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La présente invention a trait à un procédé et à un dispositif de dégraissage de la laine et il concerne plus particulièrement une manière d'effectuer l'élimination des cires de laine, du suint de laine, des crasses et/ou d'autres matières étrangères des fibres de laine.
Dans le brevet australien N 140.734, daté du 10 octobre 1947, se trouve décrit un procédé et un dispositif d'élimination des cires et du suint de laine, mis en oeuvre de manière continue en acheminant la laine à traiter à travers une série de jets de solvant et, ensuite, à travers une série de jets d'eau, de manière que les cires de laine et les impuretés re- tenues par celle-ci soient éliminées par le solvant et que le suint et les impuretés retenues par le suint et le solvant résiduel soient éliminés par les jets d'eau.
La présente invention a été principalement conçue dans le but de présenter un dispositif perfectionné destiné à effectuer l'élimination des cires de laine, du suint de laine et des matières étrangères de la laine par un processus de dégraissage continu, particulièrement par l'emploi de solvants pour l'élimination des cires de laines.
Il a été antérieurement proposé d'asperger de solvant un lit ou une couche de laine portée par la surface d'un transporteur, ou entre une paire de courroies parallèles. Toutefois, bien que le solvant élimine les cires de laine, le taux de leur élimination dépend dans une grande mesure de l'épaisseur du lit ou de la couche de laine et, même pour un lit ou une couche mince, le taux de l'élimination est relativement faible.
En outre, l'élimination des matières étrangères retenues par la cire (impuretés solides qui, dans bien des types de laine, ont la forme de conglomérats volumineux et denses de fibres de laine, de cire, de suint et de divers débris animaux et végétaux) dépend plus de la force physique et l'aspersion par le solvant de la surface de la laine ne peut éliminer efficacement ces matières étrangères.
C'est donc un autre but de la présente invention que de présenter un procédé et un dispositif d'arrosage à force, par des liquides de dégraissage (particulièrement un solvant et l'eau) sous pression de la laine de manière que les matières étrangères retenues par la cire et le suint ou une grande partie de celles-ci soient éliminées. Un autre but est de présenter un dispositif destiné à dégraisser la laine par des solvants de manière continue et uniforme.
Le demandeur a trouvé que, lorsque la laine est soumise à l'action d'un jet de liquide à haute pression alors qu'elle est portée par un transporteur, le degré de porosité du moyen transporteur exerce une influence importante sur les mouvements relatifs des fibres de laine. Lorsqu'une courroie transporteuse ou une surface de faible porosité est employée, il se produit une déviation importante du courant du liquide qui frappe la surface du transporteur. On estime que la direction d'écoulement du liquide dévié se trouve dans un plan sensiblement parallèle à la surface du transporteur et que le liquide ainsi dévié crée une turbulence considérable dans les fibres de laine portées par le transporteur, ce qui amène les fibres à s'entrelacer et donne lieu à un feutrage considérable.
Un autre but encore est donc de présenter, dans un appareil destiné à arroser de liquides de dégraissage, particulièrement d'un solvant et d'eau, une couche de laine, un dispositif destiné à empêcher ou à réduire d'importance les mouvements relatifs des fibres de laine de manière à réduire sensiblement le feutrage.
L'invention, conçue dans ces buts et dans d'autres buts encore, présente, grosso modo, un procédé de dégraissage de la laine, dans lequel la laine est arrosée par un volume relativement grand d'un solvant convenable sous une pression relativement élevée et, subséquemment, la laine est arrosée
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par un volume relativement grand d'eau sous une pression relativement élevée.
La pression en question peut être comprise entre les limites de 20 et de 60 livres anglaises par pouce carré et, de préférence, certains des ajutages d'arrosage sont disposés de manière que le liquide de dégraissage soit projeté sous un certain angle par rapport au transporteur de façon que le lit ou la couche de laine soit soulevée et/ou retournée et que le jet de liquide de dégraissage heurte la face inférieure de la couche de laine, effectuant de ce fait l'élimination des impuretés solides de la face inférieure de la couche aui bien que du dessus. Une autre particularité de l'invention réside dans la construction du transporteur, conçue de manière à empêcher le mouvement excessif des fibres de laine sous l'effet des jets de haute pression de solvant et/ou d'eau.
Elle consiste en une surface de transporteur ayant le degré élevé de porosité.
On estime que l'effet du liquide qui frappe la laine (et la pénètre) dans ces conditions (grand volume et haute pression) est tel que le liquide désintègre hydro-mécaniquement les conglomérats laine-crasse et chasse les particules solides des fibres de laine. En dirigeant certains jets de liquide sous un angle autre que celui de la direction verticale descendante sur la surface du transporteur. les masses de laine sont retournées -sur la surface¯du transporteur lôrs de leur passage sous ces jets de liquide inclinés, ce qui assure une plus grande uniformité dudit traitement hydromécanique.
Le demandeur croit en outre que les dimensions physiques du cou- rant liquida sortant des ajutages ont une influence importante sur l'effi- cacité de l'effet hydro-mécaniqueo Si les ajutages à liquide sont agencés et construits de manière que le liquide de dégraissage en sorte sous la forme d'un rideau sensiblement parallèle et frappe la laine sous cette forme, on obtient une pénétration relativement rapide et profonde des masses de laine par le liquide de dégraissage, pourvu que le liquide soit projeté sur la laine avec une vitesse élevée convenable.
Pour empêcher un mouvement excessif des fibres de laine, le demandeur présente un transporteur d'une porosité suffisante pour éliminer pratiquement l'entrelacement et le feutrage. En pratique, le demandeur a trouvé qu'une surface de transporteur ayant une porosité comprise entre 50 et 70 pour cent réduit la déviation du jet de liquide sur la surface du transporteur jusqu'à lui donner des proportions négligeables et, pour que les fibres de laine les plus courtes et les plus fines puissent être transportées par la surface du transporteur sans perte appréciable par les ouvertures du transporteur, le nombre d'ouvertures de la surface du transporteur doit dépasser 20 par pouce linéaire.
Pour que la présente invention puisse être aisément comprise et convenablement mise en oeuvre, le demandeur va maintenant décrire, en se référant aux dessins annexés, une manière de dégraisser la laine par des solvants, selon l'invention.
La figure 1 est une représentation schématique de l'appareil pour le dégraissage de la laine au solvant.
La figure 2 est une section transversale suivant la ligne et dans le sens des flèches 2-2 de la figure 1.
La figure 3 représente une section longitudinale d'une tête à ajutages d'une certaine construction.
La figure 4 est une section horizontale suivant la ligne et dans le sens des flèches 4-4 de la figure 30
Les figures 3 et 4 ont une échelle plus grande que celle des figu- res 1 et 2.
L'appareil représenté par ces dessins comprend une enveloppe ou
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caisse 5 dans laquelle est monté un transporteur primaire 6, un transporteur secondaire 7, une première paire de rouleaux broyeurs 8 et 9, une seconde paire de rouleaux broyeurs 10 et 11, un premier transporteur d'alimentationl2, un second transporteur d'alimentation 13 et un transporteur'intermédiaire 14.
Chacun des transporteurs 6 et 7 est monté de manière à se dépla- cer autour de deux rouleaux opposés 15 et 16 et sur un rouleau de support
17 de manière que le brin supérieur du;transporteur soit sensiblement hori- zontal. Dans chaque cas, le rouleau de support 17 est situé environ à mi-dis- tance entre les rouleaux 15 et 16 et, de part et d'autre du rouleau 17, se trouvent montées des plaques de déviation 18.
Un couloir d'alimentation d'entrée 19 est prévu dans l'envelop- pe 5 à un endroit tel que la laine amenée par lui soit déposée sur le trans- porteur primaire 6 à son bout d'entrée. Le premier transporteur d'alimen- tation 12 est placé sous le bout de sortie ou de déchargement du transpor- teur ¯primaire 6 et est agencé de manière à transporter la laine du transpor- teur primaire 6 à lapremière paire de rouleaux @broyeurs 8 et 9. Le rouleau inférieur ci est monte pour tourner dans une position fixe dans l'enveloppe
5 et, selon l'usage, le rouleau supérieur 9 est monté sur un arbre tourillon- né dans des coussinets chargés par ressort; et la pression des ressorts est réglable de manière que toute pression désirée puisse être établie entre les deux rouleaux broyeurs.
Il est préférable que les deux rouleaux 8 et 9 soient revêtus, selon l'usage,de laine à fibres longues.
Le transporteur intermédiaire 14 est monté de manière que la laine qui a passé entre les rouleaux broyeurs 8 et 9 soit reçue par la surface supérieure du transporteur 14 et déchargée en un endroit convenable, au-dessus du bout d'entrée du transporteur secondaire 7. Ainsi, se trouve constitué le dispositif destiné à amener la laine du transporteur primaire 6, en passant entre les rouleaux broyeurs, au transporteur secondaire.
Le second transporteur d'alimentation 13 et la seconde paire de rouleaux broyeurs 10 et 11 sont montés dans des positions relatives, par rapport au bout de sortie du transporteur secondaire 7, sensiblement les mêmes que celles du premier transporteur d'alimentation 12 et des premiers rouleaux broyeurs 8 et 9 par rapport au bout de sortie du transporteur primaire 6.
Un transporteur de déchargement 20 est également prévu pour recevoir la laine éjectée par la seconde paire de rouleaux broyeurs 10 et 11 et pour emmener cette laine par une ouverture de sortie de l'enveloppe 5 vers un endroit convenable pour séchage subséquent.
Au-dessus de chacun des transporteurs primaire et secondaire 6 et 7 sont montées une tête à ajutages primaire 21 et une tête à ajutages secondaire 22. Ces quatre têtes à ajutages ont sensiblement la même construction qui est particulièrement représentée dans les figures 3 et 4; chacune d'entre elles consiste en deux organes terminaux 23, deux organes latéraux 24, des poutrelles de support longitudinales 25, des plaques inférieures 26 et 27 fixées de manière espacée aux organes terminaux et latéraux 23 et 24, des pièces d'espacement 28 entre les parties terminales des plaques inférieures 26 et 27, des déflecteurs 29 fixés sous les plaques inférieures 26 et 27, un couvercle supérieur 30 comportant une ouverture d'entrée 31 et une plaque 32 formant chicane.
Dans la construction représentée figures 1 et 2, les déflecteurs 29 sont fixés à demeure à la face inférieure des têtes à ajutages, mais figures 3 e 4, une variante d'agencement se trouve représentée dans laquelle les déflecteurs 29 sont fixés à des tringles transversales 33 portées par des appliques de blocage de manière que les tringles 33 puissent être tournées et que la position angulaire des déflecteurs 29 puisse être réglée, la possibilité de bloquer les tringles 33 dans la position de réglage voulue étant assurée./
Les plaques inférieures 26 et 27 sont fixées aux organes terminaux et latéraux des têtes de manière espacée de façon qu'une fente 34 existe
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entre les bords voisins de chaque paire de plaques inférieures.
Les parties marginales supérieures des plaques inférieures 26 et 27 sont chanfreinées en 35 et la face inférieure des poutrelles de support 25 est découpée en 36, aux endroits où les poutrelles de support traversent les fentes 34.
Gomme le montrent les figures, il y a quatre fentes 34 dans chacune des têtes à ajutages et un déflecteur 29 est monté sous deux des fentes 34 de manière alternéede façon que, dans les têtes primaires 21, se présen- te d'abord un ajutage incliné à liquide de dégraissage, ensuite un ajutage direct, ensuite un ajutage incliné , et un ajutage direct. Les têtes secondaires 22 sont agencées avec une séquence opposée : un ajutage direct, un ajutage incliné ,un ajutage direct et un ajutage incliné.
A la base de l'enveloppe 5 se trouvent quatre organes 37 collecteurs et draineurs de liquide, qui recueillent le liquide de dégraissage projeté sous pression par les têtes à ajutages 21 et 22 et l'emmènent des trans= porteurs 6 et 7. De chacun des organes 37, le liquide de dégraissage est emmené par un tuyau 38 vers un réservoir de décantation 39 comportant une o verture 40 d'évacutation des boues et un tuyau d'aspiration 41. Ce tuyau 41 est relié à une pompe 42 qui pompe le liquide vers le haut par un tuyau 43 relié à l'entrée 31 de la tête à ajutages. Il y a donc une circulation renouvelée du liquide de dégraissage des fentes formant ajutages 34 de chaque tête vers le réservoir de décantation 39 et de là, par la pompe 42 et le tuyau vers l'intérieur de la tête à ajutages.
Chacune des quatre têtes à ajutages a son propre système de circulation renouvelée et, dans chacune de ces têtes, il est pourvu à l'évacuation du liquide sale ou contaminé en vue de la récu- pération du solvant et/ou de cire de laine et il est pourvu à l'addition de liquide frais ou propre au système.
Un extracteur de vapeurs 44 est également relié à l'enveloppe 5 et un dispositif d'actionnement convenable (non représenté) est prévu pour actionner les divers transporteurs et les rouleaux 8,9 et 10, 11 à toute vitesse linéaire convenable.
L'appareil représenté schématiquement par les dessins est conçu pour être employé pour la mise en oeuvre d'un procédé de dégraissage à solvant et eau; c'est-à-dire que la laine à dégraisser doit d'abord être soumi- se à l'action dégraissante d'un solvant convenable et ensuite à l'action dégraissante de l'eau. Le solvant est employé pour dissoudre et éliminer les cires de laine et la crasse et les autres impuretés retenues dans la laine par ces cires de laine, et l'eau est employée pour éliminer une partie du solvant résiduel de la laine et pour éliminer le suint et les matières étrangères retenues par le suint de manière qu'après avoir passé par les deux systèmes, à savoir le système à solvant et le système à eau, la laine soit sensiblement propre.
Toutefois, il n'est nullement revendiqué que l'appareil et le procédé selon la présente invention élimine les capsules épineuses.
Les expériences dirigées par le demandeur ont révélé que les facteurs suivants ont de l'importance pour le dégraissage de la maine par le procédé à solvant et eau : (a) La pression et la vitesse du liquide frappant la laine.
(b) Le volume du liquide sortant des ajutages (l'énergie cinétique du liquide de dégraissage et la capacité de ce'liquide à produire un tra- vail mécanique dépendent de ces deux facteurs).
(c) Le degré d'épaisseur du jet projeté par les fentes 34 et la dépression'du jet, c'est-à-dire l'angle formé par les surfaces avant et arrière ou les parois du jet. Il est estimé que le jet doit être approximati- vement constitué par un courant parallèle de liquide allant de la fente 34 jusqu'à l'endroit où il frappe la couche de laine portée par le transporteur.
(d) La porosité du transporteur.
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(e) Le nombre d'ouvertures sur la largeur du transporteur.
(f) La vitesse à laquelle la laine passe sous les jets (celle-ci doit être telle que la machine ait un débit satisfaisant tout en assurant un dégraissage efficace de la laine).
(g) L'épaisseur de la couche de laine sur le transporteur.
(h) Le retournement de la laine par les jets inclinés de liquide de dégraissage (celui-ci ne paraît pas augmenter grandement le feutrage de la laine).
En pratique, les laines diffèrent par leurs teneurs en cire et suint, par la quantité de crasses et d'autres, matières étrangères qu'elles retiennent, et par l'entravement des extrémités de la laine. Il s'ensuit que ceux des facteurs suivant la liste ci-dessus qui sont variables peuvent né- cessiter d'être modifiés d'après la nature de la laine à traiter et, dans une grande mesure, la moaification ou le réglage de ces facteurs dans la pra- tique du dégraissage, dépend largement de l'habileté et de l'expérience du préposé.
Toutefois, il est relativement aisé et économique d'effectuer une mar- che d'essai avec la laine'pour déterminer si l'on'doit modifier les conditions de travail.,Comme l'appareil est relativement court du.couloir d'entrée 19 au transporteur de déchargement,20, une telle marche d'essai,peut être exécutée. relativement rapidement.et cela constitue un avantage important de l'appareil.
Pour illustrer la nécessité. de modifier certains facteurs, on peut faire observer qu'il est évident que la laine propre d'agneaux et la laine provenant de moutons adultes élevés dans une contrée sablonneuse ne requièrent pas le même traitement hydro-mécanique (la même vitesse et le même volume de liquide de dégraissage) et la vitesse de traitement de la laine d'agneau peut être supérieure à la vitesse de traitement de la laine sale, à bouts entravés, provenant de moutons.
Les chiffres qui suivent doivent donc être considérés comme une simple indication sur les valeurs des facteurs relatifs.
Dans une certaine construction, les transporteurs 6 et 7 ont une largeur de 30 pouces et la couche de laine déposée sur les transporteurs a une largeur de 24 pouces. Le matériau du transporteur a une porosité de 50 % à 70 % et il y a au moins 20 ouvertures dans le transporteur par pouce linéaire. Le débit de chargement de laine est supérieur à 200 livres anglaises de laine par heure et la vitesse du transporteur peut varier entre 5 pieds par minute et 15 pieds par minute. Le demandeur estime que la plus grande vitesse de la courroie assure un fonctionnement ayant un meilleur rendement.
L'épaisseur de la couche de laine sur le transporteur est déterminée par la largeur de lalcouche, le débit de-,chargement de laine et la vitesse du transporteur. Si l'on modifie un quelconque de ces facteurs, l'épaisseur de la couche sera modifiée.
Les fentes 34 ont une longueur de 30 pouces et une largeur de 0,030 pouce., de sorte que la surface de chaque fente est de 0,90 pouce carré. Et le vulume de liquide apporté à chacune des têtes à ajutages primaires 21 est de 12. 000 gallons par heure, tandis que le volume de liquide apporté à chacune des têtes à ajutages secondaires 22 est de 6.000 gallons par heure.
Il s'ensuit que la vitesse des jets primaires de liquide est double de celle des jets secondaires et que la pression du liquide projeté par les fentes est de 20 et de 60 libres anglaises par pouce carré.
Il faut observer que la vitesse des jets et le volume du liquide employé présentent tous deux de l'importance. Si les fentes 34 devaient être augmentées en largeur dans une très grande proportion, le volume du liquide employé devrait être grandement augmenté pour garder la vitesse à la valeur désirée et il s'ensuivrait que le transporteur serait submergé d'une trop grande quantité de liquide. Dans une variante, si le volume était maintenu
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constant dans ce cas, il y aurait une réduction de la vitesse qui entraînerait une réduction de l'énergie cinétique des jets.
La vitesse et le volume du liquide passant par les fentes 34 constituant les ajutages peut être modifiée pour être adaptée à la nature de la laine traitée.
Pour la laine agglomérée à extrémités entravées, la vitesse doit être élevée relativement au point d'être apte à effectuer le travail hydro-mécanique, mais pour la laine propre, la vitesse peut être réduite, car le travail mécanique à effectuer est fort petit. En outre, comme il est dit ci-dessus, la vitesse du transporteur peut être modifiée pour l'adapter à ces circonstances variables.
La laine introduite par le couloir d'entrée 19 à l'avant de la machine est déposée sur le transporteur primaire 6 sous la forme d'une couche et, comme le transporteur se déplace dans le sens de la flèche "A" de la figure 1, la laine est amenée sous les jets de solvant sortant des fentes 34. Lors de son passage sous la tête à àjutages primaire 21, la laine pst soumise à un dégràissage préliminaire au solvant pour réaliser l'élimi- nation des cires de laine et aussi pour éliminer hydro-mécaniquement la ma- jeure partie des matières étrangères retenues par la cire.
Ensuite, la laine est amenée sous la tête à ajutages secondaire 22 et soumise à un autre dégrais- sage au solvant qui élimine quasi toutes les cires de la laine et réalise une élimination plus poussée des impuretés solides.
La laine est alors déposée sur le transporteur 12 et introduite entre les rouleaux 8 et 9 de manière à éliminer une grande partie du solvant contenu dans la laine. Après avoir passé entre les rouleaux 8 et 9, la laine peut toujours garder une quantité appréciable de solvant (par exemple 40 cette quantité dépendant dans une grande mesure de la pression des rouleaux.
La laine est alors transportée par le transporteur 14 vers le transporteur secondaire 7 et, pendant son séjour sur ce transporteur, la laine est soumise aux jets d'eau de haute pression. Le traitement par les jets d'eau à haute pression a pour effet de chasser de la laine une grande partie du solvant résiduel et également d'éliminer le suint de la laine et les particules étrangères retenues par le suint. Le traitement par les jets d'eau sortant de la tête à ajutages 21 est suii par un autre traitement par les jets sortant de la tête à ajutages secondaires 22 ; la laine est déposée sur le transporteur 13, sasse entre les rouleaux 10 et 11 et ensuite vers le transporteur de déchargement 20.
Les températures du solvant et de l'eau peuvent être comprises entre 60 F et 80 F. Il est indésirable de donner au solvant une température plus élevée, car le solvant employé (un solvant de nettoyage à sec) est plutôt inflammable,
Au cours de son déplacement sur les transporteurs 6 et 7 , la laine est amenée vers les jets déviés de liquide et, du fait de la direction et de l'énergie de ces jets, la laine est retournée de manière qu'une surface de la couche de laine d'abord et, ensuite, l'autre soient offertes aux jets sous pression.
La pression, la vitesse et le volume de liquide projeté par les fentes 34 assurent qu'il y ait pénétration relativement rapide du jet, à une vitesse relativement élevée,dans la couche de laine: la surface de la laine. n'est pas simplement aspergée des liquides de dégraissage, mais ces derniers sont amenés à pénétrer dans la couche de laine de manière que le liquide accomplisse un travail mécanique.
Le demandeur a trouvé qu'en réglant la quantité de solvant employé, on peut arriver à laisser dans la laine une petite quantité résiduelle de cire de laine, ce qui, à l'avis du demandeur, est désirable. Les divers facteurs dont la liste figure ci-dessus peuvent être modifiés pour les adapter à des exigences particulières et le demandeur ne désire pas limiter la pro-
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tection à une valeur ou des valeurs particulières quelconques d'un ou de plusieurs des facteurs sauf comme il est expliqué ci-dessus.
REVENDICATIONS
1. Procédé de dégraissage de la laine, comprenant l'opération consistant à arroser d'un volume relativement grand de solvant de cire de laine, à une vitesse relativement élevée, une couche de laine portée par un transporteur, de manière que le solvant puisse exécuter un travail hydro- mécanique, et aussi l'opération subséquente consistant à arroser d'un volume relativement grand d'eau, à une vitesse relativement élevée, la laine portée par un transporteur, de manière que l'eau puisse exécuter un travail hydro- mécanique.