Procédé pour la fabrication de nappes de matière fibreuse <B>et machine pour la mise en</B> aeuvre <B>de</B> ce <B>procédé</B> La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication de nappes de ma tière fibreuse, par exemple de papier ou de carton.
Dans le brevet suisse Nùù 321893, on a dé crit un procédé pour fabriquer des feuilles de matière fibreuse à partir d'une couche de pâte fibreuse aqueuse.
L'expression extraction de l'eau telle qu'utilisée dans la présente description a la même signification que celle utilisée dans la description du brevet susmentionné. L'extrac tion initiale de l'eau de la pâte réduit notam ment son contenu en eau d'environ 96 0/0. La masse résultante d'environ 4 % fournit une concentration de fibres qui oblige ces dernières à s'entrelacer et à prendre une structure qui reste pratiquement inaltérée par la suite ; cette condition de la pâte est comprise dans l'ex pression de pâte moulée qui sera utilisée dans la présente description.
De l'eau est encore éliminée de la pâte moulée à l'aide de divers procédés connus, par exemple au moyen de boîtes d'aspiration, d'un rouleau presseur et de presses humides, cette pâte étant finalement séchée en passant sous forme de bande continue autour de cylindres de séchage. L'élimination de l'eau séparée dans la ma chine décrite dans ledit brevet dépend beaucoup de la vitesse à laquelle la bande transporteuse se déplace, l'inertie de l'eau provoquant sa montée sur une surface inclinée à partir de laquelle elle est évacuée ou est réutilisée si on le désire.
Le but de la présente invention est de four nir un procédé et une machine perfectionnés pour l'élimination vers le haut de l'eau séparée.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention pour la fabrication de nappes de ma tière fibreuse à partir d'une pâte fibreuse aqueuse amenée sur une bande transporteuse mobile, est caractérisé en ce qu'on restreint le libre écoulement de la pâte mouillée en la me nant au-dessous d'un organe perméable supé rieur se déplaçant avec la bande et formant avec celle-ci un espace à section droite décrois sante dans lequel se forme une nappe de pâte à faces parallèles dans laquelle la pâte est comprimée pour en séparer l'eau, en ce qu'on fait passer l'eau de la pâte à travers ledit organe perméable et on favorise le passage et l'élimination de l'eau par une aspiration s'exer çant à travers ledit organe perméable, de ma nière que le feutrage de la pâte soit partielle ment dû à cet organe.
En utilisant des moyens pneumatiques pour l'élimination de l'eau, l'appareil décrit dans le brevet suisse N 321893 peut être adapté par exemple pour être utilisé avec une bande transporteuse se déplaçant relativement lente ment, comme lorsqu'on fabrique un papier ou carton relativement épais.
Dans un tel cas, la couche de pâte informe sur la bande transpor teuse ou sur une couche moulée supportée par celle-ci, peut être écrasée par l'organe de pres sage perméable de manière à retenir l'écoule ment de la couche pour former une masse ou accumulation à travers la bande, des moyens de retenue étant prévus de chaque côté de la bande pour maintenir la masse et des moyens d'aspiration étant disposés au-dessus de l'or gane de pressage perméable pour enlever l'eau qui passe vers le haut à travers ledit organe.
La présente invention comprend également une machine pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisée par une bande porteuse mobile supportant la pâte et un organe perméable disposé au-dessus de la bande et se déplaçant avec elle, des moyens pour amener l'organe perméable supérieur à proximité de la bande de manière à former entre eux, dans la direc tion longitudinale, un espace à section droite décroissante et, dans la direction transversale, une section à faces parallèles dans laquelle la pâte mouillée est comprimée pour en séparer l'eau, de manière que lesdits moyens agissent aussi pour restreindre l'écoulement de la pâte et former une nappe à travers la bande,
et des moyens pneumatiques disposés au-dessus de ladite nappe pour aspirer l'eau à travers l'or- P Cr rie perméable.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, deux formes d'exécution de la machine selon l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique en élé vation de la première forme d'exécution, l'or gane perméable comprenant une bande sans fin en toile métallique semblable à la bande trans porteuse. La fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1 montrant une partie de l'extrémité de la forme d'exécution pour indiquer comment le brin in- férieur de la bande supérieure est réglable en vue de faire varier son inclinaison.
La fig. 3 est une coupe par la ligne<I>111-111</I> de la fig. 2.
La fi-. 4 est une coupe partielle par la ligne <I>IV-IV</I> de la fig. 5.
La fig. 5 est une vue en plan dans la direc tion des flèches V de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue semblable à la fig. 1 de la deuxième forme d'exécution de la ma chine. Les fig. 7 à 10 montrent schématiquement plusieurs variantes dans lesquelles des gout tières sont utilisées en combinaison avec les dispositifs d'aspiration pour l'élimination d'eau de séparation vers le haut.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 5 l'extrémité humide 10 de la machine pour la fabrication de carton du type Fourdri- nier comprenant une bande supérieure, com porte un bâti inférieur 11 et un bâti supé rieur 12, Une bande transporteuse principale 13 dé signée ci-après par bande de formation infé rieure, passe autour d'un rouleau de tête 14, un rouleau presseur 15, plusieurs rouleaux de support 16 et sous des rouleaux de guidage 17, de manière à avoir un brin supérieur pratique ment horizontal entre les rouleaux de pressage et de tête.
Un organe de pressage perméable, désigné ci-après par bande de formation supérieure 18, est entraîné autour d'un rouleau réglable d'en trée 19, d'un rouleau de sortie 20 et de rou leaux de guidage 21 supportés par le bâti 12.
Des galets de tension 22 et 23 coopèrent respectivement avec les rouleaux de guidage 17 et 21 pour maintenir les bandes 13 et 18 ten dues.
Les rouleaux 19 et 20 maintiennent la bande supérieure 18 pour fournir un brin infé rieur sur le brin supérieur de la bande 13. Une boîte d'aspiration 24 est montée par-dessus ce brin inférieur de la bande de formation 18 im médiatement en aval du rouleau réglable 19. Cette boîte 24 a son extrémité arrière aval montée pivotante en 25 sur une paire de co lonnes 26 portée par le bâti supérieur 12. Le pivot 25 peut être soulevé ou abaissé au moyen d'un dispositif de réglage à vis 27 (fig. 2).
Plusieurs boîtes d'aspiration 28, 29, 30 et 31 sont prévues dans l'ensemble 24 et chaque boîte comporte un fond perforé ou fendu au- dessous duquel passe le brin inférieur de la bande de formation 18. Des conduites d'éva cuation 32 sont connectées à chaque boîte d'as piration et ces conduites débouchent dans un collecteur 33 qui est relié à une pompe d'aspi ration pour l'évacuation desdites boîtes d'aspi ration. Une soupape 34 ou vanne est montée dans chaque conduite 32 pour commander le degré de vide dans chaque boîte et les vannes peuvent être réglées indépendamment pour fournir, par exemple, un degré de vide aug mentant progressivement dans les boîtes suc cessives.
L'extrémité avant de l'ensemble 24 est sus pendue à partir du bâti supérieur 12 par des supports réglables, tels qu'un tendeur 35 qui est agencé de manière à soulever et à abaisser l'extrémité avant de l'ensemble 24 en le faisant basculer autour de son articulation 25.
Des vis de réglage 36 sont montées sur des colonnes de support 37 pour le rouleau d'entrée 19 de sorte que ce rouleau peut être soulevé et abaissé avec l'ensemble 24 et en avant de celui-ci.
Un rouleau de support 38 de diamètre rela tivement grand, est monté dans la boucle de la bande inférieure 13, sous le brin supérieur de celle-ci, pour être en contact avec ce brin à l'extrémité d'entrée de l'ensemble 24.
Plusieurs dispositifs 39 à rouleaux de pres sion sont montés en aval de l'ensemble 24 et chaque dispositif 39 comprend un rouleau infé rieur 40 dans la boucle de la bande 13 et un rouleau supérieur 41 dans la boucle de la bande 18. Les rouleaux 40 et 41 coopèrent pour former un étranglement horizontal écra sant les bandes 16 et 18 l'une vers l'autre. Si on le désire, les dispositifs 39 peuvent être des presses à aspiration avec des boîtes d'aspi ration dans chacun des rouleaux 40 ou 41 ou dans l'un de ceux-ci: Le rouleau d'entrée 19 et l'ensemble 24 sont réglés de telle manière que le brin inférieur de la bande 18 coopère avec le brin supérieur de la bande 13 pour former un espace 42 en coin qui diminue de hauteur jusqu'au pivot 25.
Ainsi l'espace comporte une embouchure d'en trée déterminée par le rouleau 38 et #tn brin convergent provenant du rouleau 19 jusqu'au pivot 25 déterminé par l'ensemble 24. L'extré mité arrière de l'ensemble des boîtes d'aspira tion sert de ligne de pression à l'extrémité finale de l'espace convergent 42.
Un récipient d'emmagasinage 43 est monté adjacent au rouleau de tête 14 pour amener de la matière sur le brin supérieur regardant vers le haut de la bande de formation princi pale 13. La matière est amenée au récipient par une conduite 44 et est sortie de ce récipient à l'aide d'un dispositif approprié de trémie ou plan incliné sur la bande entre des planches de rebord 45 disposées au-dessus des bords de la bande.
Les planches de rebord 45 ne s'étendent pas jusqu'aux bords de la bande car cela provoque rait trop d'usure. En conséquence, des éléments creux 46 pour de l'air sont fixés à l'intérieur des planches 45. Ces éléments sont perforés ou fendus le long de leurs bords inférieurs de sorte que lorsqu'ils sont reliés à une conduite d'ali mentation d'air 46A ils dirigent un rideau d'air le long de chaque bord longitudinal de la bande 13 pour retenir la matière latéralement sur la surface de ladite bande. L'écoulement libre de la matière étant retenu sous le rouleau 19, il se forme un réservoir 50 (fig. 4) s'éten dant de l'avant du rouleau 19 où la matière forme une onde 51, dans l'espace 42 jusqu'au pivot 25.
Si on le désire, de l'air peut être également dirigé comme un rideau pour fournir des fran ges d'air sur les côtés de l'espace 42 verticale ment jusqu'au pivot 25, mais ceux-ci n'ont pas été représentés sur le dessin.
Etant donné que les bandes 13 et 18 avan cent dans la direction indiquée par les flèches <I>A</I> et<I>B</I> respectivement, la matière avance dans l'espace 42 se rétrécissant et de l'eau s'écoule à travers la bande 13 et est aspirée vers le haut à travers la bande 18 dans les boîtes d'aspiration 28 à 31.
Si on le désire, le rouleau 38 peut être muni d'une boîte d'aspiration de manière à augmen ter le drainage vers le bas à travers la bande 13. Les rouleaux de support 16 et les faces infé rieures des boîtes d'aspiration 28 à 31 main tiennent les brins respectifs des bandes 13, 18, fermement de sorte que l'espace de formation résiste à la charge de la matière qu'il contient.
Le drainage apparaissant à la fois vers le haut et vers le bas, la matière se moule simul tanément sur les deux bandes. Après que la matière a passé sous l'articulation ou pivot 25, les presses 39 écrasent la pâte à papier qui est formée sur les bandes pour éliminer l'eau de celle-ci. L'eau séparée passant ensuite à travers le brin inférieur de la bande 18 adjacente à chaque presse 39, peut être éliminée par des racloirs à succion 48 qui peuvent être prévus sur le côté aval de chaque presse 39.
L'espace 42 peut être modifié selon les conditions de la pâte à papier. Ceci est réalisé simplement en soulevant ou en abaissant le rouleau 19 et en réglant de façon analogue le tendeur 35 pour soulever ou abaisser l'extré mité avant de l'ensemble 24 des boîtes d'aspi ration.
Dans la seconde forme d'exécution de la machine, à couche multiple 10A, représentée à la fig. 6, la plupart des organes sont iden tiques à ceux décrits pour la forme d'exécution des fig. 1 à 5 et les mêmes signes de référence ont été utilisés pour désigner les mêmes parties. Cependant, la bande 13 coopère avec deux bandes supérieures 18 ayant chacune un ensem ble 24 basculable de boîtes d'aspiration et un récipient d'alimentation 43 en avant de chaque bande supérieure pour fournir de la matière dans chaque espace 42 en forme de coin.
Le premier récipient dépose la matière comme une couche découverte sur le brin supérieur nu de la bande 13 tandis que le second récipient dépose de la matière sur la couche préalable ment formée supportée par la bande 13. Cha que bande supérieure 18 extrait l'eau de la matière sous l'influence d'une aspiration à partir de l'ensemble 24 monté dans la boucle de celle-ci.
Il ressort de ce qui vient d'être décrit que la machine à fabriquer du papier ou carton ainsi que le procédé dans lequel une couche de pâte à papier provenant d'un récipient est coulée sur une bande principale de formation et portée par celle-ci sous une bande conver gente supérieure formant un espace en forme de coin avec la bande principale qui diminue de hauteur de manière à fournir une retenue qui maintient une réserve de matière entre les bandes.
Un mécanisme d'aspiration agit à tra vers la bande supérieure pour extraire l'eau de la matière à partir de la réserve en direction du haut et alors que l'énergie cinétique impartie à l'eau dans la matière accumulée par les bandes de formation se déplaçant, contribue à l'extraction de l'eau, la machine peut marcher suffisamment lentement de sorte que cette éner gie cinétique est pratiquement négligeable car le mécanisme d'aspiration aspire l'eau à travers la bande supérieure.
Après que la matière a passé au-delà de l'extrémité convergente de l'espace prévu entre la partie inclinée de la bande supérieure et la bande inférieure, c'est- à-dire au-delà du pivot 25, elle est suffisam ment moulée de sorte qu'elle ne se répand pas hors des bandes et peut être pressée entre celles-ci pour l'élimination d'eau supplémen taire.
Les formes d'exécution décrites peuvent être utilisées en tandem ou plusieurs ensembles de bandes supérieures peuvent être prévues sur une machine à une seule bande inférieure de sorte qu'un article peut être fabriqué compor tant n'importe quel nombre désiré de couches ou plis. On comprendra cependant que l'article résultant comporte des fibres entrelacées de telle manière que les plis sont inséparables. De plus, l'extraction d'eau se faisant à travers la ou les bandes supérieures, la matière pour chaque pli ou couche peut être si compacte qu'elle ne permet pas de drainage à travers sa masse, des combinaisons de pâte à papier de n'importe quel type désiré peuvent ainsi être utilisées.
Il est donc possible avec les machines et les pro cédés décrits de déposer une matière très dense imperméable sur la bande principale et de for mer ensuite une ou des couches superposées de la nature désirée sur cette couche imper méable. La matière est suffisamment pressée entre les bandes de formation pour former un article se tenant par lui-même avant que le support de la bande principale soit enlevé.
L'aspiration agissant à travers la ou les bandes supérieures peut être réglée comme on le désire de manière à avoir, par exemple, une aspiration augmentant progressivement sur la matière accumulée entre les bandes au fur et à mesure que cette réserve est de plus en plus asséchée en s'approchant de l'extrémité conver gente de l'espace de formation.
La fig. 7 montre une variante de l'appareil dans lequel l'ensemble à boîtes d'aspiration est disposé au-dessus des parties parallèles d'une bande supérieure 18 et une bande inférieure 13. Dans cette figure, trois racloirs inclinés 50, 50A et 50B sont disposés avec leurs bords avant dirigés vers la masse ou accumulation de pâte à papier mouillée et ces racloirs inclinés constituent des gouttières au-dessus du brin in férieur de la bande 18 pour éliminer l'eau vers le haut à partir de la pâte comme il sera décrit plus en détail ci-après. Pour le reste, cette variante est pratiquement la même que celle représentée aux fig. 1 à 6.
Cette variante fonctionne de la même ma nière que celle déjà décrite mais la disposition est particulièrement utile pour. une marche à vitesse élevée. Ainsi, lorsqu'elle est mise en mouvement, le racloir incliné 50 agit de ma nière à diminuer l'écoulement de la pâte et à former ainsi une accumulation sous la partie avant inclinée de la bande 18, l'accumulation étant retenue latéralement par des franges, com prenant des franges d'air si on le désire ; pour des raisons de clarté du dessin, ces franges n'ont pas été représentées. L'eau provenant de l'accumulation qui se déplace avec la bande inférieure 13 traverse la partie inclinée de la bande 18 et monte sur le plan incliné 50 dans le canal associé d'où il est évacué ou réutilisé.
Le racloir incliné 50A est réglé pour presser plus fortement la bande 18 ce quia pour effet de faire sortir davantage d'eau vers le haut, cette eau montant sur le racloir 50A en vue de son élimination, alors que le racloir incliné 50B est encore plus fortement sollicité vers le bas et par conséquent fait sortir encore plus d'eau qui monte sur ledit racloir incliné et est éliminée.
Après avoir passé, par exemple, sur trois racloirs inclinés comme indiqué, il est difficile de séparer davantage d'eau par pression seule ment et la pâte à papier arrive ensuite sous l'ensemble 51 des boîtes d'aspiration. Celui-ci est représenté divisé en quatre sections, le degré d'aspiration appliqué augmentant progressive ment vers la droite comme indiqué à la fig. 7, de sorte qu'à mesure que la pâte devient plus ferme l'aspiration devient plus grande sans gé- ner la structure de l'article.
La fig. 8 montre une autre variante dans laquelle un racloir incliné 52 est utilisé en combinaison avec l'ensemble 53 de boîtes d'as piration pour éliminer l'eau séparée vers le haut. L'ensemble 53 est de nouveau indiqué divisé en quatre sections dont le vide augmente, mais la paroi frontale 53A a également la forme d'une surface inclinée et agit comme un racloir. La paroi inclinée<I>53A</I> présente des rainures 53B sur environ la moitié ou les deux tiers de sa hauteur, de sorte que lorsque de l'eau monte sur cette paroi d'extrémité, elle est aspirée dans la section située la plus en avant de la boîte d'aspiration.
Dans la variante représentée à la fig. 9, la majeure partie de l'eau passant vers le haut est aspirée dans l'ensemble 54 mais toute fuite à l'endroit où l'extrémité arrière de cet en semble 54 retient l'écoulement de la pâte à papier, est rattrapée par -le racloir 55 pour être réutilisée ou évacuée.
Il a été trouvé utile d'aider l'eau à monter sur les racloirs. Ainsi lorsque cela est désirable, les racloirs 50, 52 et 55 des fig. 7, 8 et 9 res pectivement peuvent être construits de la façon suivante. A l'extrémité supérieure de la sur face inclinée d'aspiration 56 un tube 57 s'étend à travers la machine, avec une extrémité coupée ou aplatie et l'autre extrémité communiquant avec une source d'aspiration et relié à une éva cuation d'eau. Un écran 56A est fixé à l'exté- rieur du tube 57 et s'étend sur la surface 56 pour former une buse. Le racloir à succion est représenté en combinaison avec un ensem ble 58 de boite d'aspiration.