Brevet FR2058290A1 — publié le 19710528

lo 3Ô007 1 2058296 La présente Invention concerne une caisse de tête pour machine à papier ou autre machine similaire, dans laquelle la suspension de pâte est conduite à travers une plaque percée de nombreux canaux parallèles qui s'étend sur toute la largeur de la laize à obtenir, 5 Le Brevet allemand 1 220 247 montre une caisse de tête dans laquelle un distributeur est interposé entre la conduite d'arrivée de la pâte et la caisse de tête. Cet organe sert à réduire la vitesse du courant de la pâte pour la faire passer de la valeur qu'elle a dans la conduite d'arrivée à celle qu'elle doit avoir 10 dans la caisse de tête et il va en s'évasant afin que son angle d'ouverture soit supérieur à celui d'un diffuseur normal. Dans la caisse de tête présentée dans le Brevet allemand 853 256, un faisceau de tubes, en comportant un grand nombre, disposés parallèlement et s'étendant sur toute la largeur de la laize à fabri-15 quer, s'interpose entre une chambre de détente, alimentée en pâte par un distributeur tubulaire, et la caisse» L'écoulement laminaire obtenu dans les longs tubes doit être également maintenu dans la caisse de tête,, IJne autre caisse de tête avec un faisceau de tubes très longs 20 est présentée dans la publication allemande de demande de Brevet 1 461 071. Ce long faisceau de tubes débouche en fait directement dans la conduite de sortie, mais on doit lui raccorder un dispositif destiné à assurer des conditions régulières de pression0 La publication officielle de l'abrégé descriptif du Brevet fran-25 çais 1 558 396 fait connaître de longues conduites, disposées sous forme de faisceau de tubes présentant une partie de leur extrémité s* évasant en forme de cône. Toutefois, une grille doit être placée après ces conduites pour régulariser l'écoulement allant à la buse de sortie. 30 Dans les caisses de tête plus modernes, on a remplacé les longs faisceaux de tubes par de minces plaques perforées,. Dans l'une des caisses de tête de ce genre, présentée par la publication de demande de Brevet allemand 1 290 797, il faut cependant monter sur ces plaques perforées des diffuseurs plus longs0 Dans la caisse de tête 35 suivant le Brevet allemand 1 236 922, des disques percés doivent être disposés après la plaque, à une certaine distance de celle-ci, et il est proposé de placer ensuite, sur ces disques, des surfaces de guidage s'étendant parallèlement à la direction du courant du presse-pâte<> 70 30007 2 2058290 Les caisses de tête à faisceaux tubulaires décrites demandent une grande longueur disponible pour leur construction et un dispositif distributeur ou égalisateur de pression compliqué® Les caisses exposées, à plaque perforée, sont coûteuses en raison des élé-5 ments qui s'y rattachent et exigent pareillement une longueur assez grande pour pouvoir être construites,, L'invention se pose le problème de permettre la construction d'une caisse de tête plus simple et plus compacte, pouvant être exécutée à meilleur compte, 10 Selon l'invention, on résoud ce problème avec une caisse de tête présentant une plaque perforée du genre mentionné au début, en prévoyant dans la plaque, des canaux allant - dans le sens du courant de pâte - en augmentant de section transversale par paliers, après une certaine portée, le passage d'un palier au suivant 15 s'effectuant par un angle d'ouverture de 100 degrés au moins. Un angle de 180 degrés donne un résultat particulièrement satisfaisante On a en outre avantage à prévoir au moins deux paliers successifs sur la portée d'entrée* Ainsi que les deux derniers documents précités l'ont fait connai-20 tre, on a intérêt à amener la suspension de pâte à la plaque perforée par un canal d'alimentation transversal par rapport au sens de l'écoulement de la suspension. De préférence, on donne à la section transversale d'admission du canal d'amenée des dimensions telles que la vitesse du courant traversant cette section est de 45 à 85 % 25 de la vitesse sur la portée d'entrée des canaux de la plaque perforée. Le diamètre des canaux de la plaque est, de préférence, de 8 mm au moins du côté de 1'entrée et de 40 mm au plus du côté de la sortie. 30 particulier, le diamètre des canaux du côté entrée doit être de 8 à 20 mm, le total des sections transversales de ces canaux étant de 5 à 20 /o de la surface transversale de la plaque. De plus la longueur de la portée d'entrée doit être de 5 à 10 fois le diamètre des canaux du même côté entrée» Enfin, le diamètre du côté 35 sortie des canaux doit être de 25 à 40 mm, le total des sections transversales des canaux représentant 40 à 85 fo de la surface de la plaque côté sortie. On obtient des résultats particulièrement favorables si le diamètre des canaux côté entrée est de 10 à 15 mm, le total de leurs 70 30007 3 2053290 sections transversales de ce côté étant de 8 à 15 fa de la surface totale correspondante de la plaque, la longueur de leur portée d'entrée de 6 à 8 fois leur diamètre d'entrée et leur diamètre de sortie de 25 à 40 mm, le total des sections transversales des ca-5 naux représentant côté sortie 50 à 75 % de la surface correspondante de la plaque <> la plaque perforée peut se fabriquer d'une manière particulièrement simple en disposant les canaux sur des rangées distinctes, une ou plusieurs portées d'un canal, et les portées correspondantes des 10 canaux voisins de la même rangée, se succédant dans le même sens, les parois des portées successives s1 étendant au moins sensiblement dans le sens de la rangée,, Il est particulièrement avantageux que toutes les portées, suivant la portée d'entrée des canaux, se succèdent dans le même sens 15 sur toute la rangée et que les parois des portées s'étendent exactement dans le sens de la rangée. De cette manière, il est possible d'éviter d'avoir à percer les portées,. Elles peuvent être réalisées en ajoutant l'une sur l'autre des traverses s'étendant sur toute la longueur d'une rangée» 20 La caisse de tête selon l'invention possède des avantages notables par rapport aux caisses connues. Par l'accélération du courant, provoquée de préférence à 1'endroit d'où partent les canaux, il se produit un fort effet d'étranglement qui assure une bonne répartition de la suspension de pâte dans tous les canaux» L'orientation 25 transversale du canal d1amenée provoque l'écoulement du flux le long de la face d'entrée de la plaque perforée et la maintient en état de propreté. Il n'est plus nécessaire d'avoir recours à des arbres creux, ou autres éléments destinés à produire une certaine turbulence, disposés sur cette face d'entrée de la plaque et qui 50 nuisent ensuite à la stabilité de l'écoulement. Par la réalisation par paliers de l'évasement des canaux de la plaque perforée, le ralentissement, qui suit l'accélération précitée, du courant traversant la plaque peut se produire sur une courte distance sans qu'il s'ensuive une instabilité quelconque ni des dépôts nuisibles., 35 La vitesse du courant à la sortie des canaux peut n'être que légèrement supérieure à celle de la partie du flux au-delà de la plaque perforée3 de sorte qu'il est possible d'éviter des disques perforés montés après la plaque, et sur lesquels se forment des dépôts0 Sur les dessins joints sont représentés simplifiés, des exemples 70 30007 4 205Ô29Ô àe réalisation pratique de l'invention, en référence auxquels d'autres de celle-ci vont être encore décrites. Les dessins représentent s F ig. 1, une coupe horizontale dans le sens longitudinal des ca-5 naux d'un morceau de plaque perforée, Fig. 2, la vue en élévation dans le sens de la flèche Z de la Fig. 1 de la plaque perforée, Fig. 5» en coupe horizontale, une plaque perforée avec son canal d'alimentation en suspension de pâte, 10 Fig. 4» une vue en coupe suivant l'axe I7-IV de la Fig. 3# Fig. 5» une vue en coupe correspondant à celle de la Fig. 4 d'une autre forme de réalisation et ]?ig. 6, une vue en coupe correspondant à celle de la Fig. 4 d'une autre forme encore de réalisation, 15 Fig. 7, une vue en coupe dans le sens longitudinal des canaux d'un morceau de plaque perforée, Fig. 8, la vue en élévation dans le sens de la flèche ï de la Fig. 7 de la plaque perforée, Fig. 9> une vue en coupe horizontale d'une plaque perforée et de 20 son canal d'amenée de la solution de pâte, Fig. 10, une vue en coupe suivant l'axe X-Z de la Fig. 9, Fig. 11, une vue en coupe correspondant à celle de la Fig. 7 d'une autre forme de réalisation. La plaque perforée 1 - dont le dessin ne montre qu'une partie 25 représentée par les figures 1 et 2, destinée à la caisse de tête d'une machine à papier ou autre machine similaire, s'étend sur toute la largeur de la laize à fabriquer et présente de nombreux canaux parallèles pour le passage de la suspension de pâte. Comme indiqué de part et d'autre par quatre flèches, la suspension entre 30 par les orifices d'admission 3» à gauche sur le dessin, dans les canaux 2 de la plaque 1 et en ressort par les orifices 4. Les canaux 2 de la plaque 1 vont — dans le sens de l'écoulement de la suspension - en s'élargissant par paliers au bout d'une portée d'entrée 5. Les trois portées qui suivent la portée initiale 5 35 sont désignées respectivement par les repères 6, 7 et 8# Le diamètre des canaux 2 du côté de 11 entrée 3 » c'est-à-dire 1© diaaètre de la portée 5» est de 8 à 20 mm, mais de préférence de 10 à 15 mm, le total des sections transversales des canaux 2 s'élevant alors de 5 à 20; ?£,. ou mieux de 8 à 15 de la surface totale 70 30007 5 2053290 correspondante de la plaque 1» La longueur de la portée d'entrée 5 est de 5 à 10 fois, de préférence 6 à 8 foiSj, le diamètre côté entrée 3 des canaux 2, c'est-à-dire le diamètre de cette portée 5o Le diamètre des canaux côté sortie 4, c'est-à-dire le diamètre de 5 la portée 8, est de 25 à 40 mm, le total des sections transversales de sortie des canaux 2 représentent alors de 40 à 85 fos de préférence 50 à 75 $>t de la surface totale de ce même côté de la plaque perforée 1 • Les diamètres des portées 6, 7 et 8 des canaux 2 sont chacun de •J0 1 *2 à 1,5 fois le diamètre de la portée 5» ou 6, ou 7, qui précède0 La longueur de ces différentes portées 6, 7 et 8, est de 30 à 60mm, mais de préférence de 40 à 50 mm0 L'arête des orifices d'entrée des canaux 2 est arrondie suivant un rayon de 25 à 30 du diamètre correspondant des canaux, c ' est-15 à-dire du diamètre de leur portée 5® A la place de ce congé, on peut abattz*e l'arête de l'orifice d'entrée des canaux 2 par un chanfrein représentant 15 à 20 $ du diamètre de la portée 5» L'arête de l'orifice de sortie des canaux 2 est arrondie suivant un rayon de 2 à 3 ™&» 20 Gomme dans l'exemple représenté, la section transversale des canaux affecte de préférencë une forme circulaire. 3i les canaux reçoivent une autre forme de section, hexagonale par exemple, le diamètre à considérer est le diamètre hydraulique de la section0 Le passage entre deux portées successives de canal prend lafor-25 me d'un cône, allant en s'évasant dans le sens de l'écoulement de la suspension, avec un angle d'ouverture oC de 100 à 150 degrés» 0e passage peut toutefois être constitué par une surface perpendiculaire à l'axe du canal, l'arête au débouché d'une portée dans l'autre étant alors avantageusement arrondie» 30 La portée d'entrée 5 et les portées 6, 7, 8, suivantes sont cylindriques» Ces portions de canal peuvent cependant aller en s'évasant dans le sens du courant de la suspension suivant un angle d'ouverture de 3 degrés au maximum» Il est toutefois plus avantageux de n'adopter qu'un angle d'ouverture de 2 degrés» 35 Les canaux 2 présentant une section transversale circulaire sont disposés aussi rapprochés que possible l'un de l'autre» Ils sont tous au même écart sa ent a, la distance b entre rangées voisines étant aV3 » Cette disposition en nid d'abeilles est indiquée par le quadrillage constitué par des triangles égaux, tracé ai trait 70 3000? 6 , 2058290 fin dans la Fig« 20 Dans l'exemple de réalisation suivant la Fig» 3S la plaque perforés 1 est représenté© complètement développée sur toute la largeur de la laize à obtenir® Elle est encastrée dans une caisse 9. 5 la suspension de matière arrive à la plaque 1 par • uns .canalisation, d'alimentation 10, transversale par rapport au sens de l'écoulement» les dimensions de la section transversale d'entrée de la canalisation 10 sont telles que la vitesse du courant traversant cette section est de 45 à 85 $ de sa vitesse dans la portée initiale 10 5 des canaux 2 de la plaque 1 » De plus, la section transversale de la canalisation 10 diminue sensiblement de façon proportionnelle à la largeur de la plaque perforée 1 » Pour le retour de la suspension de pâte, la canalisation d'amenée 10 présente une section transversale de sortie 12, de 8 à 15 ^ 15 de la section transversale d'entrée 11» l'exemple représenté par les Figures 3 et 4 fait particulièrement ressortir les avantages de 1'invention» la plaque perforée 1 peut être montée directement devant la simple canalisation 10, amenant transversalement la suspension de pâte, et la buse de sor-20 tie 13 de la caisse 9 peut être disposée directement après la plaque» Gomme le montre la Fig» 5, on peut aussi adopter, au lieu de la buse de sortie 13, située au niveau du bord inférieur de la plaque 1, une buse de sortie 14 située à mi-hauteur de cette plaqueo 25 Dans la caisse de tête, représentée par la Fig. 6, avec coussin d'air comprimé 15, la plaque perforée 1 constituée selon l'invention apporte également des avantages notables» la courte plaque 1 peut être montée directement devant la caisse et la simple canalisation d'amenée 10 suffit là aussi pour distribuer la pâte. 30 Dans la plaque perforée 1 représentée par les Figures 7 et 8, quatre portées, désignées par les repères 16, 17, 18 et 19, suivent la portée d'entrée 5» les canaux 2 sont disposés en rangs séparés 20, 21 et 22, et les portées 16, 17, 18 et 19, qui suivent la portée d'entrée 5, de ces-35 rangées 20, 21, 22 de canaux 2, débouchent l'une dans l'autre dans le même sens sur chaque rangée» le diamètre des canaux 2 du côté entrée 3, c'est-à-dire le diamètre de la portée initiale 5 est de 8 à 20 mm, mais de préférence de 10 à 15 mm, le total des sections transversales des canaux 2 bad original/ 70 30007 7 o(M;3^ôn V W ^ / vi étant alors de 5 à 20 #, mais plutôt de 7 à 15 $ de la surface totale correspondante de la plaque 1. La longueur de la portée d'entrée 5 est de 5 à 10 fois, mais de préférence 6 à 8 fois le diamètre des canaux 2 du côté entrée 3» c'est-à-dire le diamètre 5 de la portée initiale 5o Les orifices des portées 5 sont rassemblés suivant les poiîpceîî— tages, indiqués plus haut, de la surface totale occupée par les? sections transversales. L'alésage d de la portée 16 qui vient directement à la suite Se •JO la portée d'entrée, est égal à l'écartement ç. des orifices de ces portées d'entrée 5. La section de passage totale dont dispose le courant de pâte dans les portées 16 s'élève ainsi de 1,3 à 2,3 fois le total des sections des orifices des portées initiales 5. De plus, la section 15 transversale d'une portée 17, ou 18, ou 19, est de 1,3 à 2,3 fois la section transversale de la portée 16, 17, ou 18 qui la précède immédiatement. La longueur des différentes portées 16, 17, 18, 19, est de 30 à 60 mm, mais de préférence 40 à 50 mm. L'arête des orifices d'entrée des canaux 2 est arrondie suivant 20 un rayon de 25 à 35 i° du diamètre des canaux côté entrée, c'est-à-dire du diamètre de la portée initiale 5<> A la place de ce congé, l'arête d'entrée des canaux 2 peut être abattue par un chanfrein, représentant 15 à 25 $ du diamètre de la portée 5» Les parois intermédiaires restant entre les dernières portées 19 25 de deux rangées voisines 20, 21, ou 21 , 22, doivent être très minces. On a intérêt à arrondir l'arête des orifices côté sortie 4 î on peut aussi constituer les parois intermédiaires vers les extrémités des canaux côté sortie 4 pour qu'elles aillent en s'amincissant constamment0 30 Le passage entre deux portions de canaux 5, 16 ou 16, 17, ou 17, 18, ou 18, 19, se suivant directement peut être exécuté en se reportant à la description des Figures 1 et 2. De même, les portions de canal ne doivent pas avoir la même section transversale qu'une autre, mais les parois peuvent aller en s'évasant avec un 35 angle d'ouverture de 1 à 2 degrés (3 degrés au maximum). Dans l'exemple de réalisation suivant les Figures 9 et 10, la plaque perforée 1 est représentée s'étendant sur toute la largeur de la laize à obtenir,. Elle est encastrée dans une caisse 9o ïïh,e canalisation 10 amène à la plaque 1 la suspension de pâte transver- 70 30007 8 ors jBm V W v Am / W salement par rapport aa sens du courant de celle-ci» Les dimensions de la section transversale d'entrée 11 de la canalisation 10 sont déterminées pour que la vitesse du courant au passage de cette section soit de 45 à 85 $ de la vitesse du courant dans la portée 5 d'entrée 5 des canaux 2 de la plaque 1. Far ailleurs, la section transversale de la canalisation d'amenée 10 va en diminuant de manière sensiblement proportionnelle avec la largeur de la plaque perforée 1# Pour le retour de la suspension de pâte, la canalisation 10 présente une section transversale de 10 sortie 12, de 8 à 15 de la section de passage à l'entrée 11. Les rangées de canaux dans la plaque 1 s'étendent sur toute la largeur de la laize à fabriquer, donc parallèlement au plan du dessin dans la Fig. 9« Ces rangées de canaux peuvent cependant aussi s'étendre, par exemple, perpendiculairement à la largeur de 15 cette laize à fabriquer. La plaque perforée 1 représentée dans la Fig, 11 est con^ituée par un assemblage de pièces détachées, à savoir d'une traverse 23 percée de trous correspondant aux portées d'entrée 5 et des traverses 24, 25, 26, 27, accolées sur la traverse perforée 28, ou 20 l'une sur l'autre. 70 30007 9 2C53290 HBY^ÏÏDICAIIOiïS 1 » Caisse de tête pour machine à papier ou autre machine similaires dans laquelle la suspension de pâte est conduite à travers une plaque percée de nombreux canaux parallèles qui s?étend sur toute la largeur de la laize à fabriquer, caractérisée en ce 5 que les canaux de la plaque perforée vont - dans le sens du courant de la suspension de pâte - en augmentant en sections transversales par paliers après une portée d5 entrée, le passage d'un palier au suivant s'effectuant par un angle d8ouverture de 100 degrés au moins e \0 2o Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le passage d'un palier de canal au suivant s8effectue par un angle d'ouverture de 180 degrés# 3» Caisse de tite suivant la revendication 1t caractérisée en ce que la portée d'entrée des canaux comporte au moins deux pa~ 15 liers successifs» 4« Caisse de tête suivant la revendication 1 $ caractérisée en ce que la suspension de pâte est amenée à la plaque perforée par une canalisation transversale par rapport au sens de l'écoulement, la section de passage à l'entrée de la canalisation étant 20 déterminée pour que la vitesse du courant au passage de cette section soit de 45 à 85# de la vitesse du courant dans les portées d'entrée des canaux de la plaque perforée® 5» Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre des canaux du côté entrée est de 8 mm au moins 25 et du côté sortie de 40 mm au plus» 6« Caisse de tête suivant la revendication 4» caractérisée en ce que le diamètre des canaux du côté entrée est de 8 à 20 mm, le total des sections de passage des canaux étant de 5 à 20# de la surface totale correspondante de la plaque perforées que la 30 longueur de la portée d'entrée est de 5 à 10 fois le diamètre des canaux côté entrée et que le diamètre des canaux est de 25 à 40 mm côté sortie, le total des sections transversales des canaux de ce dernier côté étant de 40 à 85# de la surface totale correspondante de la plaque perforée» 35 7« Caisse de tête suivant la revendication 5» caractérisée en ce que le diamètre des canaux côté entrée est de 10 à 15 mm» le 'jJMP original* 70 30007 10 2058230 total des sections transversales de ce côté des canaux étant de 8 à 15# d® la surface total® .correspondante de la plaque perforés; que la longueur de la portée initiale des canaux est de 6 à S fois le diamètre de ces canaux du c8té entrée et que leur 5 diamètre cêté sortie est de 25 à 40 mm» le total des sections transversales de ce côté des canaux étant de 50 à 75# de la surface totale correspondante de la plaque perforée© 8« Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre des différentes portées successives des canaux 10 est de 1,2 à 1,5 fois le diamètre de la portée du canal qui précède immédiatement cette portée» 9» Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux sont disposés en rangées distinctes et qu'une ou plusieurs portées d'un canal et les portées correspondantes des 15 canaux voisins dans la même rangée débouchent l'une dans l'autre dans le mime sens sur la rangée, les parois des portées débouchant l'une dans l'autre s!étendant9 sensiblement au moins, dans le sens de la rangéeo 1Q«Caisse de tête suivant la revendication 9» caractérisée en ce 20 que toutes les portées des canaux d'une rangée qui suivent la portée d'entrée débouchent l'une dans l'autre dans le sens de la rangée, les parois des portées s'étendant dans ce sens» 11oCaisse de tête suivant la revendication 10, caractérisée en ce que l'alésage de la portée suivant immédiatement la portée d'en-25 trée est égal à l'écartement entre les orifices des portées d'entrée. 12«Caisse de tête suivant la revendication 9, caractérisée en ce que les sections transversales d'une partie des canaux laissés à la disposition du passage du courant de matière sont de 1,3 30 à 2,3 fois les sections transversales de la partie des canaux y débouchant» 13»Caisse de tête suivant la revendication 9, caractérisée en ce que les parois intermédiaires entre les dernières portées des canaux vont en s'amincissant constamment vers leur extrémité» 35 14»Caisse de tête suivant la revendication 9, caractérisée en ce que les rangées de canaux s*étendent sur toute la largeur de la laize à fabriquer» 15oCaisse de tête suivant la revendication 9, caractérisée en ce que les rangées de canaux s'étendent perpendiculairement à la BÂD ORIGINAL 70 3Ô007 ii 0 A n ô o ô A il/JOZ Vu à la laize à fabriquer. lô.Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ee que la longueur des différentes portées qui suivent la portée d'entrée des canaux est de 30 à 60 mm. 5 17»Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur des différentes portées qui suivent la portée d'entrée des canaux est de 40 à 50 m» 18.Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'arête de l'orifice d'entrée des canaux est arrondie sui-•J0 vaut un rayon de 25 à 35# du diamètre des canaux côté entrée# 19«Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'arête de l'orifice d'entrée des canaux est abattue par un chanfrein, qui représente 15 à 25# du diamètre des canaux du côté entréeo •J5 20oCaisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'arête de l'orifice de sortie des canaux est arrondie suivant un rayon de 2 à 3 mm» ou abattue par un chanfrein de la même dimension. 21oCaisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce 20 que le passage entre deux portées de canal successives s'effectue sous forme conique, s'évasant dans le sens du courant de la suspension de matière sous un angle d'ouverture c 22.Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce 25 qu'une portion au moins des canaux va en s'évasant dans le sens du courant de la suspension de matière sous un angle d'ouverture de 3° au maximum. 23»Caisse de tête suivant la revendication 22, caractérisée en ce que l'angle d'ouverture est de 1 à 2°. 30 24.0aisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux sont répartis en nid d'abeilles» 25«Caisse de tête suivant les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que la section transversale de la canalisation d'alimentation va en diminuant de manière sensiblement proportionnelle 35 avec la largeur de la plaque perforéeo 26.Caisse de tête suivant la revendication 25»caractérisée en ce que la canalisation d'alimentation présente pour le retour une section transversale de sortie qui est de 8 à 15# de la section d'entrée dans la canalisation#