Brevet FR2380871A1 — publié le 19780915

L'invention,due à Matti SUOKAS et Martti KOPONEN, est relative à une section de pressage, destinée à une machine de fabrication par voie humide de bandes de cellulose ou de matière analogue, comprenant au moins deux et de préférence trois interstices de pressage consécutifs. Les sections de pressage de machines de fabrication par voie humide des bandes de cellulose, de bois broyé ou de matière analogue ressemblent aux machines à papier en ce qui concerne leurs principes fondamentaux. D'une manière connue dans la technique antérieure, la section de pressage d'une machine de fabrication par voie humide de bandes de cellulose comporte deux, ou le plus souvent trois, interstices de pressage consécutifs. Ces interstices de pressage sont habituellement munis d'un feutre. L'un des moyens d'améliorer le revidement d'une section de pressage est d'augmenter la pression linéaire de la presse, maisfde cette manière, on arrive,à un certain moment, à une pres sion lineaire que la bande de pulpe ne peut plus supporter. On sait encore, selon la technique antérieure, utiliser, dans -l-a section de pressage d'une machine de fabrication par voie humide de bandes, un séchoir dit intermédiaire ou, plus exactement, un préchauffeur. Celui-ci a e été généralement placé entre le second et le troisième interstice de pressage. Le but de ce préchauffeur est d'augmenter la température de l'eau encore présente dans la bande de matière première et, par conséquent, d'abaisser la viscosité de l'eau et d'accrottre l'action de déshumidification.Le rôle du préchauffeur est de ne pas produire d'évaporation appréciable de liteau. D'une manière connue dans la technique antérieure, les préchauffeurs sont le plus souvent composés de cinq cylindres de séchage par contact, chauffés à la vapeur, disposée deux rangées l'un au-dessus de l'autre de telle manière que la bande passe en zig-zag dans le préchauffeur d'un cylindre à l'autre de celui-ci, comme dans une section de séchage classique d'une machine à papier. Dans des préchauffeurs de la technique antérieure on 2 obtenu un transfert dans la bande de plus de 75% de la chaleur appliquée. Cependant en pratique il ne faut pas augmenter la température de la bande au-delà de 75-80"C. Un inconvénient de tels préchauffeurs de la technique antérieure est de présenter un grand encombrement, principalement suivant la direction longitudinale de la section de pres sage, (direction de la machine). Leur construction est en outre compliquée et le coût de la machine est augmenté par les différents cylindres et par les paliers et les raccords de vapeur de ceux-ci. Un autre inconvénient aussi est que la bande a le temps de se refroidir un peu dans les intervailes compris entre les cylindres, du fait que les courants d'air produits par la circulation à l'air libre de la bande entraînent l'évaporation de l'eau, convenablement chauffée, contenue dans la bande, ce qui présente un inconvénient au point de vue de l'économie de chaleur.Ces inconvénients pourraient être éliminés en partie en mettant en oeuvre un cylindre de séchage par contact de grand diamètre, mais dans ce cas la bande ne serait chauffée que d'un seul côté. L'invention a donc pour but de fournir une section de pressage-du genre décrit au préambule dans laquelle la bande peut être amenée à atteindre une teneur en matière sèche plus élevée qu'auparavant, dans le but principalement d'augmenter l'économie de chaleur dans le séchage de la cellulose. Ce résultat est fondé sur le fait que1 dans tous les cas, il est en pratique moins coûteux d'enlever l'eau de la bande de pulpe par pressage que par évaporation. Un autre Dut de l'invention est d'éliminer, au moins partiellement, les inconvénients exposés ci-dessus. Dans ce but et dans d'autres qui ressortiront ci-dessous l'invention est essentiellement caractérisée en ce qu'avant le dernier interstice de la section de pressage est prévu un préchauffeur à travers lequel passe la bande et dans lequel la bande est recouerte par une hotte. ou par un élément équivalent, à l'intérieur duquel l'action de chauffage des gaz- chauds est dirigée sur la bande qui se trouve dans le préchauffeur, sur une longueur considérable du trajet de circulation de la bande. ='invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide certain de ses modes de realisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement, en élèvacion latérale, la sec'ion ce press2ce,compsrt2nt trois interstices de pressaged'une machine de fabrication, par voie humide, de bandes, conforme à l'inxrention, dont le cylindre de séchage à contact est de grand diamètre, et - la figure 2 représente une section de pressage analogue dans laquelle le préchauffeur est constitué par une bote d'aspiration plane et par une hotte disposée du côté opposé à cette boite. Comme on le voit sur la figure 1, la bande W de laquelle de l'eau est enlevée dans les interstices de pressage N1, N2 et N3, est formée sur une section de toile plane ; cette toile a été désignée par la référence numérique 10 et son rouleau de couchage par la référen-ce numérique 11. De la toile 10 la bande W est transférée, d'une manière connue dans la technique antérieure, au moyendùn rouleau récepteur 12 etdcunfeutre récepteur 14, par guidage avec contact intime , dans le premier interstice de pressage N1 qui est délimité par le rouleau récepteur 12 et par un rouleau de pressage 13 à surface lisse qui est poussé contre le précédent. I1 est évident que le feutre 14 agit aussi bien comme feutre récepteur que comme feutre de pressage, dans le premier interstice de pressage N1.Après le premier insterstice N1, la bande W est entraînée, tout d'abord sur la face supérieure du feutre de pressage 23 et est supportée par celui-ci jusqu'au second interstice de pressage N2 qui est délimité par un rouleau à rainures 16 et par un rouleau supérieur à surface lisse 17. Après l'interstice de pressage N2, la bande W est entraînée dans le préchauffeur conforme è l'invention et, de là, au troisième interstice de pressage N3, où l'action de déshumidification est améliorée par l'effet de chauffage exercé dans le préchauffeur, du fait que la viscosité de l'eau encore présente dans la bande W a été réduite et qu'ainsi l'eau échauffée peut abandonner plus facilement la bande W dans le troisième interstice N3. Cet interstice N3 est muni d'un feutre 24 et est délimité par un rouleau inférieur à rainures 20 et par un rouleau supérieur à compensation de déformation 21. Les rouleaux de guidage des feutres 14, 23 et 24 ont été désignés par la même référence numérique 15. En outre, comme on le voit sur la figure 1, le préchauffeur est constitué par un cylindre de séchage par contact 30 de grand diamètre (2R), chauffé à la vapeur, d'une manière en soi connue dans la technique antérieure. La bande W est entraînée, sur le rouleau de guidage 18, à l'intérieur du préchauffeur, d'où elle est entraînée sur le rouleau de guidage 19. Du côté d'arrivée de la bande W sont prévus des éléments d'étanchéité 34a et, du côté du départ, des éléments d'étanchi- té analogues 34b. Le cylindre de séchage par contact, de grand diamètre, 30 est entouré par une hotte 31 sur un secteur d'étendue angulaire importante , au moins supérieure à 1800 mais, de préférence, d'environ 200 à 2700.La hotte 31 délimite autour de ce secteur a: un espace fermé 33 dans lequel sont introduits des gaz chauds, par exemple de l'air, de la vapeur ou un gaz analogue, à l'aide desquels la partie extérieure de la bande W est chauffée tout en étant chauffée d'autre part, sur le secteur a, sur son autre- face par la surface du cylindre de séchage par contact 30. Le secteur libre du cylindre 30 a été désigné par P. Sur la figure 2 le rectangle 32 symbolise le générateur de gaz chauds au moyen duquel ces gaz sont introduits à l'intérieur de la hotte 31. Comme on le voit sur la figure 1, à l'intérieur de la hotte 31 et au voisinage immédiat de la bande W sont prévues un certain nombre de buses tubulaires 35 disposées transversalement par rapport à la direction de circulation de la bande W, ces tubes s'étendant sur toute la largeur de la bande W, de manière à chauffer la partie extérieure de la bande W tout en évitant l'évaporation de l'eau contenue dans la bande W. A cet effet au lieu d'air on peut utiliser de la vapeur d'eau pour ce chauffage de la partie extérieure de la bande. Sur la figure 1, les flèches F, montrent la direction selon laquelle les gaz de chauffage arrivent sur la surface extérieure de la bande W. De préférence ces gaz sont projetés avec une vItesse suffisamment élevée pour obtenir un effet dit d'impact et des turbulences suffisamment importantes pour produire des échanges thermiques. Il y a lieu en outre d'insister à cet égard sur le fait que le but du-préchauffeur conforme à l'invention n'est pas d'obtenir une déshumidification par évaporation, mais d'augmenter la température de l'eau contenue dans la bande W. L'atmosphère intérieure de l'espace 33 de la-hotte 31 et l'évacuation des gaz de l'intérieur de cet espace 33 sont à cet effet agencées, par exemple, de manière à former dans 1'ensemble une circulation de gaz en circuit fermé. Cette circulation est illustrée schémati quement sur la figure 1 par la flèche 36. Dans l'ensemble 32, dans lequel arrive l'écoulement de gaz sortant de la hotte 31, celui-ci reçoit la quantité de chaleur équivalente à celle qu'il a cédée à la bande W, augmentée des autres pertes thermiques subies par l'écoulement. Le mode de réalisation représenté sur la figure 1 peut aussi, selon une variante, au lieu d'un cylindre de séchage par contact 30, à surface lisse et à paroi latérale massive, comporter un cylindre de séchage à paroi latérale perforée, à l'intérieur duquel est formée une chambre d'aspiration sur un secteur angulaire correspondant au secteur u, au moyen de laquelle les gaz de chauffage sont aspirés à travers la bande W sous l'action de la différence des pressions qui règnent respectivement dans l'espace sous pression 33 situé à l'intérieur de la hotte 31 et dans l'espace intérieur en dépression du cylindre de séchage. Du fait que la bande de cellulose W présente une épaisseur importante, sa perméabilité à l'aspiration est relativement faible.Par conséquent, il faut utiliser une différence de pressions de valeur relativement élevée. I1 est avantageux d'autre part, pour augmenter la température de la bande W dans ce cas particulier, d'utiliser de la vapeur d'eau, de manière que celle-ci,en se condensant, libère dans la bande W une fraction appréciable de sa chaleur latente de vaporisation (d'environ 2,270 joules/kilogramme). Ce procédé permet d'obtenir un effet de chauffage remarquable s'étendant aussi à l'intérieur de la bande W, même avec des débits de traversée relativement faibles. Naturellement l'évacuation des gaz de chauffage est effectuée dans ce cas par un raccord relié à la chambre de dépression du cylindre. On peut, dans le mode de réalisation de la figure 1, utiliser, au lieu du cylindre de séchage 30, un cylindre analogue à rainures, auquel cas les rainures sont ouvertes dans l'atmosphère ambiante suivant le secteur P et la surpression régnant à l'intérieur du cylindre 30 produit un écoulement de gaz de chauffage à travers la bande W. Au lieu d'une chambre en dépression située à l'intérieur du cylindre 30, on peut utiliser, en outre, de telles chambres disposées de manière à déboucher sur le secteur > , à l'extérieur du cylindre 30. Dans ce cas le cylindre 30 peut être du type perforé ou du type à rainures.En ce qui concerne, en outre, l'utilisation de vapeur d'eau à haute température comme gaz de chauffage pour augmenter la température de la bande W, on se reportera, pour en mieux comprendre l'aspect théorique, à la précédente demande de brevet finlandais n" 761.398 (18 mai 1976) de la demanderesse. Lorsqu'on utilise un cylindre à rainures, celuici peut être charnfc intérieurement à Id vapeur comme le cylindre de séchage par c c'%. Lorsqu'on utilise un cylindre perforé 30 sa température cr t- face peut être augmentée éventuellement à l'aide d'un dispositif de chauffage électrique par résistance ou par un dispositif analogue. Comme on le voit sur la figure 2, la bande W qui est déshu midifiée à l'intérieur des interstices N1, N2 et N3 est formée par exemple sur une section de toile plane(non représentée ici), de laquelle elle est entraînée sur le feutre23 qui l'amène au premier interstice de pressage N1. Cet interstice de pressage N1 est du genre à deux feutres, de sorte qu'il comporte le feutre inférieur 23, mentionné ci-dessus, et, comme feutre supérieur, le feutre 14, et que le premier Interstice de pressage N1 est délimité par un rouleau à surface évidée, par exemple un rouleau à rainures 40, et par un rouleau d'aspiration 41. Ce rouleau à rainures 40 est monté et tourne dans unélément de bâti 43 ticu- lé à un axe de pivotement 44. Le rouleau d'aspiration 41, servant de rouleau supérieur, est monté dlune manière fixe dans le bati 100 de la section de pressage. Sous l'action de la zone d'aspiration du rouleau d'aspiration 41, la bande W suit le feutre 14 sur la surface duquel elle est amenée au second interstice de pressage N2 qui est délimité par le rouleau à surface lisse 42 et par le rouleau d'aspiration 41 précité. Le rouleau à surface lisse 42 est monté dans un élément de bâti 45 articu-lé àun axe 46 autour duquel il pivote sous l'action de moyens générateurs de force 47. Comme on le voit sur la figure 2, la bande W est détachée de la surface du rouleau lisse 42 et amenée, sur le rouleau de guidage 15, à l'intérIeur du préchauffeur 50 conforme à l'invention. Ce préchauffeur 5C a pour but d'augmenter la température de lèau qui subsiste dans la bande de pulpe W après que celle-ci a franchi les interstices de pressage N1 et N2 et réduire ainsi la viscosité de cette eau, afin d'améliorer l'effet de déshumi d fiction dans le dernier interstice de pressage N3. Le préchauffeur 50 ne doit pas produire d'évaporation appréciable de l'eau. Du rouleau de pressage 42 la bande est amenée, par les rouleaux de guidage il ot 62! sur la toile ou sur le feutre 60 cu traverse le préchaffeur 50 en supportant la bande W. Scr la figure 2 on a désigné par 5 les rouleaux de guidage des divers feutres et par 26 les moyens de reconditionnement des feutres. Le dernier interstice de pressage N3 est muni de deux feutres 24 et 25 et son rouleau inférieur est constitué par un rouleau à rainures 20 ou par un rouleau à surface évidée analogue tandis que son rouleau supérieur est constitué par un rouleau à surface lisse 21. Le préchauffeur 50, comme on le voit sur la figure 2, comporte une hotte 51, placée au-dessus de la bande W et dont l'ouverture se trouve au voisinage immédiat de la surface supé- rieure de la bande. Cette hotte 51 délimite une enceinte 55 dans laquelle débouche le tube 54 d'amenée des gaz de chauffage. De l'ouverture inférieure de l'enceinte 55, les gaz de chauffage agissent sur la bande W et une partie de ces gaz traverse l'espace 56 situé entre l'enceinte 55 et la hotte 51,puis sort par le tube 52. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, en face de la partie inférieure ouverte de la hotte 51 et à l'intérieur de la boucle formée par la toile ou le feutre 60, est placée une boîte d'aspiration 57 dans laquelle est établie une dépression. Cette boîte d'aspiration comporte un couvercle plan, muni de trous ou de fentes, le long duquel la toile ou le feutre 60 est guidé à travers le préchauffeur 50. Sous l'action de la dépression qui règne à l'intérieur de la chambre 56 délimitée par la boite d'aspiration, les gaz de chauffage à température élevée traversent la bande W suivant une longueur a considérable de la bande W, de sorte que la température de l'eau contenue dans celle-ci après son passage à travers les interstices de pressage N; et N2 augmente dans une mesure suffisante.Une partie de l'action de chauffage est également produite par la différence de vitesses entre la bande W et les gaz de chauffage, qui donne lieu à la partie supérieure de la bande W à des turbulences. L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus et représenté par la figure 2. Le préchauffeur 50 peut aussi comporter une boîte d'aspiration à couvercle incurvé, auquel cas la toile ou le feutre équivalent à 60 est cuidé par la surface courbe de ce couvercle perforé ou rainuré. En outre, la boîte d'aspiration peut être ouverte à sa partie supérieure et la toile ou le feutre équivalent à 60 est guidé devant cette partie supérieure ouverte de la boite d'aspiration, par exemple, au moyen d'un certain nombre de rouleaux. Les gaz de chauffage utilisés dans le préchauffeur de la figure 2 sont, de la manière la plus appropriée, constitués par de la vapeur d'eau qui, en se condensant, cède une fraction considérable de sa chaleur latente de vaporisation à la bande W, en réduisant la viscosité de liteau contenue dans celle-ci. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déià de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Section de pressage, destinée à une machine de fabrication par voie humide de bandes de cellulose ou de matière analogue, comprenant au moins deux, de préférence trois, interstices de pressage (N1, N2, N3) consécutifs, caractérisée en ce qu'avant le dernier interstice (N3) de la section de pressage 3 est prévu un préchauffeur (30 ; 50) à travers lequel passe la bande ('I) et dans lequel la bande (W) est recouverte par une hotte (31 ; 51) ou par un élément équivalent, à l'intérieur duquel l'action de chauffage des gaz chauds est dirigée sur la bande (W) qui se trouve dans le préchauffeur (30 ; 50), sur une longueur considérable ( ; a) du trajet de circulation de la bande ('l). 2. Séction de pressage selon la revendication 1, car ctérisée en ce que le préchauffeur (50) comporte une boite d'aspiration (57), sièqe d'une dépression, ouverte en direction de la bande (W) et située du côté opposé, par rapport à la bande ('S), au côté où est disposée la hotte (51),et en ce que la botte d'aspiration (57) entraîne les gaz de chauffage provenant de la hotte (51) et ayant, au moins en partie, traversé la bande (w) (figure 2). 3. Section de pressage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bande (W) supportée par une toile ou un feutre (60) traverse le préchauffeur (50) en passant au-dessus de la boîte d'aspiration (57) (figure 2). 4. Section de pressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la chambre (56) délimitée par la hotte (51) se trouve essentiellement à la pression atmosphérique (figure 2). 5. Section de pressage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le trajet de circulation de la bande (W) au-dessus de la surface ouverte de la boite d'aspiration (57) est essentiellement rectiligne (figure 2). 6. Section de pressage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la surface ouverte de la boite d'aspiration (57) est convexe et guide la bande (W) au cours de son trajet à travers le préchauffeur (50) (figure 2). 7. Section de pressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les gaz de chauffage utilisés dans le préchauffeur (50) sont constitués par de la vapeur d'eau. 8. Section de pressage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'à l'intérieur de la hotte (51) est prévue une enceinte (55) ouverte en direction de la bande (W), dans laquelle débouche un tube (54) d'arrivée de gaz de chauffage, et en ce qu'un tube (52) d'aspiration des gaz de départ est raccordé à la hotte (51) (figure 2). 9. Section de pressage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'avant le dernier interstice de pressage (N3) est prévu un préchauffeur constitué par un cylindre de séchage (30) de grand diamètre (2R), dont un secteur de grande étendue angulaire (CL), de préférence supérieure à 1800, est recouvert d'une hotte (31) ou d'un élément analogue, à l'intérieur duquel l'action des gaz de chauffage (F) est dirigée sur la bande (W) située sur le cylindre (30) (figure 1). 10. Section de pressage selon la revendication 9 , ca ractérisée en ce que le cylindre de séchage (30) est constitué par un cylindre de séchage par contact à surface lisse, l'action des gaz de chauffage étant dirigée sur la partie extérieure de la bande (W) située sur le cylindre (30) (figure 1). 11. Section de pressage selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'à l'intérieur de la hotte (31) ou de l'élé- ment équivalent, au voisinage immédiat de la bande (W)/ sont prévus un certain nombre de buses tubulaires ou d'éléments de soufflage analogues (35), à travers lesquels les gaz de chauffage (F) sont dirigés, à vitesse relativement élevée, contre la partie extérieure de la bande (W) (figure 1). 12. Section de pressage selon l'une quelconque des revendications 10 et 1t, caractérisée en ce que la circulation des gaz de chauffage entre la hotte (33) et des moyens de chauffage (32) de ces gaz s'effectue, au moins en partie, en circuit fermé (figure 1). 13. Section de pressage selon ld revendication 9, ca ractérisée en ce que le cylindre de séchage (30) comporte une paroi latérale perforée ou une paroi latérale à rainures entourant un compartIment d'aspiration et que les gaz provenant de la hotte (31) traversent7 au moins en partie, la bande (W) (figure 1). 14. Section de pressage selon la revendication 13, ca caractérisée en ce que l'on utilise comme gaz de chauffage de la vapeur d'eau qui, en se condensant dans la bande (W), cède à celle-ci au moins une partie de sa chaleur latente de vaporisation.