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" Procédé de carbonisation des matières cellulosiques étrangères contenues dans une matière fibreuse ".
La présente invention est relative au traitement de fibres textiles à l'effet d'en séparer les matières étrangères de nature organique ou végétale . Elle se rapporte, en particulier, à la séparation de' matières organiques ou végétales de toute type de laine, telle que la laine brute, les déchets de laine connus sous le nom de shoddy et de laine mungo , les mélanges de laine etc.. La laine brute contient des substances cellulosi- ques naturelles, telles que des chènevottes et des char- dons, tandis que la laine traitée contient souvent des substances cellulosiques, telles que des fils de coton ou de rayonne .
Il est souvent souhaitable de séparer ces matières étrangères de la laine et d'autres fibres .
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animales similaires, par une opération connue sous la dénomination de " carbonisation acide", grâce à la- quelle les matières étrangères de nature organique ou végétale, sont amenées dans un état permettant de les séparer facilement des fibres.
La présente invention a pour objet principal un procédé approprié pour carboniser des fibres.
L'invention a encore pour objet d'améliorer la pénétration de chaleur dans les fibres humidifiées par un acide et de concentrer le chauffage sur les impu- retés cellulosiques, que l'on cherche à séparer des fibres.
D'autres objets de l'invention consistent à accroître l'efficacité du procédé de carbonisation, à carboniser les matières étrangères extrêmement rapide- ment et à des températures relativement élevées, sans endommager les fibres, et à conserver aux fibres, qui sont soumises à l'opération de carbonisation, leurs propriétés de feutrage.
L'invention a encore pour objets, d'une part, un dispositif pour recarboniser des fibres carbonisées, en vue d'éliminer aussi complètement que possible toutes les particules de chènevottes de chardons, etc., qui n'aurait pas été suffisamment affectées durant l'opéra- tion de carbonisation initiale, et, d'autre part, un dispositif mécanique pour convertir la partie restante non pulvérisée des matières étrangères contenues dans les fibres carbonisées en poussière .
D'autres objets de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante .
Le demandeur a découvert que les matières cellulosi- ques étrangères contenues dans une matière fibreuse pou- vaient en être très efficacement séparées en acidifiant
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les fibres et en les soumettant à ltaction d'un champ électrique à haute fréquence agencé pour carboniser les matières cellulosiques étrangères qui s'y trouvent. Afin d'adapter cette méthode auxùexigences de la production en masse, on déplace, de façon pratiquement continue,les fibres à carboniser à travers un champ électrique à haute fréquence .
A cet effet, on transforme, de préfé- rence, les fibres en une mince couche de fibres lâches d'une épaisseur inférieure à un demi pouce et, tandis qu'elles se trouvent dans cet état, on déplace les fibres, de façon pratiquement continue, à travers le champ élec- trique à haute fréquence . Un champ électrique à haute fréquence est capable de pénétrer dans des substances à chauffer et de produire un chauffage de celles-ci en des points éloignés de leur surface . En raison du fait que le chauffage diélectrique possède eette proprié- té de pénétration, il s'est avéré avantageux de carboniser les fibres dans un champ électrique à haute fréquence, en des couches extrêmement minces, telles que celles qui sont produites par cardage dans une machine à carder.
Les dessins ci-annexés illustrent des formes de réalisation du procédé faisant l'objet de la présente invention.
Dans ces dessins :
La Fig. 1 est, après coupe transversale partielle, une vue en élévation latérale schématique. d' un système de nettoyage et de carbonisation de la laine suivant l'invention, et
Les Figs. 2 et 2a sont, après coupe,transversale partielle, des vues en élévation latérales schématiques d'un autre système de nettoyage et de carbonisation de la laine, suivant la présente invention, la Fig. 2
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montrant une extrémité du dit autre système et la Fig. 2a, l'autre extrémité de celui-ci.
La Fig. 1 illustre un procédé pour carboniser les matières organiques renfermées dans des fibres en deux stades ou phases consécutives, l'une précédant le cardage et l'autre ayant lieu après le cardage . Suivant ce procédé particulier, une mince bande de fibres lâches précarbonisées est formée sur le cylindre de cardage 3.
La précarbonisation a pour effet de réduire une quantité importante de matières cellulosiques étrangères à un état plus ou moins pulvérulent . Si des fibres précarbo- nisées sont subséquemment traitées dans la machine à carder, où leur relation ou disposition , l'une par rap- port à l'autre,est réagencée, on obtient la séparation des matières cellulosiques étrangères carbonisées.
Après cardage et avant d'être soumise à une action de broyage entre les cylindres 8 d'une machine à broyer, la bande cardée est soumise à un second traitement thermique Ce second traitement thermique a un double but . D'abord, il est probable que les matières cellulosique étrangères résiduelles, qui n'ont pas été carbonisées, seront carbonisées durant ce second traitement thermique de la bande de fibres et ensuite que ce traitement thermique provoquera le ramollissement et/ou la fusion da certaines matières -étrangères telles, par exemple, que le gou- dron , qui, dans cet état , tendra à adhérer aux surfaces des cylindres broyeurs 8 et pourra être séparé, de façon continue, de ces cylindres par des racleurs ou dispositifs similaires.
Chacune des deux réactions de carbonisation consé- cutives peut être effectuée au moyen d'mn chauffage élec- trostatique à haute fréquence , et l'agencement montré à la Fig. 1 comprend un dispositif pour effectuer les
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deux réactions de carbonisation par cette méthode de chauffage particulière . Après avait été ouverte dans un appareil dit démleur (non montré), la laine humidifiée par un acide est amenée à un tablier d'alimentation ou transporteur 10. Deux électrodes 12a et 12b , qui forment un condensateur électrique, sont disposées au voisinage des surfaces opposées du tablier d'alimenta- tion 10.
Les deux électrodes 12a, 12b peuvent être endui- tes d'une couche de matière isolante (non montrée) pour isoler électriquement et thermiquement ces électrodes de l'intervalle qui les sépare . La laine acidulée est déplacée, de façon continue, à travers le condensa- teur 12a, 12b par le tablier d'alimentation 10. Le po- tentiel du générateur 13 à haute fréquence est appliqué, au moyen de conducteurs 13a, entre les électrodes 12a, 12b du condensateur, en sorte que la laine est soumise, pendant son passage dans l'intervalle entre les électro- des , à l'action chauffante d'un champ électrique à haute fréquence . Le tablier d'almmentation 10 amène la laine précarbonisée à un tuyau d'aspiration 10' d'un ventila- teur 11 .
Le ventilateur 11 oblige la laine, à se diriger par un tuyau de refoulement 14 vers un collecteur supé- rieur 15, d'où elle tombe dans un récipient d'alimenta- tion 16. Un tablier 17 transporte les fibres du réci- pient d'alimentation 16 à une machine à carder, qui comprend le cylindre 3, les cylindres travailleurs 4 et un peigneur-enleveur 5. Le réagencement des fibres, qui s'effectue au cours de l'opération de cardage, a pour effet d'éloigner une quantité importante des matières cellulosiques étrangères carbonisées contenues dans la laine . La laine est alors détachée du peigneur enleveur5 par un peigne rotatif 18 et est dirigée vers un tablier 19, qui la transporte vers le tuyau d'aspi- ration 20 d'un ventilateur 21.
Deux électrodes 22a, 22b,
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qui forment un condensateur électrique, sont disposées près des surfaces opposées du tablier d'alimentation 19.
Ces électrodes 22a, 22b peuvent être recouvertes d'une cou- che isolante (non montrée) pour isoler électriquement et thermiquement les électrodes de l'intervalle qu'elles dé- limitent .La laine acidulée, précarbonisée et cardée, sous forme d'une mince bande de fibres,est amenée, de façon continue, à travers le condensateur 22a, 22b par le tablier d'alimentation 19. Le potentiel du générateur à haute fréquence 13 est appliqué aux électrodes 22a, 22b du condensateur au moyen des conducteurs 13a, en sorte que la laine passant par l'intervalle entre les électrodes est soumise à l'action chauffante d'un champ électrique à haute fréquence . Le ventilateur 21 oblige la laine à se diriger , par le tuyau de refoulement 23, vers un collec- teur supérieur 24, d'où elle tombe dans un récipient d'ali- mentation 25.
Un tablier transporteur 26 transporte les fi-
25 bres du récipient d'alimentation à un groupe de cylindres broyeurs 8 d'une machine à broyer, pour réduire la partie restante de matière étrangères en poudre et séparer les autres impuretés telles,par exemple, que le goudron et les pigments.
Les excellents résultats, qui ont été obtenus par la carbonisatiop de fibres dans un champ électrique à haute fréquence, sont probablement dus au fait que, lors de l'ap- plication de ce procédé, une poncentration de l'énergie dépensée en chaleur est effectuée précisément aux en- droits où la réaction entre les matières cellulosiques étrangères et l'acide doit avoir lieu, aucune chaleur n'é- tant dépensée pour élever la température des espaces ou interstices entre les fibres individuelles , où aucun effet de chauffage n'est requis. Il est possible, sans endomma- ger les fibres ,
d'élever la température de carbonisation au-dessus de la température appliquée dans le cas où les
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fibres sont soumises à un chauffage à la vapeur et de diminuer, en même temps , la durée du chauffage.nécessaire à la carbonisation des matières étrangères. Ainsi,'les particules de matières étrangères peuvent être chauffées à approximativement 450 F ou même à des températures plus élevées encore .
Aux figures 2 et 2a, la laine brute est portée par un tablier transporteur 27 versune ouvreuse 28 de type habituel , dans laquelle les fibres sont;séparées par un rotor dentée 29 tournant contre une grille 30. A partir de l'ouverture 28, les fibres sont aspirées dans le tuyau d'aspiration 31 d'un ventilateur 32, qui oblige les fibres à se diriger, par un tuyau de refoulement 33,vers un col- lecteur supérieur 34, d'où elles tombent dans un récipient d'alimentation 35. Les opérations décrites ci-dessus con- tribuent à aérer ou désagréger la masse de fibres préala- blement au traitement à l'acide de carbonisation. Un ta- blier 36 transporte la masse désagrégée de fibres vers un bac de dégraissage ou de dessuintage 37 contenant un bain d'acide de carbonisation aqueux, tel que l'acide sulfuri- que .
Des râteaux mobiles 38 font avancer la laine dans le bac de dégraissage 37, d'où elle est amenée à l'intervalle entre des cylindres compresseurs 39, où l'excédent d'acide est éliminé . Après compression entre les cylindres 39 la laine est encore imprégnée d'acide lorsqu'elle se dirige vers un tablier 40. Ce tablier trans- porteur 40 amène la laine à une machine à carder compre- nant le cylindre 3 et les cylindres travailleurs 4. Une rampe 6a de lampes à rayons infra-rouges, derrière les- quelles se trouve un réflecteur 6b, sert à soumettre la laine, qui passe sur la machine à carder, à une action de séchage et de précarbonisation.
Après cardage et pré- carbonisation, la laine est détachée du peigneur 5 et la
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bande est amenée, par un tablier transporteur 41, vers un chenal collecteur 42. Le chenal collecteur 42 est lui-même en matière isolante, par exemple en une feuille de résine d'urée, et il est pourvu, extérieurement de plaques formant électrodes 43a, 43b. Les plaques formant électrodes 43a, 43b sont connectées par des conducteurs 13a à un générateur à haute fréquence 13 du type habi- tuellernent utilisé pour le séchage du coton ou du tabac.
Pendant que la laine passe dans le chenal collecteur 42, elle est soumise à une puissante action de chauffage, dont l'effet se fait directement sentir sur les impuretés acidulées contenues dans les fibres de laine . La laine est ainsi soumise à une seconde réaction intense de car- bonisation et est ensuite transportée par un tablier 44 vers une ouvreuse 45, comprenant un rotor 46 et une grille 47. Après traitement dans l'ouvreuse 45, la laine est amenée au tuyau d'aspiration 48 d'un ventilateur 49, qui la chasse, par un tuyau de refoulement 50, vers la trémie 51. La trémie 51 est pourvue à son extrémité infé- rieure d'une vanne 52 conçue et réglée pour permettre le pas- sage des fibres à une vitesse prédéterminée .
Après pas- sage par la vanne 52, la laine est aspirée dans le tuyau d'aspiration 53 d'un ventilateur 54, qui la chasse, par un tuyau de refoulement 55, vers un cyclone chauffé 56.
Une troisième réaction de carbonisation et un séchage virtuellement complet de la laine sont effectués dans le cyclone 56. Le cyclone 56 a, dans l'ensemble, la forme d'un cône renversé formant une chambre, dans laquelle on fait flotter la laine dans un courant d'air chaud.
L'air est chauffé au moyen de deux échangeurs de chaleur 57, 58, qui sont disposés en série dans le circuit de circulation d'air passant par le tuyau d'aspiration 53, le ventilateur 54, le tuyau de refoulement 55, le cyclone
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56 et le tuyau de retour 59. L'air chaud s'échappant cyclone du tuyau 55 entre dans le @ 56, tourbillonne à la périphérie de ce cyclone an suivant un chemin en spirale dirigé vers le bas et indiqué par la ligne A, en formant un tourbillon au voisinage de la paroi du cyclone . Ce courant d'air chaud emporte avec lui en suspension les fibres acidulées et précarbonisées ainsi que toute ma- tière étrangère pouvant encore adhérer à celles-ci . A la base du tourbillon, une partie du courant d'air retourne vers le haut à l'intérieur du tourbillon et revient par le tuyau 59.
Si l'on désire accroître l'action de chauf- fage sur la masse flottante de fibres, le cyclone 56 peut être pourvu d'un dispositif de chauffage tel, par exemple, qu'une enveloppe de tuyaux à vapeur 60. Les fibres, qui sortent du cyclone 56, sont pratiquement sèches . Lorsqu'elles tombent par la gorge rétrécie du cyclone, elles sont recueillies par un tablier 61 et portées vers une série de cylindres broyeurs 62. Les fibres sont soumises entre les cylindres broyeurs 62 à une pression telle que la partie restante non pulvérisée de matières étrangères est réduite en poussière . Lorsqu'elles ont quitté la série de cylindres broyeurs 62, les fibres sont portées vers un dépoussiéreur (non montré ) où toutes les matières étrangères restantes sont virtuellement extrai- tes et où le traitement de nettoyage de la laine est ainsi achevé.
REVENDICATIONS ----------------
1. Procédé de carbonisation de matières cellulosiques étrangères contenues dans une matière fibreuse, lequel procédé comprend les stades consistant à acidifier les fibres et à les soumettre à l'action d'un champ électrique à haute fréquence agencé pour carboniser les matières cellulosiques étrangères contenues dans cette matière
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