EP0406106A1 - Procédé et dispositif de réception de fibres minérales - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to techniques for receiving mineral fibers known as insulation, in particular glass fibers, with a view to the separation under the fiberizing machines, of fibers and ambient gases - in particular gases induced or having served for the drawing of these fibers - in order to make a mineral wool mattress.
- a common type of receiving device called belt receiving is described for example in US-A-3,220,812 where it is proposed to receive fibers from a series of fiberizing machines on a single conveyor of the belt type without thin, gas permeable and under which is placed a vacuum chamber or better a plurality of independent vacuum chambers.
- the fiber-drawing machines can be brought together to the limits of their respective dimensions, which allows relatively short lines; this point is not negligible if we know that some production lines can reach the number of 9 or more fiberizing machines, each fiberizing machine being of a diameter of the order of 600 mm for example.
- the only lower limit to the grammage (or surface mass) of the felt produced is that dictated by the problems of mechanical strength, which therefore allows the manufacture of the lightest products likely to be obtained.
- heavy products are understood to mean products whose grammage is for example greater than 2.5 kg / m2 in the case of glass wool products. whose micronaire is 3 per 5 g, with the exception of dense products obtained by molding and pressing which are not directly within the scope of the present invention.
- This difficulty in obtaining is easily explained by the fact that the heavier the mattress that it is sought to produce, the greater the quantity of fibers which are deposited on the same surface of the endless belt and therefore the greater resistance to gas passage.
- a greater depression must be exerted, which results in crushing of the felt by the pressure of the gases, especially sensitive crushing in the lower part of the felt which corresponds to the fibers harvested in the first place.
- the mechanical performance of the product is less good.
- the resulting deterioration in the quality of the product is very noticeable as soon as the vacuum must be raised beyond 8000 to 9000 Pa, while in certain installations a vacuum of more than 10 000 Pa is already necessary for mattresses whose grammage is 2500 g / m2.
- this gas backflow increases the temperature in the fiber hood and therefore risk of pre-gelling of the binder, that is to say of a polymerization of the binder while the fibers are still in a unitary state, which removes almost all activity.
- this backflow can cause the formation of wicks, that is to say dense sets of agglomerated fibers, which affect the homogeneity of the product, its appearance and lower its thermal resistance.
- the real gain is very small because the increase in the dimensions of the hood causes an increase in the air induction and therefore in the quantity of air to be sucked.
- a primitive of low grammage is prepared by means of a receiving device facing one or two fiberizing machines, consisting of a pair of drums rotating in reverse rotation, the perforated surface of which allows the suction of gases by suitable devices placed in the drums.
- the primitive is formed between the drums and falls in a vertical plane before being taken up by the lapper, that is to say a pendulum device which deposits it in intertwined layers on a conveyor where the felt of the desired high grammage is obtained.
- a lapper imposes a primitive of at least 100 g / m2 below which its mechanical strength would be insufficient in particular to support the movements of the pendulum, and a sufficient number of superimposed layers - to have an optimization of the distribution with in every point of the felt the same number of layers.
- the object of the invention is a new conception of the reception of units for the production of felts in mineral wool, in particular in glass wool, tending to widen the range of products capable of being produced by the same production line; this widening of the range extending to both low and heavy weights so as to increase the versatility of the production line, while preserving or even improving the quality of the products obtained.
- the range of products produced goes, for example, from 300 g to 4000 g / m2 or more, possibly by combining a lapper.
- the invention provides a reception method for the separation of fibers and gases produced by a plurality of fiberizing machines with a view to obtaining a mineral wool mattress, method according to which the fibers are collected by suction of the gases, each fiberizing machine i having its own collection zone Zi, the fibers collected in the various collection zones Zi being removed from the collection zone by one or more zones Zi, this reception process being characterized by the fact that the surfaces collection zones Zi are increasing in the direction of increasing the grammages on said conveyor belts.
- one operates at a constant delivery rate.
- discharge rate is meant the percentage of gas not sucked in at the reception. Preferably, this rate is zero, and this in accordance with claim 1 even for fiberizing machines downstream of the line.
- the collection surfaces are preferably delimited on one side by the conveyor belts themselves, which therefore form receiving belts. We compensate for the increase in resistance to gas passage due to the removal of fibers from upstream fiberizing machines (always considering the line oriented in the direction of travel of the primitive).
- the receptions according to the invention are receptions common to several fiberizing machines and preferably to 3 or more fiberizing machines. The number of receptions per production line therefore generally does not exceed two, which avoids the drawbacks of excessive modularization.
- the increase in the collection surface in the areas of heavy weights makes it possible to maintain in them relatively low levels of depression, for example advantageously less than 4000 Pa, that is to say at a good level. lower than the level for which the first damage is observed for high quality fibers such as glass fibers whose micronaire is for example 3 per 5 g.
- one chooses to operate with the same level of vacuum for all the collection surfaces.
- we compensate completely from one collection zone to another the slightest permeability of the felt due to the thickness of felt already deposited from other fiberizing machines - and this without harming the aspiration, because as indicated in the preamble sucking only a part of the gases would lead to a discharge of the fibers, especially with the formation of wicks and therefore obtaining a product of poorer quality.
- the present invention is more particularly limited to the case of flat conveyor belts, used in most installations existing to date.
- band plane we mean more precisely the fact that the part of the conveyor belt capable of being covered by fibers is constituted by a portion of plane and has a horizontal trajectory.
- the conveyor belt has in fact a closed trajectory and is of the endless belt type. However, its "return" part does not play a direct role in the way in which the fibers are received. If only one belt is used, the increase in grammage corresponds to the direction of travel of the conveyor belt; in this case, the n fiberizing machines can be numbered from 1 to n, so that the fibers from the first fiberizing machine are the first to settle on the conveyor belt.
- i1 ⁇ i2 implies Zi1 ⁇ Zi2.
- the increase in the surface of the zones Zi is obtained by an increase in the distances between the fiber-drawing machines.
- the increase in the surface of the zones Zi is obtained by successively tilting the axes of rotation of the fiberizing machines in order to obtain points of impact which are more and more spaces on the collecting surface. .
- the increase in the distance between centers of fiber-drawing machines is not without a certain number of negative side effects, among which are obviously the extension of the production line and above all the increase in the amount of air induced. so that the enlargement of the collection surface is partly compensated from the outset by the increase in the quantity of air to be sucked.
- the fiberizing machines are divided into groups of for example 3 or 4 forming as many reception modules as groups: each module thus corresponds to a primitive and all the primitives formed are then collected before being driven in the form of '' a single felt in the binder polymerization oven.
- each module thus corresponds to a primitive and all the primitives formed are then collected before being driven in the form of '' a single felt in the binder polymerization oven.
- at most two reception modules are necessary even for large tonnage production lines.
- There is thus a modularization of the reception but a modularization which is intended to be limited in much smaller proportions than according to the prior art.
- the receiving modules can be arranged in series one after the other with a single glass feed channel for all fiberizing machines or in parallel with in this case as many molten glass feed channels as reception modules. Subsequently, the primitives are brought together by superposition in parallel layers or in intersecting layers, the choice between these two superposition modes being carried out in particular according to the densities desired for the final products.
- each reception module not one but two converging receiving bands facing each other and symmetrical to one another, the fibers deposited on one or the other band being gathered in a single felt at the common end of the receiving strips.
- the place of final formation of the felt is located at the point of convergence of the two receiving bands.
- the power required to drive the receiving bands is a function of the mass of fibers deposited on each of them, it is preferable to distribute the number of fiberizing machines in equal parts for each receiving band, which simplifies synchronization. speeds of the two receiving bands, synchronization necessary to prevent the two primitives formed from sliding over each other. If the fiberizing machines are in odd number, the last fiberizing machine preferably has a collecting surface shared between two receiving bands, the symmetry of the torus coming from a fiberizing machine allowing a division into two equal parts if one chooses to mount the receiver bands in such a way that their plane of symmetry contains the axis of symmetry of the torus of the central machine.
- the fibers produced by the central fiberizing machine are deposited directly around the point of convergence, which helps in the production of a single and homogeneous felt, it being understood that even in the absence of a central machine, two separate primitives must not be formed at the same reception module.
- FIG. 1 corresponds to the first embodiment of a reception according to the invention, for a glass wool production line comprising 4 fiber-drawing machines 1 arranged in the same row.
- These fiberizing machines 1 constituted for example by centrifuges rotating at high speed provided at their periphery with a large number of orifices through which the molten material - preferably glass - escapes in the form of filaments which are then drawn into fibers by a concentric gas stream, parallel to the axis of the centrifuge, emitted at high temperature and speed by an annular burner.
- fiberizing devices well known in the art can be used which all allow the formation of a core of fibers, centered on an axis, core formed by the drawing gases and especially the gases induced in very large quantities .
- the reception of the fibers - intended to separate them from the gases - is obtained by means of an endless band 3 permeable to gases driven continuously.
- a hood 4 laterally delimits the fiber collection zone.
- the gas suction is obtained by independent vacuum chambers 5.
- Each fiberizing machine 1 is associated here with a box 5.
- a steamroller 6 ensuring pressure on the felt at the reception output.
- the fiberizing machines 1 are all the more distant from each other as they are close to the outlet.
- the width of the endless band being fixed, there are thus collection areas with increasing surfaces Z1 ⁇ Z2 ⁇ Z3 ⁇ Z4.
- the increase in the distance between centers thus makes it possible not to increase - or at least to increase less - the values of depression in the boxes on the right situated in the area of heavy weights.
- FIG. 2 A variant of this embodiment is shown diagrammatically in FIG. 2.
- the respective increase L1, L2, L3 and L4 of the collection zones is obtained not in spreading the fiber-drawing machines (here 4 in number) in the direction of travel of the receiving strip, but by tilting the axis 2 of rotation of said machines by an angle ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ 3, the spacing E1 between the machines remaining constant.
- This variant of the invention can advantageously be implemented with an already existing production installation, without significant modification of the supply circuits of the molten glass.
- the number of fiberizing machines for a reception is equal to 3 or 4, so that for a large production line, two reception modules will be used.
- FIG. 3 corresponds to a production line comprising 8 fiber-drawing machines 1 distributed according to two modules conforming to FIG. 1. These 8 machines 21 are supplied with molten glass by pipes 22 from a central channel 23 at the outlet d 'an oven F. Two primitives 24, 25 are formed in parallel which are grouped together - by means of angle conveyors, not shown here, which reorient the primitives in the directions indicated by the arrows 26 - in a single felt 27, before to enter an E.
- Test No. 1 2 3 4 Number of machines 6 6 6 6 6 6 Minimum center distance mm 2000 1300 1500 1500 Max center distance mm 2000 1300 2000 2000 Head length No. 3 mm 2000 1300 2650 2650 Smoke flow (%) 100 83 103 104 Max depression (Pa) 13140 14960 4890 8140
- the base 100 of smoke flow corresponds in fact to a flow of drawing gas and induced gases of 365,450 Nm3 per hour.
- the first two tests correspond to traditional receptions with fiberizing machines also spaced every two meters, and suction lengths corresponding to these machines also constant, which means that in particular the 2 heads or end of line machines (3rd head relative to the direction of advance of the receiving conveyor belt) produce fibers received by a surface of the same dimension as that corresponding to the machines upstream.
- suction lengths corresponding to these machines also constant, which means that in particular the 2 heads or end of line machines (3rd head relative to the direction of advance of the receiving conveyor belt) produce fibers received by a surface of the same dimension as that corresponding to the machines upstream.
- Tests 3 and 4 correspond to the implementation of the invention according to the embodiment shown diagrammatically in FIG. 3, but with a line reduced to 6 fiberizing machines.
- the maximum vacuum level is only 4890 Pa - for a basis weight of 2500 g / m2 (test No. 3) and is although of 8140 Pa for a basis weight of 4000 g / m2 (Test No. 4), which remains a tolerable level.
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Abstract
Description
- L'invention a trait aux techniques de réception de fibres minérales dites d'isolation, notamment de fibres de verre, en vue de la séparation sous les machines de fibrage, des fibres et des gaz ambiants - notamment des gaz induits ou ayant servi à l'étirage de ces fibres - afin de fabriquer un matelas de laine minérale.
- Une étape importante de la fabrication des produits à base de fibres minérales telles des fibres de verre est celle de leur collecte sous les machines de fibrage. Cette opération a notamment pour but la séparation des fibres et des grandes quantités de gaz générées par le fibrage par les brûleurs et surtout par induction d'air. Cette séparation s'opère de façon bien connue par aspiration au travers d'un dispositif de réception perméable aux gaz et imperméable aux fibres.
- Un type de dispositif de réception courant dit réception à bandes est décrit par exemple dans le brevet US-A-3 220 812 où il est proposé de réceptionner les fibres provenant d'une série de machines de fibrage sur un convoyeur unique du type bande sans fin, perméable aux gaz et sous lequel est placé un caisson sous dépression ou mieux une pluralité de caissons sous dépression indépendants. Dans ce type de réception, les machines de fibrage peuvent être rapprochées jusqu'aux limites de leurs encombrements respectifs ce qui permet des lignes relativement courtes ; ce point n'étant pas négligeable si l'on sait que certaines lignes de production peuvent atteindre le nombre de 9 machines de fibrage ou plus, chaque machine de fibrage étant d'un diamètre de l'ordre de 600 mm par exemple. De plus, la seule limite inférieure au grammage (ou masse surfacique) du feutre produit est celle dictée par les problèmes de tenue mécanique, ce qui autorise donc la fabrication des produits les plus légers susceptibles d'être obtenus.
- Toutefois, l'obtention des produits lourds pose de nombreux problèmes - dans la suite de ce mémoire, on entend par produits lourds des produits dont le grammage est par exemple supérieur à 2,5 kg/m² s'agissant de produits en laine de verre dont le micronaire est de 3 pour 5 g, à l'exception des produits denses obtenus par moulage et pressage qui n'entrent pas directement dans le cadre de la présente invention. Cette difficulté d'obtention s'explique aisément par le fait que plus le matelas que l'on cherche à produire est lourd, plus la quantité de fibres qui se déposent sur une même surface de la bande sans fin est grande et donc plus grande est la résistance au passage des gaz. Pour compenser cette moindre perméabilité, on doit exercer une dépression plus grande qui a pour conséquence un écrasement du feutre par la pression des gaz, écrasement surtout sensible dans la partie inférieure du feutre qui correspond aux fibres récoltées en premier lieu. De ce fait, les performances mécaniques du produit surtout au niveau des reprises d'épaisseur après compression sont moins bonnes. La dégradation de la qualité du produit qui en résulte est bien sensible dès que la dépression doit être portée au-delà de 8000 à 9000 Pa, alors que dans certaines installations une dépression de plus de 10 000 Pa est déjà nécessaire pour des matelas dont le grammage est de 2500 g/m².
- Pour remédier à cet inconvénient, on peut certes n'aspirer que partiellement les gaz afin de limiter la dépression à une valeur n'endommageant pas le feutre, mais il se produit alors un phénomène de refoulement des fibres en direction des machines de fibrage. Outre qu'il nuit à un bon étirage, ce refoulement des gaz entraîne une augmentation de la température dans la hotte de fibrage et donc un risque de pré-gélification du liant, c'est-à-dire d'une polymérisation du liant alors que les fibres sont encore à l'état unitaire, ce qui lui ôte presque toute activité. De plus, ce refoulement peut provoquer la formation de mèches, c'est-à-dire d'ensembles denses de fibres agglomérées, qui nuisent à l'homogénéité du produit, à son aspect et abaissent sa résistance thermique.
- On peut également chercher à réduire la vitesse de passage des gaz au travers des feutres en écartant les machines de fibrage les unes des autres. Toutefois le gain réel est très faible car l'augmentation des dimensions de la hotte entraîne une augmentation de l'induction d'air et donc de la quantité d'air à aspirer.
- Dans une variante connue de la demande de brevet EP-A-102 385, il a été proposé de séparer la réception en deux parties recevant chacune les fibres produites par une machine de fibrage sur deux. La réception comporte alors deux convoyeurs orientés l'un vers l'autre, de façon à rassembler les deux demi-feutres formés. Ce type de réception présente l'avantage de fournir des produits d'un bel aspect extérieur du à la présence sur les deux faces de croûtes surencollées qui améliorent la tenue mécanique du produit. Toutefois, l'encombrement de la réception est plus grand que dans une réception traditionnelle et surtout il peut se produire pour les forts grammages un début de polymérisation du liant avant la réunion des demi-feutres qui amorce un délaminage du produit.
- Cette notion d'une subdivision des réceptions a été développée par ailleurs dans la publication US-A-4 120 676 qui propose d'associer à chaque machine de fibrage une unité de réception, la ligne de production étant ainsi conçue comme une juxtaposition de modules de base produisant chacun un feutre relativement mince, les différents feutres minces étant ultérieurement empilés pour ne plus former qu'un feutre de grande épaisseur.
- Cette conception modulaire permet de maintenir constantes les conditions de fibrage quelque soit le produit fabriqué. Toutefois, elle suppose que les produits les plus légers soient obtenus avec une ligne utilisée très largement en dessous de sa capacité théorique ce qui n'est guère intéressant du point de vue économique.
- Un autre exemple de modularisation des lignes de production de laine minérale est donné par les réceptions dites à tambours associées à un nappeur. Dans ce cas exemplifié par la publication US-A-2785728, la réception s'effectue sur des organes en rotation du type tambours. On prépare un primitif d'un faible grammage au moyen d'un dispositif de réception faisant face à une ou deux machines de fibrage, constitué d'une paire de tambours tournant en rotation inverse dont la surface perforée permet l'aspiration des gaz par des dispositifs idoines placés dans les tambours. Le primitif se forme entre les tambours et tombe selon un plan vertical avant d'être repris par le nappeur, c'est-à-dire un dispositif pendulaire qui le dépose en couches entrecroisées sur un convoyeur où on obtient le feutre du grammage élevé voulu.
- Ces conceptions modulaires des réceptions permettent en théorie de viser une gamme de produits bien plus large dans la mesure où on débute systématiquement par la production d'un feutre de faible grammage.
- Toutefois, cela suppose un investissement initial plus grand avec de plus la multiplication des équipements annexes (dispositifs d'aspiration et de lavage notamment). Par ailleurs, les moyens de cloisonnement des réceptions conduisent à un grand espacement des machines de fibrage et on en vient à des lignes de production exceptionnellement longues dès lors que l'on multiplie le nombre des machines de fibrage.
- De plus, les risques de délaminage et d'inhomogénéité du produit interdisent la production des feutres de plus faibles grammages. Ainsi un nappeur impose t-il un primitif d'au moins 100 g/m² en-dessous duquel sa résistance mécanique serait insuffisante notamment pour supporter les mouvements du pendule, et un nombre sutfisant de couches superposées - pour avoir une optimisation de la répartition avec en tout point du feutre un même nombre de couches.
- Par ailleurs, opérer systématiquement avec le même débit de masse fibrée revient certes à se placer dans des conditions favorisant la reproductibilité des paramètres du fibrage et par la même leur optimisation, mais c'est surtout se priver de l'extraordinaire capacité des machines de fibrage à fonctionner selon des débits de matière fibrée allant par exemple de 1 à 10.
- Enfin, à qualités de fibres égales, un produit est commercialisé à un prix moindre lorsque son grammage diminue. Il paraît donc peu judicieux de se placer alors justement dans le cas où la ligne produit les plus faibles tonnages.
- L'invention a pour but une conception nouvelle des réceptions d'unités de production de feutres en laine minérale, notamment en laine de verre, tendant à élargir la gamme des produits susceptibles d'être fabriqués par une même ligne de production ; cet élargissement de la gamme s'étendant à la fois vers les faibles et les forts grammages de manière à accroître la polyvalence de la ligne de production, tout en préservant ou même améliorant la qualité des produits obtenus. La gamme des produits fabriqués va par exemple de 300 g à 4000 g/m² ou plus en associant éventuellement un nappeur.
- L'invention propose un procédé de réception pour la séparation de fibres et de gaz produits par une pluralité de machines de fibrage en vue de l'obtention d'un matelas en laine minérale, procédé selon lequel les fibres sont collectées par aspiration des gaz, chaque machine de fibrage i ayant sa propre zone de collecte Zi, les fibres collectées dans les différentes zones de collecte Zi étant évacuées hors de la zone de collecte par une ou plusieurs zones Zi, ce procédé de réception se caractérisant par le fait que les surfaces des zones de collecte Zi sont croissantes dans le sens de l'augmentation des grammages sur lesdites bandes transporteuses.
- En d'autres termes, plus une machine de fibrage i est proche du lieu de formation finale, plus la zone de collecte Zi qui lui est affectée est grande, ce qui permet de compenser la plus grande résistance au passage des gaz due à la dépose sur les mêmes bandes transporteuses des fibres provenant des machines de fibrage plus éloignées.
- Avantageusement, on opère à taux de refoulement constant.
- Par taux de réfoulement, on entend le pourcentage de gaz non aspiré au niveau de la réception. De préférence, ce taux est nul, et ceci conformément à la revendication 1 même pour les machines de fibrage en aval de la ligne. Les surfaces de collecte sont de préférence délimitées d'un côté par les bandes transporteuses elles-mêmes qui forment de ce fait des bandes réceptrices. On compense l'augmentation de la résistance aux passages des gaz due à la dépose des fibres provenant de machines de fibrage en amont (toujours en considérant la ligne orientée dans le sens de défilement du primitif). Il doit être noté que les réceptions selon l'invention sont des réceptions communes à plusieurs machines de fibrage et de préférence à 3 ou plus machines de fibrage. Le nombre de réceptions par ligne de production n'excède donc généralement pas deux, ce qui permet d'éviter les inconvénients d'une modularisation excessive.
- Par contre, l'accroissement de la surface de collecte dans les zones de forts grammages permet de maintenir dans celles-ci des niveaux de dépression relativement faibles, par exempie avantageusement inférieurs à 4000 Pa, c'est-à-dire à un niveau bien inférieur au niveau pour lequel on observe les premiers dommages pour des fibres de grande qualité telles des fibres de verre dont le micronaire est par exemple de 3 pour 5 g.
- Avantageusement, on choisit d'opérer avec le même niveau de dépression pour toutes les surfaces de collecte. Autrement dit, on compense totalement d'une zone de collecte à l'autre, la moindre perméabilité du feutre imputable à l'épaisseur de feutre déjà déposée en provenance des autres machines de fibrage - et ceci sans nuire à l'aspiration, car comme indiqué au préambule n'aspirer qu'une partie des gaz conduirait à uu refoulement des fibres avec surtout la formation de mèches et donc l'obtention d'un produit de moins bonne qualité.
- La présente invention se limite plus particulièrement au cas des bandes transporteuses planes, utilisées dans la plupart des installations existantes à ce jour. Par bande plane, on entend plus précisément le fait que la partie de la bande transporteuse susceptible d'être recouverte par des fibres soit constituée par une portion de plan et ait une trajectoire horizontale. Il va de soi que la bande transporteuse a en fait une trajectoire fermée et est du type bande sans fin. Toutefois, sa partie "retour" ne joue pas de rôle direct dans la façon dont sont reçues les fibres. Si une seule bande est utilisée, l'augmentation du grammage correspond au sens de défilement de la bande transporteuse ; dans ce cas, on peut numéroter les n machines de fibrage de 1 à n, de sorte que les fibres issues de la première machine de fibrage soient les premières à se déposer sur la bande transporteuse. Selon l'invention i₁<i₂ implique Zi₁<Zi₂. Il faut noter qu'il n'est pas nécessaire que la courbe Z = f(i) soit strictement croissante, deux zones adjacentes - surtout si elles sont en amont, et correspondent à des grammages assez faibles -peuvent éventuellement avoir la même surface. Toutefois, il est préférable que cette augmentation des surfaces joue même pour les zones Zi ayant un petit indice.
- Selon un premier exemple de réalisation de l'invention, l'augmentation de la surface des zones Zi est obtenue par une augmentation des entraxes entre les machines de fibrage. Ainsi plus une machine est proche du lieu de formation finale du feutre, plus elle est éloignée de la ou des machines de fibrage adjacentes.
- Selon un second exemple de réalisation de l'invention, l'augmentation de la surface des zones Zi est obtenue en inclinant successivement les axes de rotation des machines de fibrage pour obtenir des points d'impact de plus en plus espaces sur la surface de collecte.
- L'augmentation des entraxes des machines de fibrage n'est pas en effet sans un certain nombre d'effets secondaires négatifs au nombre desquels figurent bien évidemment l'allongement de la ligne de production et surtout l'augmentation de la quantité d'air induit de sorte que l'agrandissement de la surface de collecte est pour partie compensée d'emblée par l'augmentation de la quantité d'air à aspirer.
- On peut également combiner inclinaison des machines de fibrage et augmentation des entraxes, ce qui permet d'éviter un trop grand allongement de la ligne ou une inclinaison très prononcée de la dernière machine de fibrage.
- De préférence les machines de fibrage sont réparties par groupes de par exemple 3 ou 4 formant autant de modules de réception que de groupes: à chaque module correspond ainsi un primitif et tous les primitifs formés sont ensuite rassemblés avant d'être conduits sous la forme d'un feutre unique dans l'étuve de polymérisation du liant. Généralement au plus deux modules de réception sont nécessaires même pour des lignes de production de fort tonnage. On a ainsi une modularisation de la réception, mais une modularisation qui se veut limitée dans des proportions beaucoup plus réduites que selon l'art antérieur.
- Selon les cas les modules de réception peuvent être disposée en série les uns à la suite des autres avec un seul canal d'alimentation en verre pour toutes les machines de fibrage ou en parallèle avec dans ce cas autant de canaux d'alimentation en verre fondu que de modules de réception. A la suite, le rassemblement des primitifs s'opèrent par superposition en couches parallèles ou en couches entrecroisées, le choix entre ces deux modes de superposition s'effectuant notamment en fonction des densités voulues pour les produits définitifs.
- Il peut être également avantageux de disposer pour chaque module de réception non d'une mais de deux bandes réceptrices convergentes se faisant face et symétriques l'une de l'autre, les fibres déposées sur l'une ou l'autre bande étant rassemblées en un feutre unique à l'extrémité commune des bandes réceptrices. Dans ce cas, le lieu de formation finale du feutre est situé au point de convergence des deux bandes réceptrices.
- Comme la puissance nécessaire à l'entraînement des bandes réceptrices est fonction de la masse de fibres déposées sur chacune d'elles, il est préférable de répartir le nombre des machines de fibrage en parts égales pour chaque bande réceptrice ce qui permet de simplifier la synchronisation des vitesses des deux bandes réceptrices, synchronisation nécessaire pour éviter que les deux primitifs formés ne glissent l'un sur l'autre. Si les machines de fibrage sont en nombre impair, la dernière machine de fibrage a de préférence une surface de collecte partagée entre deux bandes réceptrices, la symétrie du tore issu d'une machine de fibrage permettant une division en deux parties égales si on choisit de monter les bandes réceptrices de manière telle que leur plan de symétrie contienne l'axe de symétrie du tore de la machine centrale. Dans ce cas, les fibres produites par la machine de fibrage centrale se déposent directement autour du point de convergence, ce qui aide à la production d'un feutre unique et homogène, étant entendu que même en l'absence d'une machine centrale, on ne doit pas former deux primitifs distincts au niveau d'un même module de réception.
- D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention sont décrits ci-après en référence aux dessins annexés qui représentent :
- . figure 1 : un schéma de réalisation de l'invention pour une ligne à 4 machines de fibrage avec un extraxe croissant dans le sens de défilement de la bande réceptrice,
- . figure 2 : un schéma de réalisation de l'invention pour une ligne à 4 machines de fibrage avec des points d'impact croissants obtenus en inclinant progressivement les machines dans le sens du défilement de la bande réceptrice,
- . figure 3 : une vue en perspective d'une ligne comportant 6 machines de fibrage et deux modules de réception conformes à la figure 1, avec un assemblage des primitifs en parallèle,
- La figure 1 correspond au premier mode de réalisation d'une réception selon l'invention, pour une ligne de production de laine de verre comportant 4 machines de fibrage 1 disposées selon une même rangée. Ces machines de fibrage 1 constituées par exemple par des centrifugeurs tournant à grande vitesse munis à leur périphérie d'un grand nombre d'orifices par lesquels le matériau en fusion - de préférence du verre - s'échappe sous forme de filaments qui sont ensuite étirés en fibres par un courant gazeux concentrique, parallèle à l'axe du centrifugeur, émis à température et vitesse élevées par un brûleur annulaire. Eventuellement d'autres dispositifs de fibrage bien connus de l'art peuvent être utilisés qui tous permettent la formation d'un tore de fibres, centrées sur un axe, tore formé par les gaz d'étirage et surtout les gaz induits en très grande quantité.
- La réception des fibres - destinée à séparer celles-ci des gaz - est obtenue au moyen d'une bande sans fin 3 perméable aux gaz entraînée en continu. Une hotte 4 délimite latéralement la zone de collecte des fibres. L'aspiration des gaz est obtenue par des caissons 5 sous dépression, indépendants. A chaque machine de fibrage 1 est ici associé un caisson 5. On retrouve ici les éléments bien connus d'une réception traditionnelle à bande, un rouleau compresseur 6 assurant une pression sur le feutre en sortie de réception.
- Conformément à l'invention, les machines de fibrage 1 sont d'autant plus distantes l'une de l'autre qu'elles sont proches de la sortie. On a ainsi de gauche à droite des écartements E₁, E₂ et E₃ avec E₁ < E₂ ∼ E₃, correspondant à des caissons de longueurs L₁, L₂, L₃ et L₄ telles que L₁ < L₂ < L₃ < L₄. La largeur de la bande sans fin étant fixe, on a bien ainsi des zones de collecte à surfaces croissantes Z₁ < Z₂ < Z₃ < Z₄. L'augmentation des entraxes permet ainsi de ne pas augmenter - ou au moins de moins augmenter - les valeurs de dépression dans les caissons de droite situés dans la zone des forts grammages.
- Il a été proposé une réception comportant autant de caissons que de machines de fibrage mais dans la mesure où l'invention permet une homogénéisation des valeurs de dépression, on peut bien sûr sans sortir du cadre de l'invention utiliser des caissons communs à plusieurs machines de fibrage. A la limite, on peut n'utiliser qu'un seul caisson pour toute la rangée de machines 1.
- Une variante de ce mode de réalisation est schématisée à la figure 2. Dans ce cas, l'accroissement respectif L₁, L₂, L₃ et L₄ des zones de collectes est obtenu non en écartant les machines de fibrage (ici au nombre de 4) dans le sens de défilement de la bande réceptrice, mais en inclinant l'axe 2 de rotation desdites machines d'un angle α₁<α₂<α₃, l'entraxe E₁ entre les machines restant constant.
- Cette variante de l'invention peut avantageusement être mise en oeuvre avec une installation de production déjà existante, sans modification importante des circuits d'amenée du verre fondu.
- De préférence, le nombre de machines de fibrage pour une réception est égale à 3 ou 4, de sorte que pour une ligne de production importante, deux modules de réception seront utilisés.
- La figure 3 correspond à une ligne de production comportant 8 machines 1 de fibrage réparties selon deux modules conformes à la figure 1. Ces 8 machines 21 sont alimentées en verre fondu par des canalisations 22 à partir d'un canal central 23 à la sortie d'un four F. On forme en parallèle deux primitifs 24, 25 qui sont regroupés - grâce à des convoyeurs d'angle, ici non représentés, qui réorientent les primitifs dans les sens indiqués par les flèches 26 - en un seul feutre 27, avant de pénétrer dans une étuve E.
- Les performances des réceptions conformes au procédé selon l'invention ressortent des résultats rassemblés au tableau ci après :
Essai n o 1 2 3 4 Nombre de machines ₆ ₆ ₆ ₆ Entraxe mini mm 2000 1300 1500 1500 Entraxe maxi mm 2000 1300 2000 2000 Longueur tête n o 3 mm ₂₀₀₀ ₁₃₀₀ ₂₆₅₀ ₂₆₅₀ Débit fumée (%) 100 83 103 104 Depression maxi (Pa) ₁₃₁₄₀ ₁₄₉₆₀ ₄₈₉₀ ₈₁₄₀ - Ces essais ont été effectués sur une ligne de production comportant 6 machines de fibrage de type centrifugeur avec un débit de 20 tonnes par jour de verre fondu, ces machines de fibrage étant montées en parallèle et formant deux réceptions indépendantes produisant chacune un primitif, les deux primitifs étant rassemblés par superposition en couches parallèles (figure 3 ).
- La base 100 de débit des fumées correspond en fait à un débit de gaz d'étirage et de gaz induits de 365 450 Nm³ par heure.
- Les deux premiers essais correspondent à des réceptions traditionnelles avec des machines de fibrage également espacées tous les deux mètres, et des longueurs d'aspiration correspondant à ces machines également constantes, ce qui signifie qu'en particulier les 2 têtes ou machines de bout de ligne (3ème tête par rapport à la direction d'avancée de la bande convoyeuse réceptrice) produisent des fibres reçues par une surface de même dimension que celle correspondant aux machines en amont. Pour aspirer toutes les fumées (taux de refoulement nul), il est alors nécessaire de disposer de niveaux de dépression très importants (respectivement égaux à 13140 et 14960 Pa dans les cas étudiés ; ces valeurs correspondent à un grammage de 2500 g/m² pour le matelas final en laine de verre).
- Comme indiqué au préambule de notre demande, de tels niveaux de dépression sont suceptibles d'entraîner des dommages notamment au niveau des qualités mécaniques des produits isolants. Par ailleurs, la comparaison des essais 1 et 2 montrent bien la difficulté de construire une ligne compacte, avec des machines de fibrage peu espacées.
- Les essais 3 et 4 correspondent à la mise en oeuvre de l'invention selon l'exemple de réalisation schématisé à la figure 3, mais avec une ligne réduite à 6 machines de fibrage.
- L'augmentation des entraxes permet d'obtenir une longueur d'aspiration dans la zone de plus fort grammage bien supérieure à celle des exemples précédents. Dans ces conditions, le niveau maximum de dépression n'est que de 4890 Pa - pour un grammage de 2500 g/m² (essai no 3) et n'est encore que de 8140 Pa pour un grammage de 4000 g/m² (essai no 4), ce qui reste un niveau tolérable.
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