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Machine pour la fabrication rapide en continu de papier à cou- ches multiples.
L'invention a pour objet un dispositif mécanique des, fine à la fabrication de feuilles à couches'multiples de papier, de carton etc. et, en particulier, un dispositif permettant une fabrication rapide en continu de ces produits.
Dans ce mémoire, on entend par "grandes vitesses" des vitesses égales ou supérieures à 300 mètres/minute. Après de nombreuses années de- recherches et d'expériences, on a trouvé que pour fabriquer des feuilles de papier ou de carton à cou- ches multiples à une vitesse de 300 mètres ou plus par minute, il fallait utiliser une machine répondant aux exigences minimums suivantes: ,
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1. Les parties de la machine formant la texture et assemblant. les couches de la feuille doivent avolr une structure aussi simple que possible'.
2. L'eau extraite de la pâte à papier ne doit pas pouvoir s'écou- lor librement à l'intérieur du cylindre égoutteur et forma... leur ae la machine, qui, ci-après, sera simplement appelé cylindre formateur, 3. Lors de la formation de là texture.. la nappe de fibres de- vaut passer sur le cylindre formateur doit être égouttée de manière efficace.
4, L'eau entrant dans le cylindre formateur lors de la formation de la texture et de l'assemblage des couches doit en être extraite de manière efficace.
5. Pour améliorer l'égouttage lors de la formation de la tex- ture, la nappe de fibres et le feutre sous-jacent doivent,à l'endroit de formation, se déplacer de façon- que la gravite exerce grosso modo ses effets sur leur longueur. De plus, le feutre ne peut pas avoir de mou sur le cylindre formateur.
6. L'endroit où la bande de matière humide quitte le cylindre formateur,, c'est-à-dire l'espace en V naissant de la passe formée entre le cylindre formateur et le rouleau coucheur, ne doit pas pouvoir retenir l'eau, afin que la texture de la bande de matière humide sortant de cette passe ne soit pas altérée.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention répond à toutes ces exigences et s'est avéré avantageux dans la pro- duction de feuilles à couches multiples en. continu à des vitesses égales ou supérieures à 300 mètres/minute.
L'invention a spécifiquement pour objet un dispo- sitif mécanique destiné à la fabrication rapide en continu d'une feuille de papier à couches multiples qui cotaprend; un cylindre formateur et un bac distributeur ou bac de tête situés à distan..
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ce convenable l'un de l'autre,une toile couvrant horizontalement cette distance pour atteindre le cylindre formateur, sur lequel elle passe en une bande sans fin en tournant à la mêmo vitesse ' ' que ce cylindre de façon que, sur le brin horizontal de la toile,
la pâte à papier soit essorée de presque toute son euu et ne retienne que la quantité minimum d'eau nécessaire à la formation de la texture et qu'elle puisse se déposer sur ce brin de la toile en une nappe de fibres préalablement à son passage sur le cylindre formateur, un rouleau de guidage du feutre de support prévu approximativement au-dessus du point supérieur du cylin- dre formateur, un rouleau coucheur placé sous le cylindre for- mateur, le plus loin possible de son diamètre horizontal, et une bande de feutre sans fin passant sur le rouleau de guidage et descendant sur la moitié externe au moins de la périphérie du cylindre formateur,avec lequel elle est en contact,pour at- teindre le rouleau coucheur,
de manière que la texture de la nap- pe de fibres soit formée et que la couche de papier formée soit assemblée à une série d'autres couches dans la partie où la ban- , de de feutre couvre le cylindre formateur jusqu'à ce que la toilo quitta lc cylindre, au-dessus du rouloau coucheur. La toile sans fin passe sur un rouleau de tête et retourne au cy- lindre formateur, un rouleau de tension la repoussant vers l'in- térieur, en son brin inférieur, de façon qu'à partir du rouleau coucheur, il se forme un espace en V entre elle et la bande de matière humide reposant sur le feutre, la toile passant donc sur le rouleau coucheur et couvrant 1' espace en V, dans le- quel est prévue une lame aspirante destinée à l'essorage.
Le cylindre formateur est monté sur le bâti de la machine ou sur toute autre partie fixe de manière à pouvoir être déplacé trans- versalement en arc de cercle et à pouvoir être fixé en l'un des points de son déplacement, ce qui permet de régler la pression entre le cylindre formateur et le feutre, là ou ce dernier se
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trouve en contact avec la périphérie du cylindre, le rouleau de tension pouvant être dàplacà vers l'intérieur ou vers l'exté- 'rieur pour maintenir la tension de la toile constante malgré les déplacements transversaux en arc de cercle du cylindre for- mateur
La présente invention vise à permettre la formation d'une bande de matière et l'assemblage de plusieurs bandes ou couches aux grandes vitesses de 300 mètres ou davantage par minute, par un procédé consistant à :
essorerla pâte à. papier de presque toute son eau, de façon qu'elle ne retienne que la quantité minimum d'eau nécessaire à la formation de la texture de la bande de matière humide et qu'il ne puisse pas s'écouler d'eau librement à l'intérieur du cylindre formateur à laisser la texture se former sur la partie de la périphérie du cylindre formateur où la gravité agit dans,la longueur de la bande de matière humide pour faciliter son égouttage pendant la formation de la texture sans que cette texture soit modi- fiée, et à opérer un essorage final au point où la bande de matière humide quitte le cylindre formateur afin que la tex- ture de la bande de matière ne soit pas modifiée.
Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est décrite ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en élévation d'un dispositif de formation conforme à l'invention; la Fig. 2 est une vue schématique en élévation du dispositif représenté à la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue' schématique en élévation d'une machine de fabrication de feuilles à couches multiples comportant des dispositifs de formation se succédant horiontalement;
la Fig. 4 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'une partie du dispositif où les couches sont assem-
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,blées, et la Fig. 5 est une vue en coupe, à plus grande échelle également, de la partie du dispositif voisine du rouleau cou- cheur '
La référence 1 désigne un cylindre formateur qui, comme tout cylindre ordinaire en toile métallique, présente à sa périphérie des rangées de trous d'égouttage 2 ; une toile métallique 3, à mailles de dimension appropriée, passe sur une partie de la périphérie du cylindre- Le cylindre formateur 1 est soutenu par une bielle 7 pouvant pivoter en arc de cer- cle sur un axe 6 auquel elle est suspendue et qui est supporté par l'extrémité d'une console 5, fixée au bâti 4 de la machine;
le cylindre -peut donc être déplacé latéralement en arc de cer- cle autour. de l'axe 6. Le bâti de la machine porte aussi une vis de réglage 8, qui traverse un appendice 9 de l'extrémité inférieure de la bielle 7, des écrous 10 et 11 serrant et fi- xant l'appendice de manière que l'on puisse à volonté régler transversalement la position du cylindre @.
Un rouleau de tête 12, prévu à distance convenable du cylindre formateur 1, est monté de façon qu'il soit tangent au même plan horizon @ que le cylindre. Une toile métalliquesans fin 13 passe sur le rouleau de tête 12 et sur @@ cylindre formateur 1, et un rouleau de tension 14 repousse le brin inférieur oblique de la toile 13 vers l'intérieur, de façon à le maintenir convenablement tendu..
La toile 13 a des mailles d'environ 1/4 mm et est fabriquée en une matière relativement peu élastique et permet- tant un bon égouttage, par exemple en Nylon ou en toile métal- lique fine.
Le rouleau de tension 14 est monté dans un berceau 31, prévu à l'une des extrémités d'un support en L 29, qui peut tourner sur un axe 30 et dont l'autre extrémité coopère avec
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une tige filetée 33, attachée par un bout,à une console 32 fi- xée au bâti de la machine et serrée au moyen d'un volant 26 par l'intermédiaire d'une bague 28 et d'un ressort 27.
Un bac distributeur ou bac de tête 15 s'ouvre au voisinage du sommet du rouleau de tête 12.
Sous le brin horizontal de la toile 13 se succèdent, entre le rouleau de tête 12 et le cylindre formateur 1, une caisse de formation 16, un certain nombre d'@hydrofoils" 17 et une caisse aspirante 18.
Approximativement au-dessus du point supérieur de - la circonférence du cylindre formateur 1 et à faible distance de celui-ci, il est prévu un rouleau de guidage 19; un rou- leau coucheur 20 est prévu en dessous du diamètre horizontal X-X du cylindre formateur, la toile 13 passant entre ce cy- lindre et le rouleau coucheur. Une bande de feutre 21 passe du rouleau de guidage 19 au rouleau coucheur 20 en couvrant la partie externe et la partie inférieure de la périphérie du cylindre formateur 1.
Dans l'espace N en forme de V, que forment la toile 13 et le feutre 21 en se séparant., se trouve une lame aspirante
22 dont l'ouverture 23,pointe vers l'étranglement de !-'espace N.
. La lame aspirante 22 est raccordée à une pompe à vide (non représentée).
La machine comporte en alignement autant de dispositifs de formation A, B etc. du type décrit ci-dessus qu'il faut de couches pour former la feuille désirée'et le feutre 21 for- me une bande sans fin partant du rouleau de guidage du premier dispositif, descendant sur la partie externe S de la périphé- rie du premier cylindre formateur 1 et passant sous ce cylindre, puis sur un premier rouleau coucheur 20 pour atteindre le rou- leau de guidage 19 du dispositif suivant etc.
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la ma- .
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nière suivante;
La toile 13 tourne à la vitesse de rotation du cylin- dre formateur 1. La pâte à papier arrivant du bac de tête
15 s'étale sur la toile 13 et les fibres de la pâte s'entremê- lent en se déposant, L'excès d'eau (environ 90% de l'eau con- tenue dans la pâte à papier) est extrait de la pâte par la caisse de formation 16, les "hydrofoils" 17 et la caisse as- pirante 18, la nappe de fibres reposant sur la toile ne con- tenant plus, à la suite de cette extraction, que la quantité minimum d'eau nécessaire à la formation do la texture.
La nappe de fibres est ensuite entraînée entre le cylindre for- mateur 1 et le feutre 21 passant sur la partie S de la périphé- rie du cylindre, la pression du feutre 21 en cet endroit esso- rant la nappe. La couche 24, dont la texture s'est ainsi for- mée, est assemblée à la couche 25 formée dans le dispositif suivant..
Il convient de modifier judicieusement la pression qui s'exerce entre le cylindre formateur 1 et le feutre 21 passant sur la partie S de la périphérie du cylindre, selon le type, la concentration et les autres caractéristiques de la pâte à papier utilisée; on peut régler cette pression en desser- rant l'un des écrous 10 et 11, en déplaçant le cylindre for- mateur 1 en arc de cercle vers la droite ou vers la gauche 'sur l'axe 6 et en resserrant enfin l'écrou pour fixer le cylin- dre dans sa position.
On fait en même temps tourner le volant
26 dans l'un ou l'autre sens pour déplacer le support 29 vers le haut ou vers le bas, en arc de cercle, à l'interven- tion du ressort 27 et de la bague 28, ce qui entraîne un dé- placement du rouleau de tension 14 vers l'intérieur ou vers l'es térieur, d'où la tension de la toile 13 est maintenue constante.
A mesure que la texture de la couche 24 est formée ,t que cette couche est assemblée à la couche 25, l'eau extrai- te des deux couches et-pénétrant dans le cylindre formateur l,
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qui ne représente qu'environ 5% de la teneur en eau de la pâte à papier de départ, suit la périphérie interne du cylindre for- mateur 1 dans le sens de sa rotation et ce, jusqu'au niveau du rouleau coucheur 20, au delà duquel le feutre 21 et la toile 13 quittent le cylindre formateur 1, l'eau contenue dans le cylindre formateur 1 étant ensuite chassée par là force centrifuge par les trous d'égouttage 2.
L'eau qui sort ainsi du cylindre formateur est entrai-. née du rouleau coucheur 20 par la toile 13 passant sur celui-ci tandis que 1' au subsistant dans la bande humide 24 ot le feu- tre 21 est aspirée et extraitepar la lame aspirante 22 placée dans l'espace N s'ouvrant en V entre la toile 13 et le feutre.
21, à l'endroit où ils se séparent.
La couche de papier 24 ainsi fabriquée est transportée par le feutre 21 et atteint le rouleau de guidage 19 du disposi- tif de formation suivant, B, dans lequel la couche 24 est assem- blée à la couche qui y est formée. Le feutre 21, portant les couches assemblées, passe enfin sur 'un rouleau de guidage 34 et dans la passe d'une série de rouleaux presseurs 35-35,36-36 et 37-37, après quoi la feuille à couches multiples est séparée du feutre 21 et est acheminée vers le poste de fabrication sui- vant, c'est-à-dire le poste de séchage, tandis que le feutre 21 retourne au premier dispositifde formation en passant sur des rouleaux de guidage 38, 39, 40, 41, 42 et 43,
duisposés de manié- re appropriée, effectuant ainsi une course sans fin.
Selon la présente invention, et comme l'indique clai- rement la description donnée ci-dessus, la pâte à papier pro- venant du bac de tête est presque complètement débarrassée de son eau et n'en garde que la quantité minimum nécessaire à la formation de la texture de la nappe de fibres avant qu'elle n'atteigne le cylindre formateur, de manière que l'eau extraite de la pâte ne puisse pas s'écouler librement dans ce cylindre,
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De même, avant d'arriver au cylindre formateur, la pâte à pa- pier est transformée en une nappe de fibres et, comme la for.- mation de la texture et l'assemblage des couches ou bandes humides ont lieu entre la périphérie externe du cylindre for- mateur et le feutre qui passe sur celui-ci, l'eau présente dans ce cylindre affecte peu ces deux opérations.
La bande de Matière humide peut être bien essorée sans que sa texture soit modifiée, puisque l'eau s'égoutte facilement par gravité. Il n'y a pas non plus de gonflement ou de relâchement du feutre, puisqu'il ne séjourne pas d'eau entre la bande de matière humide et le feutre. La pression qui s'exerce entre le feutre et le cylin- dre formateur reste par conséquent constante et aucun pli ni irrégularité n'apparaissent dans la bandé de matière humide.
L'eau extraite de la bande de matière humide entre dans le cy- lindre formateur et est entraînée par la force centrifuge jus- qu'au rouleau coucheur, au delà duquel elle est extraite. Çuand 'elle est extraite, elle est retenue par la toile,qui protège le rouleau coucheur. En même temps, l'eau présente dans l'espace en V est extraite par la lame aspirante placée dans cet espace de sorte qu'elle ne modifie pas la texture de la bande de matière humide qui quitte le rouleau coucheur.
La description donnée ci-dessus indique clairement que la présente invention permet la formation de la texture des couches et l'assemblage de celles-ci en bandes humides à grande vitesse,.
Il est bien entendu que la forme de réalisation décri- te ci-dessus l'est à simple titre d'exemple et ne limite aucune- ment la portée de l'invention, qui englobe toutes modifications et variantes possibles.