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Procédé pour réduire la teneur en humidité d'une matière textile en nappe Cette invention se rapporte à un procédé pour réduire la teneur en humidité d'une matière textile en nappe, par création d'une différence de potentiel électrique entre des points espacés de la même surface de la nappe de manière telle qu'un courant électrique circule dans la nappe entre ces points.
Ce procédé est caractérisé en ce que le courant électrique est un courant alternatif polyphasé ayant un nombre de phases d'au moins six.
Le courant peut être amené à la nappe à travers une couche d'une matière semi-conductrice.
Le courant alternatif polyphasé alimentant les électrodes a de préférence 12 ou 24 phases.
Il est déjà connu de sécher une matière en nappe en faisant passer un courant continu ou un courant alternatif monophasé ou triphasé entre des points espacés de la nappe. Cependant, lorsque le courant employé est un courant continu ou un courant alternatif monophasé ou triphasé, il se produit de fortes étincelles entre les électrodes et la nappe, ce qui provoque une carbonisation de cette dernière. On a pu établir que ce phénomène est dû au fait que, dans le cas du courant continu ou du courant mono ou triphasé, le courant circulant dans chaque électrode est plus intense que le courant circulant dans la nappe.
Il a été trouvé expérimentalement que le jaillissement d'étincelles entre chacune des électrodes et la nappe est éliminé ou réduit à un degré le rendant inoffensif lorsque le rapport du courant circulant dans chaque électrode au courant circulant dans la nappe est de 1 : 1 ou inférieur. La formule donnant ce rapport est la suivante
EMI1.16
Cette formule montre que 6 phases donnent un rapport de 1 : 1 et que plus de 6 phases donnent un rapport inférieur à 1 : 1. Il a été constaté que des résultats particulièrement bons sont obtenus avec 12 ou 24 phases.
Les fig. 1 et 2 illustrent schématiquement ce qui se produit lorsqu'un courant continu ou un courant alternatif monophasé circule entre des points espacés d'une nappe. On voit à la fig. 1 un rouleau comportant des électrodes sous forme de barres disposées parallèlement à l'axe du rouleau et noyées dans la surface du rouleau, et la fig. 2 représente un rouleau semblable à celui de la fig. 1, mais dont seulement une électrode sur deux est alimentée. Les flèches montrent le trajet suivi par un courant continu ou un courant alternatif monophasé.
Les dispositifs représentés aux fig. 1 et 2 sont applicables à la mise en pauvre du présent procédé, à condition que les barres soient connectées individuellement aux phases respectives d'une source de courant électrique alternatif polyphasé ayant au moins 6 phases.
La fig. 3 représente un rouleau comportant des électrodes en forme de bagues coaxiales.
La fig. 4 est une vue en coupe d'un rouleau comportant des électrodes sous forme de barres parallèles à l'axe du rouleau, et comportant en outre une couche d'une matière semi-conductrice recouvrant les électrodes.
La fig. 5 représente un rouleau en coupe partielle, comportant des électrodes en forme de bagues coaxiales et une couche d'une matière semi-conductrice recouvrant les électrodes, et la fig. 6 est une coupe d'un fragment de la surface d'un rouleau ou d'une matrice portant une couche de matière semi-conductrice, montrant le passage du cou-
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rani à travers la couche semi-conductrice et à travers la nappe.
Dans le dessin, et plus particulièrement dans les fig. 1 et 2, le chiffre de référence 1 désigne une partie d'un rouleau muni d'électrodes 2 sous forme de barres parallèles à l'axe du rouleau 1, et le chiffre 3 désigne une nappe entourant une partie de la surface du rouleau 1. Dans la fig. 2, le chiffre 2A désigne des électrodes temporairement inactives. Dans la fig. 3, le chiffre 4 désigne un rouleau muni d'un certain nombre d'électrodes coaxiales 5 en forme de bagues entourant le rouleau 4, et le chiffre 6 désigne une nappe appliquée sur une partie de la surface du rouleau 4.
Dans la fig. 4, le chiffre 7 désigne un rouleau formé avec des électrodes 8 en forme de barres parallèles à l'axe du rouleau 7, le chiffre 9 désigne une couche de matière semi-conductrice en forme d'un manchon continu enveloppant le rouleau 7 et le nombre 10 désigne une nappe appliquée sur une partie de la couche semi-conductrice 9. La matière semi-conductrice de la couche 9 peut avoir une résistivité de 1000 à 100 000 ohms/cm et peut consister en caoutchouc de silicone ou en une résine synthétique,, avec ou sans une charge conductrice telle que du graphite.
Dans la fig. 5, le nombre 11 désigne un rouleau comportant des électrodes 12 en forme de bagues coaxiales au rouleau 11, le nombre 13 désigne une couche de matière semi-conductrice en forme d'un manchon enveloppant le rouleau 11, et le nombre 14 désigne une nappe de matière textile appliquée sur une partie de la couche semi-conductrice 13.
Dans la fig. 6, le nombre 15 désigne un fragment d'un rouleau ou d'une matrice de matière non conductrice, le nombre 16 désigne des électrodes portées par le rouleau ou la matrice 15 et connectées à différentes phases d'une source 17 de courant alternatif hexaphasé, le nombre 18 désigne un fragment d'une couche semi-conductrice et le nombre 19 désigne un fragment d'une nappe reposant contre la couche semi-conductrice 18.1 désigne le courant circulant à travers la couche semi-conductrice 18 en direction perpendiculaire à la surface des électrodes 16, et l' désigne le courant circulant à travers la couche semi-conductrice 18 en direction oblique à partir des électrodes 16.
En fonctionnement, le courant qui circule d'une électrode à une électrode de polarité opposée passe par la nappe qui, grâce à l'humidité qu'elle contient, est capable de conduire le courant électrique. Le courant qui circule dans la nappe la chauffe et provoque l'évaporation d'au moins une partie de l'eau.
Cette méthode de séchage d'une nappe de matière textile est déjà connue, mais sa mise en couvre pratique avait soulevé jusqu'ici de sérieuses difficultés. La difficulté principale du procédé connu employant du courant continu ou du courant alternatif monophasé est due à un phénomène représenté schématiquement dans les fig. 1 et 2, où l'on peut voir qu'un courant continu ou un courant monophasé circulant dans la nappe tend à passer, comme indiqué par les flèches, d'un bord d'une électrode 2 au bord adjacent de l'électrode adjacente, ce qui laisse une partie de la nappe dans laquelle il ne passe que peu ou pas de courant.
Dans la fi-. 2, où une électrode sur deux est alimentée, on voit que le courant, qui circule comme indiqué par les flèches, tend à éviter les parties de la nappe 3 qui se trouvent au-dessus de chaque électrode inactive 2A, préférant passer par la voie de moindre résistance offerte par les électrodes inactives 2A, de sorte qu'il ne passe que peu ou pas de courant dans les parties de la nappe qui se trouvent au-dessus des électrodes inactives 2A. En outre, la concentration du courant aux bords des électrodes tend à carboniser la nappe en ces points. Même si le courant est un courant alternatif triphasé, il se produit de fortes étincelles entre les électrodes et la nappe.
La situation est entièrement différente lorsque les électrodes sont connectées aux phases respectives d'une source de courant électrique alternatif polyphasé ayant au moins 6 phases. Lorsqu'un tel courant polyphasé alimente les électrodes représentées aux fig. 1, 2 et 3, le rapport du courant total transporté par chaque phase, et par conséquent par chaque électrode, au courant circulant dans la nappe ne dépasse pas 1 : 1, et il a été constaté que le jaillissement d'étincelles est éliminé ou réduit à un degré inoffensif si ledit rapport est maintenu à 1 : 1 ou moins. En outre, la nappe constitue un raccordement en étoile des électrodes, en sorte qu'il n'y a pas de partie inactive de la nappe ne transportant pas de courant au-dessus de chaque électrode.
Comme l'angle entre les phases, et par conséquent entre les électrodes adjacentes, d'une source polyphasée est petit, un courant dont l'intensité n'est que peu inférieure au maximum circule dans la nappe directement au-dessus de chaque électrode et seule une faible proportion de ce courant circule entre le courant principal passant dans la nappe et chaque électrode. La densité du courant dans la nappe n'est donc jamais très inférieure au maximum, en sorte que l'effet de chauffage est sensiblement constant sur toute la nappe.
Lorsque la nappe à sécher est très mince, le procédé illustré par les fi-. 1, 2 et 3 convient moins bien, car il est difficile d'obtenir une densité de courant suffisamment forte dans toute la nappe, et en particulier directement au-dessus des électrodes, en raison de la minceur de la nappe et de la faible section de passage du courant qui en est la conséquence. Pour sécher les nappes minces, il convient d'utiliser un dispositif comportant une couche semi-conductrice, comme représenté dans les fig. 4 et 5. Dans ces dispositifs, le circuit entre des électrodes adjacentes mises sous tension comprend la couche semi-conductrice.
Puisque le courant électrique prendra toujours la ligne de moindre résistance et que la couche semi-conductrice présente une résistance élevée, cette ligne de moindre résistance correspond à la plus courte distance entre chaque électrode et la nappe, de sorte que la plus grande partie du courant passe, à partir de chaque électrode, dans une direction perpendiculaire à la surface de l'électrode, comme indiqué en 1 sur la fig.
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6. En raison de la nature semi-conductrice de la couche, des points différents de la surface extérieure de la couche semi-conductrice se trouvent à un potentiel proportionnel à la distance entre chaque point et le point où le potentiel est le plus élevé, c'est-à-dire exactement en face de chaque électrode.
Le courant passant en oblique à divers angles à travers la couche semi-conductrice vers la nappe a une intensité qui diminue progressivement à mesure que l'angle diminue, et ce courant plus faible est désigné par I' sur la fig. 6. Il passe ainsi du courant à travers toutes les parties de la nappe, même si elle est mince.
Il est avantageux que la résistivité de la couche semi-conductrice soit comprise dans l'intervalle spécifié ci-dessus, car, si la résistivité était inférieure au minimum indiqué, le courant aurait tendance à passer d'une électrode à une autre à travers la couche semi-conductrice sans entrer dans la matière en nappe, tandis que, si la résistivité était trop élevée, une tension trop forte pourrait être nécessaire pour faire passer dans la nappe un courant suffisant pour produire l'effet de séchage désiré.
Il existe des avantages supplémentaires obtenus par l'emploi d'une couche de matière semi-conductrice. Les électrodes sont protégées contre une action électrolytique et chimique de l'humidité de la nappe, et il n'y a pas de danger qu'il se produise un arc entre une électrode et une autre. Comme le courant est introduit dans la nappe sur une superficie qui est supérieure à celle de chaque électrode et qu'il existe un gradient de courant qui est à son maximum au centre de cette superficie et diminue à mesure que l'on se rapproche des bords, la nappe n'a pas tendance à brûler au voisinage des électrodes.
Dans l'emploi d'un appareil de ce type, l'action de séchage est contrôlée automatiquement, puisque, comme c'est l'humidité dans la nappe qui fait passer le courant à travers la matière en nappe, lorsque la teneur en eau de la nappe est réduite, le courant qui la traverse est également réduit, et, par réglage de la tension établie sur les électrodes et de l'espacement des électrodes, il est possible de réaliser des conditions dans lesquelles l'intensité du courant à travers la nappe est négligeable lorsque la teneur en eau de la nappe se trouve réduite à une valeur voulue, l'action de séchage s'arrêtant alors en fait à ce moment.
Pour un fonctionnement sans danger de l'appareil, on peut mettre à la terre au moins la partie de la machine en contact avec la nappe qui arrive.
Le ou les rouleaux sur lesquels on fait passer la nappe peuvent être disposés dans un carter, et le carter peut être maintenu à une pression supérieure à la pression atmosphérique, par exemple en permettant à la vapeur d'eau qui se dégage au séchage de faire monter la pression dans le carter, cette vapeur étant utilisable dans quelque autre traitement demandant certaines quantités de vapeur d'eau. En variante, la pression dans le carter peut être maintenue inférieure à la pression atmosphérique, cette pression inférieure à la pression atmosphérique abaissant le point d'ébullition de l'eau et la faisant s'évaporer de la nappe à une température inférieure à celle qui serait nécessaire autrement.
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Method for reducing the moisture content of a textile web material This invention relates to a method for reducing the moisture content of a textile web material by creating an electrical potential difference between spaced points of the web. same surface of the web so that an electric current flows in the web between these points.
This method is characterized in that the electric current is a polyphase alternating current having a number of phases of at least six.
Current can be supplied to the web through a layer of a semiconductor material.
The polyphase alternating current supplied to the electrodes preferably has 12 or 24 phases.
It is already known to dry a sheet material by passing a direct current or a single-phase or three-phase alternating current between spaced points of the sheet. However, when the current used is a direct current or a single-phase or three-phase alternating current, strong sparks are produced between the electrodes and the sheet, which causes carbonization of the latter. It has been possible to establish that this phenomenon is due to the fact that, in the case of direct current or of single or three-phase current, the current circulating in each electrode is more intense than the current circulating in the sheet.
It has been found experimentally that the sparking between each of the electrodes and the web is eliminated or reduced to a degree rendering it harmless when the ratio of the current flowing in each electrode to the current flowing in the web is 1: 1 or less. . The formula giving this report is as follows
EMI1.16
This formula shows that 6 phases give a ratio of 1: 1 and that more than 6 phases give a ratio less than 1: 1. It has been found that particularly good results are obtained with 12 or 24 phases.
Figs. 1 and 2 schematically illustrate what occurs when direct current or single phase alternating current flows between spaced points of a web. We see in fig. 1 a roller comprising electrodes in the form of bars arranged parallel to the axis of the roller and embedded in the surface of the roller, and FIG. 2 shows a roller similar to that of FIG. 1, but only every other electrode is supplied with power. The arrows show the path followed by direct current or single phase alternating current.
The devices shown in FIGS. 1 and 2 are applicable to the lean of the present process, provided that the bars are individually connected to the respective phases of a polyphase alternating current source having at least 6 phases.
Fig. 3 shows a roller comprising electrodes in the form of coaxial rings.
Fig. 4 is a sectional view of a roll comprising electrodes in the form of bars parallel to the axis of the roll, and further comprising a layer of a semiconductor material covering the electrodes.
Fig. 5 shows a roll in partial section, comprising electrodes in the form of coaxial rings and a layer of a semiconductor material covering the electrodes, and FIG. 6 is a sectional view of a fragment of the surface of a roll or die carrying a layer of semiconductor material, showing the passage of the neck
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rani through the semiconductor layer and through the web.
In the drawing, and more particularly in FIGS. 1 and 2, the reference numeral 1 designates a part of a roll provided with electrodes 2 in the form of bars parallel to the axis of the roll 1, and the numeral 3 designates a web surrounding a part of the surface of the roll 1 In fig. 2, the number 2A denotes temporarily inactive electrodes. In fig. 3, the numeral 4 denotes a roller provided with a number of coaxial electrodes 5 in the form of rings surrounding the roller 4, and the numeral 6 denotes a web applied to a part of the surface of the roller 4.
In fig. 4, the numeral 7 designates a roll formed with electrodes 8 in the form of bars parallel to the axis of the roll 7, the numeral 9 designates a layer of semiconductor material in the form of a continuous sleeve enveloping the roll 7 and the number 10 denotes a web applied to a part of the semiconductor layer 9. The semiconductor material of the layer 9 may have a resistivity of 1000 to 100,000 ohms / cm and may consist of silicone rubber or a synthetic resin ,, with or without a conductive filler such as graphite.
In fig. 5, the number 11 designates a roll comprising electrodes 12 in the form of rings coaxial with the roll 11, the number 13 designates a layer of semiconductor material in the form of a sleeve enveloping the roll 11, and the number 14 designates a web of textile material applied to part of the semiconductor layer 13.
In fig. 6, the number 15 designates a fragment of a roll or a matrix of non-conductive material, the number 16 designates electrodes carried by the roll or the matrix 15 and connected to different phases of a source 17 of six-phase alternating current , the number 18 denotes a fragment of a semiconductor layer and the number 19 denotes a fragment of a sheet resting against the semiconductor layer 18.1 denotes the current flowing through the semiconductor layer 18 in a direction perpendicular to the surface of the electrodes 16, and the denotes the current flowing through the semiconductor layer 18 in an oblique direction from the electrodes 16.
In operation, the current flowing from an electrode to an electrode of opposite polarity passes through the web which, thanks to the moisture it contains, is able to conduct electric current. The current which circulates in the water table heats it and causes the evaporation of at least part of the water.
This method of drying a web of textile material is already known, but its practical implementation had hitherto raised serious difficulties. The main difficulty of the known method using direct current or single-phase alternating current is due to a phenomenon shown schematically in FIGS. 1 and 2, where it can be seen that a direct current or a single-phase current flowing in the sheet tends to pass, as indicated by the arrows, from one edge of an electrode 2 to the adjacent edge of the adjacent electrode , which leaves a part of the water table in which little or no current passes.
In the fi-. 2, where every other electrode is supplied, it can be seen that the current, which flows as indicated by the arrows, tends to avoid the parts of the sheet 3 which are located above each inactive electrode 2A, preferring to pass through the channel of lower resistance offered by the inactive electrodes 2A, so that little or no current passes through the parts of the web which are located above the inactive electrodes 2A. In addition, the concentration of current at the edges of the electrodes tends to carbonize the web at these points. Even though the current is a three-phase alternating current, strong sparks are produced between the electrodes and the web.
The situation is entirely different when the electrodes are connected to the respective phases of a polyphase alternating electric current source having at least 6 phases. When such a polyphase current supplies the electrodes shown in FIGS. 1, 2 and 3, the ratio of the total current carried by each phase, and therefore by each electrode, to the current flowing in the web does not exceed 1: 1, and it has been found that the sparking is eliminated or reduced to a harmless degree if said ratio is maintained at 1: 1 or less. In addition, the sheet constitutes a star connection of the electrodes, so that there is no inactive part of the sheet which does not carry current above each electrode.
Since the angle between the phases, and therefore between the adjacent electrodes, of a polyphase source is small, a current of which the intensity is only a little less than the maximum flows in the web directly above each electrode and only a small proportion of this current circulates between the main current passing through the sheet and each electrode. The current density in the web is therefore never much lower than the maximum, so that the heating effect is substantially constant over the entire web.
When the web to be dried is very thin, the process illustrated by fi-. 1, 2 and 3 are less suitable, because it is difficult to obtain a sufficiently high current density throughout the web, and in particular directly above the electrodes, due to the thinness of the web and the small section current flow which is the consequence. To dry the thin layers, it is advisable to use a device comprising a semiconductor layer, as shown in fig. 4 and 5. In these devices, the circuit between adjacent energized electrodes comprises the semiconductor layer.
Since the electric current will always take the line of least resistance, and the semiconductor layer has a high resistance, this line of least resistance is the shortest distance between each electrode and the web, so that most of the current passes, from each electrode, in a direction perpendicular to the surface of the electrode, as indicated at 1 in fig.
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6. Due to the semiconductor nature of the layer, different points on the outer surface of the semiconductor layer are found at a potential proportional to the distance between each point and the point where the potential is highest, that is to say exactly opposite each electrode.
The current flowing obliquely at various angles through the semiconductor layer to the web has an intensity which gradually decreases as the angle decreases, and this lower current is denoted by I 'in FIG. 6. In this way, current passes through all parts of the web, even if it is thin.
It is advantageous that the resistivity of the semiconductor layer is within the range specified above, because, if the resistivity were less than the minimum indicated, the current would tend to flow from one electrode to another through the electrode. semiconductor layer without entering the web material, whereas, if the resistivity were too high, too high a voltage might be required to pass sufficient current through the web to produce the desired drying effect.
There are additional advantages obtained by the use of a layer of semiconductor material. The electrodes are protected against an electrolytic and chemical action of the humidity of the web, and there is no danger of an arc occurring between one electrode and another. Since the current is introduced into the sheet over an area which is greater than that of each electrode and there is a current gradient which is at its maximum at the center of this area and decreases as one gets closer to the edges , the web does not tend to burn in the vicinity of the electrodes.
In the use of an apparatus of this type, the drying action is controlled automatically, since, since it is the moisture in the web which causes the current to pass through the web material, when the water content of the web is reduced, the current flowing through it is also reduced, and by adjusting the voltage set on the electrodes and the electrode spacing it is possible to achieve conditions in which the intensity of the current through the web is negligible when the water content of the web is reduced to a desired value, the drying action then in effect ceasing at this time.
For safe operation of the appliance, at least the part of the machine in contact with the incoming water can be earthed.
The roll or rolls over which the web is passed can be placed in a housing, and the housing can be maintained at a pressure greater than atmospheric pressure, for example by allowing the water vapor which is released during drying to form. increase the pressure in the crankcase, this vapor being usable in some other treatment requiring certain quantities of water vapor. Alternatively, the pressure in the crankcase can be kept below atmospheric pressure, this pressure below atmospheric pressure lowering the boiling point of the water and causing it to evaporate from the web at a temperature below that which would be necessary otherwise.