres sur les bords du convoyeur au détriment du centre et réciproquement.
  • Les mesures de masse de fibres par unité de surface et leur traitement par le calculateur ont notamment pour but d'aboutir au meilleur réglage possible de ces deux paramètres. Pour cela des modèles de répartition ont été établis, auxquels correspondent des réponses, l'ensemble étant en mémoire dans le calculateur.
  • Quatre répartitions de base sont distinguées. Ces quatre répartitions sont schématisées aux figures 5a, 5b, 5c et 5d. Sur ces figures l'écart de masse par unité de surface est indiqué par rapport à la valeur moyenne sur une coupe transversale du feutre. Pour la valeur moyenne l'écart est nul. Ces quatre formes correspondent respectivement : au courant gazeux décalé sur la gauche (figure 5a), décalé sur la droite (figure 5b), à une amplitude d'oscillation trop grande (figure 5c) ou trop petite (figure 5d).
  • La comparaison des mesures, traitées et pondérées comme nous allons le voir, avec ces quatre modèles détermine la correction imposée à la marche du conduit de guidage.
  • Le traitement de la mesure comprend dans un premier temps l'accumulation de plusieurs mesures correspondant à des passages successifs au même emplacement dans la largeur du feutre. La valeur moyenne qui en est déduite est ainsi une image plus complète et plus précise de la répartition effective dans la zone considérée. Les mesures sont aussi regroupées par secteurs, lesquels sont pondérés. Le choix des secteurs et leur pondération respective est déterminée par des essais pour faire en sorte que les valeurs obtenues soient bien représentatives de la répartition et que les corrections qui en découlent se traduisent par une amélioration effective.
  • Ces traitements des valeurs sont aussi choisis dans la mesure du possible pour s'adapter à toutes les configurations ou dimensions des installations qui sont équipées de ces systèmes de régulation.
  • A la figure 6, un mode de regroupement préféré pour les mesures des masses de fibres par unité de surface est indiqué. Dans ce mode par exemple la largeur du feutre L est découpée en quatre secteurs qui se chevauchent partiellement. Les mesures pondérées regroupées dans ces quatre secteurs permettent d'éviter de donner une importance trop grande aux mesures correspondant aux côtés du feutre par rapport à la partie centrale.
  • D'autres modes de traitement sont bien entendu possibles. Les essais dans chaque cas montrent l'intérêt du mode étudié pour résoudre les problèmes effectivement rencontrés.
  • A titre d'exemple, des essais ont été conduits sur une installation pilote pour la formation de feutre de laine de verre. Cette installation ne comporte qu'un seul dispositif de formation des fibres.
  • Le dispositif de formation des fibres, de même que l'ensemble du conduit de guidage et du système moteur, est du type représenté à la figure 2.
  • Dans cette installation le feutre constitué a une largeur de 2,40 m. Il présente une masse par unité de surface de 1 kg/m2.
  • En raison du fait qu'un seul dispositif de formation des fibres est utilisé, la vitesse du convoyeur de réception est relativement lente. Elle est de 5,25 m/mn.
  • Le feutre sortant de la chambre de réception passe dans une étuve.
  • A la sortie de l'étuve, le feutre défile dans un ensemble de mesure d'absorption de rayons X dont la source est en américium 241. Cette source mobile parcourt toute la largeur du feutre en 32 s. Au cours de chaque mouvement sur la largeur du feutre 64 mesures sont effectuées. Les valeurs sont enregistrées avec leur localisation.
  • Une moyenne glissante est établie sur les huit derniers passages de la sonde à rayons X.
  • Les valeurs sont groupées en quatre bandes I, II, III, IV de la façon indiquée à la figure 6.
  • La régulation s'opère à partir des valeurs moyennes pour ces quatre bandes suivant le mode décrit plus haut.
  • Entre deux corrections successives, il est nécessaire de tenir compte du délai séparant la formation du feutre de la mesure. Dans le cas présent, ce délai est de 10 mn. Il est aussi nécessaire de considérer le temps correspondant à au moins huit passages successifs de la sonde sur le feutre formé postérieurement à la correction précédente pour avoir l'ensemble des huit mesures qu'on s'est fixé.
  • Dans ces essais les corrections sont faites systématiquement à intervalles de 18 mn.
  • La figure 7 montre l'évolution de la distribution des fibres sur une bande latérale du feutre d'une largeur de 30 cm. La valeur correspondante est donc la moyenne de huit mesures pour chacun des huit passages successifs, soit un total de 64 mesures.
  • Le graphique représente l'écart relatif de densité de la bande considérée par rapport à la masse surfacique moyenne sur toute la largeur du feutre. Le moment des corrections est indiqué par une barre verticale.
  • Le mouvement initial du conduit de guidage correspond à une amplitude définie par le demi- angle B de 8,7° et une direction médiane faisant un angle de + 0,8° par rapport à la verticale. La fréquence d'oscillation qui reste inchangée pendant les essais est de 60 allers et retours par minute.
  • Initialement, c'est-à-dire avant les premières corrections, l'écart par rapport à la moyenne varie entre + 15 et + 7 %. Rapidement, après deux corrections, cet écart est ramené à moins de 5 %. Il est constamment ensuite inférieur à 5 % en valeur relative et après la cinquième correction, descend même à moins de 3 %.
  • L'amélioration obtenue est donc tout à fait remarquable.
  • Il faut souligner aussi que si la masse surfacique de la bande latérale choisie a été corrigée, les mesures analogues faites sur les autres fractions du feutre montrent que pour l'ensemble du feutre, les écarts sont maintenus à une valeur inférieure à 5 % de la valeur moyenne. Autrement dit, les corrections effectuées qui ont permis de ramener une meilleure distribution sur la bande extérieure n'ont pas été faites au détriment de la distribution du reste du feutre.
  • La correction introduite selon l'invention est une opération extrêmement précise comme nous l'indiquions au début de la description. Au terme de la cinquième correction appliquée, l'amplitude du mouvement du conduit de guidage est de 8,14° et la direction médiane fait un angle de - 0,5° par rapport à la verticale. Les modifications imposées au mouvement sont donc très faibles.
  • Ces modifications montrent le degré de sensibilité de la répartition aux paramètres du mouvement du conduit de distribution et quelle difficulté il pourrait y avoir pour parvenir à un réglage de même qualité si celui-ci devait être opéré de façon manuelle, à supposer que le dispositif actionnant le conduit de guidage se prête à de telles corrections. Nous avons vu que ce n'était pas le cas jusqu'à présent.
  • La figure 8 reproduit aussi un essai de régulation sur le même dispositif que précédemment.
  • Ces mesures relevées correspondent à huit bandes distinctes dans la largeur du feutre. A titre indicatif, les mesures pour les bandes 1, 2, 4, 7 et 8 sont représentées.
  • Cet exemple est intéressant car il correspond à une répartition particulièrement irrégulière à l'origine. Ainsi les bandes 1 et voisines, ou 7 et 8, présentent des écarts pour l'une positifs pour l'autre négatifs par rapport à la moyenne.
  • Dans le cas présent la masse surfacique moyenne est de 1,3 kg/m2.
  • Initialement le demi angle B définissant l'amplitude du mouvement est de 12,35° et le décalage par rapport à la verticale est de - 10,61°.
  • Les corrections sont indiquées sur l'échelle des temps par une barre verticale.
  • Il est remarquable de constater qu'après deux corrections les écarts pour toutes les valeurs, y compris les moins bonnes initialement (+ 18 o /b pour la bande 2, - 12 % pour la bande 8) sont ramenées dans un intervalle variant de + 5 à - 5 %. Les valeurs se maintiennent ensuite dans cet intervalle.
  • A la quatrième correction le demi angle B est de 12,72° et la direction médiane - 10,25°. Comme pour l'exemple de la figure 6, les variations conduisant à l'amélioration de la répartition des fibres sont donc extrêmement faibles.

Claims (7)

1. Installation pour la formation d'un feutre de fibres comprenant un ensemble de production de fibres engendrant un courant gazeux portant les fibres dans une enceinte de réception (4), un convoyeur (3) perméable aux gaz formant une paroi de cette enceinte (4), le convoyeur (3) laissant passer les gaz et retenant les fibres qui constituent le feutre (7), un dispositif conférant au courant gazeux un mouvement oscillant dans le sens de la largeur du convoyeur, un ensemble (19) de traitement du feutre sortant de l'enceinte de réception (4), le dispositif conférant le mouvement oscillant au courant gazeux étant constitué par un conduit de guidage (8) mis en mouvement par des moyens moteurs (9), caractérisé en ce que le mouvement étant modifiable au moins en amplitude, en continu et instantanément suivant des consignes élaborées par un ensemble de régulation comprenant un ensemble de mesures (21) de la masse de fibres par unité de surface sur le feutre formé, un calculateur (23) pour le traitement des mesures et la comparaison du résultat de ce traitement avec des grandeurs de consignes mises en mémoire, et élaborant des signaux commandant les moyens (9) mettant en mouvement le conduit de guidage (8).
2. Installation selon la revendication 1 dans laquelle les fibres étant produites par un dispositif de centrifugation et entrainées par un courant gazeux annulaire longeant la paroi périphérique du centrifugeur (1), passent dans un conduit de guidage (8) de section circulaire disposé à proximité du centrifugeur.
3. Installation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le conduit de guidage (8) est mû par un vérin hydraulique (9) à double effet, lequel est commandé par un distributeur proportionnel (17).
4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle l'ensemble de mesure de la masse de fibres par unité de surface du feutre est un ensemble de mesure d'absorption de rayonnement mobile dans le sens de la largeur du feutre.
5. Installation selon la revendication 3 et la revendication 4 dans laquelle les mesures de masse de fibres par unité de surface dans la largeur du feutre alimentent une boucle de régulation qui commande l'amplitude et la position moyenne de la course de la tige du vérin hydraulique (9).
6. Installation selon la revendication 4, dans laquelle les mesures de masse de fibres par unité de surface pour la totalité de la largeur du feutre alimentent une boucle de régulation qui commande la vitesse du convoyeur (3) recevant les fibres et le cas échéant la fréquence du mouvement oscillant du conduit de guidage (8).
7. Installation selon l'une des revendications 2 à 6, dans laquelle plusieurs dispositifs de centrifugation des fibres sont alignés le long d'un même convoyeur (3) de réception des fibres, chaque dispositif de centrifugation étant associé à un conduit de guidage (8), au moins un de ces conduits étant régulé.
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