Brevet FR2630465A1 — publié le 19891027

"Cylindre de presse pour fabrication de pâte à papier ou feuille de papier" La présente invention concerne un cylindre de presse pour fabrication de pâte à papier ou feuille de papier. On sait qu'en vue de son essorage, la pâte à papier ou la feuille de papier en cours d'élaboration est passée, seule ou avec un tapis support en feutre, entre au moins deux cylindres, pressés tangentiellement l'un contre l'autre et entraînés en rotation en sens inverses. Pour obtenir un papier de structure homogène et diminuer les risques d'un marquage indélébile du papier par ces cylindres, au moins l'un d'eux est constitué d'un corps en métal ou autre matériau dur entouré d'un revêtement en matériau plus souple tel que des polymères du type élastomères, polyuréthane ou thermo-plastiques élastomère ou même époxy ou plastiques. Pour améliorer l'uniformisation de la pression exercée sur le feutre et/ou la pâte ou la feuille, par les cylindres presseurs, le revêtement en matériau plus souple dont au moins l'un d'eux est équipé présente généralement des rainures ou trous radiaux dont la présence a, en outre, pour effet d'engendrer un phénomène de drainage du liquide exprimé du matériau presse. par le brevet français n" -2 596 433, on connaît un cylindre de presse du type précité dont le revêtement présente plusieurs rangées annulaires de trous ou canaux inclinés par rapport à une direction radiale et associés par paires, les trous ou canaux de chaque paire, dont les axes sont situés dans un même plan radial du cylindre, c'est-à-dire perpendiculaire à son axe, et qui sont éventuellement combinés à des trous radiaux dont les axes sont situés dans le même plan radial, étant inclinés en sens inverses et de manière que leurs extrémités les plus internes se rejoignent. Cette disposition s'est révélée très efficace dans l'amélioration du drainage et du pompage de l'eau ou autre liquide, notamment du fait que, lors du passage dans la zone de pression entre les cylindres ou "nip", le liquide peut être exprimé en amont ou en aval de ladite "nip" grâce à cette double inclinaison. Cette disposition stest cependant révélée insuffisante pour obtenir une meilleure uniformisation de la pression et de la température transversale ment au papier en pâte ou en feuille, c'est-à-dire sur toute la longueur du cylindre. Or, ce manque d'uniformisation transversale de la pression entraîne inévitablement une irrégularité dans la structure et la siccité du papier en fin d'élaboration et le manque d'uniformisation transversale de la température risque d'engendrer des points chauds sur les cylindres et leur détérioration prématurée. Ce risque de création de points chauds présente en outre l'inconvénient de limiter l'utilisation du polyuréthane pour la réalisation du revêtement de ces cylindres.Or, ce matériau, qui ne supporte pas les températures élevées, présente, par ailleurs, d'autres qualités et notamment de résistance à l'usure, qui le rendent préférable à tous les autres matériaux connus. En conséquence, il est regrettable que, pour les raisons précitées, le polyuréthane ne soit que peu utilisé pour la réalisation de revêtements de cylindres de ce type de presse autres que ceux comportant des caissons d'aspiration et qui conduisent à des presses très coûteuses. On connaît, notamment par le brevet US 1 834 852, des cylindres de presses dans lesquels, pour éliminer les inconvénients d'une mauvaise répartition transversale des pressions et des tempéiatures, on a ménagé, à la surface cylindrique de leur corps métallique, des gorges longitudinales faisant communiquer entre eux les trous ou canaux radiaux. Cependant, on conçoit aisément que de telles gorges détruisent la répartition régulière des pressions dans le sens périphérique puisque, dans ce cas, le revêtement n'est soutenu que par les nervures séparant les gorges précitées et donc, présente un risque de marquage du papier d'une part et de décollement du revêtement d'autre part. On connaît aussi des cylindres de presse dont les trous ou canaux d'absorption sont reliés entre eux par des gorges aménagées circulairement, hélicoldalement ou le long des génératrices externes du revêtement du cylindre et reliant donc extérieurement entre elles les extrémités débouchantes des canaux d'absorption. Cette disposition, qui permet une relation entre les différentes rangées annulaires de canaux ou trous d'absorption, présente cependant l'inconvénient, en raison de sa situation en surface du revêtement du cylindre, d'engendrer une irrégularité de la répartition de la pression entre les cylindres ainsi qu'un refroidissement insuffisant de leur revêtement. La présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients. A cet effet, dans le cylindre de presse qu'elle concerne et qui est du type précité, c'est-à-dire comprenant un corps en métal ou autre matériau dur recouvert d'un revêtement en un matériau plus soupe et présentant plusieurs rangées annulaires de trous ou canaux d'absorption débouchant à la surface du revêtement, de direction quelconque, radiale ou inclinée, les axes des trous ou canaux d'absorption d'une même rangée annulaire étant situés dans un même plan radial du cylindre, il est prévu, en outre, des rangées annulaires de trous ou canaux de communication dont les axes sont contenus dans des plans radiaux disposés entre les plans radiaux contenant les axes des trous ou canaux d'absorption des deux rangées annulaires voisines qui l'encadrent, le diamètre, l'orientation et la longueur de ces trous ou canaux de communication étant déterminés en fonction de ceux des trous ou canaux d'absorption des deux rangées annulaires -voisines, de manière à les intersecter. Cette série de trous ou canaux de communciation présente donc l'avantage de créer une communication transversale interne entre les rangées annulaires de trous ou canaux déjà connues et utilisées, communication qui autorise une circulation transversale du liquide et de l'air à l'intérieur du revêtement du cylindre. Naturellement, cette circulation transversale favorise considérablement une répartition régulière et, par conséquent une excellent uniformisation transversale, des pressions et températures, sans -nuire pour autant à leur uniformisation dans le sens périphérique. Cette disposition permet donc non seulement l'obtention d'un papier de structure régulière et de bonne siccité mais aussi l'emploi du polyuréthane -comme matière constitutive du revêtement. Dans le cas où les trous ou canaux d'absorption des rangées annulaires sont orientées radialement, les trous ou canaux de communication sont orientés avec une inclinaison leur permettant d'intersecter les trous ou canaux d'absorption précités tandis que, dans le cas où les trous ou canaux d'absorption des rangées annulaires sont inclinés par rapport à une direction radiale et sont associés par paires en étant éventuellement combinés à des trous radiaux réunissant les extrémités extérieures de deux trous ou canaux d'absorption voisins de deux paires successives et dont l'axe est disposé dans le même plan radial du cylindre que les trous ou canaux d'absorption de la rangée considérée, les trous ou canaux d'absorption d'une même paire étant inclinés en sens inverse et de manière que leurs extrémités intérieures se rejoignent, les trous ou canaux de communication sont orientés radialement ou avec une inclinaison leur permettant d'intersecter les trous ou canaux d'absorption et éventuellement des rangées situées de part et d'autre. Pour améliorer encore les conditions d'uniformisation des pressions et températures à la -surface du revêtement du cylindre sans création de zones affaiblies, les trous ou canaux de communication se correspondant de deux intervalles voisins entre rangées annulaires de trous ou canaux inclinés ou radiaux sont disposés de manière à ne pas être alignés suivant des génératrices du revêtement. Ils peuvent, par exemple, être disposés en quinconce ou en hélice. De toute façon, I'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce cylindre de presse Figure I est une vue de côté en élévation illustrant le principe de fonctionnement d'une presse du type auquel est destiné ce cylindre de presse Figure 2 est, à échelle agrandie, une vue partielle en plan par dessus du cylindre de presse selon l'invention Figure 3 est une vue partielle en perspective avec découpe transversale et longitudinale du cylindre de presse de figure 2. On sait que le papier est obtenu en feuille par passages successifs d'une pâte à papier entre des cylindres de presse visant à structurer la feuille de papier et à éliminer de la pâte le liquide qu'elle contient en vue de la sécher. L'une de ces opérations est représentée schématiquement sur la figure 1. Elle consiste à faire passer la pâte à papier ou la feuille de papier 2 chargée d'eau, qui est généralement soutenue par un tapis en feutre généralement dénommé feutre 3, entre des cylindres de presse 4 et 5 pressés tangentiellement l'un contre l'autre de manière à provoquer, au droit de leur zone de contact sous pression ou "nip" 6, l'écrasement de la pâte ou feuille 2 et du feutre 3 et, par conséquent, d'en exprimer le liquide qu'ils contiennent. A cet effet, les cylindres 4 et 5 sont entraînés en rotation en sens inverses tels qu'illustrés par les flèches, respectivement 7 et 8, ce qui entraîne la pâte ou le papier 2 et le feutre 3 dans le sens de la flèche 9. Les figures 2 et 3 montrent, à échelle agrandie, l'agencement d'au moins l'un des deux cylindres de presse 4 et 5, c'est-à-dire d'au moins le cylindre 5, étant entendu cependant que les deux cylindres 4 et 5 peuvent être munis de ce revêtement. Pour une plus grande simplification, par la suite il sera fait référence uniquement au cylindre 5. Comme cela est connu en soi, ce cylindre 5 d'axe 5a, dont la direction est représentée par les flèches 10 et 11 sur les figures 2 et 3, comprend un corps 12 en métal ou - en matériau synthétique tel qu'en polymère supportant un revêtement 13 en un matériau plus souple tel qu'en élastomère, caoutchouc, polyuréthane ou autre similaire. Comme cela est connu en soi et comme illustré sur les figures 2 et 3 du dessin, ce revêtement 13 présente plusieurs rangées annulaires 14 de trous ou canaux d'absorption inclinés par rapport à une direction radiale et associés par paires 14a, 14b. Les trous ou canaux d'absorption 14a, 14b des paires associées d'une même rangée annulaire 14 ont leurs axes situés dans un même plan radial 14' du cylindre 5 et sont inclinés en sens inverses, comme illustré par les flèches 14'a et 14'b. Les extrémités intérieures des trous ou canaux d'absorption 14a, 14b d'une même paire se rejoignent, comme cela est particulièrement visible sur la figure 3. Dans cet exemple, les extrémités extérieures des canaux d'absorption 14a et 14b voisins de deux paires successives d'une même rangée annulaire 14 sont réunies l'une à l'autre par un trou radial .15 dont l'axe estdisposé dans le même plan radial 14' du cylindre 5 que les axes des paires de trous ou canaux d'absorption associés 14a, 14b d'une même rangée annulaire 14. Comme indiqué précédemment, cette disposition est prévue pour, d'une part, engendrer un phénomène de pompage du liquide par le revêtement 13 chaque fois qu'un de ses secteurs quitte la "nip" 6 et, d'autre part, augmenter sa capacité en liquide. La présence des trous ou canaux radiaux 15 a aussi pour avantage de faciliter le perçage des trous ou canaux d'absorption inclinés 14a, l4b. Quoique donnant toute satisfaction pour ce qui concerne l'absorption du liquide exprimé de la pâte ou de la feuille de papier 2 et du feutre 3, cette disposition s'est révélée insuffisante à d'autres points de vue et, notamment, pour ce qui concerne la structuration du papier et sa siccité, en raison d'une mauvaise répartition transversale des pressions à l'intérieur du revêtement 13 du cylindre 5. I1 faut entendre par mauvaise répartition transversale une mauvaise répartition dans le sens transversal du papier ou C la pâte 2, c'est-à-dire dans un sens perpendiculaire à celui de son entraîne ment entre les rouleaux 4 et 5 et illustré par la flèche 1G de figure 1. Cette direction transversale correspond donc à la direction de l'axe des cylindres 4 et 5, c'est-à-dire à la direction illustrée par les flèches 10 et 11 des figures 2 et 3. La présente invention a donc pour objet d'améliorer considéra blement une bonne répartition transversale des pressions, c'est-à-dire une bonne répartition de ces pressions suivant les génératrices du cylindre 5. Ce résultat est obtenu par le fait que le revêtement 13 présente, en plus des trous ou canaux d'absorption inclinés 14a et 14b et éventueliement des trous radiaux 15 disposés suivant des rangées annulaires 14, des trous ou canaux de communication 16 orientés radialement ou non, dont les axes sont contenus dans des plans radiaux 16' de préférence équidistants des plans radiaux 14' contenant les axes des trous ou canaux d'absorption 14a, 14b et 15 de deux rangées annulaires voisines 14 et dont le diamètre est suffisant pour intersecter les trous de deux rangées 14 voisines. Ces trous ou canaux de communication 16 ont une longueur également suffisante pour leur permettre d'intersecter les trous ou canaux d'absorption inclinés 14a, 14b de deux rangées annulaires 14 voisines, de manière à les faire communiquer. En réalisant autant de rangées annulaires 17 de. trous ou canaux de communication 16 qu'il existe de plans radiaux 16' placés dans les intervalles séparant deux plans radiaux voisins 14', il est possible de faire çommuniquer entre eux les trous ou canaux d'absorption 14a, 14b et 15 de toutes les rangées annulaires 14 du cylindre 5. Cette communication entre les trous ou canaux d'sorption l4a, 14b, 15 du revêtement 13 par l'intermédiaire des trous ou canaux 16 a évidemment pour premier avantage d'établir une uniformisation de la pression appliquée transversalement à la pâte ou papier 2, c'est-à-dire sur toute la longueur des cylindres 4 et 5.Pour obtenir une uniformisation encore plus parfaite de cette pression, les trous ou canaux de communication 16 d'une rangée annulaire 17 sont décalées angulairement par rapport aux trous ou canaux de communication 16 de la rangée annulaire 17 voisine, de manière à ne pas être alignés suivant une même génératrice du cylindre 5. Ces trous ou canaux de communication 16 peuvent donc être disposés soit en quinconce, soit en hélice, comme illustré sur la figure 3. L'uniformisation de la pression obtenue par ces trous ou canaux de communication 16 a non seulement pour avantage de permettre l'obtention d'une structure et d'une siccité beaucoup plus régulières du papier, mais aussi d'éliminer les points de surchauffe qui seraient inévitablement créés par des zones ponctuelles de surpression. En effet, la circulation possible du liquide et de l'air dans le sens transversal du papier, c'est-à-dire longitudinaliement par rapport au cylindre 5, a pour effet d'assurer une excellent uniformisation transversale de la température, c'est-à-dire sur toute la longueur du cylindre 5. L'absence de points de surchauffe du revêtement 13 permet donc d'envisager sa réalisation en polyuréthane dont un inconvénient majeur, qui le rendait d'ailleurs souvent inutilisable dans cette application, était sa mauvaise résistance aux températures élevées. Or, dans cette application, l'utilisation du polyuréthane est particulièrement intéressante puisque, par sa remarquable résistance à l'usure, ce matériau permet de diminuer considérablement la fréquence des opérations de rectification qui entraînent inévitablement l'arrêt de l'installation. II est facile de comprendre que, dans le cas où les trous ou canaux d'absorption, au lieu d'être- inclinés comme les trous ou canaux d'absorption 14a,14b, seraient radiaux tels que, par exemple, les trous ou canaux d'absorption 15, il serait possible de prévoir que les trous ou canaux de communication 16 soient inclinés de manière à intersecter les trous radiaux d'absorption 15. - REVENDICATIONS I.- Cylindre de presse pour fabrication de pâte à papier ou feuille de papier (2) du type comprenant un corps (12) en métal ou autre matériau dur recouvert d'un revêtement (13) en un matériau plus souple et présentant plusieurs rangées annulaires (14) de trous ou canaux (14a,14b) débouchant à la surface du revêtement (13), de direction quelconque, radiale ou inclinée, les axes des trous ou canaux d'absorption (14a,14b) d'une même rangée annulaire (14) étant situés dans un même plan radial (14') du cylindre (5), c'est-à-dire perpendiculaire à son axe, caractérisé en ce qu'il est prévu, en outre, des rangées annulaires (17) de trous ou canaux de communication (16), dont les axes sont contenus dans des plans radiaux (16') disposés entre les plans radiaux (14') contenant les axes des trous ou canaux d'absorption (14a,14b) des deux rangées annulaires (14) voisines qui l'encadrent, le diamètre, l'orientation et la longueur de ces trous ou canaux de communication (16) étant déterminés en fonction de ceux des trous ou canaux d'absorption (14a,14b) des deux rangées annulaires (14) voisines, de manière à les intersecter. 2.- Cylindre de presse selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où les trous ou canaux d'absorption (14a,14b) des rangées annulaires (14) sont orientées radialement, les trous ou canaux de communication (16) sont orientés avec une inclinaison leur permettant dtintersecter les trous ou canaux d'absorption précités (14a,14b). 3.- Cylindre de presse selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où les trous ou canaux d'absorption (14a,14b) des rangées annulaires (14) sont inclinés par rapport à une direction radiale et sont associés par paires en étant éventuellement combinés à des trous radiaux (15) réunissant les extrémités extérieures de deux trous ou canaux d'absorption (14a,14b) voisins de deux paires successives et dont l'axe est disposé dans le même plan radial (14') du cylindre (5) que les trous ou canaux d'absorption (14a,14b) delta rangée (14) considérée, les trous ou canaux d'absorption (14a,14b) d'une même paire étant inclinés en sens inverse et de manière que leurs extrémités intérieures se rejoignent, les trous ou canaux de communi- cation (16) sont orientés radialement ou avec une inclinaison leur permettant d'intersecter les trous ou canaux d'absorption (14a,14b) et éventuellement (15) des rangées (14) situées de part et d'autre. 4.- Cylindre de presse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les trous ou canaux de communication (16) se correspondant de deux rangées annulaires (17) voisines sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. 5.- Cylindre de -presse selon la revendication 4, caractérisé en ce que les trous ou canaux de communication (16) se correspondant des rangées annulaires (17) sont disposés en hélice. 6.- Cylindre de presse selon la revendication 4, caractérisé en ce que les trous ou canaux de communication (16) des différentes rangées annulaires (17) sont disposés en quinconce. 7.- Cylindre de presse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement (13) du cylindre (5) ou des cylindres (4) et (5) est en polyuréthane.