FR2707306A1

FR2707306A1 - Fabric expander for finishing and processing machine.

Info

Publication number: FR2707306A1
Application number: FR9308447A
Authority: FR
Inventors: Vogrin Erwin
Original assignee: WELKER FILS SARL EXPL; WELKER FILS SARL EXPL ETS; Process Vogrin SA Innovation
Current assignee: WELKER FILS SARL EXPL; WELKER FILS SARL EXPL ETS; Process Vogrin SA Innovation
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1995-01-13
Anticipated expiration: 2013-07-06
Also published as: FR2707306B1; EP0638683A3; EP0638683A2

Abstract

La présente invention concerne un élargisseur de tissu pour machine d'ennoblissement et de traitement, pourvu d'embouts présentant une étanchéité améliorée qui assurent une longue durée de service. L'élargisseur comporte un arbre fixe courbe (1), portant une rangée de rouleaux rotatifs (5) entourés par une enveloppe tubulaire (8) en caoutchouc, dont chaque extrémité (18) est fixée sur une surface conique (19) d'un embout rotatif (7). Le corps (11) de l'embout est monté sur un roulement à billes (12) et comporte un presse-étoupe (25) assurant son étanchéité sur l'arbre (1). Pendant la rotation, cette étanchéité est considérablement améliorée par une couronne d'ailettes (31) créant un écoulement centrifuge de fluide devant l'entrée de la surface du joint entre l'embout et l'arbre. Ceci permet à l'élargisseur de fonctionner longtemps dans des liquides agressifs. Un tel élargisseur de tissu est utilisable en particulier dans tout bain de traitement et d'ennoblissement de tissu.The present invention relates to a fabric expander for finishing and processing machine, provided with end caps with improved sealing which provide long service life. The expander comprises a curved fixed shaft (1), carrying a row of rotating rollers (5) surrounded by a tubular casing (8) of rubber, each end (18) of which is fixed on a conical surface (19) of a rotating nozzle (7). The body (11) of the end piece is mounted on a ball bearing (12) and comprises a stuffing box (25) sealing it against the shaft (1). During rotation, this seal is considerably improved by a ring of fins (31) creating a centrifugal flow of fluid in front of the entrance to the surface of the seal between the end piece and the shaft. This allows the expander to operate for a long time in aggressive liquids. Such a fabric expander can be used in particular in any treatment and fabric finishing bath.

Description

ELARGISSEUR DE TISSU POUR MACHINE D'ENNOBLISSEMENT ETFABRIC EXTENSIONER FOR MACHINE ENNOBLISSEMENT AND

DE TRAITEMENTTREATMENT

La présente invention concerne un élargisseur de tissu pour machine d'ennoblissement et de traitement, notamment pour teinture par immersion dans un bain de liquide tinctorial, comportant un arbre fixe à profil longitudinal courbe ou polygonal, une rangée de rouleaux rotatifs sensiblement coaxiaux audit arbre et montés au moyen de paliers pour former un support tubulaire rotatif, une enveloppe tubulaire souple et étanche entourant le support tubulaire, et deux embouts rotatifs étanches fixés aux deux extrémités de l'enveloppe tubulaire et supportés par l'arbre, chaque embout rotatif étant pourvu d'au moins un roulement et de moyens d'étanchéité. Dans les élargisseurs de tissu de ce genre, qui peuvent être immergés ou non dans les liquides employés dans les machines d'ennoblissement et de traitement, une fonction importante des deux embouts rotatifs consiste à assurer l'étanchéité aux deux extrémités The present invention relates to a fabric expander for finishing and treatment machines, especially for immersion dyeing in a bath of dye liquid, comprising a fixed shaft with a curved or polygonal longitudinal profile, a row of rotary rollers substantially coaxial with said shaft and mounted by means of bearings to form a rotatable tubular support, a flexible and tight tubular casing surrounding the tubular support, and two sealed rotary nozzles attached to both ends of the tubular casing and supported by the shaft, each rotary end being provided with at least one bearing and sealing means. In such fabric expansions, which may or may not be immersed in the liquids used in the finishing and processing machines, an important function of the two rotary tips is to seal at both ends.

de l'enveloppe tubulaire souple, qui est généralement en caoutchouc. flexible tubular casing, which is usually made of rubber.

Il s'agit d'éviter que les liquides de traitement puissent pénétrer à l'intérieur de l'enveloppe et atteindre les éléments en acier qu'elle contient, notamment l'arbre, les rouleaux et surtout les roulements à billes, car les liquides en question sont généralement chauds et agressifs. Il s'agit notamment de liquides tinctoriaux acides, de solvants, de solutions de soude, etc. Selon la construction habituellement connue, les embouts d'un élargisseur de tissu ont un corps rotatif en métal ou en matière synthétique, emboîtés dans l'enveloppe tubulaire en caoutchouc dont l'extrémité est fixée autour du corps de l'embout par serrage au moyen d'un collier. Ce mode de fixation tend à créer des plis dans l'enveloppe et en outre le caoutchouc a tendance à glisser peu à peu dans le collier, à cause de la traction alternée due à la courbure longitudinale de l'élargisseur. L'étanchéité le long de l'arbre fixe est assurée, à l'intérieur de l'embout, par un joint torique qui tourne en glissant sur l'arbre. Ce dispositif d'étanchéité se dégrade assez vite dans les conditions sévères dans lesquelles travaillent les élargisseurs et finit par laisser suinter du liquide à l'intérieur, même lorsque l'élargisseur ne travaille pas en immersion. Il en résulte non seulement de la corrosion, mais aussi des problèmes de teinte, par mélange des résidus de l'ancienne teinture avec la nouvelle lors des changements de couleur. On doit alors démonter et rincer l'élargisseur à chaque changement du bain de teinture. D'une manière générale, dans l'état de la technique, la durée de service d' un tel embout ne dépasse pas environ 1000 heures de fonctionnement, après quoi les embouts doivent être changés intégralement, ce qui est coûteux en matériel, en main-d'oeuvre et This is to prevent the treatment liquids can penetrate inside the envelope and reach the steel elements it contains, including the shaft, the rollers and especially the ball bearings, because the liquids in question are usually hot and aggressive. These include acid dye liquids, solvents, soda solutions, etc. According to the generally known construction, the ends of a fabric expander have a rotating body made of metal or plastic, nested in the tubular rubber casing whose end is fixed around the body of the endpiece by clamping by means of of a necklace. This method of attachment tends to create folds in the envelope and in addition the rubber tends to slip gradually in the collar, because of the alternating traction due to the longitudinal curvature of the expander. Sealing along the fixed shaft is provided, inside the tip, by an O-ring which rotates sliding on the shaft. This sealing device is degraded quite quickly in the harsh conditions in which the expander works and finally let out liquid inside, even when the expander does not work in immersion. This results not only in corrosion, but also color problems, by mixing the residues of the old dye with the new color changes. It is then necessary to disassemble and rinse the expander at each change of the dye bath. In general, in the state of the art, the service life of such a nozzle does not exceed about 1000 hours of operation, after which the endpieces must be completely changed, which is expensive in equipment, in hand -work and

en temps d'immobilisation.in downtime.

La présente invention a pour but de perfectionner un élargisseur de ce genre et de réaliser une économie sur les frais d'exploitation de la machine, en dotant 1' élargisseur d' embouts d'extrémité qui assurent une meilleure étanchéité et ont une plus longue durée de service que les embouts traditionnels, avec des opérations de The present invention aims to improve such a expander and save money on the operating costs of the machine, providing 1 'expander end caps that provide a better seal and have a longer life of service than traditional tips, with

maintenance qui sont simples et peu coûteuses. maintenance which are simple and inexpensive.

Selon l'invention, ce but est rempli par un élargisseur du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité de chaque embout rotatif comportent un presse-étoupe, situé entre le roulement et une extrémité extérieure de l'embout, et une couronne d'ailettes disposée sur ladite extrémité extérieure à proximité de l'arbre pour chasser radialement par effet centrifuge According to the invention, this object is filled by an expander of the type indicated in the preamble, characterized in that the sealing means of each rotary endpiece comprise a stuffing box, located between the bearing and an outer end of the endpiece, and a fin ring disposed on said outer end near the shaft for centrifugal centrifugal removal

tout fluide en contact avec ladite extrémité extérieure. any fluid in contact with said outer end.

Cette construction des embouts d'étanchéité est doublement avantageuse par rapport à l'art antérieur, d'une part du point de vue de l'efficacité de l' étanchéité le long de l'arbre et d'autre part du point de vue de la maintenance. Quand l'élargisseur est à l'arrêt, le presse-étoupe assure à lui seul une étanchéité tout à fait suffisante. Quand il tourne, spécialement en immersion dans un liquide de traitement, la couronne d'ailettes crée un courant centrifuge de liquide qui abaisse la pression à l'entrée du joint entre l'embout et l'arbre, donc aussi la pression s'exerçant au niveau du presse-étoupe. En outre, le presse-étoupe peut facilement être démonté et extrait axialement de l'embout pendant que celui-ci reste en place, c'est-à-dire que l'on n'a pas besoin de toucher à son roulement, ni à sa fixation étanche à l'enveloppe tubulaire souple This construction of the sealing caps is doubly advantageous with respect to the prior art, on the one hand from the point of view of the effectiveness of the sealing along the shaft and on the other hand from the point of view of maintenance. When the expander is at a standstill, the cable gland alone provides a completely sufficient seal. When it turns, especially in immersion in a treatment liquid, the crown of fins creates a centrifugal current of liquid which lowers the pressure at the entrance of the seal between the tip and the shaft, therefore also the pressure exerted at the stuffing box. In addition, the gland can easily be disassembled and extracted axially from the nozzle while it remains in place, that is to say that one does not need to touch the bearing, nor to its waterproof fastening to the flexible tubular casing

pour les opérations d'entretien.for maintenance operations.

Lesdites ailettes peuvent avoir avantageusement des génératrices rectilignes parallèles à l'arbre, de sorte qu'elles sont faciles à fabriquer. De préférence, chacune des ailettes a un profil radial Said fins may advantageously have straight generatrices parallel to the shaft, so that they are easy to manufacture. Preferably, each of the fins has a radial profile

incliné par rapport à une direction radiale de la couronne d'ailettes. inclined relative to a radial direction of the fin ring.

De préférence, la couronne d'ailettes est disposée sur une face frontale extérieure d'un écrou du presse-étoupe. Cet écrou du presse-étoupe peut comporter, en regard de l'arbre, une surface cylindrique d'étanchéité, pourvue d'au moins une rainure annulaire Preferably, the ring of fins is disposed on an outer end face of a nut of the gland. This gland nut may comprise, facing the shaft, a cylindrical sealing surface provided with at least one annular groove

contenant un joint torique appliqué sur l'arbre. containing an O-ring applied to the shaft.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, chaque embout a un corps annulaire dans lequel sont montés son roulement et son presseétoupe, ledit corps ayant une surface périphérique d' étanchéité sur laquelle l'extrémité correspondante de l'enveloppe In a preferred embodiment of the invention, each end has an annular body in which are mounted its bearing and its stuffing box, said body having a peripheral sealing surface on which the corresponding end of the envelope

tubulaire souple est pressée par des moyens de serrage. flexible tubular is pressed by clamping means.

De préférence, ladite surface périphérique d'étanchéité est divergente en direction de l' extrémité extérieure de l'embout, de sorte que 1' extrémité de l'enveloppe tubulaire souple est évasée par ladite surface. Les moyens de serrage peuvent comporter un manchon de serrage agencé pour être vissé axialement sur un filetage périphérique du corps et pourvu d'une surface intérieure d'appui ou d'une bague ayant une telle surface, en regard de ladite surface périphérique d'étanchéité du corps. De préférence, ladite surface périphérique d'étanchéité et ladite surface d'appui sont Preferably, said peripheral sealing surface is divergent towards the outer end of the nozzle, so that the end of the flexible tubular casing is flared by said surface. The clamping means may comprise a clamping sleeve arranged to be screwed axially onto a peripheral thread of the body and provided with an inner bearing surface or a ring having such a surface, opposite said peripheral sealing surface. from the body. Preferably, said peripheral sealing surface and said bearing surface are

coniques et sensiblement parallèles l'une à l'autre. conical and substantially parallel to each other.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention Other features and advantages of the present invention

apparaîtront dans la description suivante d'un exemple de will appear in the following description of an example of

réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en élévation partiellement coupée d'un élargisseur de tissu selon l'invention, - la figure 2 est une vue détaillée et agrandie de la zone indiquée par la flèche II de la figure 1, et - la figure 3 est une vue frontale de l'embout suivant la flèche III embodiment, with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a schematic elevational view partially cut away of a fabric expander according to the invention - Figure 2 is a detailed and enlarged view of the area indicated by the arrow II of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view of the endpiece along the arrow III

de la figure 2.of Figure 2.

L'élargisseur de tissu représenté schématiquement dans la figure 1 comporte un arbre cylindrique fixe 1 incurvé longitudinalement et monté par des supports 2 sur un bâti 3 d'une enceinte 4 d'une machine de teinture. Des rouleaux 5 sont montés de manière rotative The fabric expander shown schematically in Figure 1 comprises a fixed cylindrical shaft 1 longitudinally curved and mounted by supports 2 on a frame 3 of a chamber 4 of a dyeing machine. Rollers 5 are rotatably mounted

sur l'arbre 1, au moyen de paliers 6 et de deux embouts rotatifs 7. on the shaft 1, by means of bearings 6 and two rotating endpieces 7.

Ces rouleaux forment un support tubulaire à profil longitudinal polygonal, qui est revêtu d'une enveloppe tubulaire souple 8 dont les extrémités sont fixées aux embouts 7 d'une manière étanche. Le tissu à traiter (non représenté) passe sur le côté convexe de l'élargisseur, qu'il entraîne en rotation par friction sur l'enveloppe 8. La construction d'ensemble et le fonctionnement d'un tel élargisseur sont bien connus et n'ont pas besoin d'être décrits plus These rollers form a tubular support polygonal longitudinal profile, which is coated with a flexible tubular casing 8 whose ends are fixed to the end caps 7 in a sealed manner. The fabric to be treated (not shown) passes on the convex side of the expander, which it rotates by friction on the envelope 8. The overall construction and the operation of such an expander are well known and can do not need to be described anymore

en détail ici.in detail here.

La figure 2 représente un des embouts 7 de l'élargisseur de tissu selon l'invention. Cet embout comporte un corps annulaire métallique 11 traversé par une extrémité rectiligne de l'arbre fixe 1 et supporté par celui-ci par un roulement à billes 12. Pour être bloqué axialement, le roulement 12 est monté sur une douille 13 et calé entre un épaulement 14 de cette douille et une bague de retenue 15, la douille et la bague étant bloquées au moyen d'une ou plusieurs vis 16 engagées dans l'arbre 1. Dans cette zone, le corps 11 présente une extrémité biseautée 17 sur laquelle est emboîtée l'extrémité correspondante du premier rouleau 5 entouré de l'enveloppe tubulaire en caoutchouc 8. L' extrémité 18 de cette enveloppe est évasée par application sur une surface conique d' étanchéité 19 du corps 11, o elle est pressée au moyen d'un manchon extérieur fileté 20 pourvu d'une bague intérieure 21 ayant une surface conique 22 parallèle à la surface 19. Le serrage s'effectue par déplacement axial du manchon 20 sur un filetage FIG. 2 represents one of the end pieces 7 of the fabric expander according to the invention. This endpiece comprises a metal annular body 11 traversed by a rectilinear end of the fixed shaft 1 and supported by the latter by a ball bearing 12. To be locked axially, the bearing 12 is mounted on a sleeve 13 and wedged between a shoulder 14 of this sleeve and a retaining ring 15, the sleeve and the ring being locked by means of one or more screws 16 engaged in the shaft 1. In this zone, the body 11 has a beveled end 17 on which is the end of the first roller 5 surrounded by the tubular rubber casing 8 is engaged. The end 18 of this casing is flared by application on a conical sealing surface 19 of the body 11, where it is pressed by means of a threaded outer sleeve 20 provided with an inner ring 21 having a conical surface 22 parallel to the surface 19. The clamping is effected by axial displacement of the sleeve 20 on a thread

périphérique 23 du corps 11.peripheral 23 of the body 11.

L'étanchéité entre le corps 11 et l'arbre 1 est assurée essentiellement du côté extérieur du corps, c'est-à-dire du côté de l'extrémité de l'arbre 1, au moyen d'un dispositif démontable à presse- étoupe 25. Ce presse-étoupe comporte par exemple deux garnitures 26 en forme de disque, logées dans un alésage cylindrique du corps 11, et un écrou de serrage 27 engagé dans un filetage 28 dudit alésage. Des trous borgnes 29 (figure 3) sont ménagés sur la face frontale extérieure 30 du l'écrou 27 pour The seal between the body 11 and the shaft 1 is provided essentially on the outside of the body, that is to say on the side of the end of the shaft 1, by means of a detachable press-on device. This gland comprises, for example, two disc-shaped gaskets 26 housed in a cylindrical bore of the body 11, and a clamping nut 27 engaged in a thread 28 of said bore. Blind holes 29 (FIG. 3) are formed on the outer end face 30 of the nut 27 for

pouvoir le faire tourner au moyen d'une clé appropriée. be able to rotate it with a suitable key.

Par ailleurs, cette face 30 de l'écrou 27 porte une couronne d'ailettes axiales 31 qui sont disposées en biais par rapport aux plans radiaux de l'écrou, de préférence sous un angle d'environ , pour avoir un effet de turbine centrifuge quand l'embout 7 tourne autour de l'arbre 1 dans le sens de la flèche A de la figure 3. Chaque ailette 31 possède un bord avant biseauté 32 à proximité de l'arbre 1. Ainsi, lorsque l'élargisseur tourne selon la flèche A, la couronne d'ailettes 31 crée un rapide écoulement centrifuge de tout fluide (gazeux ou liquide) susceptible de se trouver le long de cet arbre. En particulier lorsque cette partie de l'élargisseur est immergée, la vitesse de l'écoulement ainsi créé conduit à une très faible pression dynamique à l'entrée de la surface de joint entre l'écrou rotatif 27 et l'arbre fixe 1, empêchant ainsi le liquide de pénétrer dans le joint. Accessoirement, le même phénomène a l'avantage de brasser le liquide et de prévenir d' éventuels dépôts Furthermore, this face 30 of the nut 27 carries a ring of axial fins 31 which are arranged at an angle to the radial planes of the nut, preferably at an angle of approximately, to have a centrifugal turbine effect when the tip 7 rotates about the shaft 1 in the direction of the arrow A of Figure 3. Each fin 31 has a beveled front edge 32 near the shaft 1. Thus, when the expander rotates according to the arrow A, the ring of fins 31 creates a rapid centrifugal flow of any fluid (gaseous or liquid) may be located along this shaft. In particular when this part of the expander is immersed, the speed of the flow thus created leads to a very low dynamic pressure at the inlet of the joint surface between the rotary nut 27 and the fixed shaft 1, preventing thus the liquid to penetrate into the joint. Incidentally, the same phenomenon has the advantage of brewing the liquid and preventing possible deposits

sur l'arbre ou sur l'embout.on the tree or on the tip.

Quand l'élargisseur ne tourne pas, le presse-étoupe 25 assure une étanchéité suffisante. On peut néanmoins prévoir un ou plusieurs joints toriques 33 sur la surface intérieure cylindrique de l'écrou 27. La présence de ces joints, ainsi que celle des ailettes 31, permet de réduire la force de serrage des garnitures 26 du presse-étoupe When the expander does not rotate, the gland 25 provides a sufficient seal. However, it is possible to provide one or more O-rings 33 on the cylindrical inner surface of the nut 27. The presence of these seals, as well as that of the fins 31, makes it possible to reduce the clamping force of the gland packing gaskets 26.

et donc de prolonger leur durée de vie, sans perte d'étanchéité. and therefore extend their life without loss of sealing.

Dans la figure 2, on voit qu'il est possible de changer facilement les garnitures 26 du presse-étoupe 25 si elles sont usées, en dévissant simplement l'écrou 27, sans qu'il soit nécessaire de démonter aucun autre élément de l'embout 7. On réalise ainsi non seulement une économie sur le coût des pièces à changer, mais également sur la main-d'oeuvre pour les travaux d'entretien et sur les durées d'immobilisation de l'élargisseur. Des essais ont montré que la durée de service d'un tel embout est largement supérieure à celle d'un embout à joints toriques selon l'art antérieur. En particulier, le roulement 12 est beaucoup mieux protégé contre la corrosion, grâce In Figure 2, it is seen that it is possible to easily change the packing 26 of the gland 25 if they are worn, by simply unscrewing the nut 27, without the need to disassemble any other element of the 7. This not only saves on the cost of the parts to be changed, but also on the labor for the maintenance work and on the immobilization periods of the expander. Tests have shown that the service life of such a nozzle is much greater than that of an O-ring tip according to the prior art. In particular, the bearing 12 is much better protected against corrosion, thanks to

à une étanchéité plus efficace.to a more effective seal.

La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais s' étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. En particulier, le mode de fixation de l'enveloppe souple 8 sur l'embout 7 pourrait être différent et la surface d'étanchéité 19 entre ces deux éléments 3 0 pourrait avoir une autre configuration, par exemple avec des bourrelets annulaires qui "mordent" dans le caoutchouc de l'enveloppe. The present invention is not limited to the embodiment described above, but extends to any modification or variation obvious to a person skilled in the art. In particular, the mode of attachment of the flexible envelope 8 to the tip 7 could be different and the sealing surface 19 between these two elements 30 could have another configuration, for example with annular beads that "bite" in the rubber of the envelope.

Claims

claims

1. Tissue enlarger for finishing and treatment machines, especially for immersion dyeing in a dye liquid bath, comprising a fixed shaft (1) with a curved or polygonal longitudinal profile, a row of substantially coaxial rotary rollers (5). to the shaft and mounted by means of bearings to form a rotatable tubular support, a flexible and tight tubular casing (8) surrounding the tubular support, and two sealed rotating end-pieces (7) fixed to both ends of the flexible tubular casing and supported by the shaft, each rotary end being provided with at least one bearing and sealing means, characterized in that the sealing means of each rotary end (7) comprise a gland (25), located between the bearing (12) and an outer end of the nozzle, and a ring of fins (31) disposed on said outer end near the shaft (1) to radially expel effect

centrifuge any fluid in contact with said outer end.

Tissue extender for finishing and processing machine according to claim 1, characterized in that said

fins (31) have straight generatrices parallel to the shaft.

Fabric expander for a finishing and processing machine according to claim 2, characterized in that each of the fins (31) has a radial profile inclined with respect to a

radial direction of the fin crown.

4. fabric expander for finishing and processing machine according to claim 1, characterized in that the fin ring (31) is arranged on a front face.

outer of a nut (27) of the gland (25).

Fabric expander for finishing and processing machine according to claim 4, characterized in that the nut (27) of the gland has a cylindrical sealing surface opposite the shaft (1). provided with at least one groove

annular ring containing an O-ring (33) applied to the shaft.

6. Fabric enlarger for ennobling machine and

treatment according to one of the preceding claims, characterized in

that each end piece (7) has an annular body (11) in which are mounted its bearing (12) and its gland (25), said body having a peripheral sealing surface (19) on which the corresponding end (18) of the flexible tubular casing (8)

is pressed by clamping means (20-23).

Fabric expander for a finishing and processing machine according to claim 6, characterized in that said peripheral sealing surface (19) is divergent towards the outer end of the nozzle, so that the end (18) of

the flexible tubular casing is flared by said surface.

Fabric expander for finishing and processing machine according to claim 6, characterized in that the clamping means comprise a clamping sleeve (20) arranged to be screwed axially onto a peripheral thread (23) of the body (11). ) and provided with an inner bearing surface (22) or a ring (21) having such a surface, facing said peripheral surface

sealing (19) of the body.

Fabric spreader for finishing and processing machine according to claim 8, characterized in that said peripheral sealing surface (19) and said bearing surface (22).

are conical and substantially parallel to each other.