Brevet FR2007573A1 — publié le 19700109

i 2007573 La présente invention concerne une machine à fabriquer du papier ou du carton et en particulier une machine pour produire des bandes continues drapier, carton, et autres produits de bonne qualité à des vitesses de production élevées. Une machine du type 5 à cylindre occupe moins de place que la machine Fourdrinier classique et peut produire des bandes continues à une vitesse de production comparable si elle a été conçue spécifiquement pour une application à grande vitesse. La présente invention vise principalement à fournir un procé-10 dé et un appareil nouveaux avec lesquels on peut produire une bande continue de papier ou de carton de haute qualité à plis multiples à une vitesse élevée, et un appareil qui occupe le minimum de place au plancher lequel permet l'emploi d'une toile de transfert ou de décalque en feutre, tissu, ou tissu de fil métal-15 lique et dans lequel le trajet de déplacement est maintenu sensiblement dans un même plan passant en dessous de chacun des cylindres d'une série de cylindres et permet un égouttage amélioré et la sortie rapide de chaque couche ou jet. L'invention fournit également un procédé et un appareil pour produire à une cadence 20 de vitesse élevée des bandes multijet de qualité supérieure. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre indicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation de l'invention. 25 Sur ces dessins, la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'une série de machines du type à cylindre suivant l'invention et la figure 2 est une vue schématique à grande échelle en élévation latérale montrant des détails d'une des machines de la 30 figure 1. En se reportant en détail aux dessins et en considérant d'abord la figure 2, on voit que la machine à former 10 comprend un ensemble d'alimentation en pâte liquide désigné- par 12 et un ensemble de cylindres de forme désigné par 14. 35 L'ensemble d'alimentation 12 en pâte liquide comprend une tuyauterie de répartition transversale 16 dans laquelle on introduit une pâte liquide de pulpe et d'eau, la pâte liquide passant à travers une plaque perforée 18 pour être distribuée sur l'étendue de la longueur de la face du cylindre. La pâte liquide est 69 12243 2 2007573 dispersée et brassée dans la chambre 20 en passant à travers un rouleau régleur 22 sur lequel l'écoulement est défloculé. On règle l'accélération de l'écoulement de la pâte liquide à un ajutage convergent à règle 24 de telle façon que la pâte liquide 5 sortant de l'ajutage 24 ait une vitesse à peu près égale à celle du cylindre formeur de tête en face de l'ensemble de cylindre formeur 14. On effectue les réglkges de l'ouverture 26 à règle d'une manière classique par des moyens de commande 28, 29 et 30 par exemple. 10 Le dispositif de cylindre de forme 14 comprend un cylindre perforé 32 disposé de façon à tourner sur un tube axial 34 d'une manière appropriée quelconque pour permettre au cylindre de tourner autour du tube. Le cylindre de forme est couvert par une toile de fils métalliques fins ou analogue, comme cela est classique, 15 et permet à l'eau d'égouttage de la pâte liquide de s'écouler librement vers le centre du cylindre lorsque le cylindre 32 tourne. La pâte liquide provenant de l'ajutage à règle 24 se dépose sur la surface supérieure du cylindre 32 et au voisinage immédiat 20 de celle-ci au travers de l'ouverture à règle 26. Le cylindre 32 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et la pâte liquide . se dépose sensiblement tangentiellement à la surface du cylindre (sur la partie supérieure) et à une vitesse qui est approximativement comparable à la vitesse superficielle du cylindre tournant. 25 La disposition mutuelle est très comparable à ce que l'on rencontre pour le rouleau de tête et la règle de caisse d'arrivée de pâte dans une machine à papier classique Fourdrinier. Pour faciliter l'enlèvement de l'excès d'eau de la pâte liquide et pour éliminer les effets de la force centrifuge sur la 30 couche que l'on forme5 le tube 34 comporte des éléments diviseurs 36 disposés radialement autour du tube et formant une série de chambres à vide A, B, C, D et E en forme de secteurs. Les chambres A, B et C communiquent avec le vide commandé pour qu'on obtienne les conditions optimales pour l'égouttage, le formage, le maintien 35 et le transfert ou décalque de la couche déposée sur la surface extérieure du cylindre 32. Le transfert de la couche de papier ou de carton s'opère au pincement ou ligne de contact 38 entre le cylindre 32 et un organe de transfert continu constitué par un feutre, un treillage de fils 69 12243 3 2007573 métalliques ou un tissu 40. Le transfert de la couche de papier ou de carton de façon qu'elle soit stratifiée par rapport à la couche précédemment formée et la réalisation d'une liaison avec elle se trouve facilitée par l'application de pression au pince-5 ment 42 formé par un rouleau de presse humide 44 qui entre en contact en dessous de la face inférieure du feutre 40. Le rouleau 44 est disposé dans un bac de récupération 46 étant donné qu'une quantité appréciable d'eau en excès est extraite ou pressée de la feuille en ce cas du fait de l'application de pression dans le 10 pincement 42. Etant donné qu'une partie de l'eau extraite est refoulée vers le haut dans le cylindre formeur perforé 32, c'est-à-dire dans la zone B, cette région de cette chambre est soumise à un certain vide pour garantir que cet excès d'eau dans le tissu de fils métalliques est enlevée de la couche déposée sur le feu-15 tre 40 et est expulsée du rouleau de presse humide 44. La zone E du cylindre formeur peut être soumise à une pression positive enlevant l'eau du cylindre formeur 32, cette eau devant être récupérée dans un bac récupérateur 48 situé en dessous. En outre, on peut prévoir un ajutage de lavage approprié 50, de façon à 20 arroser les parties du cylindre 32 d'où on a enlevé la couche et si c'est nécessaire on peut prévoir de l'air supplémentaire de nettoyage et de séchage dans la zone ou chambre E, c'est-à-dire en utilisant le côté de décharge des pompes à vide employées pour mettre sous vide les chambres A à D. 25 En considérant la figure 1, on voit que huit machines à fa briquer du papier et du carton du type à forme ronde sont montées convenablement sur un châssis support désigné d'une manière générale par 52 et sont disposées espacées en quinconce verticalement de façon que la boîte d'arrivée de tête d'une machine à former 30 précédente surplombe la machine à former en aval de celle-ci et réduise de cette manière l'espace occupé au plancher. Le feutre ou tissu de fils métalliques40 sans fin, se déplace sensiblement dans un même plan, c'est-à-dire le plan de son brin supérieur où les couches sont enlevées du cylindre formeur 32. Les plissements 35 et replis sont réduits au minimum dans la course supérieure du feutre ou tissu de fils métalliques 40, ce qui permet un transfert efficace des couches en formant une bande multijet ainsi produite. Le feutre 40 et son brin inférieur ou brin de retour 4l sont entraînés par un moteur approprié ou un entraînement 69 12243 4 2007573 adéquat relié au cylindre d'entraînement 54. On peut appliquer au cylindre formeur 32 et/ou au rouleau de presse humide 44 des entraînements auxiliaires supplémentaires (non représentés). On peut prévoir des moyens classiques pour maintenir la tension de 5 la courroie, le nettoyage de la courroie, et autres opérations comme cela est indiqué en 55, 56 et 57. La bande continue multi-jet est évacuée à l'extrémité aval 58 du feutre ou" courroie 40. Chacune des machines à former 10 comprend un moyen de régler la pression effective appliquée par le rouleau de presse humide 10 44, ce moyen comprenant des supports pivotants 59, comportant des paliers 60 dans lesquels tourillonne l'arbre de support du rouleau de presse humide 44. Les supports 59 pivotent de manière réglable en 62 et sont reliés de manière pivotante en 68 au support 59 au moyen d'un vérin 64 comportant une tige de piston 66. 15 En bref, grâce à l'agencement des machines 10 à former plu sieurs couches on peut comme on le voit sur la figure 1, disposer une couche de pâte liquide sur une partie supérieure de chacun des cylindres de forme 32 et on peut les enlever d'une partie inférieure du cylindre formeur au pincement 38 pour les faire 20 passer sur le brin incliné ou en pente vers le bas, du feutre 40. Les rouleaux de presse humide 44 garantissent une adhérence solidaire des fibres des couches respectives à mesure qu'elles se déposent l'une sur l'autre, et le brin allant vers le bas ne supporte qu'un changement minimum de son trajet de déplacement de-25 vant chacun des cylindres de forme lorsqu'on produit sur l'installation exposée du carton ou du papier à huit jets ou couches. Comme on l'a mentionné précédemment, simplement en diminuant le nombre de tours dans le brin du feutre 40 tourné vers le bas, on réduit l'usure ce qui allonge la vie utile de production de l'ins-30 tallation. De plus, grâce à l'emploi de ce type de machine du type à cylindre, on peut obtenir une vitesse de production extrêmement élevée. En outre, la disposition relative en quinconce avec recouvrement des machines respectives par rapport à une machine adjacente réduit l'espace occupé au plancher par une ins-35 tallation et permet en outre d'employer un feutre de transfert 40 se déplaçant pratiquement dans un seul plan. L'appareil et l'ensemble décrits permettent d'employer un procédé nouveau pour produire rapidement une bande continue multijet de papier ou de carton de bonne qualité. Le procédé 69 12243 5 2007573 comprend les étapes suivantes : déposer continuellement sur une partie supérieure d'une série de cylindres formeurs espacés verticalement en quinconce,une couche de pâte liquide dans la direction dans laquelle tourne le cylindre et former sur chaque cylin-5 dre une couche unique, soumettre chacune des couches à l'action du vide pour enlever l'eau de la pâte liquide déposée, faire passer tangentiellement un feutre de transfert en dessous de chacun des cylindres dans un plan sensiblement unique, enlever successivement la couche de chaque cylindre lorsque le feutre passe 10 en dessous de façon que la couche provenant de chaque cylindre successif soit superposée sur la couche transférée provenant d'un cylindre précédent, soumettre chaque couche après qu'elle ait été transférée sur le feutre, à une pression en dessous dudit feutre et contre le cylindre, et faire sortir par pression l'humidité 15 résiduelle des couches tout en sollicitant les couches superposées pour qu'elles s'incorporent intimement l'une avec l'autre pendant qu'elles sont encore humides. En bref, l'ensemble, l'appareil et le procédé produit un papier ou carton multijet en une forme renversée, ce qui permet 20 ainsi d'avoir des vitesses de production élevées atteintes par des machines du type à cylindres et à produire une qualité comparable à celle d'un appareil Fourdrinier dont la cadence de production est plus lente. Le degré d'humidité de la couche que l'on forme continuelle-25 ment est réglé par des ouvertures à règle 26 sur le trajet de déplacement passant au-dessus des chambres A à C, de façon que lorsque la couche est renversée sur le feutre 40 au pincement 38 elle se trouve dans une condition optimale. Le décalage en quinconce des cylindres 32 permet au brin supérieur incliné du feutre 30 de transfert 40 de s'écarter rapidement de la partie inférieure du cylindre formeur en ayant sur lui la couche renversée c'est-à-dire que le côté toile métallique de la couche est tourné vers le haut. La disposition inclinée du brin supérieur du feutre de trans-35 fert forme un espace où l'on peut installer facilement le bac de récupération 46 et recueillir aisément le liquide qui s'écoule du rouleau coucheur 44 du feutre passant sur le rouleau coucheur. En outre, le brin supérieur du feutre de transfert disposé d'une manière inclinée facilite l'égouttâge naturel par gravité de ce 69 12243 6 200/573 brin lorsque le feutre passe sur le rouleau de presse humide 44. De plus, étant donné que la couche transférée e3t encore humide et que la face du papier ou carton côté toile métallique est tournée vers le haut, lorsqu'on dépose sur elle une autre couche, 5 et que la couche superposée passe sur le rouleau de presse humide, l'eau se trouve en un sens refoulée dans la couche du dessous, si bien qu'ion obtient une liaison optimale des couches les unes avec les autres. Toutes les caractéristiques mentionnées se prêtent à la pro-10 duction continue à grande vitesse, d'un produit de qualité, tout en permettant une utilisation économique de l'espace nécessaire pour l'installation de l'appareil. En outre, les cylindres sont soumis au vide au delà du pincement 42, pour garantir que l'humidité refoulée dans le cylindre 15 32 du fait de l'application de la pression at»f>incement 42 est enlevée du pincement 42 puis déchargée dans le bac 48, après quoi le cylindre peut être lavé et séché, dans la zone E avant qu'on dépose à nouveau de la pâte liquide aur lui. Il va de soi que l'invention a été décrite ci-dessus à titre 20 d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. 69 12243 7 2007573 REVENDICATIONS 1. Machine de papeterie permettant de produire rapidement une bande continue multijet de papier, de carton, ou analogue, caractérisée par le fait qu'elle comprend : une série de machines à 5 former les couches espacées horizontalement et comprenant chacune un cylindre perforé tournant dans le même sens ; un dispositif d'alimentation en pâte liquide comportant un ajutage de décharge situé au-dessus de chacun des cylindres qu'il recouvre et destiné à déposer sur le cylindre une couche de pâte liquide dans la di-10 rection dans laquelle tourne le cylindre ; un feutre de transfert s'étendant tangentiellement et sensiblement dans un même plan en dessous de chaque cylindre et formant un pincement de transfert avec chacun des cylindres de façon à enlever successivement une couche renversée de chacun des cylindres et à produire progres-15 sivement une bande continue multijet de papier ou de carton, les cylindres comprenant chacun un dispositif de chambre de réglage communiquant avec l'extérieur du cylindre, les cylindres formeurs occupant pratiquement tout l'espace entre le dispositif d'ajutage de décharge et le pincement de transfert précité, afin d'égout-20 ter, de former, de maintenir et de transférer une couche formée sur chaque cylindre. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend un rouleau de presse humide disposé en dessous du feutre de transfert et à une certaine distance le long de 25 celui-ci, formant un pincement de pression avec ces eylindres formeurs en aval des pincements de transfert afin de faire sortir par pression l'humidité résiduelle d'une couche transférée et à mélanger l'humidité entre les couches pour amener les couches superposées à se lier intimement les unes avec les autres. 30 3- Machine selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits cylindres formeurs comprennent une chambre de commande supplémentaire s'étendant circonférentiellement au delà des pincements de pression pour maintenir sur les cylindres le liquide envoyé par pression dans ces cylindres aux pincements de pression 35 précités et quSlest prévu un bac récupérateur dont une partie est située en dessous de ces chambres de réglage supplémentaires, de telle façon qu'une partie du liquide extrait par pression de la ou des couches aux pincements de pression est pratiquement empêché de tomber sur le feutre de transfert ou sur le produit qu'il 69 12243 8 20075.73 supporte. 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les cylindres sont décalés verticalement en gradins, le moyen alimentateur de pâte liquide comprenant des tuyauteries de 5 répartition pour chacun des cylindres respectifs,•la tuyauterie de répartition d'un cylindre situé tout à fait en haut, faisant saillie latéralement au-dessus du cylindre voisin suivant situé en dessous et le surplombant en partie, le feutre de transfert étant orienté selon un certain angle dans le plan sensiblement 10 unique en dessous des cylindres espacés en quinconce verticalement, et en contacttangentiel avec eux suivant le même angle afin de garantir une séparation rapide d'avec le feutre de transfert, et favorisant l'égouttage par gravité des couches transférées. 5. Machine selon la revendication 2, caractérisée par le fait 15 qu'elle comprend des moyens de placer de façon réglable le rouleau de presse humide afin de régler la pression appliquée aux pincements de pression. 6. Combinaison de moyens destinée à être employée dans un ensemble pour la production continue de bandes de papier, carton ou 20 analogue, caractérisée par le fait qu'elle comprend : un cylindre formeur perforé allongé monté de façon à tourner sur son axe longitudinal ; un dispositif alimentateur en pâte liquide surplombant une partie supérieure du cylindre et comportant un ajutage de décharge dirigé tangentiellement dans le sens normal de rota-25 tion du cylindre ; un feutre de transfert s'étendant tangentiellement en dessous de ce cylindre et formant un pincement de transfert avec lui, le cylindre comprenant une chambre de réglage communiquant avec l'extérieur du cylindre, afin de régler l'égouttage, le formage, le maintien et le transfert d'une couche ren-30 versée formée sur ce cylindre entre l'ajutage de décharge et le pincement de transfert ; et un rouleau de presse humide disposé en dessous du feutre de transfert et formant un pincement de pression avec ledit cylindre en aval du pincement de transfert. 7. Combinaison selon la revendication 6, caractérisée par le 35 fait qu'elle comprend un bac récupérateur situé en dessous du rouleau de presse humide pour récupérer les liquides, que l'on fait sortir de la couche par pression aux pincements de pression. 8. Combinaison selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les cylindres comprennent une chambre de réglage 69 12243 9 2007573 supplémentaire s'étendant circonférentiellement au delà du pincement de pression pour retenir sur le- cylindre le liquide envoyé par pression dans le cylindre aux pincements de pression précités, un deuxième bac récupérateur ayant une de ses parties située en 5 dessous de cette chambre de réglage supplémentaire afin de récupérer le liquide emporté par le cylindre au delà du pincement de pression. 9. Combinaison selon la revendication 6, caractérisée par le fait que le rouleau de presse humide comprend un bac de récupérait) tion situé en dessous d'un cylindre, le bac de récupération comportant un dispositif de paliers dans lequel tourillonne le cylindre,, un support pivotant supportant en bloc le bac de récupération et le cylindre, et un moyen énergétique relié au support pivotant afin de régler la pression normale appliquée au 15 pincement de pression précité. 10. Procédé de production d'une bande continue multijet de papier, de carton ou analogue, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes : déposer continuellement une pâte liquide sur la partie supérieure d'une série de cylindres de for- 20 me espacés horizontalement et tournant dans le même sens ; appliquer une pression d'égouttage, de formage, de maintien et de transfert, au moyen des cylindres précités, à la pâte liquide dans le sens dans lequel tournengles cylindres et former succès cylindres une seule couche humide ; renverser et transférer cette 25 couche suivant un trajet de déplacement situé sensiblement dans un même plan, tangentiellement en dessous de chaque cylindre et produisant une bande continue humide multijet ; enlever par pression de cette bande multijet l'excès de liquide et réaliser une liaison intime entre les couches superposées à un pincement 30 de pression situé en dessous de ces cylindres formeurs et en aval de l'endroit où chaque couche a été renversée et transférée à partir d'un cylindre respectif. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à décaler verticalement en gra- 35 dins les cylindres formeurs et à transférer les couches sur un trajet de déplacement sensiblement plan et disposé suivant une certaine pente, continûment en dessous de ces cylindres, de telle façon que l'égouttage par gravité soit assuré et que les couches s'écartent rapidement d'un cylindre sur lequel elles sont pro-40 duites.