Brevet FR2584164A1 — publié le 19870102

L'invention a trait à un dispositif destiné à amortir des vibra- tions ou oscillations, notamment dans des conduites pour fluides. Un dispositif de ce genre est décrit notamment dans la publication intitulée "Das Papier", cahier 10A, 1975, pp.V 144 à V 151. Les vibrations dans des conduites, surtout dans le domaine de la fabrication du papier, sont une source d'ennuis techniques, car elles se produisent très en amont de la machine à fabriquer le papier, dans la phase de préparation de la pâte à papier, et se propagent jusqu'à la caisse de tête de la machine à papier, o ces vibrations sont la cause d'un grammage irrégulier du papier. Les sources de vibrations et d'oscil- lations sont principalement les pompes, mais aussi les trieuses à tamis ou filtre, dans lesquelles un organe trieur, de préférence sous forme d'un rotor à aubes profilées, tourne généralement en amont d'un tamis à symétrie de révolution. Les éléments individuels de triage en particulier sont à l'origine de ces vibrations. Par conséquent, on a interposé un dispositif amortisseur de vibretions du genre précité entre la trieuse - dernier appareil avant la machine à papier - et la caisse de t9te de cet- te machine. Un exemple-type d'un tel réservoir-détendeur est décrit dans le document DE-A 27 51 949. Le problème que la présente invention a pour but de résoudre est celui d'améliorer l'amortissement des vibrations du fluide circulant dans des conduites ou canalisations en amont de la caisse de tête d'une machine à papier, et cela dans une mesure supérieure à ce que les réservoirs amor- tisseurs mentionnés ci-dessus permettent d'obtenir. Ce problème est résolu grace à une installation du genre précité qui est modifiéeetperfectionnée ainsi qu'il est décrit ci-après en se référant au dessin annexé, sur lequel: La FIGURE 1 est un schéma synoptique, avec des éléments représentés en coupe partielle, de l'installation, et La FIGURE 2 est un schéma relatif à une variante de détail. Dans le dispositif suivant la présente invention les impulsions de pression produites dans une conduite 14 aboutissant à la machine à papier sont enregistrées par un capteur de signaux 1 et transmises à un convertisseur de signaux 2, Ensuite, après leur conversion analogique- numérique, ces signaux sont introduits à travers l'appareil 8 (pour l'am- plitude) ou l'appareil 8' (pour la fréquence) dans l'appareil de contr8le 3. Cet appareil de contr8le pourrait être de préférence un appareil de traitement de données, notamment un microprocesseur. Dans cet appareil, les signaux reçus sont traités et àlasortie il se produit un effet tel - 2 que les impulsions de pression captées sont contre-balancées par des im- pulsions contraires déphasées. Celles-ci sont obtenues grâce à un dispo- sitif 5 qui reçoit les impulsions après leur conversion numérique-analo- gique dans le convertisseur 12 et l'amplificateur 4. A cet effet, le dis- positif 5 peut être essentiellement réalisé, par exemple, selon le principe d'un capteur inductif d'oscillations ou d'un oscillateur inductif, avec un piston 6 pouvant se déplacer dans les deux sens à l'intérieur d'un enroulement annulaire 7, en fonction de la fréquence du courant d'alimentation de l'enroulement 7. Attendu que ce courant est commandé en fréquence et amplitude en fonction de la fréquence et de l'amplitude des oscillations produites dans la conduite 14, il est possible, dans une large mesure, de compenser les oscillations produites dans cette condui- te 14 par des contre-oscillations de phase opposée produites dans l'appa- reil 15. Dans ces conditions, le piston 6 constitue, avec le ressort 32 qui lui est associé, un système oscillant autonome, de telle sorte que dès la conception il faut veiller à ce que la fréquence de commande ne se situe pas dans la zone de la fréquence propre. Un perfectionnement supplémentaire peut être obtenu en branchant un deuxième capteur d'oscillations 9 en aval de l'appareil 5 sur la con- duite principale 14, capteur dont le signal de sortie, après conversion dans le convertisseur de mesure 11 et conversion numérique-analogique dans l'appareil 8", est également appliqué à l'appareil de contrôle. Ain- si, l'amplitude d'oscillation du piston 6 devra 9tre encore corrigée de façon à produire une compensation aussi large que possible des oscilla- tions dans la conduite 14. Cette disposition semble donc tout-à-fait rai- sonnable, étant donné que l'expérience enseigne que les oscillations pro- duites dans un système à caisse de tête présentent un caractère essentiel- lement régulier en ce qui concerne la fréquence et l'amplitude, et non pas une allure de "bruit de fond". On a également représenté plus en détail sur le dessin un épura- teur 10 du type à tamis ou filtre vertical, du genre générateur d'impul- sions, dont il est question ici. Un tel dispositif épurateur ou trieuse comprend un rotor entratné par un arbre 20 et composé d'un corps central 21 pourvu de flasques 21a et 21b auxquels sont fixés des aubes ou éléments épurateurs 22. Ces éléments épurateurs sont fixés sur les flasques 21a et 21b par des collerettes 23 et présentent en section transversale, faite par conséquent suivant la ligne de coupe II-II, un profil en forme d'aile de sustentation. Ces aubes tournent très près de la paroi interne d'un tamis cylindrique 15 à symétrie de révolution. L'entrée 17 de l'épurateur -3- est alimentée en suspension à épurer par une pompe 16. La fraction de la suspension qui a traversé le tamis 15 et constitue la pâte à papier par- vient à travers la tubulure de sortie 18 dans la conduite 14 dans laquel- le les impulsions de pression mentionnées plus haut peuvent être trans- mises jusqu'à la machine à papier (PM). C'est précisément ce que l'en- semble suivant la présente invention a pour but d'éviter. Attendu qu'avec ce système au lieu d'empocher la génération d'oscil- lations, au contraire, ce sont ces oscillations elles-mêmes qui sont com- pensées ou équilibrées, il est avantageux d'avoir une fréquence de pulsa- tions qui ne soit pas trop élevée, en évitant par exemple l'usage d'un nombre trop élevé d'aubes de l'épurateur h rotor 10. On a effectivement déjà tenté d'augmenter la fréquence des oscillations en adoptant un nombre élevé d'aubes pour le rotor, afin d'obtenir de plus faibles amplitudes. Dans le cas du dispositif suivant l'invention il serait au contraire pré- férable d'utiliser un nombre inférieur d'aubes de rotor et par conséquent une fréquence inférieure d'impulsions avec une plus grande amplitude, car il est finalement difficile de contr8ler l'oscillateur du dispositif 5 a- vec une fréquence suffisamment augmentée. Il serait naturellement possi- ble de prévoir d'autres dispositifs, par exemple en remplaçant le piston 6 par une membrane, laquelle serait commandée électromagnétiquement comme la membrane d'un haut-parleur. En outre, l'invention permet d'améliorer la précision de phase des contreoscillations. Dans de telles conduites utilisées pour la circulation de fluides ou de suspensions, il ne faut pas négliger la 7itesse du son ou m9me-sa variabilité. Autrement, il pourrait en résulter un déphasage qui risque de réduire considérablement l'effet désiré. On se réfrera maintenant au schéma de la Figure 2 qui montre une variante de réalisation de l'invention. Sur ce schéma, on a désigné: en 19, la source de parasites, par exemple un appareil épurateur muni d'aubes rotatives qui s'étendent le long d'un dispositif de tamisage; en 1, le premier capteur d'impulsions; en 10, le second capteur d'impul- sions; en 3', le générateur de contre-impulsions, à l'entrée duquel s'ap- pliquent les impulsions des capteurs 1 et 10, et enfin en 9, un troisième capteur d'impulsions destiné à générer une impulsion corrective pour les oscillations corrigées. Ces différents composants ont été énumérés dans l'ordre o ils se trouvent dans le sens du courant. A cet effet, les capteurs d'impulsions 1 et 10 sont essentiellement -du type sensible à la pression, afin de pouvoir capter-les impulsions de - 4 - pression dans la conduite 14. Cette conduite 14 peut aboutir par exemple à la caisse de tête d'une machine à papier. On supposera par exemple que l'oscillation produite par la source de parasite 19 est x = P1 (t). D'après les deux trains d'impulsions dé- phases des deux capteurs d'impulsions 1 et 10 situés à une distance e mesurée entre le générateur 3' de contre-impulsions et le premier capteur g d'impulsions 1, 9g étant le laps de temps nécessaire pour que les oscil- lations parcourent le trajet entre le premier capteur d'impulsions 1 et le générateur de contre-impulsions 3', tc t1. tg/e, Par conséquent, la contre-impulsion a la fonction En- P1 (t+tc)' Cette fonction peut encore 'tre corrigée par des constantes, afin de la rendre conforme aux données mécaniques (en ce qui concerne le gé- nérateur de contre-impulsions), hydrauliques et électroniques. En outre, le dernier capteur d'impulsions 9 génère un signal de réaction que l'on peut introduire en tant que multiplicateur de correction. Dans le cas présent, il convient de tenir compte des vitesses du son, comprises entre 500 et 1000m/s. Cela dépend de la densité de l'air et de différents paramètres de la suspension. Si l'on considère, pour une onde de 60 Hz, un défaut d'amplitude admissible atteignant au maximum %, cela produit en tant que déphasage admissible au passage de l'onde par le zéro, un angle d'environ 5,7 . ce qui correspond à un temps de transit d'environ 260 m/sec. La solution de ce problème avec une préci- sion suffisante ne présente aucune difficulté avec les microprocesseurs ou ordinateurs actuels. -5- R E V E N D I CA T I 0 N S 1. Appareil pour amortir les oscillations dans des systèmes de traitement de suspensions de pate à papier, notamment à base de fibres, caractérisé par le fait que le tronçon de conduite (14) situé en aval des éléments (10, 16) de l'installation qui sont générateurs de vibra- tions parasites dans le courant de fluide est relié à un dispositif (6) générateur de contre-oscillations déphasées par rapport aux pulsations desdites vibrations, ce dispositif étant contr8lé en fréquence et en am- plitude par les impulsions desdites vibrations produites dans le tronçon de conduite (14). 2. Appareil selon la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'un capteur d'impulsions (9) ayant des fonctions complémentaires de contr8le et de correction en amplitude et/ou en fréquence du dispositif (6) géné- rateur de contre-oscillations, est raccordé au tronçon de conduite (14) en aval du point de raccordement de ce tronçon avec le dispositif pré- cité (6). 3. Appareil selon l'une ou l'autre des Revendications 1 ou 2, ca- ractérisé par le fait que le dispositif (6) générateur de contre-oscil- lations est construit selon le principe des capteurs par induction ou des générateurs d'oscillations. 4. Appareil selon l'une quelconque des Revendications 1 à 3, ca- ractérisé par le fait qu'entre les éléments générateurs de vibrations de courant et le dispositif générateur de contre-oscillations il est prévu un capteur d'impulsions supplémentaire (10) raccordé au tronçon de con- duite (14) en un point situé à une distance déterminée par rapport au pre- mier capteur d'impulsions (1), afin de générer un signal correcteur de temps en liaison avec le signal du premier capteur d'impulsions (1).