Appareil pour le séchage d'enroulements de filaments La présente invention a pour objet un appareil pour le séchage d'enroulements annu laires ou gâteaux de matière en filaments avec ou sans enveloppe ou emballage protec teur perméable, et comprenant un support pour chaque enroulement. Ce dernier peut contenir une proportion d'humidité telle qu'il en résulte un rétrécissement pendant le séchage. L'appa reil selon l'invention est particulièrement des tiné au séchage d'enroulements de ce genre formés sans support central, par exemple par réception dans un pot tournant utilisé cou ramment dans l'industrie de la rayonne. Par humidité , on entend ici un liquide quel conque.
On a déjà proposé d'obtenir un produit plus uniforme par un séchage relativement court à l'aide d'un chauffage diélectrique.
L'appareil selon l'invention peut servir à sécher un enroulement humide de matière en filaments, muni ou non d'une enveloppe pro tectrice, contenant au moins 30 % en poids d'humidité (par rapport au poids total ou poids à l'état mouillé), et ne comportant aucun man drin central, de façon que ses spires soient libres de se rétrécir pendant le séchage.
L'ap pareil faisant l'objet de l'invention est carac térisé en ce qu'il comprend, pour chaque support, une console présentant un alésage perpendiculaire à sa face de support, un arbre monté dans ledit alésage, des moyens sur l'ar bre pour empêcher son mouvement axial rela tif, un plateau monté sur une extrémité de l'arbre, des moyens fixés à l'extrémité opposée de l'arbre pour faire tourner ce dernier dans la console, ces moyens pouvant comprendre un pignon, un disque annulaire perforé sup porté à distance dudit plateau, et plusieurs montants électriquement non conducteurs sup portant le disque à distance du plateau, le diamètre intérieur du disque étant pratique ment égal au diamètre intérieur de l'enroule ment qu'il est destiné à recevoir.
Le diamètre extérieur du disque est de préférence prati quement égal au diamètre extérieur de l'en roulement. Un tel support permet de soumettre l'enroulement à un champ électrique à haute fré quence en présence de courants de convexion tandis qu'une couverture de vapeur suffisam ment dense est créée et maintenue autour de l'enroulement. Cette couverture exclusivement formée par la vapeur dégagée pendant le chauf fage diélectrique est suffisamment dense pour empêcher les spires extérieures de se rétrécir avant les spires situées à l'intérieur de l'enrou lement. De préférence, les électrodes sont dis posées verticalement et. le bobinage est entramé en rotation autour d'un axe vertical situé entre elles.
On a trouvé que les irrégularités et les dif férences de rétrécissement résiduel, d'aptitude à la teinture et autres propriétés du fil, qui se présentent sur les différentes spires d'un enrou lement séché par les procédés connus, dans lesquels les spires extérieures sèchent avant les autres, peuvent être grandement réduites ou pratiquement éliminées en réglant l'intensité du chauffage diélectrique suivant les conditions régnant autour des spires extérieures de l'en roulement, de façon que le dégagement de vapeur soit au moins suffisant pour maintenir une couche de l'atmosphère entourant direc tement les spires extérieures de l'enroulement pratiquement saturée par la vapeur dégagée à la température de séchage, notamment au point d'ébullition du liquide évaporé, qui est de 100,)
C pour l'eau à la pression atmosphérique. Lorsqu'on expose l'enroulement à l'atmosphère de la chambre, de façon que les courants de convection normaux ou naturels agissent à la fois sur les surfaces intérieure et extérieure de l'enroulement annulaire, cet effet peut être obtenu par un chauffage rapide de l'enroule ment, de façon que la vapeur soit dégagée assez rapidement pour remplacer la couche saturée de vapeur autour des spires extérieures de l'en roulement, au fur et à mesure que les courants de convection naturels déplacent cette couche par rapport à la surface de l'enroulement.
On peut également entourer la surface extérieure de l'enroulement avec une enveloppe perméable et, si on le désire, cette enveloppe peut recou vrir les faces en bout de l'enroulement adja centes aux spires extérieures, de façon qu'une couche d'atmosphère saturée de vapeur à la température de séchage soit maintenue en contact avec les spires extérieures pour les empêcher de se rétrécir avant les spires inté rieures.
L'utilisation de l'appareil selon l'invention est particulièrement avantageuse pour le sé chage de filaments artificiels obtenus par voie humide en cellulose régénérée, en acétate de cellulose, en résines vinyliques, en caséine, etc... On peut l'utiliser pour l'élimination du solvant après les opérations d'apprêtage, de revêtement, d'encollage, ou d'autres opérations de finissage des fils.
Lie dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 en est une vue en élévation laté rale.
La fig. 2 est une vue en plan correspon dante.
La fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne 111-1I1 de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en coupe d'un support d'enroulement que comprend cette forme d'exé cution.
L'appareil représenté comprend deux ar bres 4 et 4a montés à rotation dans des paliers 3. Ces arbres portent des pignons à chaîne 5 et 5a coopérant avec un transporteur à tablier 6 et guident celui-ci. Un moteur 4b est accou plé à l'arbre 4.
Des supports 7 pour des enroulements sont montés et espacés sur le pourtour du trans porteur 6. Chaque support comprend une pla tine 6a à laquelle est fixée une console 7a présentant un alésage perpendiculaire à la face de support de la platine. Un arbre est monté à rotation dans la console 7a. Il est formé d'un manchon 9 dont une extrémité est fendue en 10 pour former des languettes élastiques 10a. Un collier 12 est destiné au serrage des lan guettes sur une tige 11 constituant une seconde partie dudit arbre.
Cette tige 11 est solidaire d'un plateau 15 résistant à la corrosion et de ce plateau s'élèvent des montants 14 pour porter un disque annu laire perforé 13. Les trous de ce disque 13 permettent le passage de courants de convec tion naturels et/ou forcés à travers le disque 13. Les montants 14 et le disque 13 sont électriquement non conducteurs, de façon à réduire au minimum l'absorption d'énergie élec trique. On a trouvé que certaines matières à base de résines synthétiques, telles qu'un copo- lymère du styrène et du divinylbenzène qui présente une constante diélectrique d'environ 2,4 à 2,5 ainsi qu'un facteur de puissance de 0,007 jusqu'à 3000 mégacycles, sont particu lièrement avantageuses.
Le diamètre intérieur du disque 13 est sensiblement égal au diamètre intérieur d'un enroulement annulaire des fila ments 30. La longueur des montants 14 est suffisante pour isoler le disque 13 du plateau 15 et pour assurer une bonne circulation au centre des enroulements 30, même lorsqu'une enveloppe de protection 30a pend à la suite du rétrécissement pendant le séchage, de la manière indiquée sur la fig. 4.
Une bague 16, fixée au manchon 9 à l'aide d'une vis de serrage 16a, et le collier 12, limitent le déplacement axial du man chon 9. Un pignon 17 est destiné à venir en prise avec une crémaillère fixe 18 qui fait ainsi tourner les supports 7 et les enroulements 30 qu'ils portent au cours du séchage.
L'appareil comprend un oscillateur à radio fréquence 19. Le circuit de sortie de l'oscilla teur 19 comprend des électrodes 20 et 21 entre lesquelles passent les enroulements 30. Une borne de sortie 21a de l'oscillateur est connectée par un conducteur 22 à l'électrode 20, tandis qu'une borne 23 -est connectée par la terre à l'électrode 21. Les électrodes 20 et 21. sont, de préférence, faites en une matière se présentant sous la forme d'une grille, par exemple en toile métallique. Grâce à cette constitution, la quantité d'humidité qui se con dense sur les électrodes est réduite, tandis que la circulation des courants de convection au tour des enroulements est améliorée.
Un pont de court-circuitage 21b (fig. 2) permet d'obtenir une tension sensiblement cons tante le long des électrodes. Ce pont est placé en un point situé à peu près au tiers de la longueur des électrodes -20 et 21 en partant des extrémités d'entrée des enroulements, et les conducteurs de l'oscillateur 19 sont connec tés aux électrodes 20 et 21 en un point situé à peu près au tiers de leur longueur en partant des extrémités entre lesquelles les enroulements sortent de la zone de séchage.
Les enroulements 30, recouverts de leurs enveloppes ou manchons usuels en tissu 30a, ont été préalablement traités par des liquides et ensuite, de préférence, centrifugés pour en éliminer l'excès du liquide de traitement. Ils ont ensuite été avantageusement travaillés et pétris pour desserrer les spires, ce qui facilite l'échappement rapide de l'humidité pendant le séchage. On place ensuite les enroulements sur les disques 13 sur lesquels ils passent dans la zone de séchage. Au moment où les enrou lements 30 pénètrent entre les électrodes, les pignons 17- viennent en prise avec la crémail lère fixe 18 qui fait ainsi tourner les enroule ments 30. Au fur et à mesure que les enrou lements se rétrécissent, l'excès de longueur des enveloppes 30a descend dans l'ouverture cen trale des plateaux 13 (fig. 4).
Aucun des trous n'est masqué et la circulation des courants de convection destinés au séchage n'est pas con trariée par la partie pendante de l'enveloppe. Finalement, lorsque l'opération du séchage est au moins en majeure partie terminée, on retire les enroulements du transporteur 6.
On peut utiliser une vitesse de rotation quelconque, mais une rotation de 1 à 3 tours par minute convient généralement pour assurer l'uniformité sans risque de roussissement. De préférence; on fait fonctionner l'appareil à la pression atmosphérique en présence de courants de convection normaux ou naturels. Mais on peut également utiliser les courants de convec tion forcés, ou placer l'appareil dans une cham bre close sous pression ou en dépression.
Apparatus for Drying Coils of Filaments The present invention relates to an apparatus for drying annular coils or cakes of filament material with or without a permeable protective covering or wrapper, and comprising a support for each coil. The latter may contain a proportion of moisture such that it results in shrinkage during drying. The apparatus according to the invention is particularly suitable for drying windings of this type formed without a central support, for example by reception in a rotating pot commonly used in the rayon industry. By humidity, we mean here any liquid.
It has already been proposed to obtain a more uniform product by relatively short drying using dielectric heating.
The apparatus according to the invention can be used to dry a wet winding of filament material, whether or not provided with a protective covering, containing at least 30% by weight of moisture (relative to the total weight or weight per unit). wet state), and having no central man drin, so that its turns are free to shrink during drying.
The apparatus forming the subject of the invention is characterized in that it comprises, for each support, a bracket having a bore perpendicular to its support face, a shaft mounted in said bore, means on the ar ber to prevent its relative axial movement, a plate mounted on one end of the shaft, means attached to the opposite end of the shaft for rotating the latter in the console, these means possibly comprising a pinion, a Perforated annular disc supported at a distance from said plate, and several electrically non-conductive uprights supporting the disc at a distance from the plate, the internal diameter of the disc being practically equal to the internal diameter of the winding which it is intended to receive.
The outer diameter of the disc is preferably substantially equal to the outer diameter of the rolling bearing. Such a support makes it possible to subject the winding to a high frequency electric field in the presence of convection currents while a sufficiently dense vapor blanket is created and maintained around the winding. This blanket formed exclusively by the vapor given off during dielectric heating is sufficiently dense to prevent the outer turns from shrinking before the turns located inside the winding. Preferably, the electrodes are arranged vertically and. the coil is rotated around a vertical axis located between them.
It has been found that the irregularities and differences in residual shrinkage, dyeability and other properties of the yarn, which occur on the different turns of a winding dried by the known methods, in which the outer turns dry. before the others, can be greatly reduced or practically eliminated by adjusting the intensity of the dielectric heating according to the conditions prevailing around the outer turns of the bearing, so that the release of vapor is at least sufficient to maintain a layer of l 'atmosphere directly surrounding the outer turns of the winding practically saturated by the vapor given off at the drying temperature, in particular at the boiling point of the evaporated liquid, which is 100,)
C for water at atmospheric pressure. When exposing the winding to the atmosphere of the chamber, so that normal or natural convection currents act on both the inner and outer surfaces of the annular winding, this effect can be achieved by rapid heating. winding, so that the vapor is released quickly enough to replace the saturated vapor layer around the outer turns of the winding, as natural convection currents move this layer relative to the coil. winding surface.
The outer surface of the winding can also be surrounded with a permeable envelope and, if desired, this envelope can overlap the end faces of the winding adjacent to the outer turns, so that a layer of atmosphere saturated with steam at the drying temperature is maintained in contact with the outer turns to prevent them from shrinking before the inner turns.
The use of the apparatus according to the invention is particularly advantageous for the drying of artificial filaments obtained by the wet process in regenerated cellulose, in cellulose acetate, in vinyl resins, in casein, etc. It can be used. for solvent removal after finishing, coating, sizing, or other yarn finishing operations.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the apparatus according to the invention.
Fig. 1 is a side elevational view thereof.
Fig. 2 is a corresponding plan view.
Fig. 3 is a cross section taken on line 111-1I1 of FIG. 2.
Fig. 4 is a sectional view of a winding support included in this embodiment.
The apparatus shown comprises two ar bers 4 and 4a rotatably mounted in bearings 3. These shafts carry chain sprockets 5 and 5a cooperating with an apron conveyor 6 and guide the latter. A motor 4b is coupled to the shaft 4.
Supports 7 for windings are mounted and spaced around the periphery of the carrier 6. Each support comprises a plate 6a to which is fixed a bracket 7a having a bore perpendicular to the support face of the plate. A shaft is rotatably mounted in the console 7a. It is formed of a sleeve 9, one end of which is split at 10 to form elastic tongues 10a. A collar 12 is intended for tightening the lan guettes on a rod 11 constituting a second part of said shaft.
This rod 11 is integral with a plate 15 resistant to corrosion and from this plate rise uprights 14 to carry a perforated annular disc 13. The holes in this disc 13 allow the passage of natural convection currents and / or forced through the disc 13. The posts 14 and the disc 13 are electrically non-conductive, so as to minimize the absorption of electrical energy. It has been found that certain synthetic resin materials, such as a copolymer of styrene and divinylbenzene which exhibits a dielectric constant of about 2.4 to 2.5 as well as a power factor of 0.007 to. to 3000 megacycles, are particularly advantageous.
The internal diameter of the disc 13 is substantially equal to the internal diameter of an annular winding of the filaments 30. The length of the uprights 14 is sufficient to isolate the disc 13 from the plate 15 and to ensure good circulation in the center of the windings 30, even when a protective cover 30a hangs as a result of shrinkage during drying, as shown in fig. 4.
A ring 16, fixed to the sleeve 9 by means of a tightening screw 16a, and the collar 12, limit the axial displacement of the sleeve 9. A pinion 17 is intended to come into engagement with a fixed rack 18 which makes thus rotate the supports 7 and the windings 30 which they carry during drying.
The apparatus comprises a radio frequency oscillator 19. The output circuit of the oscillator 19 comprises electrodes 20 and 21 between which the windings 30 pass. An output terminal 21a of the oscillator is connected by a conductor 22 to electrode 20, while a terminal 23 - is earthed to electrode 21. Electrodes 20 and 21. are preferably made of a material in the form of a grid, for example in wire mesh. Thanks to this constitution, the amount of moisture which collects on the electrodes is reduced, while the circulation of convection currents around the windings is improved.
A short-circuiting bridge 21b (FIG. 2) makes it possible to obtain a substantially constant voltage along the electrodes. This bridge is placed at a point about one-third the length of electrodes -20 and 21 from the input ends of the windings, and the leads of oscillator 19 are connected to electrodes 20 and 21 in one. point about a third of their length from the ends between which the coils exit the drying area.
The windings 30, covered with their usual fabric envelopes or sleeves 30a, have been previously treated with liquids and then, preferably, centrifuged to remove the excess of the treatment liquid. They were then advantageously worked and kneaded to loosen the turns, which facilitates the rapid escape of moisture during drying. The windings are then placed on the discs 13 over which they pass through the drying zone. As the windings 30 enter between the electrodes, the pinions 17- engage with the stationary rack 18 which thus rotates the windings 30. As the windings shrink, the excess of length of the envelopes 30a descends into the central opening of the trays 13 (FIG. 4).
None of the holes are masked and the circulation of convection currents intended for drying is not affected by the hanging part of the casing. Finally, when the drying operation is at least for the most part completed, the windings of the conveyor 6 are removed.
Any speed of rotation can be used, but a rotation of 1 to 3 revolutions per minute is generally adequate to ensure uniformity without risk of scorching. Preferably; the apparatus is operated at atmospheric pressure in the presence of normal or natural convection currents. But it is also possible to use forced convection currents, or to place the apparatus in a closed chamber under pressure or under vacuum.