Procédé pour l'obtention de longues fibres végétales et machine pour la mise en #uvre de ce procédé. La présente invention comprend un pro cédé pour l'obtention de longues fibres végé tales à partir d'un élément de substance végé tale contenant un certain nombre de ces fibres liées et disposées à peu près parallèle ment les unes aux autres dans ledit élément, et permettant de débarrasser ces fibres, nu moyen d'un fluide, des, matières pulpeuses ou autres matières indésirables qui y adhèrent et qui fout partie de l'élément.
L'invention comprend aussi une machine pour la mise en #uvre de ce procédé.
Bien que le procédé que comprend l'in vention se soit révélé comme particulièrement adapté à l'obtention des fibres du bananier textile pour leur vente à l'état de chanvre de Manille, il convient également pour le traite ment de fibres analogues contenues dans d'autres types de matières végétales, par exemple le sisal, la ramie et le maguey et, d'une façon générale, pour le traitement de fibres de l'espèce de celles qu'on trouve dans les feuilles ou tiges naturelles en filaments sensiblement parallèles et qu'on désigne com- munément sous l'appellation de faisceau fibro-vasculaire,
chacun de ces faisceaux étant composé de cellules fibreuses dis tinctes qui se recouvrent entre elles à leurs bouts pour former par leur ensemble une fibre de longueur considérable.
L'une des fibres bien connues de cette espèce est le chanvre de Manille, qu'on tire des tiges, de l'abaca, plante cultivée en parti culier aux Philippines.. La tige de l'abaca est botaniquement dénommée "fausse tige" parce qu'elle se compose, dans la plante adulte, d'un groupe de gaines en forme de croissant chevauchant les. unes sur les autres tout autour d'un noyau central.
Dans chaque feuille-gaine les, fibres sont orientées à peu près parallèlement les unes aux autres le long de .sa partie extérieure. L reste de la gaine est constitué par des tissus sans fibres ,et d'autres fibres fines trop peu résistantes à la traction pour Ïsatisfaire, aux exigences du commerce, tous éléments qu'il est nécessaire de séparer ou de débarrasser des fibres utiles en: vue de préparer celles-ci pour la vente.
Cette opération est connue sous le terme d'opération de nettoyage, et c'est ainsi qu'on l'appellera dans ce qui suit.
La qualité de la fibre et, par conséquent, dans une large mesure, sa valeur commer ciale, dépendant, de la perfection de l'opéra tion de nettoyage, il est évident qu'un pro cédé et un appareil qui assureraient un net toyage uniforme et parfait seraient d'une va leur inestimable pour 1a technique.
Actuelle ment, les opérations de nettoyage ne sont pas complètement satisfaisantes, et la proportion de fibres de qualité médiocre existant dans le commerce, uniquement à cause de l'insuffi sance de l'opération de nettoyage, est consi dérée comme trop élevée par ceux qui s'inté ressent à la prospérité de l'industrie considé rée, et il s'ensuit que les prix des qualités supérieures de fibres sont, eux aussi, trop élevée.
Un procédé couramment employé pour nettoyer la fibre de l'abaca implique une opération de grattage effectuée sur la partie extérieure de la feuille-gaine (dite #tuxy"). L'appareil employé pour cette opération com prend un bloc fixe contre lequel une lame rigide est serrée par un ressort ou par un poids. On glisse la partie extérieure de la gaine entre le bloc et l'arête de la lame, ce qui produit un effet de grattage.
Cette opé ration de grattage est satisfaisante pour la production d'une fibre de #qualité excellente" à condition que le #tuxy" soit gratté unifor mément, mais ce grattage uniforme dépend d'un réglage constant de l'appareil, réglage que l'on n'obtient qu'en sacrifiant la rapidité et qui exige, de la part de l'opérateur, une attention de toue les instants. Comme l'opé ration de grattage s'effectue généralement à la campagne,
cet appareil est extrêmement sommaire et c'est une exception que les soins nécessaires soient apportés à la conduite de l'opération. De grandes quantités de fibres qui seraient d'excellente qualité si elles étaient bien nettoyées doivent, après traite ment dans ce type d'appareil, être classées dans des catégories inférieures. De plus, un tel appareil exige la préparation préalable d'un #tuxy", car il ne fonctionne pas correc tement si l'on conserve à la gaine toute son épaisseur.
Un autre procédé de nettoyage connu comporte un battage de la feuille-gaine dans un batteur mécanique. L'emploi de ce type d'appareil présente de graves inconvénients: il tend à briser les longues fibres par suite d'une trop forte pression et à laisser intactes les fibres plus courtes et plus faibles en lee joignant aux fibres fortes, bien qu'elles n'aient pas été convenablement nettoyées.
L'inclusion de fibres faibles dans le produit, en diminuant la. résistance moyenne de la fibre, est indésirable, et lorsque, de surcroît, le nettoyage de la fibre laisse à désirer, la qualité du produit devient sensiblement infé rieure.
Le procédé et 1'a machine que comporte 1a présente invention permettent d'éliminer tous ces inconvénients et d'obtenir rapidement de longues fibres végétales d'une qualité par faite à partir d''éléments de substance végé tale contenant un certain nombre de ces fibres liées et disposées à peu près parallèle ment les unes aux autres dans ledit
élément et de les débarrasser, au moyen d'un fluide, des matières pulpeuses ou autres qui y adhèrent et qui sont contenues dans<B>l'élé-</B> ment.
Le procédé est caractérisé en ce que l'on maintient une partie de l'élément pendant le traitement, que l'on soumet cet élément. à l'action d'un jet de fluide en forme de lame mince s'étendant transversalement par rap port à l'élément et possédant, au point où il rencontre 'l'élément, une charge cinétique supérieure à 3'5 kg/cm',
que l'on supporte cet élément aux points d'impact de la lame de fluide pendant que l'on applique à cet élément une action de grattage hydrau lique en déplaçant la lame de fluide dans une direction longitudinale par rapport à l'élément en s'éloignant du point où cet élé ment est maintenu.
La machine que comprend l'invention pour 1a mise en oeuvre du procédé est carac- térisée par un bâti, par une chicane montée sur ce bâti et destinée à supporter l'élément de substance végétale, ce dernier étant dis posé pour être maintenu par une de ses extré mités dans un dispositif d'ancrage, par un organe monté sur 1e bâti, de manière à pou voir accomplir un mouvement cyclique au- dessus de la surface de chicane,
cet organe présentant un orifice s'étendant transversale ment par rapport à l'élément de substance végétale et auquel aboutit une canalisation, par un organe d'arrêt commandant l'écoule ment d'un fluide amené à l'orifice par la canalisation, et par des moyens permettant d'ouvrir et fermer cet organe d'arrêt en syn chronisme avec le mouvement cyclique au dessus de la chicane de l'organe monté sur le bâti, de façon qu'une lame mince de fluide peut être projetée contre l'élément de substance végétale et déplacée longitudinale ment par rapport à cet élément.
En principe, le procédé que comprend l'invention consiste donc à soumettre la sur face d'un corps de matière végétale, renfer mant les fibres, au choc d'un courant de liquide assez puissant pour que les fibres soient complètement nettoyées et même pour que les fibres courtes, faibles et indésirables soient complètement éliminées ou enlevées.
La mise en #uvre du procédé ne nécessite pas la préparation préalable des #tuxies" comme l'exige le procédé de nettoyage par grattage, car la gaine peut être traitée en une seule opération de nettoyage dans toute son épaisseur naturelle et les fibres d'une feuille-gaine tout entière peuvent être con venablement nettoyées en une seule opéra- fion. De même, le nettoyage effectué par le procédé selon l'invention permet d'éviter complètement les ruptures ou autres détério rations des grandes fibres, comme c'est le cas dans l'opération de battage mécanique,
et un réglage convenable de la machine per met d'éliminer des fibres désirées celles qui sont faibles en même temps que la masse du tissu non fibreux.
Le dessin ci-annexé illustre une mise en #uvre du procédé que comprend l'invention et représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine que comprend l'in vention pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La fig. 1 représente une tige d'abaca; La fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1; La fig. 3 est une vue perspective à échelle agrandie d'un tronçon de la gaine élémentaire représentée dans la fig. 2; La fig. 4 montre schématiquement une feuille-gaine traversant un laminoir; La fig. 5 est une vue en plan de ladite forme d'exécution de la machine, certaines parties étant enlevées et d'autres représentées schématiquement; La fig. 6 est une élévation latérale de la machine représentée à la fig. 5, une enve loppe de cette machine étant en partie enle vée;
La fig. 7 est une vue perspective de la partie principale de la machine, certaines parties étant enlevées et d'autres représen tées schématiquement et un détail de cette machine occupant une position autre que celle que montrent les fig. 5 et 6; La fig. 8 est une élévation en bout de 1a machine représentée à la fig. 5, certaines parti=es étant enlevées; La fig. 9 est une élévation en coupe par tielle d'une partie de la machine; La fig. 10 est une vue en plan d'un dé tail dans une position autre que celle repré sentée aux fig. 5 et 7;
La fig. 11 -est une coupe à échelle agran die d'un détail dans une autre position; La fig. 12 -est une vue en élévation sché matique du détail représenté dans la fig. 10; La fig. 13 montre en coupe un autre dé tail d'un .élément d'un mécanisme de la ma chine.
Gomme on le voit aux fig. 1 à 3, la. tige de 1'abaca comprend une série de gaines en forme de croissant 2 imbriquées les: unes dans les autres et dont une est représentée partiellement et en, perspective à la fig. 3. Les gaines 2 sont disposées, dans la tige de la plante adulte, autour d'un noyau central 3 comme 1e montre la fig. 2. , La plante une fois coupée et la tige sec tionnée à une longueur convenable prédéter minée, on sépare les gaines les unes des autres et du noyau 3 soit à la main comme à l'ordinaire, soit par une opération méca nique centrifuge qui n'est pas comprise dans le procédé, objet de l'invention.
On aplatit ensuite chaque élément, de préférence en lh faisant passer à travers un train de laminoirs comme cela est représenté schématiquement dans la fig. 4. Une pression aux cylindres de l'ordre de 140 kg/cmê con vient.
On procède alors à l'opération de net toyage, afin d'isoler et de débarrasser les di verses fibres désirées, placées le long de la partie naturellement extérieure de l'élément, des tissus pulpeux et non fibreux contenus dans la partie intérieure de l'élément naturel. On effectue cette opération de nettoyage en maintenant par l'un de ses bouts l'élément aplati et en dirigeant ensuite un courant transversal d'eau sous une pression supé rieure à 35 kg/cmê contre l'une des surfaces de l'élément, de préférence sa surface dure extérieure naturelle, et en déplaçant le cou rant progressivement et de préférence unifor mément le long de cet élément et uniquement en s'éloignant (le l'extrémité maintenue, la partie de l'élément sur laquelle on agit étant soutenue par une surface d'appui ou chicane.
Pour que l'opération puisse s'effectuer d'une manière continue, il est préférable de faire avancer les éléments aplatis et rangés côte à côte, perpendiculairement à la direc tion générale des fibres, à la rencontre et perpendiculairement au déplacement du point d'impact d'un courant d'eau, ce point d'im pact décrivant un mouvement relatif cyclique en travers d'une chicane.
On comprendra mieux ce qui se passe en se référant aux fig. 5 à 13 du dessin qui montrent une machine pour la mise en rouvre du procédé, machine qui se compose en prin cipe d'un mécanisme transporteur amenant à la machine les gaines aplaties, d'un mé canisme agissant sur la substance amenée, d'un appareil amenant à ce mécanisme de l'eau ou un autre fluide sous pression, en fin d'un mécanisme transporteur pour éva cuer les fibres nettoyées.
Le mécanisme d'alimentation comprend un transporteur à bande sans fin horizontale, indiqué en A, destiné à recevoir des élé ments aplatis (le matière végétale, par exem ple des bandes de gaine, disposés horizontale ment et côte àr côte. Le transporteur A débite la matière dans la direction de la flèche indi quée dans la fig. 6, de façon telle que l'un des bouts des éléments passe sur une bande transporteuse auxiliaire C, tandis que l'autre bout, dépassant le bord du transporteur A, s'engage entre deux chaînes sans fin formant un mécanisme d'alimentation à friction et indiquées dans leur ensemble en B.
Les transporteurs R et C acheminent la matière dans la même direction et le mécanisme B pince l'un des bouts des bandes de matière, si bien que celles-ci sont transférées d'une extrémité à l'autre de la machine jusqu'à ce qu'elles soient sectionnées par l'action d'un couteau transversal, à l'autre extrémité de cette machine.
La substance nettoyée est en suite évacuée par un transporteur à bande sans fin D, orienté perpendiculairement à la machine et supportant les fibres nettoyées par leur partie médiane lorsqu'elles sont sec- tionnées, tandis que les bouts par lesquels elles étaient maintenues sont déchargés à l'extrémité postérieure de la machine.
Ces mécanismes d'alimentation seront dé crits plus complètement par la suite, mais on conçoit que 'les bouts des, bandes de matière opposés à ceux que pince le mécanisme d'acheminement R sont. en quelque sorte traî- né-Y à t:
r-avers 1a machine. Lorsqu'ils s'échap pent (le 1a bande transporteuse auxiliaire C, ils viennent reposer sur une surface .semi- cylindrique 10 formée dans le bâti 8 de la machine et dont une partie joue 1e rôle de chi cane.
La surface semi-cylindrique ou ehicane 7 0 est coaxiale avec un arbre de commande principal 125 pouvant tourner dans des pa liers appropriés 13 et 14 du bâti 8. On con- çoit que l'arbre 12 peut être accouplé par l'extrémité coupée représentée dans la fig. 5, à un moteur quelconque, non représenté.
Sur l'extrémité de l'arbre 12, intérieure à<B>la</B> machine, est calée une roue E d'une forme spéciale. En se référant aux fig. 7, 10 et 11, cette roue E comprend une tête creuse 21 dont la surface extérieure forme une partie de la périphérie de la roue. Cette tête creuse 21 présente un orifice d'entrée 23 et, dans la face 22, un étroit orifice de sortie 24 orienté parallèlement à l'axe de l'arbre 12. Les parois de la tête, qui forment un canal étroit aboutissant à l'orifice 24, font un cer tain angle avec un plan tangent à la péri- ph6rie de la roue, comme cela est indiqué clé façon plus détaillée dans la fig. 11.
La tête 21 est montée de façon amovible sur la roue E, ce qui permet de la remplacer par d'autres têtes à buses de largeurs diffé rentes, ou dont les passages aboutissant à l'orifice ont une obliquité légèrement supé rieure ou inférieure, ou différant à la fois par leur largeur et leur obliquité.
La roue E présente une partie périphé rique en forme de surface cylindrique 30 qui s'étend vers l'arrière de la tête creuse 21 sur un angle d'environ 18P. Cette surface 30 est déportée comme cela est indiqué dans la fig. 10, de façon qu'elle ait une forme héli coïdale le long d'une surface cylindrique cen trée sur l'axe de l'arbre 15.
Cette surface semi-cylindrique 30 est soutenue par un rayon 33 et par une plaque semi-circulaire 34 qui occupe les 180 res tants de la roue, tous deux étant reliés au moyeu de ladite roue.
Cette roue E est destinée à tourner au voisinage et dans le sens transversal de la chicane à surface cylindrique 10, de manière à agir sur la substance acheminée, tandis que celle-ci est entraînée au-dessous de la roue E et entre celle-ci et la chicane 10 par le mécanisme transporteur B. A cet effet, la roue E est agencée en vue de tourner sans interruption dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en se référant à la fig. 7 et, par conséquent, de s'éloigner du mécanisme d'ali mentation B, tandis qu'elle balaye la ehicane voisine 10.
L'intervalle entre l'orifice 24 et la chi cane 10 est faible; c'est pourquoi il est indi qué de munir la roue E d'un guide d'alimen tation 35 qui forme non seulement une hé lice, mais aussi une spirale s'étendant de droite à gauche, en se référant à la f ig. 7, sur un arc d'environ 360 . Ce guide d'ali mentation est représenté schématiquement en élévation de face dans la fig. 12. Il se ter mine à son extrémité intérieure pur une tige 36 orientée dans la direction du transporteur A et radialement jusqu'à une pointe 37 pla cée dans l'axe de l'arbre 12 et légèrement surélevée par rapport au plan de la banale transporteuse A. La pointe 37 tourne donc avec la roue E sans, décrire cependant de mouvement périphérique. Cette tige 36 est représentée coupée dans la fig. 10.
Le guide hélico-spiroïdal 35 contribue à rabattre pro gressivement la feuille-gaine contre la chi cane 10 avant l'instant où elle atteint la zone de déplacement de l'orifice 24, du fait qu'à mesure que les éléments de matière avancent sur le transporteur A, leur partie médiane passe sous la pointe 37, et comme la roue E tourne sans interruption, les, parties mé dianes sont graduellement sollicitées vers le bas en direction de la chicane 10 par la tige 36 et le guide hélico-spiroïdal 3.5 à mesure qu'elles approchent de la surface semi-circu laire 30 de la roue E,
puisque la distance ra diale entre le guide 3,5 et un point déterminé de la chicane 10décroît au fur et à mesure que la roue E tourne. La pesanteur contri bue évidemment à cette flexion des éléments vers la chicane 10, et Von peut supprimer le guide 3,5, mais il n'en est pas moins utile pour empêcher -les bandes végétales d'être emmêlées par la roue E.
Comme le montrent les fig. 7, 10 et 11, le guide 35 est fendu, afin,de permettre le pas sage -d'un couteau 40 monté à demeure sur la tête 21. Ce couteau 40 .est placé sensiblement à l'une .des extrémités de l'orifice 24, et i1 coopère avec la chicane 10 pour tailler longi- tudinalement dans la masse de matière végé tale à chaque révolution de la roue E.
La tête 21 que porte la roue E présente une série de dents 41 orientées périphérique- ment et saillant radialement, placées immé diatement à la suite de l'orifice 24 et indi quées par les traits parallèles qu'on voit sur la fig. 10. Ces dents sont destinées à agir à la façon d'un peigne pour plaquer progres sivement la partie nettoyée des fibres contre la chicane 10 au passage de l'orifice à tra vers la matière introduite. Comme on le voit dans la fie. 11, la surface semi-cylindrique 30 s'étend à partir d'un point situé immé diatement en arrière des dents 41.
Afin d'empêcher la matière de s'enrouler sur l'arbre 12 après avoir quitté la zone d'ac tion de la surface semi-cylindrique 30, on a prévu une série de chevilles 42 plantées dans la plaque semi-circulaire 34 et orientées axia- lement, chevilles qui sont destinées à main tenir les fibres à l'écart de la roue E jus qu'à ce qu'elles se trouvent largement en dehors de la zone qu'elle balaye.
Pour amener l'eau à l'orifice 24, il est prévu un réseau de conduites qui comprend l'arbre 12, évidé à cet effet comme le montre en 50 la fie. 10. L'extrémité de l'arbre creux 12 est reliée au raccord d'arrivée 23 de la tête 21 par une conduite 51 (fie. 5 et 7) qui tourne avec la roue E.
L'eau est admise dans l'arbre creux 12 par un carter 52 (fie. 10) comportant des joints d'étanchéité convenables 53, 53, à tra vers des trous radiaux 54, 54 aboutissant à la cavité axiale de l'arbre 12.
L'eau est envoyée sous pression au carter 52, par l'intermédiaire d'une conduite 55 (fie. 5 et 7), par une pompe à débit constant 56 représentée schématiquement à la fie. 5.
Afin d'interrompre l'arrivée de l'eau à l'orifice 24 à des intervalles déterminés par chaque révolution de l'orifice, on a interposé entre la pompe 56 et le carter 52 une sou pape logée dans une culasse 57. Une telle soupape peut être d'un type convenable quel conque, par exemple du type à ressort. Lors qu'on utilise une pompe à débit constant telle que 56, il est nécessaire de prévoir un artifice pour absorber le débit de la pompe pendant les périodes où la soupape 57 est fermée.
Bien qu'ils soit possible de résoudre la question en déviant le flux vers une con duite montée en by-pass sur la pompe ou se déversant au déhors, on a trouvé convenable, pour des raisons d'économie, d'interposer un accumulateur entre la pompe 56 et la sou pape 57. Cet accumulateur a été représenté sur le dessin sous forme d'une paire de chambres à air 58 communiquant convenable ment à leur sommet, comme le montre la fie. 5, avec un réseau d'air comprimé (non figuré) par l'intermédiaire d'une conduite 59 et d'une vanne 60.
La soupape 57 est construite de façon qu'elle s'ouvre et se ferme automatiquement. Si l'on se reporte à la fie. 9, cette soupape est actionnée par une tige 61 qui monte et descend sous .l'action d'une came 62 montée sur un arbre 63 et agissant sur un galet 64 monté sur la tige 61.
L'arbre 63 est monté sur le bâti 8 de la machine par l'intermédiaire d'un palier 66 (fig. 5), étant ent'en@du que lorsque 'la came 62 se trouve dans -la position que représente la fie.
9 la. soupape 5-7 est fermée. Le méca nisme de la came commandant 1.a soupape est étudié de façon qu'il produise l'ouverture de cette dernière pendant la fraction de cha que révolution de la roue E durant laquelle l'orifice 24 balaye @la chicane 10 en s'éloi gnant du mécanisme d'amenée B.
Afin de recueillir l'eau qui s'échappe de l'orifice 24 contre la chicane 10, en face de la none E est montée une enveloppe 68 des tinée it diriger l'eau vers une conduite d'échappement pendant qu'e'l'le remonte le long de la chicane 10.
L < , transporteur d'amenée A est du type connu à bande sans fin et comprend deux ou plusieurs bandes passant autour d'un rouleau 70 calé sur un arbre 71 monté dans des eous- ,sincts logés dans un support 72 solidaire du bâti 8 et dans ce dernier lui-même.
Dans la forme d'exécution représentée, les bandes sans fin du transporteur A sont au nombre de deux et sont à distance l'une de l'autre pour permettre à la bande transpor teuse auxiliaire C de passer autour du rou leau 70. Comme il est indiqué dans la fig. 5, la bande transporteuse C traverse l'enveloppe 68 et le bâti de la machine pour aboutir à une poulie de renvoi 73 montée sur le bâti 8.
Le mécanisme d'alimentation B comprend deux chaînes articulées sans fin montées res pectivement sur des poulies 84, 85 et 86, 87. Comme il est indiqué dans la fig. 13, chaque maillon de la chaîne supérieure présente une partie saillante à section en V, et chaque maillon de la chaîne inférieure présente une rainure en V correspondante. Les maillons de chaque chaîne sont assemblés par des axes 88.
Les chaînes passent sur les poulies 84, 85, 86 et 87 dans des rainures circonféren- tielles de ces poulies, des encoches étant pré vues dans les brides latérales de ces poulies- pour recevoir les axes 88. Le brin détendu de la chaîne supérieure est supporté par des rou leaux 89. Pour maintenir les maillons des deux chaînes à l'engrènement pendant leur dépla cement dans le sens de l'avancement de la matière, le bâti de la machine est muni d'une série de rouleaux fixes 76 dont l'un est vi sible dans la partie en coupe du bâti repré sentée dans la fi g. 6. Ces rouleaux 76 sont fous et placés immédiatement au-dessous du brin supérieur de la chaîne inférieure.
A cha cun des rouleaux 76 correspond un rouleau 77 monté au-dessus de lui et disposé pour pouvoir coulisser verticalement sur une tige 78; ce rouleau est soumis à l'action d'un res sort 79 qui tend constamment à le pousser vers le bas. Le rouleau 77 est glacé de ma nière qu'il presse constamment le brin infé rieur de la chaîne supérieure du mécanisme d'alimentation B à l'encontre de la réaction du rouleau 76 placé au-dessous. Les paires de rouleaux 77 et 76 sont placées ù de faibles intervalles, tout au long du trajet où les deux chaînes agissent conjointement.
Le mécanisme transporteur D est un simple transporteur à câble disposé dans le sens transversal de la machine. On l'a repré senté schématiquement dans les fig. 5 et 6 passant autour de six poulies, convenablement montées à des emplacements appropriés. Quatre de ces poulies sont représentées en 90, 91, 92 et 93 dans la fig. 5, et une cin quième poulie est indiquée en 94 sur la fig. 6. Quant à la sixième poulie, elle est cachée au- dessous de la poulie 90 dans la fig. 5.
Pour entraîner les transporteurs A, B et C, la roue E et actionner la soupape 57, le tout en liaison cinématique, des mécanismes sont tous commandés par l'arbre principal 12.A cet effet, ce dernier est pourvu d'une roue dentée 10 (fig. 5 et 8) reliée, par un train réducteur approprié comprenant un pignon 101 et des vis sans fin enfermées dans un carter 102,à un arbre 103 sur le quel la poulie 87 est montée, de manière à entraîner ainsi la chaîne sans fin inférieure du mécanisme d'alimentation B.
La chaîne supérieure du mécanisme d'alimentation B .est entraînée par un arbre 10,4 sur lequel est montée la poulie 85, l'arbre 104 étant relié à l'arbre 103 par 'l'in termédiaire de pignons convenables 1.05 et 106.
Les transporteurs A et C sont entraînés par le mécanisme :d'alimentation B, ainsi que cela est représenté dans les fig. 5 et 6, par l'intermédiaire -de l'arbre 71 sur lequel est monté<B>l</B>e rouleau 70. L'arbre 71 est com mandé par un arbre 107 sur ,lequel est mon tée la poulie 86, par l'intermédiaire de pi gnons 108, 109, et 110.
L'arbre 63 du mécanisme de la soupape 57 est actionné par l'arbre 12 par l'intermé diaire d'un pignon 111 qui engrène avec la roue dentée 100 calée sur l'arbre 12,.
Quant au mécanisme transporteur D, il est également actionné à partir de l'arbre 12 par une courroie 112 agissant sur une pou lie 113 calée sur un arbre 114 qui porte également la poulie 91 actionnant le trans porteur à câble,.
La machine représentée au dessin prévoit l'emploi ,d'une pompe à ,débit constant 5:6 ca- pable d'amener de l'eau jusqu'à l'orifice 24 sous une pression de 175 kg/cmê. Les aceu- mulateurs sont préalablement chargés d'air sous une pression d'environ 35 kg/cnê et sont proportionnés de manière que, pendant le, demi-cycle du fonctionnement de la machine durant lequel la soupape 57 est fermée, la pompe refouie de l'eau dans les elanbres sous une pression d'environ 175 lig/calê.
Il est possible de nettoyer de façon par faite les gaines élémentaires aplaties de l'abaca en un seul passage dans la machine qui vient d'être décrite, à condition que l'eau arrive à l'orifice 24 sous une pression de 175 kg/cmê. Pour une roue E comportant un orifice qui décrit une trajectoire d'environ 1,10 m, cet orifice a une longueur axiale de 15 cm et une largeur d'environ 0,25 mm. L'orifice 24 est à environ 0,8 mm de la chi cane 10, et la surface semi-cylindrique 30 à environ 12 mm de cette même chicane. Comme les fibres ont en général un diamètre compris entre 0,I)5 et 0,25 min, on voit qu'elles ne subissent aucun effet de grattage de la part de l'orifice.
La chicane forme un arc d'environ 1,5 m de développement, de sorte que la. longueur de matière nettoyée en une seule révolution est d'environ 1,5 m. Le pas de cette chicane est d'environ 7 6 mm sur 180 , et le méca nisme d'alimentation a, avec l'arbre 12, un rapport de transmission tel que ledit méca nisme avance d'environ 15 cm à chaque tour de l'arbre 12. Il s'ensuit que, dans les cy cles successifs du fonctionnement de la ma chine, chaque cycle représentant une révolu tion de l'arbre 12, la chaîne progresse d'une distance égale à la longueur axiale de l'ori fice 24.
Si les éléments de retenue du méca nisme d'alimentation B serrent sans interrup tion les bouts des bandes végétales, le cou teau 40 et l'orifice 24 opèrent successivement et sans interruption sur des largeurs de bandes végétales larges de 15 cm, chacune de ces largeurs de 15 cm occupant au commence ment de chaque cycle la même position sui vant le sens de la longueur de la machine.
La forme de la surface semi-cylindrique 30 a pour effet de maintenir appliquée contre la chicane la partie de la largeur de ma tière végétale qui subit le traitement, malgré sa propression ininterrompue sous l'action du mécanisme d'alimentation B, pendant le mouvement de l'orifice 24 d'une amplitude de 180', transversalement par rapport à la chicane 10, à partir du mécanisme d'àlimen- tation B.
Le fonctionnement de la machine décrite est satisfaisant en faisant tourner l'arbre 12 à une vitesse uniforme de 40 tours par mi nute. Il s'ensuit que les chaînes du méca nisme d'alimentation B se déplacent à raison de 6 m par minute, et la commande des né- canismes transporteurs A et C est réglée en vue d'obtenir des vitesses d'avance sensible ment égale.
L'arbre 63 qui actionne la soupape 5 7 tourne en synchronisme avec l'arbre 12 et, par conséquent, ouvre et ferme cette soupape 57 une fois à chaque révolution de la roue E. La came 62 est calée sur l'arbre 63, de façon telle que la soupape s'ouvre lorsque l'orifice 24 se trouve au point de son par cours le plus voisin du mécanisme d'alimen tation B, et elle permet au ressort, 65 de fer mer la soupape 57 après que la roue E a balayé un secteur de<B>180',
</B> au moment où l'orifice <B>M</B> se trouve au point de sa révolu tion le plus éloigné du mécanisme d'alimen tation B.
Ainsi qu'il est représenté dans .la fig. 11, les parois de l'orifice 24 ont une obliquité telle que l'eau est dirigée sur 'la chicane 10 dans une direction opposée au mécanisme d'alimentation B.
Cette obliquité, que par abréviation on appellera l'incidence du jet d'eau sur la chicane, est approximativement de 20 , c'est-à-dire que les parois de l'orifice 24 font un angle d'environ 2,0' avec un plan tangent à la surface de la chicane.
Considérant qu'avec une pression de 175 kg/.cm' et un orifice ayant les dimen sions précédemment indiquées, le courant d'eau s'échappe de l'orifice 24 à une vitesse d'environ 180 m/sec, on imagine aisément que ce courant d'eau agit en quelque sorte comme une lame transversale rigide qui traverserait la languette de matière végétale.
Cependant, cette lame liquide n'étant pas effectivement rigide, son plan d'impact varie suivant la configuration particulière de la surface de la matière sur laquelle elle agit et, par consé quent, elle ne rompt pas les fibres relative ment volumineuses. La charge statique et cinétique étant d'environ 175 kg/cmê et l'angle d'incidence étant de 20 , l'effet de choc est de 350 kg/cmê et la composante nor male de cette force de choc sur la substance en languettes est d'environ 85 kg/emê.
La pratique a montré que cette composante nor male de la force de choc est parfaitement suffisante pour nettoyer complètement les gaines d'abaca en un seul passage à travers la machine.
Comme la pression de charge statique, les dimensions de l'orifice 24 et l'angle d'inci dence du courant sont des valeurs qu'on peut modifier, les, pressions et dimensions indi quées ne le sont qu'à titre d'exemple. Toute fois, afin d'obtenir un nettoyage convenable, la pratique a démontré qu'il faut que la com posante normale de la force de choc sur la matière traitée soit supérieure à 70 kg/cmê; d'après ce qui précède, il est évident que pour obtenir cette force de choc, une charge ciné tique de 35 kg/cmê seulement sera nécessaire, à condition que le jet de liquide ait une di rection perpendiculaire à la surface de 1a ma tière à nettoyer: la vitesse du liquide, lors qu'il quitte l'orifice, correspondant à cette charge cinétique, sera de 75 m/sec.
Les va leurs de la charge cinétique peuvent varier, les limites convenables étant de 105 à 210 kg/cmê; par conséquent, les valeurs cor respondantes de la composante normale de la force de choc sont de 70 à 140 kg/cm'. Suivant 1a pression utilisée, les fibres rela tivement peu résistantes se trouveront plus ou moins brisées par le choc et entraînées par l'eau en même temps que la substance pulpeuse restante.
Le fonctionnement de la machine repré sentée est le suivant: Après qu'on a coupé les tiges d'abaca et enlevé les feuilles et les branches, on sectionne de préférence la tige à une longueur déterminée et l'on sépare en suite les gaines élémentaires les unes des autres ainsi que du noyau de la tige s'il s'agit d'une plante adulte. On fait ensuite passer les gaines élémentaires à travers un laminoir à l'effet d'aplatir chaque élément.
On couche ensuite les éléments transver salement côte à côte sur le transporteur A, l'un de leurs bouts dépassant le bord du trans porteur de manière à passer entre les maillons convergents du transporteur B. Il est préfé rable que la surface dure normalement située à l'extérieur de ces éléments se trouve tour née vers le haut, afin qu'elle se présente au courant d'eau jaillissant de l'orifice 24. On peut disposer les éléments côte à côte à la suite les uns des autres et les introduire sans interruption dans la machine.
A l'instant où chaque élément passe au tour du rouleau 70, son extrémité est pincée par le mécanisme d'alimentation B. Sa partie centràle tombe alors du transporteur A et l'extrémité libre de l'éMment continue à être acheminée par le transporteur auxiliaire C.
La partie centrale de la languette végé tale s'infléchit vers. la chicane cylindrique 10 et, tandis que le mécanisme d'alimentation B continue à avancer, la languette végétale est graduellement traînée hors du transpor teur Cet amenée dans la zone balayée dans sa rotation par l'a, roue E, pour se rapprocher .de plus en plus de la chicane 10 et prendre une forme semi-circulaire sous l'action du guide 35.
Dès qu'une partie de la languette végé tale atteint -la trajectoire :décrite par 1e cou teau 40 dans sa rotation, ledit couteau, en combinaison avec la chicane 10, découpe .dans la languette une tranche longitudinale sur laquelle le jet d'eau provenant de l'orifice 24 agit en même temps que se produit le dé coupage de la tranche de matière et que dure le demi-cyele au -cours duquel la partie de la roue E qui porte d'orifice parcourt 1a moitié inférieure de sa révolution et traverse la chi cane 10 en s'éloignant du mécanisme d'ali mentation B.
A l'instant où l'orifice a. achevé sa rotation de 180', la soupape 57 se ferme, interrompant l'arrivée d'eau, et la roue E continue à tourner de manière à ramener le couteau 40 et l'orifice 24, en parcourant la moitié supérieure de sa rotation, à son point le plus proche du mécanisme d'alimentation B. A ce moment, ce dernier a progressé d'en viron 15 cm, si bien qu'une nouvelle tranche de 15 cm de largeur est découpée par le cou teau 40 et que l'orifice 24 agit de la même manière sur cette seconde tranche de matière.
La première tranche continue à être en traînée hors de la trajectoire décrite par la roue E jusqu'à ce que le bout par lequel elle est pincée atteigne le couteau 120, représenté schématiquement dans la fig. 5, et qui peut être un couteau tournant, une cisaille ou tout autre dispositif approprié, commandé séparé ment ou relié à l'arbre de commande princi pal 12. Cet outil tranchant agit de manière à séparer du bout pincé par le mécanisme d'alimentation B la partie de la languette végétale qui a été nettoyée.
Comme le bout libre de cette languette a été traîné par le mécanisme transporteur B, la languette net toyée, à l'instant où elle atteint le couteau 120, se trouve orientée plus ou moins en tra vers de la machine, sa partie centrale se dra pant autour du transporteur à câble D. Dès que le gros bout pincé et non nettoyé a été séparé des fibres traitées, celles-ci se trou vent libérées, de sorte que le transporteur à câble D les entraîne par frottement vers l'arrière de la machine.
Les bouts emprisonnés et non traités sont abandonnés par le mécanisme d'alimen tation B à l'instant oi les deux chaînes se séparent l'une de l'autre, à l'extrémité de la machine.
Process for obtaining long vegetable fibers and machine for the implementation of this process. The present invention comprises a process for obtaining long plant fibers from an element of plant substance containing a number of such fibers bonded and disposed approximately parallel to each other in said element, and allowing these fibers to be rid of, by means of a fluid, pulpy matter or other undesirable matter which adheres to them and which forms part of the element.
The invention also comprises a machine for carrying out this method.
Although the process included in the invention has been found to be particularly suitable for obtaining fibers from the textile banana tree for sale as Manila hemp, it is also suitable for the treatment of similar fibers contained in '' other types of vegetable material, for example sisal, ramie and maguey and, in general, for the treatment of fibers of the kind found in the natural leaves or stems in substantially parallel filaments and which is commonly referred to as the fibro-vascular bundle,
each of these bundles being composed of distinct fibrous cells which overlap each other at their ends to form, as a whole, a fiber of considerable length.
One of the well-known fibers of this species is Manila hemp, which is obtained from the stems of abaca, a plant cultivated in particular in the Philippines. The stem of the abaca is botanically referred to as "false stem" because it consists, in the adult plant, of a group of crescent-shaped sheaths overlapping them. on top of each other all around a central nucleus.
In each sheath sheet the fibers are oriented approximately parallel to one another along its outer portion. The rest of the sheath is made up of non-fiber fabrics, and other fine fibers which are too weak in tensile strength to meet, with commercial requirements, all the elements which it is necessary to separate or free from useful fibers by: view to prepare these for sale.
This operation is known as the cleaning operation, and it will be called it in what follows.
The quality of the fiber and, therefore, to a large extent its commercial value, depending on the perfection of the cleaning operation, it is evident that a process and apparatus which would ensure uniform cleaning and perfect would be invaluable to the technique.
At present, the cleaning operations are not completely satisfactory, and the proportion of poor quality fibers existing in the trade, solely because of the insufficient cleaning operation, is considered too high by those who is interested in the prosperity of the industry under consideration, and it follows that the prices for higher grades of fiber are also too high.
A commonly used method of cleaning the fiber of abaca involves a scraping operation performed on the outer part of the sheath sheet (known as #tuxy "). The apparatus used for this operation comprises a fixed block against which a blade rigid is tightened by a spring or by a weight.The outer part of the sheath is slid between the block and the edge of the blade, which produces a scratching effect.
This scraping operation is satisfactory for the production of excellent quality # fiber "provided the #tuxy" is scraped uniformly, but this uniform scraping depends on constant adjustment of the apparatus, which the setting is one obtains only by sacrificing speed and which requires, on the part of the operator, attention at all times. As the scratching operation is generally carried out in the countryside,
this apparatus is extremely summary and it is an exception that the necessary care is brought to the conduct of the operation. Large quantities of fibers which would be of excellent quality if properly cleaned should, after treatment in this type of apparatus, be classified in lower categories. In addition, such a device requires the prior preparation of a #tuxy ", because it does not work correctly if the sheath is kept all its thickness.
Another known cleaning method involves threshing the sheath sheet in a mechanical beater. The use of this type of apparatus has serious drawbacks: it tends to break the long fibers due to too much pressure and to leave the shorter and weaker fibers intact, joining them to the strong fibers, although they have not been properly cleaned.
The inclusion of weak fibers in the product, reducing the. average fiber strength is undesirable, and when, moreover, the cleaning of the fiber leaves something to be desired, the quality of the product becomes significantly inferior.
The process and the machine of the present invention make it possible to eliminate all these drawbacks and rapidly obtain long vegetable fibers of a quality made from elements of vegetable substance containing a number of these. fibers bound and arranged approximately parallel to each other in said
element and rid them, by means of a fluid, of pulpy or other matter which adheres thereto and which are contained in the <B> element </B> element.
The method is characterized in that a part of the element is maintained during the treatment, that this element is subjected. by the action of a stream of fluid in the form of a thin blade extending transversely to the element and having, at the point where it meets the element, a kinetic load greater than 3'5 kg / cm ',
that this element is supported at the points of impact of the fluid blade while a hydraulic scraping action is applied to this element by moving the fluid blade in a longitudinal direction with respect to the element in s 'away from the point where this element is held.
The machine which the invention comprises for carrying out the method is characterized by a frame, by a baffle mounted on this frame and intended to support the element of plant substance, the latter being arranged to be maintained by a of its ends in an anchoring device, by a member mounted on the frame, so as to be able to accomplish a cyclical movement above the baffle surface,
this member having an orifice extending transversely with respect to the element of plant material and to which a pipe ends, by a stop member controlling the flow of a fluid brought to the orifice by the pipe, and by means for opening and closing this stop member in syn chronism with the cyclic movement above the baffle of the member mounted on the frame, so that a thin sheet of fluid can be projected against the element of plant substance and displaced longitudinally with respect to this element.
In principle, the process that the invention comprises therefore consists in subjecting the surface of a body of plant material, containing the fibers, to the impact of a current of liquid powerful enough for the fibers to be completely cleaned and even to that the short, weak and unwanted fibers are completely eliminated or removed.
The implementation of the process does not require the prior preparation of the #tuxies "as required by the cleaning process by scraping, because the sheath can be treated in a single cleaning operation in all its natural thickness and the fibers of An entire sheath sheet can be suitably cleaned in a single operation. Likewise, the cleaning carried out by the process according to the invention makes it possible to completely avoid breakage or other deterioration of the large fibers, as is the case. the case in the mechanical threshing operation,
and proper machine setting allows the weak fibers to be removed from the desired fibers along with the bulk of the non-fibrous fabric.
The accompanying drawing illustrates an implementation of the method which the invention comprises and represents, by way of example, an embodiment of the machine which the invention comprises for the implementation of this method.
Fig. 1 represents an abaca stem; Fig. 2 is a section taken along line 2-2 of FIG. 1; Fig. 3 is a perspective view on an enlarged scale of a section of the elementary sheath shown in FIG. 2; Fig. 4 schematically shows a sheath sheet passing through a rolling mill; Fig. 5 is a plan view of said embodiment of the machine, some parts removed and others shown schematically; Fig. 6 is a side elevation of the machine shown in FIG. 5, a casing of this machine being partly removed;
Fig. 7 is a perspective view of the main part of the machine, certain parts being removed and others shown schematically and a detail of this machine occupying a position other than that shown in FIGS. 5 and 6; Fig. 8 is an end elevation of the machine shown in FIG. 5, some parties being removed; Fig. 9 is a partial sectional elevation of part of the machine; Fig. 10 is a plan view of a detail in a position other than that shown in FIGS. 5 and 7;
Fig. 11 -is a section on an enlarged scale of a detail in another position; Fig. 12 -is a schematic elevational view of the detail shown in FIG. 10; Fig. 13 shows in section another detail of an element of a mechanism of the machine.
As can be seen in fig. 1 to 3, the. Abaca stem comprises a series of crescent-shaped sheaths 2 nested one inside the other and one of which is shown partially and in perspective in FIG. 3. The sheaths 2 are arranged in the stem of the adult plant around a central core 3 as shown in fig. 2., Once the plant has been cut and the stem cut off to a suitable predetermined length, the sheaths are separated from each other and from the pit 3 either by hand as usual, or by a mechanical centrifugal operation which is not included in the method, object of the invention.
Each element is then flattened, preferably by passing it through a rolling mill train as shown schematically in FIG. 4. A pressure on the cylinders of the order of 140 kg / cmê is suitable.
The cleaning operation is then carried out in order to isolate and rid the various desired fibers, placed along the naturally outer part of the element, from the pulpy and non-fibrous tissues contained in the inner part of the element. natural element. This cleaning operation is carried out by holding the flattened element by one of its ends and then directing a transverse stream of water under a pressure greater than 35 kg / cmê against one of the surfaces of the element, preferably its natural outer hard surface, and by moving the current gradually and preferably uniformly along this element and only away (the end maintained, the part of the element on which one acts being supported by a bearing surface or baffle.
So that the operation can be carried out in a continuous manner, it is preferable to advance the flattened and arranged elements side by side, perpendicular to the general direction of the fibers, to the meeting and perpendicular to the displacement of the point of impact of a water current, this point of impact describing a cyclical relative movement across a baffle.
It will be better understood what is happening by referring to FIGS. 5 to 13 of the drawing which show a machine for implementing the process, which machine consists in principle of a conveyor mechanism bringing the flattened sheaths to the machine, a mechanism acting on the substance supplied, an apparatus bringing water or another pressurized fluid to this mechanism, at the end of a conveyor mechanism for evacuating the cleaned fibers.
The feed mechanism comprises a horizontal endless belt conveyor, indicated at A, intended to receive flattened elements (plant material, eg sheath belts, arranged horizontally and side by side. Conveyor A delivers the material in the direction of the arrow shown in fig. 6, so that one end of the elements passes over an auxiliary conveyor belt C, while the other end, protruding beyond the edge of the conveyor A, s 'engages between two endless chains forming a friction feed mechanism and indicated as a whole in B.
Conveyors R and C convey the material in the same direction and mechanism B clamps one end of the material webs, so that the webs are transferred from one end of the machine to the other until that they are cut by the action of a transverse knife, at the other end of this machine.
The cleaned substance is then discharged by an endless belt conveyor D, oriented perpendicular to the machine and supporting the cleaned fibers by their middle part when they are divided, while the ends by which they were held are discharged at the rear end of the machine.
These feed mechanisms will be described more fully hereinafter, but it will be appreciated that the ends of the strips of material opposite to those which the delivery mechanism clamps are. sort of dragged-Y to t:
r-obverse of the machine. When they escape from the auxiliary conveyor belt C, they come to rest on a semi-cylindrical surface 10 formed in the frame 8 of the machine and part of which acts as a chuck.
The semi-cylindrical or ehicane surface 70 is coaxial with a main drive shaft 125 rotatable in suitable bearings 13 and 14 of the frame 8. It is understood that the shaft 12 may be coupled by the cut end shown. in fig. 5, to any engine, not shown.
On the end of the shaft 12, inside the <B> the </B> machine, is wedged a wheel E of a special shape. Referring to Figs. 7, 10 and 11, this wheel E comprises a hollow head 21, the outer surface of which forms part of the periphery of the wheel. This socket head 21 has an inlet orifice 23 and, in the face 22, a narrow outlet orifice 24 oriented parallel to the axis of the shaft 12. The walls of the head, which form a narrow channel terminating in the orifice 24, make a certain angle with a plane tangent to the periphery of the impeller, as shown in more detail in fig. 11.
The head 21 is removably mounted on the wheel E, which makes it possible to replace it by other heads with nozzles of different widths, or of which the passages leading to the orifice have a slightly greater or lesser obliquity, or differing both in width and obliquity.
The wheel E has a peripheral part in the form of a cylindrical surface 30 which extends towards the rear of the socket head 21 at an angle of approximately 18P. This surface 30 is offset as indicated in FIG. 10, so that it has a helical shape along a cylindrical surface centered on the axis of the shaft 15.
This semi-cylindrical surface 30 is supported by a spoke 33 and by a semi-circular plate 34 which occupies the remaining 180 of the wheel, both being connected to the hub of said wheel.
This wheel E is intended to rotate in the vicinity and in the transverse direction of the baffle with cylindrical surface 10, so as to act on the conveyed substance, while the latter is driven below the wheel E and between the latter. and the baffle 10 by the conveyor mechanism B. For this purpose, the wheel E is arranged to rotate uninterruptedly in the anti-clockwise direction with reference to FIG. 7 and, consequently, to move away from the feeding mechanism B, while it sweeps the neighboring ehicane 10.
The interval between the orifice 24 and the chuck 10 is small; this is why it is advisable to provide the wheel E with a feed guide 35 which forms not only a helix, but also a spiral extending from right to left, with reference to f ig. 7, over an arc of about 360. This feeding guide is shown schematically in front elevation in FIG. 12. It ends at its inner end pure a rod 36 oriented in the direction of the conveyor A and radially to a point 37 placed in the axis of the shaft 12 and slightly raised relative to the plane of the banal conveyor A. The point 37 therefore rotates with the wheel E without, however, describing any peripheral movement. This rod 36 is shown cut in FIG. 10.
The helical-spiral guide 35 helps to gradually fold the sheath sheet against the chuck 10 before it reaches the zone of displacement of the orifice 24, since as the elements of material advance over it. the conveyor A, their middle part passes under the point 37, and as the wheel E turns continuously, the middle parts are gradually urged downwards towards the baffle 10 by the rod 36 and the helical guide 3.5 as they approach the semi-circular surface 30 of the wheel E,
since the radial distance between the guide 3.5 and a determined point of the baffle 10 decreases as the wheel E turns. Gravity obviously contributes to this bending of the elements towards the baffle 10, and the guide 3.5 can be omitted, but it is nonetheless useful for preventing the vegetal bands from being tangled by the wheel E.
As shown in Figs. 7, 10 and 11, the guide 35 is split, in order to allow the not wise -d'un knife 40 permanently mounted on the head 21. This knife 40 is placed substantially at one .des ends of the. orifice 24, and it cooperates with the baffle 10 to cut lengthwise in the mass of plant material at each revolution of the wheel E.
The head 21 carried by the wheel E has a series of teeth 41 oriented peripherally and projecting radially, placed immediately after the orifice 24 and indicated by the parallel lines which can be seen in FIG. 10. These teeth are intended to act like a comb to gradually press the cleaned part of the fibers against the baffle 10 when the orifice passes through the material introduced. As seen in the fie. 11, the semi-cylindrical surface 30 extends from a point located immediately behind the teeth 41.
In order to prevent the material from rolling up on the shaft 12 after having left the action zone of the semi-cylindrical surface 30, a series of pegs 42 are provided which are planted in the semi-circular plate 34 and oriented. axially, pegs which are intended to keep the fibers away from the wheel E until they are largely outside the zone which it sweeps.
To bring water to the orifice 24, a network of pipes is provided which comprises the shaft 12, hollowed out for this purpose as shown at 50 la fie. 10. The end of the hollow shaft 12 is connected to the inlet connector 23 of the head 21 by a pipe 51 (fie. 5 and 7) which rotates with the wheel E.
Water is admitted into the hollow shaft 12 through a casing 52 (fie. 10) comprising suitable seals 53, 53, through radial holes 54, 54 leading to the axial cavity of the shaft 12 .
The water is sent under pressure to the casing 52, via a pipe 55 (fig. 5 and 7), by a constant flow pump 56 shown schematically in fig. 5.
In order to interrupt the arrival of water to the orifice 24 at intervals determined by each revolution of the orifice, a valve housed in a cylinder head 57 has been interposed between the pump 56 and the casing 52. valve may be of any suitable type, for example of the spring type. When using a constant flow pump such as 56, it is necessary to provide a device to absorb the flow of the pump during the periods when the valve 57 is closed.
Although it is possible to solve the question by diverting the flow to a pipe mounted as a bypass on the pump or discharging outside, it has been found suitable, for reasons of economy, to interpose an accumulator between the pump 56 and the valve 57. This accumulator has been shown in the drawing in the form of a pair of air chambers 58 suitably communicating at their top, as shown in the figure. 5, with a compressed air network (not shown) via a pipe 59 and a valve 60.
The valve 57 is constructed so that it opens and closes automatically. If we refer to the fie. 9, this valve is actuated by a rod 61 which rises and falls under the action of a cam 62 mounted on a shaft 63 and acting on a roller 64 mounted on the rod 61.
The shaft 63 is mounted on the frame 8 of the machine by means of a bearing 66 (fig. 5), being carried out only when the cam 62 is in the position represented by the end. .
9 the. valve 5-7 is closed. The mechanism of the cam controlling the valve is designed so that it produces the opening of the latter during the fraction of each revolution of the wheel E during which the orifice 24 sweeps the baffle 10 in s' moving away from the feed mechanism B.
In order to collect the water which escapes from the orifice 24 against the baffle 10, opposite the none E is mounted a casing 68 of the tines to direct the water to an exhaust pipe while e'l 'goes up along chicane 10.
L <, feed conveyor A is of the known type endless belt and comprises two or more bands passing around a roller 70 wedged on a shaft 71 mounted in eous- sincts housed in a support 72 integral with the frame 8 and in the latter itself.
In the embodiment shown, the endless belts of the conveyor A are two in number and are spaced from each other to allow the auxiliary conveyor belt C to pass around the roller 70. As it is is shown in fig. 5, the conveyor belt C passes through the casing 68 and the frame of the machine to end in a return pulley 73 mounted on the frame 8.
The feed mechanism B comprises two articulated endless chains mounted respectively on pulleys 84, 85 and 86, 87. As shown in fig. 13, each link of the upper chain has a protruding portion with a V-section, and each link of the lower chain has a corresponding V-groove. The links of each chain are assembled by pins 88.
The chains pass over the pulleys 84, 85, 86 and 87 in circumferential grooves of these pulleys, notches being provided in the side flanges of these pulleys to receive the pins 88. The slack end of the upper chain is supported by rollers 89. In order to keep the links of the two chains meshing during their displacement in the direction of the advance of the material, the frame of the machine is provided with a series of fixed rollers 76 of which the 'one is visible in the sectional part of the frame shown in fi g. 6. These rollers 76 are idle and placed immediately below the upper strand of the lower chain.
To each of the rollers 76 corresponds a roller 77 mounted above it and arranged to be able to slide vertically on a rod 78; this roller is subjected to the action of a res sort 79 which constantly tends to push it down. Roll 77 is glazed so that it constantly presses the lower strand of the upper chain of the feed mechanism B against the reaction of the roll 76 placed below. The pairs of rollers 77 and 76 are placed at short intervals throughout the path where the two chains act together.
The conveyor mechanism D is a simple cable conveyor arranged in the transverse direction of the machine. It has been shown schematically in figs. 5 and 6 passing around six pulleys, suitably mounted at suitable locations. Four of these pulleys are shown at 90, 91, 92 and 93 in FIG. 5, and a fifth pulley is indicated at 94 in fig. 6. As for the sixth pulley, it is hidden below pulley 90 in fig. 5.
To drive the transporters A, B and C, the wheel E and actuate the valve 57, all in kinematic connection, mechanisms are all controlled by the main shaft 12. For this purpose, the latter is provided with a toothed wheel. 10 (fig. 5 and 8) connected, by a suitable reduction gear comprising a pinion 101 and endless screws enclosed in a housing 102, to a shaft 103 on which the pulley 87 is mounted, so as to drive the chain lower end of feed mechanism B.
The upper chain of the feed mechanism B is driven by a shaft 10,4 on which the pulley 85 is mounted, the shaft 104 being connected to the shaft 103 by means of suitable sprockets 1.05 and 106.
The transporters A and C are driven by the feed mechanism B, as shown in figs. 5 and 6, by means of the shaft 71 on which the roller 70 is mounted. The shaft 71 is controlled by a shaft 107 on which the pulley 86 is mounted. , through pins 108, 109, and 110.
The shaft 63 of the valve mechanism 57 is actuated by the shaft 12 through the intermediary of a pinion 111 which meshes with the toothed wheel 100 fixed on the shaft 12 ,.
As for the transporter mechanism D, it is also actuated from the shaft 12 by a belt 112 acting on a louse 113 wedged on a shaft 114 which also carries the pulley 91 actuating the cable transporter.
The machine shown in the drawing provides for the use of a 5: 6 constant flow pump capable of supplying water to port 24 at a pressure of 175 kg / cm 3. The actuators are pre-charged with air at a pressure of about 35 kg / cne and are proportioned so that, during the half-cycle of the operation of the machine during which the valve 57 is closed, the pump is returned from water in the trees under a pressure of about 175 lig / calê.
It is possible to clean the flattened elementary sheaths of the abaca in a single pass in the machine which has just been described, provided that the water arrives at the port 24 under a pressure of 175 kg / cmê. For a wheel E having an orifice which describes a trajectory of about 1.10 m, this orifice has an axial length of 15 cm and a width of about 0.25 mm. The orifice 24 is about 0.8 mm from the chisel 10, and the semi-cylindrical surface 30 is about 12 mm from this same baffle. As the fibers generally have a diameter between 0.1) 5 and 0.25 min, it can be seen that they do not undergo any scratching effect from the orifice.
The baffle forms an arc of approximately 1.5 m in development, so that the. length of material cleaned in one revolution is about 1.5 m. The pitch of this baffle is approximately 76 mm by 180, and the feed mechanism has, with the shaft 12, a transmission ratio such that said mechanism advances by approximately 15 cm at each revolution of the shaft. shaft 12. It follows that, in successive cycles of machine operation, each cycle representing a revolution of shaft 12, the chain progresses by a distance equal to the axial length of the ori fice 24.
If the retaining elements of the feed mechanism B tighten the ends of the vegetal bands without interruption, the cutter 40 and the orifice 24 operate successively and without interruption on the widths of the vegetal bands 15 cm wide, each of these widths of 15 cm occupying the same position at the start of each cycle depending on the length of the machine.
The shape of the semi-cylindrical surface 30 has the effect of keeping applied against the baffle the part of the width of the plant material which undergoes the treatment, despite its uninterrupted propression under the action of the feed mechanism B, during the movement. from the orifice 24 with an amplitude of 180 ', transversely to the baffle 10, from the supply mechanism B.
The operation of the described machine is satisfactory by rotating the shaft 12 at a uniform speed of 40 revolutions per minute. It follows that the chains of the feed mechanism B move at a rate of 6 m per minute, and the control of the conveyor mechanisms A and C is adjusted in order to obtain substantially equal feed speeds. .
The shaft 63 which actuates the valve 5 7 rotates in synchronism with the shaft 12 and, consequently, opens and closes this valve 57 once for each revolution of the wheel E. The cam 62 is set on the shaft 63, such that the valve opens when the orifice 24 is at the point of its course nearest to the feed mechanism B, and it allows the spring 65 to close the valve 57 after the impeller E swept a sector of <B> 180 ',
</B> when the <B> M </B> orifice is at the point of its revolution furthest from the feed mechanism B.
As shown in FIG. 11, the walls of port 24 have an obliqueness such that water is directed onto baffle 10 in a direction opposite to feed mechanism B.
This obliquity, which by abbreviation will be called the incidence of the water jet on the baffle, is approximately 20, that is to say that the walls of the orifice 24 form an angle of approximately 2.0 ' with a plane tangent to the surface of the chicane.
Considering that with a pressure of 175 kg / .cm 'and an orifice having the dimensions indicated above, the stream of water escapes from the orifice 24 at a speed of approximately 180 m / sec, it is easy to imagine that this current of water acts in a way like a rigid transverse film which passes through the strip of plant material.
However, since this liquid strip is not effectively rigid, its impact plane varies depending on the particular configuration of the surface of the material on which it acts and, consequently, it does not break the relatively bulky fibers. The static and kinetic load being about 175 kg / cmê and the angle of incidence being 20, the shock effect is 350 kg / cmê and the normal component of this impact force on the substance in tabs is about 85 kg / same.
Practice has shown that this normal component of the impact force is perfectly sufficient to completely clean abaca sheaths in a single pass through the machine.
Like the static charge pressure, the dimensions of the orifice 24 and the angle of incidence of the current are values which can be modified, the pressures and dimensions given are only for example. . However, in order to achieve proper cleaning, practice has shown that the normal component of the impact force on the material being treated is greater than 70 kg / cm3; from the above it is evident that to obtain this impact force, a kinetic load of only 35 kg / cm3 will be necessary, provided that the jet of liquid has a direction perpendicular to the surface of the material. to be cleaned: the speed of the liquid, when it leaves the orifice, corresponding to this kinetic load, will be 75 m / sec.
The values of the kinetic load may vary, suitable limits being 105 to 210 kg / cm3; therefore, the corresponding values of the normal component of the impact force are 70 to 140 kg / cm 2. Depending on the pressure used, the relatively weak fibers will be more or less broken by the impact and carried away by the water along with the remaining pulpy substance.
The operation of the machine shown is as follows: After the abaca stems have been cut and the leaves and branches removed, the stem is preferably cut to a determined length and the elementary sheaths are then separated. from each other and from the core of the stem if it is an adult plant. The elementary sheaths are then passed through a rolling mill in order to flatten each element.
The transverse elements are then laid side by side on the conveyor A, one of their ends projecting the edge of the conveyor so as to pass between the converging links of the conveyor B. It is preferable that the hard surface normally located at the outside of these elements is turned upwards, so that it presents itself to the stream of water gushing out of the orifice 24. The elements can be placed side by side one after the other and introduced. without interruption in the machine.
As each element passes around the roller 70, its end is pinched by the feed mechanism B. Its central part then falls from the conveyor A and the free end of the element continues to be conveyed by the conveyor. auxiliary C.
The central part of the vegetable tongue bends towards. the cylindrical baffle 10 and, while the feed mechanism B continues to advance, the vegetable tongue is gradually dragged out of the conveyor Ce brought into the area swept in its rotation by the a, wheel E, to approach. more and more of the baffle 10 and take a semi-circular shape under the action of the guide 35.
As soon as part of the vegetal tongue reaches the trajectory: described by the knife 40 in its rotation, said knife, in combination with the baffle 10, cuts. In the tongue a longitudinal slice on which the water jet coming from the orifice 24 acts at the same time as the cutting of the slice of material takes place and that the half-cycle lasts during which the part of the wheel E which carries the orifice traverses the lower half of its revolution and crosses the hook 10 away from the feed mechanism B.
The instant the orifice a. completed its rotation of 180 ', the valve 57 closes, interrupting the water supply, and the wheel E continues to rotate so as to bring back the knife 40 and the orifice 24, traversing the upper half of its rotation, at its point closest to the feed mechanism B. At this time, the latter has progressed by about 15 cm, so that a further 15 cm wide slice is cut by the cutter 40 and the orifice 24 acts in the same way on this second slice of material.
The first slice continues to be dragged out of the path described by the wheel E until the end by which it is pinched reaches the knife 120, shown schematically in FIG. 5, and which may be a rotating knife, a shears or any other suitable device, controlled separately or connected to the main drive shaft 12. This cutting tool acts in such a way as to separate from the end pinched by the feed mechanism B the part of the vegetable strip which has been cleaned.
As the free end of this tongue has been dragged by the conveyor mechanism B, the cleaned tongue, at the moment when it reaches the knife 120, is oriented more or less across the machine, its central part will be pulled out. pant around the rope conveyor D. As soon as the large, pinched, uncleaned end has been separated from the treated fibers, the latter are released, so that the rope conveyor D rubs them towards the rear of the machine.
The trapped and untreated ends are dropped by the feed mechanism B the instant the two chains separate from each other at the end of the machine.