Brevet FR2546196A1 — publié le 19841123

PROCEDE ET INSTALLATION DE REGLAGE D'UN DEFIBREUR L'invention concerne un procédé et lès installations de réglage d'un défibreur. Les défibreurs sont souvent conçus comme des défibreurs en continu sur lesquels fonctionnent des chaines en continu qui pressent ainsi en permanence le bois contre la meule. Les défibreurs à presses ont, comparativement aux défibreurs en continu1 l'avantage d'une importante capacité de débit. Toutefois, la qualité de la pâte de bois obtenue n'est pas aussi bonne que celle obtenue avec des défibreurs en continu. Diverses mesures ont été prises pour tenter d'améliorer la qualité de la pâte de bois des défibreurs à presses et des défibreurs en continu. On sait donc depuis longtemps que la température de la pâte dans la fosse du défibreur, ainsi dénommée pâte de fosse, a une influence certaine sur la qualité de la pâte de bois. On sait que la température de cette pâte de fosse doit être aussi élevée que possible ou tout au mois de situer au-dessus d'une certaine valeur limite. Même si le procédé de défibrage de la pâte à chaud a apporté une certaine amélioration dans la qualité de la pâte de bois, Jùsil:ul'ici la qualité n'a pourtant pas pas toujours été homogène, étant à intervalles réguliers soumise à des variations qui se produisent plus ou moins soudainement. A ces variations ont été données diverses explications parmi lesquelles, celles qui suivent différences dans la structure du bois différences dans la grosseur des interstices entre les rondins, c'est-à-dire au niveau de la surface de contact entre le bois et la meule du défibreur différences dans la structure de la meule différences dans la nature de la surface latérale de la meule entre autres. Malgré les nombreux efforts pour uniformiser ces variables, il n'a pas été possible Jusqu'a' ce jour d'obtenir une pâte de bois de qualité satisfaisanteet durable. La présente invention a pour objectif de prendre des mesures pour que le processus de défibrage appliqué sur un défibreur de bois du type mentionné au début, fonctionne de manière consente aussi souvent que possible et que la qualité de la pâte de bois produite soit maintenue à un niveau constant élevé. Cet objectif est réalisé en maintenant la température de la pâte de la fosse et/ou la température de l'eau du puits en deça d'une valeur limite supérieure, laquelle agit sur la température de la pâte de la fosse en fonction des variations de température de l'eau de dilution de la fosse ou de l'eau d'injection du défibreur. Les inventeurs ont reconnu les faits suivants : l'instabilité (qui se manifeste au vu de l'expérience par une variation de la puissance nécessaire) s'accompagne toujours de variations de la température de la pâte de la fosse. Par la suite, des essais ont montré que la température de la pâte de la fosse a une influence déterminante sur l'instabilité et par conséquent sur la qualité de la pâte de bois. I1 est évident que la température de la pâte de la fosse lune varie en fonction des perturbations éventuelles. En maintenanit température constante dans des limites très étroites, la qualité est maintenue à un niveau constant et élevé. Comme mentionné dans la première partie, on sait déjà que la température de la pâte de fosse doit être maintenue au dessus d'une valeur minimale définie (pâte défibrée a' chaud). On a également reconnu l'influence déterminante sur une forte montée de la température de la pâte de la fosse, entre autres, des facteurs suivants : trop faible avancement du bois ou mauvais ponçage de la surface de la meule par exemple. Ces facteurs entraident une telle montée éventuellement du fait de l'augmentation de l'avancement du bois, liée généralement à une augmentation de l'eau injectée, du fait aussi d'une diminution du niveau de la pâte de la fosse ou d'une augmentation de la masse de la pâte de la fosse et enfin du fait de la mise hors fonctionnement du défibreur de bois pour l'affûtage de la meule. Onn'avait donc pas reconnu qu'une intervention directe sur la température de la pâte de la fosse pourrait avoir un effet stabilisateur dans la zone d'affûtage et tout particulièrement lorsque la température de la pâte de de la fosse se situe déjà à une valeur limite supérieure. Bien sur des mesures supplémentaires peuvent être prises telles que l'injection d'eau chaude pour nettoyer la meule et pour améliorer principalement le procédé de défibrage et la qualité de la pâte de bois. Bien évidemment les périodes d'affûtage de la meule doivent être respectées. L'installation conforme à l'invention est décrite ci-après et illustrée par un schéma de réglage re selon présenté sur la figure la une variante de choix. A la fi- gure lb sont représentés les schémas fonctionnels correspondant aux composants de réglage. La figure 2 est un schéma de principe du défibreur et de ses dispositifs de réglage. A la figure 2 est représenté un schéma de principe du défibreur en continu sur lequel les rondins de bois sont transportés par un tapis roulant vers le puits d'acheminement lequel est délimité sur les côtés par des chaînes roulantes 30. Les chaînes d'acheminement 30 pressent les rondins de bois contre la meule du défibreur 2, qui les traite par injection d'eau pour la suspension de la pâte de bois recueillie dans la fosse du défibreur 8. La hauteur de suspension de la pâte de bois dans la fosse du défibreur 8 est réglée à l'aide d'un capteur de pression 11 sur un mécanisme de réglage 22 qui, par un moteur de positionnement 12, commande un clapet 10 dans le conduit de décharge 9 de la fosse du défibreur. Pour le broyage des dosses est prévu avant le conduit de sortie 9 un séparateur de copeaux 24, dont les lames rotatives fonctionnent avec des lames fixes 23. Par le conduit 3, de l'eau de dilution est acheminée dans la fosse du défibreur et injectée au moyen de buses 7.La température de l'eau de dilution, généralement de l'eau chaude refoulée par le système de fabrication, peut-être régulée par addition /le d'eau froide par le conduit 4 et/clapet 5 commandé par le régu- lateur 1. La température de la fosse du défibreur est alors transmisepar la sonde 6 au régulateur 1. La température de la suspension de pâte de bois est essentsilement maintenue constante dans la fosse du défibreur par le régulateur 1, par exemple à environ 85 OC. I1 s'avère qu'une température suffisammment élevée de la suspension de pâte de bois dans la fosse du défibreur (température de la fosse du défibreur) est très favorable à un bon procédé de défibrage.On peut dire que plus la température de la fosse du défibreur est élevée, plus la température de la zone de défibrage sur la meule est élevée. Par conséquent la qualité de la pâte de bois en sera améliorée. Toutefois la température choisie nedevraW lette trop élevée et/ou augmenter pour éviter qu'elle ne cause une trop forte évaporation connue pour se produire principalement en partie dans la zone de défibrage. Dans ce cas la meule produit, en arrachant grossièrement les fibres du bois, des bouts de fibres et/ou des fibres courtes alors qu'on peut obtenir par un défibrage lisse une suspension de pâte de bois composée de fibres relativement longues. Cependant pour ce défibreur de construction ouverte, sur lequel un seul passage est possible sous pression atmosphérique, la température ne doit en aucun cas dépasser la limite comprise entre 90 OC et 95 OC. Au moyen de la sonde de température 6 et du régulateur 1 il faut veiller à ce que la température de la fosse du défibreur n'augmente pas de manière inadmissible. I1 s'est en effet avéré que les irré- gularités dans le procédé de défibrage, se produisent lorsque la température de la fosse augmente. En mesurant très préci- sément la température de la fosse, il est possible de prévenir très rapidement ces irrégularités et/ou d'y remédier, tandis que la température de la fosse est maintenue dans une limite comprise entre 4 K et 8 K au dessous de la valeur limite par exemple 92 OC. Malgré cette mesure décrite ci-dessus, il existe des conditions de fonctionnement dans lesquelles il n'est absolument pas possible de maintenir la température de la fosse du défibreur constante.Ces conditions de fonctionnement apparaissent essentiellement lorsque par exemple l'humidité du bois varie très fortement et qu'aussitôt après, du bois très sec doit être défibré. I1 est tout aussi dangereux de défibrer des rondins de bois mal inclinés dans le puits du défibreur ou même lorsque les rondins sont défibrés essentiellement de front. Le rendement effectif spécifique, du défibreur atteint alors des valeurs très élevées inadmissibles et la qualité de la pâte de bois diminue considérablement. Dans de tels cas, si aucune intervention rapide n'est décidée, le débit de défibrage doit être considérablement diminué et cela pour une longue période de temps, ce qui nuit naturellement beaucoup au rendement. Bien évidemment ces conditions de fonctionnement sont également liées à une augmentation de la température de la fosse du défibreur.Toutefois le réglage ci-dessus décrit, pour le maintien de la température, ne suffit pas toujours et/ou en général. C'est pourquoi, dans ces cas, on appliquera le procédé de régulation défini ci-après tout en se référant aux figures la et lb. Pour ce faire, on mesurera le rendement effectif spécifique. I1 s'obtient à partir du quotient de la puissance du moteur pour la meule du défibreur et de la quantité de bois défibrée, de préférence calculée par 100 Kg de bois à l'heure. La valeur limite du rendement sera alors de 120 à 130, si la puissance du moteur électrique est mesurée en kilowatts. On peut trouver la quantité de bois défibrée en mesurant l'avancement des chaînes 30 du défibreur. Les signaux du rendement spécifique sont traités dans un passe-bas, de manière à obtenir le diagramme B, dans lequel le rendement effectif spécifique est indiqué par rapport au temps.A partir de cette courbe, à l'aide d'un indicateur de limite 13 à entrée différentielle, une succession d'impulsions est générée, lesquelles peuvent être additionnées dans un intégrateur 14, qui peut être un composant d'un calculateur électronique. A l'aide de celui-ci, on effectue des calculs ascendants avec une fréquence constante donnée ou, selon le cas, proportionnelle au niveau de dépassement pour une période de temps dans laquelle se situent les dépassements de limites, et des calculs décroissants avec une fréquence quatre ou cinq fois inférieure pour les autres périodes de temps, comme indiqué sur le diagramme D. Par exemple, si à un temps donnée tl la valeur limite est atteinte dans l'intégrateur 14, celui-ci enverra une impulsion à l'intégrateur de perturbations 15. Celui-ci envoie alors de préférence, par exemple, par le convertisseur digital analogique 16, un signal d'erreur, par exemple de 5 OC constant correspondant aux interférences sur le régulateur 1. Naturellement, on pourrait réduire /ecnsbé quence la valeur théorique de la température de la pâte de la fosse. On peut aussi élaborer de façon analogue ce réglage de stabilité est, toutefois dans le cas de demande équivalente de précision de ce réglage cela devrait être plus difficileRà réaliser. Les interférences sont ensuite éliminées par étapes régulières sur une période de temps pareexemple de 10 ou 20 minutes, dans le cas où aucune autre impulsion ne provient de l'ingrateur 14, ce qui est le cas lorsqu'entre temps une position du compteur correspondante est atteinte, à la suite de dépassements des valeurs limites de longueur correspondante dus au rendement effectif spécifique, dans l'intégrateur 14, ce qui est le cas pour le temps donné t2 sur le diagramme D.Dans ce cas les interférences étaient déjà- presque complètement éliminées. Dans tous les cas, les valeurs de perturbations sont commutées respectivement jusqu'a la valeur maximale du signal d'erreur par exemple de 50 constant sur le régulateur 1. Ces valeurs de perturbation doivent être envoyées sur la 1ère entrée du régulateur 1. Ce qui simule pratiquement à cette entrée une température trop élevée dans la fosse du défibreur, de sorte que le régulateur essaie par l'intermédiaire du clapet 5 et par addition d'eau froide de rejoindre cette hausse de température. Par une diminution correcte de la température de la fosse du défibreur, on peut parvenir dans la pulpart des cas à corriger rapidement un état de fonctionnement inapproprié. Les diminutions de production sur une longue période de temps peivent ainsi être évitées. Si, en utilisant ce procédé, la puissance électrique absorbée par le moteur de commande de la meule du défibreur est trop élevée, l'avancement du bois sera réduit en conséquence, de manière à éviter dans tous les cas des conditions de fonctionnement inadmissibles. De plus la qualité du bois produit est très bonne et équivaut presque à celle obtenue par défibrage sous pression, grâce auquel, dans une structure de défibrage fermée avec une pression d'environ 1,5 bar, le bois est défibré sous l'influence d'une température suffisamment élevée, par exemple 1150 Celsius. Dans tous les cas, l'installation conforme à l'invention permet une exploitation beaucoup plus simple et plus avantageuse du défibreur comparativement au défibreur sous pression. Dans le cas où la profondeur d'immersion de la meule du défibreur dans la pâte de la fosse est trop faible, on peut aussI envisager de ne pas agir sur la température de l'eau de dilution de la pâte de la fosse, c'est-àdire de la refroidir, mais plutôt de régler à son niveau la température de l'eau du puits qui se trouve dans le-puits 26 recevant les rondins de bois au niveau de la meule du défibreur, c'est-a-dire de diminuer la température. S'il n'est pas prévu d'eau dans le puits, on peut aussi régler la température de l'eau qui est injectée directement sur la meule du défibreur au moyen de tuyaux d'injection 25, ctest-à-dire dans ce cas réduire la température.Ceci peut-être obtenu au mieux à l'aide d'un échangeur de chaleur, ou également, en mélangeant de l'eau froide avec l'eau injectée La régulation de la température de l'eau du puits peut-être effectuée en supplément de la régulation de la température de la patte de la fosse. Au lieu de régler la température de la pâte de la fosse ou de l'eau du puits, il pourrait, en principe être préférable de se contenter de la régulation ci-dessus mentionnée de la température de l'eau qui est injectée dans une zone définie de la surface de la meule, avant son entréé dans la zone réelle de défibrage. Dans le cas présent comme dans tous les autres cas, on pourrait mesurer la température de la pâte de la fosse et de préférence en enregistrer la valeur moyenne en raison des différents points de mesure. I1 est également possible de mesurer cette valeur moyenne, dans le cas où la température de la suspension de pâte de bois aspergée sur le front montant de la meule du défibreur est mesurée avec plusieurs sondes de température 6. Par ailleurs, il n'est pas utile, parce que pas possible, de mesurer la température de l'eau du puits car les sondes de température ne peuvent pas être placées entre les rondins de bois. Dans le cas de mesure de température de la pâte de bois arrosée par la meule, on peut augmenter les valeurs limites de température mentionnées ci-dessus. On peut même choisir comme limite supérieure Jusqu'à 1000C de la température de la suspension de pâte de bois arrosée. Toutefois, ceci est possible lorsque la hauteur d'eau du puits est suffisante au-dessus de la zone de défibrage dans le puits du défibreur, ce qui augmente quelque peu le point d'ébullition de 1 'eau. Si l'on veut déployer plus de moyens pour la détection des irrégularités dans le rendement effectif spécifique du défibreur, on peut en principe faire abstraction de la valeur limite fixée et enregistrer chaque variation, c'est-à-dire particulièrement les hausses de rendement spéci- fique. On peut alors augmenter en conséquence les différentes valeurs de pente, par exemple calculer avec une fréquence plus élevée sur un calculateur à une raideur de pente plus élevée. A une limite déterminée du calculateur et lors de la procédure préalablement décrite, le signal d'erreur ou le signal de correction destiné à la diminution de la température théorique de la pâte de bois ou de l'eau du puits ou de l'eau d'injection est émis. Hormis cela, le déroulement de la procédure s'effectue comme illustré sur les diagrammes D et E de la figure lb. I1 s'est toutefois avéré que le premier procédé décrit répond largement aux revendications et qu'il permet une bonne maltrise du fonctionnement du défibreur. REVENDICATIONS 1/ - Procédé destiné au réglage d'un défibreur sur lequel essentiellement sous pression atmosphérique, des rondins de bois sont défibrés dans un magasin ou un puits au moyen d'une meule plongeant de préférence dans la pâte de la fosse et produisant une suspension de pâte de bois, éventuellement sous injection d'eau, caractérisé en ce que la température de la pâte de la fosse et/ou la température de l'eau du puits est maintenue en deça d'une valeur limite supérieure, la température de la pate de la fosse étant influencée en fonction des variations de température de l'eau de dilution de la fosse ou de l'eau d'injection du défibreur. 2/ Procédé selon la revendication 1, ca ractérsé en ce que , pour des périodes de dépassement élevées et une fréquence importante de dépassement d'ube valeur limite par le rendement effectif spécifique du défibreur, en tenant compte des intervalles de temps se situant entre les périodes de dépassement au cours desquels la valeur limite inférieure du rendement effectif spécifique du défibreur n'est pas atteinte, un signal est emis pour réduire la température de la pâte de la fosse ou la température de l'eau du puits ou la température de l'eau injectée. 3/ - Procédé selon l'une des renvendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les temps des périodes de non-dépassement du rendement effectif spécifique du défibreur sont considérés proportionnellement plus faibles que les périodes au cours desquelles la valeur limite du rendement effectif spécifique au défibreur est dépassée. 4/ - Procédé selon la reveCdiEation 3, caractérisée en ce que, en fonction d'une valeur limite déterminée de la somme totale des périodes de dépassement de la valeur limite du rendement effectif spécifique du défibreur par rapport aux périodes de non-dépassement correspondantes, un signal est emis pour réduire la température de la pâte de la fosse ou la température de l'eau du puits, ou la température de l'eau injectée. 5/ - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal est progressivement ramené à zéro Jusqu'à ce qu'apparaisse un nouveau signal correspondant à la réduction de la température, de manière régulière ou par étapes régulières peu de temps après son émission. 6/ - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que de fortes variations sont enregistrées dans le rendement effectif spécifique du défibreur, qui correspondent à la raideur de pente de chaque augmentation du rendement effectif spécifique avec une évaluation appropriée de cette raideur de pente et en ce que les évaluations de cette raideur de pente sont additionnées pour obtenir une valeur limite, à partir de laquelle un nouvel enregistrement des raideurs de pente est effectué, et un signal envoyé pour réduire la température de la pâte de la fosse ou la température de l'eau du puits ou la température de l'eau injectée, ou bien, une correction de la 1ère valeur de la température concernée est effectuée vers une valeur supérieure tandis que le dit signal est peu de temps apres son émission progressivement ramené a' zéro de manière régulière ou par étapes régulières. 7/ - Installation destinée au réglage d'un défibreur de bois fonctionnant essentiellement sous pression atmosphérique, caractérisée par un indicateur de valeurs limites (13) et un instrument (14), intégrateur, destinés à l'enregistrement aussi bien des périodes de dépassement que des périodes de non-dépassement d'une valeur limite atteinte par le rendement effectif spécifique du défibreur, et à l'émission d'un signal d'erreur comme indication de perturbation artificielle de la température de la pate de la fosse qui est envoyé vers le régulateur de température (1) ou destiné à réduire, selon les besoins, la valeur théorique de la température de la pâte de la fosse lorsque la période de dépassement est trop élevée ou trop fréquente. 8/ - Installation selon revendication 7, caractérisé par un intégrateur (calculateur 14) destiné à établir la somme par impulsions de la période de dépassement et/ou la soustraction des périodes de non-dépassement d'une valeur limite atteinte par le rendement effectif spécifique au défibreur et destiné à l'émission d'une valeur de perturbation constante ou à la réduction appropriée de la valeur théorique de la température de la pate de la fosse, dépendant d'un état précis du calculateur.