<Desc/Clms Page number 1>
Lors du traitement continu de matières sans fin, telles que, par exemple, das fils, filés, bandes ou nappes, il est parfois nécessaire ou souhaitable d'exécuter un trai- tement à une pression modifiée par rapport à la pression nor- male. L'exécution d'un tel traitement offre cependant des dif- ficultés, car il est nécessaire d'amener la matière à traiter dans une zone et de l'en faire ressortir de manière continue, cette zone présentant une pression différente de celle d'une autre,zone, en particulier de la zone qui l'entoure. Un pro- blème de ce genre se pose, par exemple, lors du traitement de matière textile, lorsqu'on désire la traiter au moyen de va- peur d'eau sous une pression supérieure à la pression atmos- phérique.
Il est vrai que l'on a déjà mis au point des appa- reils de traitement à la vapeur sous pression à marche continue,,, Dans ces appareils, la chambré ou zone de traitement à la va- peur d'eau est fermée par des paires de rouleaux entre les- quels passe la matière à traiter à son entrée dans la chambre et sa sortie de celle-ci. De tels systèmes de fermetures ont cependant une série d'inconvénients. Ils n'assurent une ferme- ture satisfaisante que lorsque la matière remplit uniformément l'intervalle entre les cylindres. 0'est pourquoi ces systèmes ne conviennent pas pour l'entrée et la sortie de matières en forme de fils, de filés ou de bandes.
Une fermeture étanche ne peut pas non plus être obtenue sur de grandes largeurs de travail, parce que ceci nécessite l'emploi de longs rouleaux
<Desc/Clms Page number 2>
qui ont tendance à s'infléchir en leur milieu. La pression élevée des rouleaux ou cylindres peut, par ailleurs, influencer défavorablement la matière à traiter; ainsi, les pâtes d'impres- sion appliquées sur des tissus textiles peuvent ainsi être souillées.
On a constaté à présent que l'on peut obturer @ans avoir à redouter ces difficultés une zone 'présentant une pression différente de celle d'une autre zone, à l'aide d'un système de fermeture à liquide qui se caractérise par le fait qu'il comprend au moins un volume d'un liquide présentant deux niveaux de liquide distincts l'un de l'autre et traversé par la matière sans fin, un des niveaux susdits délimitant la zone à obturer, tandis que l'autre niveau délimite l'autre zone, ces niveaux ayant une différence de hauteur qui correspond à la différence de pression.
La nature du liquide servant d'agent de fermeture dépend de la nature de la matière à traiter, ainsi que des températures et pressions de traitement désiréee. Rn principe on peut utiliser tous les liquides, dont les températures d'é- bullition ne sont pas inférieures aux températures de travail, aux pressions qui règnent aux surfaces du système de fermeture.
Comme exemples de liquides qui conviennent dans maints cas, on peut citer la glycérine, le glycol, le polyglycol, les hy- drocarbures à point d'ébullition élevé et les graisses liqui- des. Dans le cas du traitement de matières textiles, pour le- quel le nouveau système de fermeture offre des avantages par- ticuliers, on peut utiliser, de préférence, de l'eau ou des solutions aqueuses ou des métaux liquides comme liquides de fermeture. L'eau ou les solutions aqueuses sont préférées, lorsque la matière à faire passer présente des plis ou des
<Desc/Clms Page number 3>
creux qui entraînerait une quantité excessive de métal, dans le système de fermeture, :i l'on utilisait du métal liquide comme liquide de fermeture. Ce danger se manifeste surtout lors du traitement d'une ratière sous forme de toron.
Il peut être avantageux d'utiliser des solutions aqueuses au lieu d'eau commme liquides de fermeture. Les solu- tions de sels organiques ou minéraux ont, par exemple, une densité plus élevée et un point d'ébullition plus élevé que l'eau pure. Il est cependant particulièrement intéressant d'utiliser comme liquides de traitement, des solutions aqueu- ses de substances à l'aida desquelles la matière qui doit pas- ser d'une zone dans l'autre zone doit quand même être traitée.
Dans le cas du traitemert de matières textiles, on peut citer, parmi ces substances, par exemple, les alcalis forts, les aci- des, les agents de blanhîment oxydants et réducteurs, les a- gents réducteurs pour la fixation des colorants de cuve et des colorants au soufre, ain:i que les agents tensio-actifs.
Les métaux liqides sont particulièrement intéres- sants à utiliser commeliquides de fermeture, lorsque les dif- férences de pression en résenoe sont supérieures à 1 atmosphère
Au surplus, l'emploi de métaux liquides offre des solutions technologiquement plus s .mples pour le traitement de matières en forme de bandes. Par illeurs, les métaux liquides agissant à la manière de cylindr;s exprimeurs sur une matière préala- blement imprégnée d'un buin de traitement; ils limitent la quantité de liquide abso bé à une valeur qui est sensiblement fonction de la hauteur d3 la colonne de métal.
De manière générale, on peut utiliser les métaux ou alliages, dont le point de fusion est tellement bas que la matière à traita n'est pas endommagée par le bain métallique.
<Desc/Clms Page number 4>
On préfère les métaux et alliages dont le point de fusion est inférieur à 150 C. Les métaux doivent, en outre, être aussi peu toxiques que possible, tout en ayant une densité aussi élevée que possible, un point d'ébullition élevé et une tendance mini- me à réagir chimiquement avec les gaz avec lesquels ils sont en contact.
Comme exemples, on peut citer, le mercure et, de préférence, les alliages de bismuth, de plomb, d'étain et, le cas échéant, de cadmium, tels que les alliages selon Rosé (2 parties en poids de bismuth, 1 partie en poids de plomb et 1 partie en poids de zinc), Wood (8 parties en poids de bis- muth, 4 parties en poids de plomb, 2 parties en poids de zinc et 2 parties en poids de cadmium) et Lipowitz (15 parties en poids de bismuth, 6'parties en poids de plomb, 4 parties en poids de zinc et 3 parties en poids de cadmium).
Le volume du liquide de fermeture se trouve dans un récipient qui lui confère la forme d'une colonne courbée ou coudée à sa partie in@érieure. Le terme "colonne" signifie seu- lement que le volume en question comporte deux surfaces termi- nales libres, c'est-à-dire des surfaces non délimitées par des parois, à savoir les niveaux de liquide, qui sont déparés par des parois fixes du récipient ; ne signifie' cependant pas que la dilatation du volume dans les directions des surfaces terminales doit être sensiblement plus faible que perpendicu- lairement à ces directions. C'est ainsi que le récipient peut se présenter sous la forme d'une auge qui est divisée, en son milieu, par une paroi verticale qui n'atteint pas tout à fait le fond du récipient, en deux moitiés communiquant entre elles.
Dans une forme de réalisation préférée, le récipient et , par conséquent, la colonne ont une section, qui est analogue à celle de la matière que l'on doit y faire entrer ou que l'on
<Desc/Clms Page number 5>
doit en faire sortir, ou qui n'est que légèrement supérieure à la section de la matière. Dans la forme de réalisation pré- férée, le récipient a une coupe longitudinale sensiblement en forme de U.
Le récipient contenant la colonne de liquide est en liaison, de manière étanche aux gaz, au-dessus d'un des ni- veaux du liquide, avec la zone ou chambre à obturer ou isoler.
Pour la fonction du système de fermeture de liquide, . il importe de choisir la hauteur des parois du récipient, et la quantité de liquide de fermeture, de façon que les surfaces terminales de la colonne, à savoir les deux niveaux de liquide, @ présentent une différence de hauteur qui correspond à la diffé- ronce de pression à surmonter, c'est-à-dire une différence de hauteur qui correspond à sa propre contrepression, Des valeurs numériques généralement valables pour les dimensions de la co- lonne ne peuvent pas être donnéee, étant donné que les gran- deurs relatives réelles dépendent de la différence de pression et de la densité du liquide. Il est cependant très aisé de cal- culer les dimensions.
Selon des lois physiques connues, la différence de hauteur h entre les deux niveaux de liquide de la colonne, lorsque d désigne la densité du liquide et Ap la " différence entre les pressions agissant sur lesdits niveaux, est donnée par la relation: #h=#p d
Ainsi, pour surmonter une différence de pression de
1 atmosphère, c'est-à-dire de 1000 g/cm2, à l'aide d'un bain métallique, qui a une densité de 9 g/cm2 (l'alliage de Wood possède cette densité), il faut donc une différence de hauteur d'environ 111 cm, une colonne d'eau doit donc avoir une diffé- renée de hauteur de 10 mètres.
<Desc/Clms Page number 6>
Le chiffre ainsi calculé indique immédiatement la hauteur minimale du récipient contenant le liquide formant joint étanche, lorsque toute la différence de pression doit être absorbée par un seul volume. Pour surmonter de plus gran- des différences de pression, il peut être avantageux de placer l'un derrière l'autre plusieurs volumes de liquide, de façon que deux volumes délimitent chaque fois, par un niveau ou une surface de liquide, la même chambre à gaz intercalaire. En d'autres termes, l'extrémité d'une colonne est chaque fois reliée au début de la colonne suivante, de manière étanche aux gaz, avec intercalation d'une chambre à gaz. Si l'on utilise n colonnes, chaque colonne ne doit avoir que 1/n3 de la hau- teur globale nécessaire.
Les dimensions restantes de la colonne dépendent du but d'utilisation particulier du système de la fermeture. Lors- qu'on envisage de faire passer des matières en forme de fil, de filés ou de bandes à travers le système de fermeture, ou dono, de préférence, la forme d'un tube au récipient contenant le liquide en question. Lorsqu'il s'agit, au contraire, de trai- ter des matières en bandes, il convient de donner au récipient une section transversale rectangulaire. Dans ce cas, il est avantageux de choisir la section lz plus petite possible pour le récipient, compte tenu du but d'utilisation de ce dernier, pour utiliser la charge la plus faible possible.
Lorsqu'on utilise comme liquides obturateurs dee métaux ou des alliages qui fondent à une température supérieure à la température ambiante, il est nécessaire d'équiper le ré- cipient d'un dispositif de chauffa, par exemple de serpentins de chauffage à circulation de vapeur ou d'éléments électriques chauffants, pour que le bain métallique puisse être maintenu
<Desc/Clms Page number 7>
liquide. Il est également à recommander de préchauffer la ma- tière à traiter..
La matière à traiter est guidée, de manière connue en soi, par exemple à l'aide de galets de guidage, de cylindres de renversement de marche, @tc., de façon à pénétrer par un des niveaux de liquide dans le liquide obturateur, puis à tra- verser celui-ci dans sa direction longitudinale et à sortir de ce liquide par l'autre nivem.
Par ailleurs, il st également possible de mettre la matière en contact avec d'autres liquides, en mettant sur l'une et/ou l'autre des surfaces du liquide obturateur une couche d'un liquide non miscible à ce liquide obturateur et de densité plus faible, la matière étant amenée à passer dans cette cou- che de liquide. Cette forme de réalisation est particulière- ment importante dans le cas de systèmes de fermeture utilisant des métaux liquides. Le liquide formant la couche précitée peut être, par exemple, de l'eau; il s'agit , de préférence, d'une solution aqueuse d'ur agent de traitement pour la matière ou d'un agent pour protège! le bain métallique contre des in- fluences extérieures.
On plut également recouvrir les niveaux ou surfaces du bain métall:que d'une couche de diverses solu- tions, ce qui permet alors de procéder à plusieurs traitements en une seule phase.
Le système de fe@meture suivant la présente invention est utilisable, en princip, pour surmonter dee différences de pression quelconques. Les avantages particuliers de sa construc- tion simple @e manifestent surtout avec des différences de pression allant jusqu'à 5 g/cm2, de préférence jusqu'à 2 kg/ cm2, La système suivant l'@nvention convient pour livrer passa-
<Desc/Clms Page number 8>
ge à des matières flexibles sans fin quelconques, telles que des fila, filés, fils métalliques, bandes, feuilles, feutres, nappes, tissus, tricots, toiles et treillis, en des matières minérales, telles que des métaux, des silicates fibrogènes, du verre ou en des matières organiques, telles que des polymè- res filmogènes ou fibrogènes et des fibres naturelles,
Le nouveau système de fermeture peut servir pour fermer des chambres, dans lesquelles est maintenue une pression inférieure à la pression ambiante, par exemple dans des appa- reils, dans lasquels une matière, telle que du papier ou uno matière textile, doit 8tre séchée de manière continue sous vide. Le nouveau système convient également pour fermer des zones ou chamb@es où règne une pression supérieure à la pres- sion ambiante.
Le nouveau système de fermeture par liquide convient spécialement pour le traitement continu de matières textiles, de préférence dans des dispositifs de traitements à la vapeur sous pression, par exemple pour la fixation de colorants sur des matièree textiles teints ou imprimées', pour la fixation de la forme de matières textiles constituées de fibres synthé- tiques et pour le blanchiment dans des machines de traitement d'écheveaux, telles que du bacs à dépôts, des barques à tourniquet et des clupota, ainsi que dans les machines de traitement au large. On peut, dans ce cas, prévoir un système de fermeture ou d'étanchéité tant à l'entrée qu'à la sortie de la matière à traiter.
On peut cependant aussi bénéficier des avantages du nouveau système obturateur, en fermant l'entrée de la matière à traiter de la manière habituelle, par exemple à l'aide d'une paire de cylin- dres et en ne prévoyant un système obturateur à liquide qu'à la
<Desc/Clms Page number 9>
sortie de la matière. Cette forme de réalisation peut être, par exemple, intéressante pour la fixation au moyen de vapeur dans l'imprimerie, étant donné que, dans cette application, les fermetures par cylindres sont surtout désavantageuses à la sor- tie de la matière. En raison de la pression élevée des cylin- dres, les pâtes d'impression qui se ramollissent dans la cham- bre à vapeur peuvent se souiller et altérer ainsi le modèle.
Grâce au système de fermeture par liquide suivant la présente invention, de tels inconvénients peuvent être évités,
Les dessins annexés au présent mémoire montrent, en coupe, quelques formes de réalisation du système de fermeture par liquide su@@ant l'invention. Dans les différentes figures, , les notations de référence ont les significations suivantes! 1- chambre à fermer; 2 - chambre entourant la chambre 1; 3 ' matière sans fin à traiter; 4- rouleaux ou cylindres de chan- gement de direction, , . liquide obturateur.
La figure 1 montre une fermeture dans laquelle règne une pression supérieure à celle qui règne dans la chambre exté. rieure. La fermeture selon la figure 2 obture une chambre dans laquelle règne une impression inférieure à celle qui règne dans la chambre extérieure. La figure 3 montre une forme de réalisation dans laquelle le liquide obturateur sert en même temps de liquide de traitement dans la chambre sous pression.
La figure 4 montre une fermeture qui comporte deux volumes de liquide montas l'un derrière l'autre avec une chambre à gaz intermédiaire 6. La forme de réalisation selon la figure 5 comprend, o.utre le liquide obturateur 5, deux couches 7 et 8 d'un liquide non miscible au liquide 5 et de densité moindre, qui servent de bains de traitement pour la matière à traiter et/ou comme couches protectrices pour les liquides obturateurs.