Brevet FR2621618A3 — publié le 19890414

FR 2621618 A3 19890414 FR 8714478 A 19871009 CYLINDRE DE PRESSE POUR LA FABRICATION DE PAPIER OU PATE A PAPIER La présente invention concerne un cylindre de presse destiné plus particulièrement à la fabrication de pâte à papier, de papier, ou similaire. Un tel cylindre doit permettre l'élimination du liquide (en général de l'eau) contenu dans la pâte à papier. La figure 1 montre un exemple de réalisation d'une presse 3 pour la fabrication de pâte à papier 1. Une telle presse est formée de deux cylindres 4 pressés l'un contre l'autre et tournant en sens inverse l'un de l'autre. La pâte à papier 1, soutenue généralement par un tapis en feutre 2, passe entre ces cylindres 4 et est laminée et structurée par ceux-ci. Ces cylindres 4 doivent, en outre, permettre d'expulser une partie de l'eau contenue dans la pâte à papier. Chaque cylindre 4 est donc traditionnellement formé d'un corps métallique 5 et d'une couche de revêtement 6 en un matériau plus souple que le métal et notamment en un polymère tel que élastomère (caoutchouc, polyuréthane ou autre), matériau thermoplastique ou thermodurcissable. Afin d'améliorer l'élimination de l'eau par les cylindres, il a été proposé de ménager dans la couche de revêtement 6 de chaque cylindre des rainures circulaires (s'étendant perpendiculairement à l'axe du cylindre) ou hélicoldales (les spires s'étendant selon un angle par rapport à l'axe du cylindre) (système connu sous la dénomination commerciale VENTA-NIP de la Société BELOIT). Ces rainures réalisent un système de drainage qui évacue l'eau contenue dans la pâte à papier au niveau de la zone de contact des cylindres 4. Cependant, ces rainures créent sur la surface du cylindre un relief provoquant un marquage du papier (phénomène de "shadow-marking"). Afin, d'une part, d'obtenir un effet de drainage maximal, I'on cherche à avoir la plus grande surface ouverte possible sur le revêtement du cylindre (le pourcentage de surface ouverte est généralement compris entre 5 et 25 O). Mais, d'autre part, la recherche de l'obtention d'une surface la moins marquée possible conduit à la réalisation de rainures ayant une ouverture très étroite (de l'ordre de 3/10 à 6/10 mm de largeur actuellement). La combinaison de ces deux conditions conduit donc à multiplier le nombre de rainures (actuellement l'on prévoit généralement de huit à seize rainures pour environ 25 mm), ainsi qu'à augmenter la profondeur de celles-ci (profondeur de 1 à 3 mm pour une largeur de 3/10 à 6/1û mm). Ceci conduit à des phénomènes d'encrassement des rainures qui, étant trop fines, ont tendance à se fermer et n'évacuent plus l'eau. Par ailleurs, la multiplication du nombre de rainures et la profondeur de celles-ci diminuent la résistance du revêtement et conduisent à des ruptures de celui-ci. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de prévoir dans un cylindre de presse pour la fabrication de pâte à papier, un système de rainurage permettant d'augmenter la quantité de liquide évacuée, sans pour autant diminuer la résistance du revêtement et tout en diminuant le phénomène de marquage du papier. Ce but est atteint dans le cylindre de presse selon l'invention, par le fait que celui-ci est muni sur sa périphérie de rainures croisées. De ce fait, la surface ouverte peut être doublée sans diminuer la résistance du revêtement, puisque la distance entre deux rainures adjacentes inclinées dans le même sens n'est pas diminuée. Ce système permet, en outre, d'augmenter la résistance à l'usure des rainures. En effet, comme celles-ci sont coupées, elles ne peuvent pas se coucher sur toute leur longueur, ce qui est le cas avec les rainures non croisées et se ferment donc moins dans la zone de contact des cylindres. Il en résulte un encrassement moins élevé de ces rainures et, par conséquent, une durée de vie plus élevée de celle-ci. Avantageusement, dans le cas de rainures faiblement inclinées par rapport à un plan transversal du cylindre, un trou pourra être ménagé à chaque intersection de deux rainures, ce qui permettra notamment de résoudre le problème de fragilisation du revêtement au niveau de ces intersections. Avantageusement aussi, dans le cas de rainures fortement inclinées, I'angle d'inclinaison de celle-ci pourra être choisi de façon à correspondre aux directions d'écoulement d'eau privilégiées pour chaque type de pâte à papier, ou papier. De toute façon, I'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques de celle-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation préférée d'un cylindre de presse conforme à celle-ci Figure 2 est, à échelle agrandie, une vue de détail de la surface d'un cylindre de presse Figure 3 est un schéma des zones d'influence de chaque rainure Figure 4 est un schéma des directions d'écoulement privilégiées de l'eau. La figure 2 montre un exemple de réalisation d'une portion de revêtement 16 selon l'invention pour des cylindres du type représenté sur la figure 1. Ce revêtement 16 est muni, sur sa périphérie, de deux séries de rainures périphériques 17,18 inclinées dans des directions opposées par rapport à l'axe 19 du cylindre et se croisant. Ainsi que le montre cette figure 2, I'angle d'inclinaison oc de chacune des séries de rainures 17,18 avec l'axe 19 du cylindre est identique et ces rainures 17,18 sont donc inclinées symétriquement par rapport à cet axe. Les rainures 17,18 peuvent être constituées par des rainures circulaires indépendantes, c'est-à-dire par des rainures s'étendant chacune selon une ellipse située dans un plan incliné d'un angle X par rapport à l'axe 19 du cylindre et donc incliné par rapport à un plan transversal quelconque de ce cylindre. Ces rainures 17,18 peuvent également avoir un profil de courbe gauche et être constituées par des rainures hélicoidales s'enroulant autour de la périphérie du cylindre selon un pas déterminé. Dans ce cas, on conçoit aisément que chaque hélice permette de réaliser plusieurs "tours" ou rainures sur le revêtement du cylindre et que chaque série de rainures 17,18 croisées sera obtenue par une hélice à plusieurs filets. Enfin, les rainures de l'une des séries peuvent être constituées par des rainures longitudinales s'étendant soit parallèlement à l'axe du cylindre, soit avec une très faible inclinaison par rapport à celui-ci. Par la prévision de séries de rainures 17,18 croisées, il est donc possible, pour un même nombre de rainures inclinées dans un même sens 17 ou 18, de doubler la surface ouverte du revêtement 16 du cylindre et donc d'augmenter, en conséquence, la capacité d'extraction de liquide de celui-ci. En outre, ce système permet d'augmenter la résistance à l'usure des rainures 17,18. En effet, comme celles-ci se croisent, elles ne peuvent, dans la zone de contact des deux cylindres 4 de la presse, se coucher que sur la longueur comprise entre deux points d'intersection 21. Comme elles ne se couchent donc pas sur toute leur longueur, ces rainures 17,18 s'encrassent moins que les rainures classiques et ont, par conséquent, une durée de vie beaucoup plus élevée. Dans le cas de rainures 17,18 faiblement inclinées par rapport à un plan transversal du cylindre (angle 0t élevé), des trous 20 pourront être réalisés, comme indiqué sur la figure 2, au niveau de l'intersection 21 de deux rainures 17,18. Ces trous permettent de supprimer la zone de croisement 21 entre deux rainures 17,18 et donc de résoudre les problèmes de fragilisation du revêtement au niveau de ces intersections ; par ailleurs, ils augmentent également le volume disponible pour le liquide, donc la capacité de drainage. Les trous 20 peuvent être borgnes ou être débouchants. Ils peuvent être d'une profondeur supérieure à celle des rainures 17,18 ; ils peuvent notamment s'étendre jusqu'à l'intérieur du cylindre dans le cas d'un cylindre muni d'un système d'aspiration. Ainsi que le montre la figure 3, la réalisation de rainures croisées selon l'invention augmente également les zones d'influence de chaque rainure 17,18. En effet, l'on sait qu'autour de chaque rainure 17,18 se trouve une zone d'influence respectivement 27,28 s'étendant de part et d'autre de cette rainure. La limite de ces zones d'influence 27,28 est indiquée par des pointillés sur la figure 3. Ces zones d'influence 27,28 sont, en fait, des zones dans lesquelles l'eau expulsée de la pâte à papier s'écoule selon une direction privilégiée allant vers la rainure concernée. La figure 3 montre donc que le croisement des rainures 17,18 augmente la surface des zones d'influence de celles-ci. Selon une forme de réalisation préférée, les rainures 17,18 pourront être inclinées selon des directions d'écoulement privilégiées de l'eau. En effet, ainsi que le montre la figure 4, où 19 représente l'axe du cylindre, I'eau, contenue dans la pâte à papier 1 et expulsée par les cylindres 4, a tendance à s'écouler selon trois directions privilégiées 30,31,32, qui sont la direction de défilement du papier 30, et deux directions 31,32 faisant avec la direction de défilement 30 un angle ss . Ces deux directions 31,32 sont symétriques par rapport à la direction de défilement 30 et l'angle /5 qu'elles font avec celle-ci est fonction de la vitesse de défilement du papier de rotation du cylindre, etc. On concevra donc que si les rainures 17,18 sont inclinées selon les directions de défilement 31,32, elles permettront de collecter une quantité plus importante d'eau. On notera que ce cas s'applique surtout aux rainures 17,18 devant être davantage inclinées par rapport à une section transversale du cylindre, puisque les angles d'inclinaison 15 par rapport à la direction 30 sont assez élevés. On notera que le système de croisement de rainures selon l'invention permet d'augmenter de façon importante l'aspiration réalisée à l'aide du revêtement du cylindre tout en réduisant les problèmes de marquage du papier (Shadow-marking), dûs à la largeur d'ouverture des rainures classiques. Bien entendu, ce système de rainurage peut être combiné avec tous types de perçages habituellement réalisés dans les revêtements de presse ainsi qu'avec des rainures circulaires, c'est-à-dire non inclinées par rapport à une section transversale du cylindre. On concevra également aisément que les rainures croisées 17,18, décrites ci-avant comme étant ménagées dans le revêtement d'un cylindre de presse, pourraient également être réalisées directement à la périphérie du corps 5 proprement dit de ces cylindres. REVENDiCATIONS 1 - Cylindre de presse, notamment pour la fabrication de pat i papier ou de papier, caractérisé en ce qu'il est muni à sa périphérie de sertes de rainures (17.1S) croisées. 2 - Cylindre selon la revendication 1 caractérisé en Ce qie les rainures (17,15) d'au moins une série sont des rainures ell ptiques inclinées par rapport à l'axe (19) du cylindre. 3 - Cylindre selon la revendication I ou 2. caracterise en te quo les rainures (17.1S) d'au moins une série sont des rainures parallèles oii très faiblement inclinées par rapport à l'axe (19) du cylindre. 4 - Cylindre selon la revendication 2, caractérisé cn ce que les rainures de chaque série (17.18) sont inclinées dans des directions opposées et symétriques par rapport à l'axe du cylindre. 5 - Cylindre selon l'une des revendjcatjons 1, 2 et 4. caractérisé en ce que chaque rainure (17,18) s'étend selon une ellipse située dans un même plan incliné par rapport à un plan transversal du cylindre. 6 - C!-lincre selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que chaque rainure (17,15) s'étend selon une hélicolde s'enroulant autour du cylindre. 7 - Cylindre selon la revendication 6, caractérisé en ce que les rainures (17,1 S) sont constituées par une hélice à plusieurs filets. 8 - Cylindre selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les rainures (17,18) sont inclinées selon les directions d'écoulements préférentiels respectivement (32,31) du cylindre. 9 - Cylindre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un trou (21) est ménagé à chaque intersection de deux rainures (17,18).