Brevet FR2498651A1 — publié le 19820730

La présente invention concerne un système d'amortissement des fluctuations de pression du courant de pâte dans une caisse d'arrivée de pâte d'une machine à papier qui comprend une chambre d'égalisation connectée à une enceinte contenant de l'air, cette chambre d'égalisation comportant un orifice d'évacuation pour un canal partant de la chambre. Une caisse d'arrivée de pàte d'un type sensiblement similaire est décrite dans le brevet américain n0 4 166 759. L'utilisation de cette enceinte contenant de l'air a pour objet de stabiliser les fluctuations du niveau de pression surve- nant dans le courant de pâte, avant l'ouverture de la règle. Des fluctuations de pression entraînent des variations de la vitesse du courant s'écoulant vers l'extérieur, ce qui se traduit par des variations du poids de base dans le ruban de pâté à papier formé. Il est donc nécessaire d'amortir les fluctuations de pression de la façon la plus efficace. Un but de la présente invention est de réaliser un système d'amortissement de conception simple présentant une capacité d'amortissement supérieure à celle des système connus. Afin d'atteindre ces objectifs, le canal de sortie de la chambre d'éga- lisation de la caisse d'arrivée de pâte est disposé par rapport au canal d'admission, et les sections droites des canaux de sortie et d'admission sont dimensionnées, de manière que le jet de pâte s'écoulant de l'orifice de sortie du canal d'admission et s'éva- sant selon un angle d'environ 150, tombe sensiblement à l'inté- rieur des limites de l'orifice d'admission du canal d'évacuation. La Demanderesse a découvert que l'effet éjecteur qui est ainsi obtenu par le jet de pâte s'écoulant dans le canal de sortie, diminue la valeur de la pression dans l'enceinte d'air de la chambre d'égalisation. Lorsque la pression dans l'enceinte conte- nant l'air est faible, la surface du liquide peut se déplacer facilement dans cette enceinte sans forces antagonistes. Les fluctuations de pression survenant dans le système sont donc amorties par suite des modifications du volume du liquide. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après/en référence aux dessins annexésqui en illustre divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue en coupe dans la direction de la machine, représentant une caisse d'arrivée de pAte d'une ma- chine à papier, munie d'un système d'amortissement selon la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe selon A-A de la figure 1 la figure 3 est une vue en coupe selon B-B de la figure 1 - les figures 4, 6 et 8 illustrent quelques variantes de la section A-A.; - les figures 5, 7 et illustrent quelques variantes de la section B-B; - la figure 10 est une vue en section droite dans la direction de la machine, d'un autre exemple de réalisation du canal de sortie; - la figure 11, illustre ure autre forme d'exécution du canal de sortie et; - la figure 12 représente encore une autre forme de réalisation du canal de sortie. Sur la figure 1, on a représenté un collecteur transversal 1, à partir duquel la pâte à papier, constituant la matière première brute de la machine, s'écoule transversalement vers une série de canaux 3, menant à une chambre d'égalisation 2, qui est orientée dans la direction de la machine. Dans le sens de l'écoulement de la pâte, après la chambre d'égalisation, on prévoit une série de canaux qui amène la pâte au canal de lèvre 5 de la caisse à partir duquel la pâte à papier s'écoule sur une toile de fabrication 6, au travers d'une ouverture de règle réglable 7. La chambre d'éga- lisation communique avec un volume ou enceinte d'air 8 qui est délimité par les parois 9 et 10 de la chambre d'égalisation et par un carter 11. Dans la chambre d'égalisation on prévoit un déversoir de trop plein 12 qui détermine le niveau de la surface 13 du liquide. La pâte à papier brute qui s'écoule par-dessus le déversoir 12 est évacuée de la chambre d'égalisation 2 par l'in- termédiaire d'une conduite de trop plein 14. Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 2 et 3, la série de canaux 3 menant à la chambre d'égalisation comprend une pluralité de canaux d'admission parallèles 15 présentant une section droite ronde et un diamètre di et, la série de canaux 14, partant de la chambre d'égalisation comprend des canaux de sortie 16 qui sont coaxiaux par rapport aux canaux d'admission et qui possèdent une section droite ronde et un diamètre d2. La sortie 17 du canal d'admission est disposée à une distance L de l'entrée 18 du canal de sortie, qui est choisie de manière que -2 L1 > tg 7,50 Par conséquent, la péte à papier brute s'écoulant de l'ori- fice de sortie 17 et subissant une expansion selon un angle d'en- viron 150 tombe sensiblement dans les limites de l'orifice d'admis- sion 18 ce qui provoque l'effet éjecteur désiré. Les sections droites des canaux d'admission et de sortie 15 et 16 peuvent être de forme carrée, comme représenté sur les fi- gures 4 et 5, ou hexagonale, comme on peut le voir sur les figures 6 et 7, ou bien encore de toute autre forme polygonale désirée. Un canal de sortie circulaire peut être associé à un canal d'entrée carré. Tous autres types de combinaison ou d'association peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention. Dans le mode de réalisation illustré par les figures 8 et 9, la totalité de la pâte brute est amenée vers la chambre d'égalisa- tion au travers d'un canal d'admission rectangulaire dont la lar- geur correspond à celle de la machine et dont la hauteur est h1. Par conséquent, la pâte est amenée depuis la chambre d'égalisa- tion au canal de lèvre 5 de la caisse, par l'intermédiaire d'un seul canal de sortie rectangulaire qui présente la même largeur que le canal d'entrée et qui est disposé coaxialement à ce dernier. La hauteur du canal de sortie est choisie, par rapport à l'orifice d'admission 18 du canal de sortie 16 de manière que h2 - h1 2 tg 7,05 On peut envisager d'autres systèmes de canaux que ceux décrits ci-dessus. Par conséquent, les canaux d'admission repré- sentés sur la figure 2, peuvent être combinés ou associés au ca- nal de sortie illustré par la figure 9. L'exemple ci-après, qui ne présente aucun caractère limitatif, illustre l'invention. EXEMPLE On a utilisé une caisse d'arrivée de pâte à papier selon les figures 1, 2 et 3 dans laquelle: di = 14 mm d2 = 38 mm Lorsque L était égal à 60 mm on avait Arc tg d2 - d1 = 38 - 14 = 11,3 soit>7,5 2 x 60 La pression dans le canal de lèvre était de 25 kPa et la pression dans la chambre d'égalisation était égale à 15 kPa, soit 10 kPa de moins que dans-e canal de lèvre. En augmentant L jusqu'à 200 mm on a d2 - d 8-1 Arc tg 2 38 - 14 3,40 soit > 7,50 2 L 2 x 200 et la pression dans la chambre d'égalisation est aussi élevée que dans le canal de lèvre. Lors des essais on a découvert que la valeur L = 60 mm présen- tait un avantage considérable par rapport à la valeur 200 mm. Des mesures de pression montrent que plus L est petit, plus efficace est l'amortissement des perturbations à basse fréquence. Lorsque la chambre d'égalisation fonctionne de la manière désirée, le jet de pâte s'écoulant au travers de cette chambre tombe sensiblement dans les limites de l'ouverture d'entrée du anal de sortie. Il est donc avantageux pour le débit de pâte que le canal de sortie soit aussi important que possible; en pratique on choisit un cahal de sortie ayant des dimensions les plus impor- tantes autorisées par la place disponible. D'autres facteurs, qui sont davantage liés au comportement des fibres, nécessitent une vitesse d'écoulement élevée ou des modifications soudaines de la vitesse dans le canal de sortie; en d'autres termes, le canal de sortie doit être aussi petit que possible de manière que la pâte puisse être maintenue dans l'état turbulent qui provoque la rupture des faisceaux et paquets de fibres. Afin de satisfaire ces exigences contradictoires en ce qui concerne les dimensions du canal de sortie, ce dernier doit être réalisé en deux ou trois parties, la première partie constituant une partie large du canal qui est ensuite suivie par une partie d'étranglement d'une partie rétrécie du canal. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 10, le canal de sortie 16 est disposé par rapport au canal d'admission présentant une section droite circulaire de diamètre dl, de manière que le jet de p9te brute sortant du canal 15 et subissant 2498651 une expansion d'environ 150, tombe sensiblement à l'intérieur des limites de l'orifice d'admission 18 du canal 16. Le canal 16 comprend une première partie 19 de diamètre d2, qui est suivie d'une seconde partie 20 présentant un diamètre plus petit d Afin 3. de s'assurer que le jet de pâte sortant du canal 15, vienne frap- per la surface de paroi de la première partie du canal avant d'atteindre la seconde partie, la longueur L' de ladite première partie doit être telle que d2 - d7 2(L+L') Dans le mode de réalisation illustré par la figure 11, la seconde partie 20 du canal de sortie est suivie par une section plus grande 21 ayant un diamètre d4 qui peut être égal à d2. Dans l'exemple de réalisation de la figure 12, la première partie du canal de sortie 19 est conique. Dans ce cas, la longueur de la partie conique doit être telle que d3 -1 dtg 7i5 2(L+L') Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 6 2498651 REVENDICATIONS 1.- Système pour amortir les fluctuations de Pression dans une caisse d'arrivée de pâte d'une machine a papier dans lequel ladite caisse comprend une enceinte (8) contenant de l'air commu- niquant avec une chambre d'égalisation (2) dans laquelle débou- chent d'une part un orifice de sortie (17) d'un canal d'admission (15) à cette chambre et d'autre part un orifice d'admission (18) d'un canal de sortie (16) partant de ladite chambre, ce système étant caractérisé en ce que ledit canal de sortie (16) est dis- posé par rapport audit canal d'admission (15) de telle façon que le jet de pâte brute sortant dudit orifice de sortie (17) et su- bissant une expansion d'environ 150, tombe sensiblement à l'inté- rieur des limites de l'orifice d'admission (18). 2.- Système d'amortissement selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le canal de sortie (16) est coaxial au canal d'admission (15). 3.- Système d'amortissement selon la revendication 2, carac- térisé en ce qu'il comporte une pluralité de canaux d'admission (15) et une pluralité de canaux de sortie (16). 4.- Système d'amortissement selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les sections droites des canaux d'admission et de sortie sont circulaires et en ce que la relation suivante est satisfaite: d2 - dI tg 7,50 2 L dans laquelle: d2 est le diamètre des canaux de sortie (16) d1 est le diamètre des canaux d'admission (15) et L est la distance séparant les entrées (17) des sorties (18). 5.- Système d'amortissement selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les sections droites des canaux d'admission et de sortie sont de forme polygonale. 6.- Système d'amortissement selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte une pluralité de canaux d'admission et un canal de sortie. 7.- Système d'amortissement selon la revendication 6, carac- térisé en ce que la section droite des canaux d'admission est de forme circulaire. 8.- Système d'amortissement selon la revendication 6, carac- térisé en ce que la section droite des canaux d'admission est de forme polygonale. 9.- Système d'amortissement selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte un canal de sortie ayant une section droite de forme rectangulaire. 10.- Système d'amortissement selon la revendication 9, carac- térisé en ce qu'il comporte un canal d'admission de section rec- tangulaire et un canal de sortie de section rectangulaire et en ee que la relation suivante est satisfaite h2- hl > tg 7,50 dans laquelle 2 L h2 est la hauteur du canal de sortie, h1 est la hauteur du canal d'admission et L est la distance séparant les entrées et les sorties des ca- naux respectifs. 11.- Système d'amortissement selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le canal de sortie comprend une première partie (19) et une seconde partie (20), ladite première partie présentant une dimension plus importante que la seconde partie. 12.- Système d'amortissement selon la revendication 11, ca- ractérisé en ce que les sections droites des première et seconde parties (19, 20) du canal de sortie sont-de forme circulaire et en ce que la relation suivante est satisfaite: d2(L+' L' est la longueur de la première partie (19) du canal de sortie. 13.- Système d'amortissement selon la revendication 11, ca- ractérisé en ce que la première partie (19) du canal de sortie est de forme conique et en ce que la relation suivante est satis- faite: d3 - d 53 ti tg 7,50 dans laquelle 2(I+L') d est le diamètre de la seconde partie du canal de sortie, di est le diamètre du canal d'admission, L est la distance séparant l'entrée des sorties, et L' est la longueur de la première partie du canal de sortie.