Appareil pour la fabrication d'un produit fibreux La présente invention a pour objet un appareil pour la fabrication d'un produit fibreux, du papier ou du carton par exemple, obtenu à partir d'une pulpe aqueuse délivrée sur une bande porteuse mo bile, ou sur une pulpe formée, portée par cette bande. Cet appareil comprend un organe perméable agencé pour coopérer avec une bande porteuse mobile pour constituer avec elle un espace à section décroissante qui forme un étranglement pour le libre écoulement d'une pulpe aqueuse.
Cet appareil est caractérisé en ce que cet organe passe autour d'un rouleau perméable adjacent à ladite bande porteuse, de ma nière que la partie de l'organe perméable située sur une partie de la périphérie du rouleau constitue avec ladite bande ledit espace dans lequel s'établit une nappe turbulente de pulpe qui est formée ainsi sur ledit organe perméable. En passant dans ledit étran glement, de l'eau se sépare évidemment -de la pulpe et s'écoule à travers ledit organe.
On a remarqué que la turbulence de la nappe pro duit l'agitation des particules solides contenues dans la pulpe et tend ainsi à orienter les fibres dans toutes les directions et, en même temps, à les entrainer vers l'organe perméable, de sorte que l'eau passe à travers cet organe de manière à former ou à feutrer la pulpe sur ledit organe.
Le rouleau autour duquel passe l'organe per méable est de préférence de grand diamètre, de sorte qu'en coopérant avec la bande porteuse, il forme un espace de dimension notable pour la nappe turbulente de pulpe.
L'organe perméable est de préférence un treillis métallique sans fin dont le brin inférieur est disposé à proximité de la bande porteuse. Un conduit incliné peut être disposé en travers de la surface supérieure du brin inférieur du treillis sans fin, au-delà du rouleau, de manière que l'eau passant à travers ledit brin inférieur, par suite de sa quantité de mouvement, monte dans le conduit débouchant dans un canal d'évacuation.
Le rouleau peut comprendre un dispositif d'aspi ration agencé pour aspirer l'eau à travers des perfo rations ménagées dans ce rouleau.
Le rouleau peut présenter une structure cellulaire, c'est-à-dire que sa surface peut comprendre une série de rubans transversaux et périphériques qui forment des cellules polygonales.
Chaque ruban transversal peut être incliné sur le rayon correspondant du rouleau, de sorte que, lors de la rotation du rouleau, les rubans entraînent l'eau passant dans les cellules et l'envoient dans un conduit d'évacuation.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme et des variantes d'exécution de l'appareil selon l'in vention. La fig. 1 est une vue en élévation de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, d'un rouleau que comprend cette forme d'exécution.
La fig. 3 est une vue prise depuis la gauche de la fig. 2.
Les fig. 4 et 5 sont semblables aux fig. 3 et 4, respectivement, et montrent une variante.
Les fig. 6 et 7 sont semblables aux fig. 3 et 4, respectivement, et montrent une autre variante. La fig. 8 est une vue latérale, semblable à la fig. 1, d'une variante d'exécution.
La forme d'exécution de l'appareil, représentée à la fig. 1, comprend des pieds 1 fixés au sol et portant des montants 2 agencés pour supporter un bâti supérieur 3.
Un rouleau de tête 4 est monté à rotation sur les pieds 1 et entraîne une bande porteuse mobile prin cipale 5 qui passe autour du rouleau 4 et d'autres rouleaux non représentés, de manière à présenter un brin supérieur 6 horizontal. Des rouleaux 7 et 8 sont agencés pour supporter ledit brin supérieur 6.
Le bâti supérieur 3 porte des paliers pour un organe perméable constitué par un treillis métallique sans fin 9 dont le brin inférieur 10 se déplace sen siblement parallèlement au brin supérieur 6 de la bande 5. L'organe perméable 9 est entraîné autour de rouleaux 11 à 17, le rouleau 17 étant perforé. Ce rouleau 17 est disposé de manière à presser le brin inférieur 10 de l'organe perméable 9 vers le bas, contre le brin supérieur 6 de la bande 5.
Par ce moyen, le secteur du rouleau 17 allant de la position 6 heures à la position 9 heures se trouve au-dessus du brin 6, et un espace de section décroissante 22, dans lequel la formation de la pulpe commence, est compris entre la partie de l'organe perméable 9 située sur la périphérie du rouleau 17 dans ledit secteur et la partie coopérante du brin supérieur 6.
Le rouleau 17 présente un diamètre relativement grand de manière à assurer un espace de formation de dimension notable en coopération avec le brin supérieur 6. Un conduit incliné 19 est disposé au-delà du rouleau perforé de manière que, lors du fonc tionnement de l'appareil, l'eau passant à travers la périphérie du rouleau monte le long de ce conduit et passe dans un canal d'évacuation 20.
L'appareil décrit plus haut convient pour la fa brication d'un carton à simple couche et fonctionne comme suit Une couche de pulpe aqueuse est alimentée de puis un magasin 21 sur la bande porteuse 6 qui conduit la pulpe dans l'espace 22. Dans la position où l'organe perméable est serré contre la bande 6 (position 6 heures ), l'écoulement libre de la pulpe est entravé, de manière qu'il se forme une nappe turbulente 23 dans ledit espace 22. Cette turbu lence agite les particules solides contenues dans la pulpe et oriente les fibres dans toutes les directions et les entraîne vers le treillis supérieur.
L'eau pro venant de la nappe 23 passe à travers l'organe per méable 9 et à travers les perforations ménagées dans le rouleau 17, monte le long du conduit 19 et passe dans le canal 20. Les fibres de la pulpe commencent à se former ou à se feutrer sur ledit organe perméable. Une certaine quantité d'eau de la pulpe est drainée vers le bas et, ainsi, la forma tion de la pulpe se produit aussi sur la bande por teuse 6. Quand la pulpe s'éloigne de l'extrémité conver gente de l'espace 22, et comme le brin inférieur 10 et le brin supérieur 6 sont pressés l'un contre l'autre, l'eau continue à passer vers le haut à travers ledit brin 10 et cette eau s'écoule aussi le long du conduit 19 et dans le canal d'évacuation 20.
On suppose que, lors du fonctionnement de l'ap pareil à haute vitesse, l'eau qui passe à travers l'or gane perméable est maintenue dans les perforations du rouleau et est ensuite rejetée à distance dudit rouleau après qu'il a tourné au-delà de la zone de serrage, c'est-à-dire au-delà de l'extrémité étroite de l'espace 22.
Au lieu d'utiliser un rouleau perforé, on peut utiliser un rouleau à cellules dont une forme d'exé cution est représentée aux fig. 2 et 3. Cette variante comprend un tambour 24 non perforé, présentant des rubans transversaux et périphériques 25A et 25B res pectivement, d'une épaisseur radiale de 2,5 à 5 cm, les rubans 25A étant disposés environ à 5 cm les uns des autres et les rubans 25B à environ 0,6 cm les uns des autres, de manière à former à la surface du rouleau des cellules rectangulaires 26 d'environ 5 X 0,6 cm de surface et de 5 cm de profondeur. La surface du rouleau est recouverte d'un treillis métallique 27.
L'eau passant à travers l'organe per méable s'écoule dans les cellules et est entraînée par celles-ci au-delà de la zone de serrage (position 6 heures ), puis elle est rejetée par la force centri fuge vers le conduit 19. Pour favoriser l'effet de transport et de projection assuré par les cellules, cha que ruban transversal peut être incliné sur le rayon correspondant du rouleau, de manière que les cel lules puissent entraîner facilement l'eau passant à travers la pièce perméable et la projeter vers le conduit 19.
Cette forme d'exécution est représentée aux fig. 4 et 5 qui montrent comment sont placés, dans ce cas, les rubans transversaux 25A1. Les ru bans périphériques 25B de la variante précédente sont remplacés par un ruban continu 25C en hélice.
Dans une troisième variante du rouleau (fig. 6 et 7), un treillis de couverture est enroulé autour d'un tambour perforé 34, ce treillis comprenant des rubans 35 disposés sur la tranche dans des fentes ménagées dans des nervures transversales 36. Le rouleau 17 peut comprendre une structure de base, par exemple un tambour présentant des extrémités circulaires et des barres transversales joignant ces extrémités ensemble, cette structure pouvant être re couverte d'un treillis métallique ou d'une autre cou verture. Une telle structure n'est pas représentée.
On peut utiliser l'appareil décrit pour enlever l'eau d'une couche subséquente de pulpe, en en voyant une nouvelle pulpe aqueuse sur une couche déjà formée portée par la bande porteuse. Le fonc tionnement est semblable à celui décrit. Toutefois, la nappe 23 peut présenter une plus grande dimen sion, puisque pratiquement toute l'eau provenant de la seconde couche constitue la nappe, une petite quantité de cette eau seulement étant absorbée par la couche formée sous-jacente. Ainsi, il peut être avantageux d'utiliser un plus grand rouleau 17 pour la couche subséquente, afin de constituer une plus grande région de débit (espace à section décrois sante).
Une variante particulièrement utile est représentée à la fig. 8 qui montre un appareil fonctionnant plus lentement que l'appareil précédent, par exemple à 61 m/min ou moins. Une boite d'aspiration 28 est montée à l'intérieur du rouleau 17 de grand dia mètre, car dans ce cas la vitesse de la bande porteuse peut ne pas donner une quantité de mouvement suf fisante à la pulpe pour que l'eau grimpe dans le conduit 19. L'eau est ainsi aspirée à travers le treillis perméable supérieur dans la boite d'aspiration 28.
Cette boite s'étend sur une partie de la moitié infé rieure du rouleau 17 et comprend plusieurs sections 29, 30, 31 de diverses pressions d'aspiration. Une force d'aspiration plus grande qu'ailleurs peut être avantageuse, en effet, dans la zone de serrage (31) de manière que, lorsque la formation progresse et que l'eau est ainsi éliminée à travers les fibres déjà formées, un plus grand vide soit exercé sur la nappe.
Dans un appareil à fonctionnement lent (61 m/ min) tel que celui représenté à la fig. 8, on peut prévoir une boîte d'aspiration 32 au-delà du rouleau de grand diamètre, soit pour remplacer, soit pour doubler le conduit 19. Une telle boite agit sur la pulpe après qu'elle a passé dans la zone de compres sion. Elle peut être disposée, soit avant, soit après le conduit 19, quand ces deux éléments sont utilisés ensemble, et, dans une variante, une boîte d'aspira tion peut comprendre une voie d'eau 33 à son extré mité arrière. Ladite extrémité peut être inclinée et fendue sur une courte distance, de sorte que l'eau s'écoulant le long de la face inclinée soit aspirée à travers la fente.
Le conduit 19 peut également être associé à un dispositif d'aspiration.
On a dit que le rouleau 17 présentait un dia mètre relativement grand. Cela signifie que les di mensions du rouleau sont suffisantes pour former une zone (espace à section décroissante) de dimension notable pour la nappe turbulente, selon la vitesse de l'appareil et la nature et la consistance de la pulpe à former. Il faut noter que la nature et la consistance de la pulpe modifient les caractéristiques de la nappe turbulente. Une pulpe lourdement battue, par exem ple, qui ne se sépare pas facilement de son eau, peut constituer une nappe plus haute et plus longue que des pulpes qui se séparent aisément de leur eau.
Avec un appareil à haute vitesse, dont la nappe s'étend sur 5 cm par exemple, un rouleau de 12,5 cm de diamètre suffit en général. Cependant, quand l'ap pareil fonctionne lentement et que la nappe s'étend, par exemple, sur 60 cm, il peut être avantageux d'utiliser un rouleau d'un diamètre supérieur à 90 cm. On pourrait supposer qu'une nappe de 60 cm re quiert un rouleau d'au moins 120 cm de diamètre, mais il n'en est pas ainsi parce que la hauteur de la nappe n'augmente pas proportionnellement à sa longueur. Une bonne partie d'un rouleau de 120 cm resterait ainsi inemployée, et il est évident qu'il n'est pas avantageux d'utiliser un rouleau inutilement grand et, par là, coûteux.
On recherche évidemment à utiliser un rouleaû approprié à toutes les vitesses possibles de la bande porteuse et à toutes les consistances et natures de la pulpe, afin qu'un appareil quelconque s'adapte fa cilement à différentes conditions. A cet effet, le rou leau le plus approprié semble être celui présentant un diamètre d'environ 90 cm.
Dans certains cas, il est avantageux de prévoir un espace fermé au-delà du rouleau 17 et s'étendant jusqu'au conduit 19, ce qui permet de commander l'aspiration avec plus de précision.
Bien que dans les appareils décrits, le rouleau 17 comprime constamment l'un contre l'autre le brin 10 et la bande porteuse 6, il est évident que cela peut se produire seulement quand l'appareil fonctionne.
Par exemple, si une pulpe contenant 98 % d'eau et 2 % de matières solides voit sa teneur en eau réduite à 96 %
quand elle atteint la zone de ser- rage, et que la couche comprenant 96 % d'eau pré- sente, par exemple, une épaisseur de 6 mm, le rou leau 17 peut alors être mis en place pour laisser un jeu de 6 mm.
On suppose qu'en pratique la bande porteuse en mouvement cède sous l'influence de la pulpe quand l'appareil fonctionne.
Apparatus for the manufacture of a fibrous product The present invention relates to an apparatus for the manufacture of a fibrous product, paper or cardboard for example, obtained from an aqueous pulp delivered on a movable carrier belt, or on a formed pulp, carried by this band. This apparatus comprises a permeable member arranged to cooperate with a movable carrier strip to form with it a space of decreasing section which forms a constriction for the free flow of an aqueous pulp.
This apparatus is characterized in that this member passes around a permeable roll adjacent to said carrier strip, so that the part of the permeable member located on a part of the periphery of the roll constitutes with said strip said space in which A turbulent sheet of pulp is established which is thus formed on said permeable member. As it passes through said filter, water obviously separates from the pulp and flows through said organ.
It has been observed that the turbulence of the web produces the agitation of the solid particles contained in the pulp and thus tends to orient the fibers in all directions and, at the same time, to entrain them towards the permeable organ, so that water passes through this organ so as to form or felt the pulp on said organ.
The roll around which the permeable member passes is preferably of large diameter, so that by cooperating with the carrier strip, it forms a space of significant size for the turbulent sheet of pulp.
The permeable member is preferably an endless metal mesh, the lower strand of which is disposed close to the carrier belt. An inclined duct may be disposed across the upper surface of the lower strand of the endless mesh, beyond the roller, so that water passing through said lower strand, due to its momentum, rises in the duct opening into an evacuation channel.
The roller may include a suction device arranged to suck water through perforations made in this roller.
The roll may have a cellular structure, i.e. its surface may include a series of transverse and peripheral ribbons which form polygonal cells.
Each transverse strip can be tilted on the corresponding radius of the roll, so that, when the roll rotates, the strips entrain the water passing through the cells and send it into a discharge duct.
The drawing represents, by way of example, a form and variants of execution of the apparatus according to the invention. Fig. 1 is an elevational view of this embodiment.
Fig. 2 is a partial view, on a larger scale, of a roller included in this embodiment.
Fig. 3 is a view taken from the left of FIG. 2.
Figs. 4 and 5 are similar to Figs. 3 and 4, respectively, and show a variant.
Figs. 6 and 7 are similar to Figs. 3 and 4, respectively, and show another variant. Fig. 8 is a side view, similar to FIG. 1, of an alternative embodiment.
The embodiment of the apparatus, shown in FIG. 1, comprises feet 1 fixed to the ground and carrying uprights 2 arranged to support an upper frame 3.
A head roller 4 is rotatably mounted on the feet 1 and drives a main movable carrier band 5 which passes around the roller 4 and other rollers not shown, so as to present a horizontal upper run 6. Rollers 7 and 8 are arranged to support said upper strand 6.
The upper frame 3 carries bearings for a permeable member constituted by an endless metal mesh 9, the lower strand 10 of which moves substantially parallel to the upper strand 6 of the strip 5. The permeable member 9 is driven around rollers 11 to 17, the roller 17 being perforated. This roller 17 is arranged so as to press the lower strand 10 of the permeable member 9 downwards, against the upper strand 6 of the strip 5.
By this means, the sector of the roller 17 going from the 6 o'clock position to the 9 o'clock position is located above the strand 6, and a space of decreasing section 22, in which the formation of the pulp begins, is included between the part of the permeable member 9 located on the periphery of the roller 17 in said sector and the cooperating part of the upper strand 6.
The roller 17 has a relatively large diameter so as to provide a formation space of significant dimension in cooperation with the upper strand 6. An inclined duct 19 is disposed beyond the perforated roller so that, during operation of the apparatus, the water passing through the periphery of the roller rises along this duct and passes into a discharge channel 20.
The apparatus described above is suitable for the manufacture of single-ply cardboard and operates as follows. A layer of aqueous pulp is then fed from a magazine 21 on the carrier belt 6 which leads the pulp into the space 22. In the position where the permeable member is tight against the strip 6 (6 o'clock position), the free flow of the pulp is impeded, so that a turbulent sheet 23 is formed in said space 22. This turbulence agitates the solid particles contained in the pulp and directs the fibers in all directions and carries them towards the upper mesh.
The water coming from the web 23 passes through the permeable member 9 and through the perforations made in the roller 17, rises along the duct 19 and passes into the channel 20. The fibers of the pulp begin to settle. form or felt on said permeable organ. A certain quantity of water from the pulp is drained downwards and thus pulp formation also occurs on the carrier belt 6. When the pulp moves away from the converging end of the space 22, and as the lower strand 10 and the upper strand 6 are pressed against each other, the water continues to pass upwards through said strand 10 and this water also flows along the conduit 19 and in the discharge channel 20.
It is assumed that, during operation of the apparatus at high speed, the water which passes through the permeable organ is held in the perforations of the roller and is then discharged away from said roller after it has been rotated. - beyond the clamping zone, that is to say beyond the narrow end of the space 22.
Instead of using a perforated roll, a cell roll can be used, one embodiment of which is shown in Figs. 2 and 3. This variant comprises a non-perforated drum 24, having transverse and peripheral ribbons 25A and 25B respectively, with a radial thickness of 2.5 to 5 cm, the ribbons 25A being arranged approximately 5 cm from each other. others and the ribbons 25B about 0.6 cm from each other, so as to form on the surface of the roll rectangular cells 26 of about 5 X 0.6 cm in area and 5 cm in depth. The surface of the roller is covered with a metal mesh 27.
The water passing through the permeable organ flows into the cells and is entrained by them beyond the clamping zone (6 o'clock position), then it is rejected by the centri fuge force towards the duct 19. To promote the transport and projection effect provided by the cells, each transverse tape can be tilted on the corresponding radius of the roll, so that the cells can easily entrain water passing through the permeable part and project it towards duct 19.
This embodiment is shown in FIGS. 4 and 5 which show how the transverse bands 25A1 are placed in this case. The peripheral strips 25B of the previous variant are replaced by a continuous ribbon 25C in a helix.
In a third variant of the roller (fig. 6 and 7), a covering mesh is wound around a perforated drum 34, this mesh comprising ribbons 35 arranged on the edge in slots made in transverse ribs 36. The roller 17 may comprise a basic structure, for example a drum having circular ends and transverse bars joining these ends together, this structure being able to be covered with a wire mesh or other cover. Such a structure is not shown.
The apparatus described can be used to remove water from a subsequent layer of pulp by seeing new aqueous pulp on an already formed layer carried by the carrier belt. The operation is similar to that described. However, the web 23 may have a larger size, since substantially all of the water from the second layer constitutes the web, with only a small amount of this water being absorbed by the underlying formed layer. Thus, it may be advantageous to use a larger roll 17 for the subsequent layer, in order to provide a larger flow region (decreasing section space).
A particularly useful variant is shown in FIG. 8 which shows an apparatus operating slower than the previous apparatus, for example at 61 m / min or less. A suction box 28 is mounted inside the large diameter roller 17, because in this case the speed of the carrier belt may not give sufficient momentum to the pulp for the water to climb through. the conduit 19. The water is thus sucked through the upper permeable mesh in the suction box 28.
This box extends over a part of the lower half of the roller 17 and comprises several sections 29, 30, 31 of various suction pressures. A greater suction force than elsewhere can be advantageous, in fact, in the clamping region (31) so that as the formation progresses and the water is thus removed through the fibers already formed, a more great vacuum is exerted on the tablecloth.
In a slow operating device (61 m / min) such as that shown in FIG. 8, a suction box 32 can be provided beyond the large diameter roller, either to replace or to double the duct 19. Such a box acts on the pulp after it has passed through the compression zone. . It can be arranged either before or after the duct 19, when these two elements are used together, and, in a variant, a suction box can include a waterway 33 at its rear end. Said end can be tilted and slit a short distance, so that water flowing along the slant face is sucked through the slit.
The duct 19 can also be associated with a suction device.
The roll 17 has been said to have a relatively large diameter. This means that the dimensions of the roll are sufficient to form a zone (space with decreasing section) of significant size for the turbulent sheet, depending on the speed of the apparatus and the nature and consistency of the pulp to be formed. It should be noted that the nature and consistency of the pulp modify the characteristics of the turbulent sheet. Heavily threshed pulp, for example, which does not readily separate from its water, may form a higher and longer web than pulps which readily separate from their water.
With a high-speed machine, where the web extends over 5 cm for example, a roll of 12.5 cm in diameter is generally sufficient. However, when the apparatus is running slowly and the web extends, for example, 60 cm, it may be advantageous to use a roll with a diameter greater than 90 cm. One might assume that a web of 60 cm requires a roll of at least 120 cm in diameter, but this is not the case because the height of the web does not increase in proportion to its length. A good part of a 120 cm roll would thus remain unused, and it is evident that it is not advantageous to use an unnecessarily large and therefore expensive roll.
Obviously, an attempt is made to use a roll suitable for all possible speeds of the carrier belt and for all the consistencies and natures of the pulp, so that any device can easily be adapted to different conditions. For this purpose, the most suitable roller seems to be the one with a diameter of about 90 cm.
In certain cases, it is advantageous to provide a closed space beyond the roller 17 and extending to the duct 19, which allows the suction to be controlled with more precision.
Although in the apparatuses described, the roller 17 constantly compresses the strand 10 and the carrier strip 6 against each other, it is obvious that this can only occur when the apparatus is in operation.
For example, if a pulp containing 98% water and 2% solids has its water content reduced to 96%
when it reaches the clamping zone, and the layer comprising 96% water has, for example, a thickness of 6 mm, the roller 17 can then be put in place to leave a play of 6 mm .
It is assumed that in practice the moving carrier belt gives way under the influence of the pulp when the apparatus is in operation.