Brevet FR2682610A1 — publié le 19930423

1- Cette invention concerne une enceinte de désaération ou de dégazage du type utilisé dans l'industrie de la pâte à papier et du papier L'invention concerne plus particulièrement un perfectionnement apporté à la fois à la conduite d'évacuation du flux principal de la matière et au déversoir utilisé pour maintenir un niveau constant du liquide. Les experts dans ce dnomaine c ssent le type d'enceinte de dégazage cjprirc'ial isé sous la marque déposée '")F Xr WATOR" de la Société i AHLSROM C & V Inc Ces enceintes ont pour objet d'éliminer l'air ou d'autres gaz de la suspension de fibres Sililtan&N"nt, les enceintes assurent la séyration d'autres impuretés légères, qui autrement pertuberaient le déroulement du processus de fabrication du papier Les enceintes de dégazage sont des capacités importantes, dans lesque les la supnqion de fibres est introduite sous la forme d'un mélange dilué Le principe de fo ctior ent de l'enceinte consiste à faire:boillir la suspension de fibres à une pression inférieure à la pression atmosphériqcu et ensuite à séparer le gaz en ce qu'il convient d'appeler l'espace de gaz et l'extérieur de l'enceinte et de permettre la separation en raison de leur légèreté d'autres impuretés légères sur la surface du liquide contenu dans l'enceinte La suspension dirigée vers la machine à papier est extraite par l'interm A' aire d'une ouverture prévue dans le fond de l'enceinte, 1 idée étant natire-llf- nt d'extraire la suspension dans un état aussi dégazé que possible Afin de rendre maximale 1 'aptitude au dégazage de l'enceinte, cette dernière est mise sous vide à l'aide d'une pompe à vide ce qui assure l'alimentation du gaz par l'intermi Miaire de cette pompe à vide. L'aptitude au dégazage est ensuite renforcée en introduisant le liquide par des tuyères ou des tubes situés au-cdessus du niveau du liquide dans l'enceinte, de manière que le gaz, s'il existe sous forme de bulles dans le liquide, soit séparé avant même que le liquide ne contacte le liquide contenu dans l'enceinte Outre la régulation du niveau du liquide, le trop-plein est utilisé pour extraire toute impureté légère recueillie sur la surface du liquide dans l'enceinte, pour qu'elle ne puisse pas parvenir à la machine à papier Les impuretés légères s'lécoulent par dessus le deversoir vers le rejet et d'autres traitements, dont le but est de séparer les impuretés de la slcpeqion et de ramener la suspension vers la circulation, come décrit dans le brevet finlav A;is 813 97 (U S 5 084 161). Jusqu'à maintenant, le déversoir a été g&n&ral nt positionné à 2proximité de l'autre portion d'extrémité de l'enceinte et l'orifice d'évacuation de la suspension devant être dirigé vers la machine à papier était placé sei;iblpmpnt au milieu de l'enceinte: voir les brevets ambricein 3 206 917, Reissue 29742 et finland 1;s 47 795 et 70 945 ou au voisinage de leur déversoir, voir le brevet nmroricain 4 419 109 N&ammoins, on connait depuis longtemps le problàme concernant la tendrance de la suspension dégazée à former des tlillences et, par co R Dg Pqnt, des fluctuations de pression à prximité et sur 1 l'orifice d' évacuatioen Les ti Ollncs et les flurtlations de pression sont provoquées lorsque la direction de l'écoulement se modifie en passant d'un écoulement d'enceinte horizontal à un écoulement dans un orifice d'évacuation dirigé vers le bas Le présent titulaire a constaté lors de ses p XP' rinmtations que la tbirilillence prend fflissnce sur la surface de la suspension ce qui fait que si cette t 1 ibll>ence est suffisamment importante, le tolirhillon au vortex induit une impulsion de pression dans la suspension devant être extraite, ou, au moins, entramne la sw-p nion que l'on veut extraire grâce au trop plein, avec de légères impuretés qui s'y sont accumulées Outre les fluctuations de pression provoquées par la ttrblenc'he, si elle se produit, dans l'écoulement dirigé vers la machine à papier, la t,-l 1 11 encoe produit des fluctuations dans le trcp-plein évacué qui est ramené vers la rircsllation après traitement Les fluctuations mentionnées cidessus dans l'écoulement provoquent de l'i ntabil ité. On sait également que le procédé de formation de bande d'une machine à papier est très sensible aux différentes osc-illatione provoquées par l'écoulement, tirhluence, effet de vague etc du liquide. Les perfectionnements objet de cette invention et apportés à une enceinte de dége 57 we ont pour but de surmonter les inconvénients mentionnés ci- dessus. Ces perfectionn ents consistent à optimiser les f-plac Awonnts relatifs du déversoir et de l'orifice d'évacuation de la suspension dégazée de manière a éviter toute formation nuisible de tlir Iil enc en vue d'anéliorer à la fois la qualité de la s';p'n-ion dirigée vers la machine à papier et le déroulement régulier du procédé De même, grâce à l'invention, le produit final, par exemle du papier, ne rencontre pas de problèmes de qualité résultant de défauts de fonctionnement du dispositif de dégazage On notera également que les vibrations de l'enceinte elle-même, résultant du mouvement du liquide, sont réduites dans une proportion importante par rapport aux solutions -3- antérieures. L'enceinte de dégazage selon la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que la paroi de séparation constituant le déversoir est positionnée essentiellement adjacente au côté aval de la p&riph Wrie de 1 'orifice d'évacuation du milieu dégazé. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référ-nce aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente un dispositif selon la technique antérieure La figure 2 illustre un autre dispositif selon la technique antérieure La figure 3 représente schématiquement et en section droite un dispositif de dégazage selon un exemple de réalisation préféré de l'invention. La figure 4 représente, de façon plus détaillée, un déversoir selon un mode de réalisation préféré de l'invention La figure 5 illustre de façon plus détaillée, un déversoir selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 6 représente, de façon plus détaillée, un déversoir conforme à un troisiène mode d'exécution de cette invention, La figure 7 illustre, de façon plus détaillée, un quatrième exemple de réalisation d'un déversoir selon l'invention La figure 8 représente, de façon plus détaillée, un cinqlime mode d'exécution préféré d'un déversoir selon l'invention La figure 9 représente de façon plus détaillée, un déversoir selon un sixième mode de réalisation préféré de l'invention et, La figure 10 illutre encore un autre exemple de réalisation d'un déversoir selon l'invention. Comne on le voit sur la Figure 1, une enceinte de dégazage rlassique 10 selon la technique antérieure (par exemple selon le brevet (US 3 206 917) comprenri un collecteur d'andmission 12, des buses ou tuyères d'admnission 14, un orifice d'évacuation 16 pour la suspension dégazée, une conduite mise sous vie/évacuation de gaz 18, une paroi de séparation 20 formant le déversoir K et un orifice d'évacuation 22 pour l'éori_ lmint de surface La silclp>nion dans l'enceinte coporte une prfm;ire surface 24 dans la portion de dégazage 26 et une seconde surface 28 dans la portion d' évacuation de l'écoulement de surface 30 Dans la solution illustrée sur la figure, l'orifice d'évacuation 16 pour la spim 1 ion dégazée a été positionnée au fond de l'enceinte 10, s Pncibl Pmp-nt -4- dans la partie midiana de la portion de dégazage 26 Le déversoir 20 comprend une plaque placée dans une position inclinée, c'est à dire que la plaque a été inclinée dans la direction du trop- plein, à l'autre extrémité de l'enceinte de manière que la portion de dégazage 26 soit aussi importante que possible par rapport au volume total de l'enceinte Par con&qpl>nt, la conduite d'évacuation et le déversoir sont placés de façon arbitraire l'un par rapport à l'autre, c'est à dire sans liaison l'un par rapport à l'autre. La figure 2 illhitre une autre solution de la technique antérieure qui est encore plus usuelle (brevet amuiric Mn Re 29 742 et finlanimis 47 795 et 70 945) dans laquelle le déversoir 20 ' est une plaque verticale o le rebord supérieur d éversoir 20 " a été incurvé à co-courant de l'écoulement du trop- plein Le rôle de cette incurvation est le même que dans le mode de rali sation décrit ci-dessus au alors son r 8 le consiste simplement à rigidifier la plaque. Egalement dans ces solutions l'orifice d'évacuation 16 pour la suspension dégazée a été positionné se D'ibl O mefnt au milieu de la portion de dégemage, sans liaison avec le déversoir 20 ' 20 ". La Figure 3 illustre une enceinte de dégazage 100, dont les parties les plus essentielles coàl uorent à celles de la Figure 1 si bien que l'on ajoute le chiffre 1 en regard de chaque numro de référt-nce et, par ailleurs, sur les figures 4 et 9 en ce qui concerne le déversoir on a ajouté aux référ-n-ces le numero de la figure sur laquelle est représenté le déversoir (par exemple la plaque 1204 constitue le déversoir de la Figure 4) Une caractéristique essentielle de l'enceinte de dégazage selon l'invention réside en ce que le déversoir 120, ou plus précis'nent, la plaque 120 formant le déversoir et l'orifice d'évacuation 116 pour la suspension dégazée ont été positionnés de façon adjacente de manière que le déversoir 120 soit placé essentip 11 i Esnt adjacent au côté aval de la périphirie de l'orifice d'évacuation 116 En pratique, ceci signifie qu'il n'existe aucun seuil d'une qulco içmportance entre la plaque et la conuite Déjà, une i Stance de 50 à 200 mm peut être corcidérée comme un seuil significatif, en fonction natiwlrll l nt des d/mensicons de l'enceinte elle-m 9 me Et d'autres termes, le but est de diriger l'écoulement de la suspension dégazée provenant de la portion dégazée 126 le long de la plaque 120 directement vers l'orifice d'évacuation 116. Dans le mode de réalisation de la figure 4, la plaque 1204 défini 5 ant le déversoir K est fixée sur le foind 132 de l'enceinte, de façon essentiellnement adjacente au côté aval de la p&riphérie de l'orifice -5d'évacuation 116 Il est ensuite essentiel que la plaque 1204 soit inclinée à l'encontre de l'écoulement sur le déversoir K afin que la plaque 1204 dirige 1 'écoulement dans 1 'orifice d'évacuation 116. Dans le mode de réalisation de la figure 5, la plaque 1205 est fixée camme l'exemple d'exécution de la Figure 4, mais la plaque 1205 diffère en elle-mne de la plaque illustrée par la Figure 4 La partie inférieure 120 ', fixée sur le fond 132 de l'enceinte, de la plaque 1205 est essentiellpmlt perpeln>olll A;ire par rapport au fond et la partie supérieure 120 de la plaque 1205 est inclinée à l'encontre de l'écoulement sur le déversoir K si bien que la plaque 1205 dirige l'écoulement dans l'orifice d'évacuation 116 On peut dire par ailleurs que la direction de la partie inférieure 120 ' de la plaque est essentiellement la mme que celle de l'orifice d'évacuation 116, c'est à dire que si l'orifice d'évacuation, pour quelque raison que ce soit, a été placé selon une disposition anr Jlll Aire par rapport au ford de l'enceinte, la plaque 1205 est disposée de manière à ne provoquer aucmun rcjnt essentiel dans la direction de l'écoulement lorsque ce dernier est redirigé de la plaque 1205 vers l'orifice d'évacuation 116. Sur la Figure 6, la plaque 1206 est encore fixée came dans le mode de réalisation de la Figure 4, mais la plaque 1206 diffère des plaques des figures 4 et 5 La plaque 1206 est incurvee par rapport à un axe horizontal de manière que le déversoir se prolonge à l'encontre de l'lécmilmnt sur le déversoir K si bien que la plaque 1206 dirige régilièr-nt l'écoulement dans l'orifice d' évacuation 116. Les figures 7, 8 et 9 iltlu-+r-nt des con disposé sur le côté amont de la périphérie de l'orifice de sortie. La figure 10 représente, en section droite horizontale encore un autre exemple de réalisation de l'enceinte de dégazage 110 selon l'invention Cette figure 10 ne représente que les éléments les plus essentiels de l'enceinte, à savoir l'orifice d'évacuation 122 pour l'écoulement de surface, l'orifice d'évacuation 116 et la plaque 120 formant le déversoir, la plaque de cet exemple de réalisation étant concave lorsqu'on 1 'observe à partir de la direction de l'écoulement, c'est à dire qu'elle est inrlinée par rapport à un axe vertical La plaque 120 peut être également inclinée lorqu'on l'observe -6- latéralement, c'est à dire qu'elle peut être -1 nrl " 4 e par a à un axe horizontal, de manière à obtenir la structure, idéale en ce qui concerne la réalisation de la plaque 120 avec une surface sphérique Dans la meilleure situation possible la plaque suivra les contours de la périhérie de l'orifice d'évacuation, ou inversement, l'orifice d'évacuation sera conçu de façon à suivre la courbure de la plaque pour obtenir un oulemen xept de t,*,l ce depuis la plaque jusqu'à l 'orifice d'évacuation En pratique, cette r 4 l isation corduit à des solution*q c qui finalement, n'aportent pas d'améliorations essentielles par raport aux solutions plus siples, du point de vue de la comtnrurtion de la présente invention. Sur les bases à la fois de la théorie développée par la présente titulaire, et des iprfpntations auxqpiplles elle s'est livré, le résultat le plus proche du résultat optimal est obtenu par la plaque illustrée par la Figure 10 constituant une partie de surface sphérique ou constituée d'une surface incurvée rulti-dimensionnelle, qui dirige l'écoulement régulièrement vers l'orifice d'évacuation Si l'on utilise une plaque incvée, le rayon de om-,lrbe doit être aussi important que possible La courbe dite courbe 3-D peut être mentionnée aux fins de "r M somn, la courbe étant utilisée dans la circulation courte d'une machine à papier Les tubes ainsi utilisés présenteraient un rayon de courbure directeur de 3 fois le 'li,-tre du tube de manière à s'assurer que l'écoulement dans le tube, ou dans le cas de la présente invention, 1 ' éwil Ant le long du tube, avance aussi lino-iirunint que possible Néamoins, les tests de la titulaire ont montré que l'écoulement est suffisamment régulier lorsque le rayon de courbure de la plaque aicurvée, ou le rayon d'un cercle tracé de manière à toucher la surface d'une plaque constituant les surfaces d'un plan, est de l'ordre de 1 à 2 fois le diamètre de l'orifice d' évacuation. Cepen 3 ant, on doit noter que la plus grande amélioration apportée par la présente invention vis-à-vis de l'état antérieur de la techique réside dans la disposition de la plaque, ou de la paroi de sépwartion fonmant le déversoir, essentiellement adjacente au côté aval de la périphérie de l'orifice d'évacuation de la,cp Pn>ion dégazée En dehors de cela, toutes les autres améliorations optimisent l'écoulement au travers de l'orifice d'évacuation de la suspension dégazée et du trop- plein, mais n'apporte que peu dl' m&ioration en ce qui concerne l'im Vlac Au-nt de la paroi de s'nation. Cornre on le comprend de la lecture de la description qui précède, la 7 7- présente titulaire à développé une enceinte de dégazage qui diffère rlair 4 mwnt des enceintes selon l'état antérieur de la technique Il damure bien enterndu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés mais qu'elle en enblbe toutes les variantes Ainsi, mêe si les exemples de réalisation décrivent la plaque défini-sant le déversoir, come étant toujours perpne Trirvl lire au fond de la plaque ou inclinée à l'encontre du dévesamuent du trop-plein, cette plaque, dans certains cas, peut être inclinée dans la direc Lion opposée mais toujours de manière que le rebord suérieur de la plaque ou du déversoir soit dirigé contre 1 'écoulement La direction de l'orifice d'évacuation pour la mp 19 P Rqion dégazée peut également différer de celle illilutrée par les figures, ce qui naturellement peut entrainer certaines mo 4 ifications en ce qui concerne le positionnenent ou l'emplacement de la plaque. -8- RVADICATIONS 1 Enceinte de dégazage comprenant un corps d'enceinte, une paroi de séparation constituant un déversoir, disposée dans ledit corps et des conduites prévues dans le manteau de l'enceinte pour introduire le milieu et pour extraire le milieu dégazé et le milieu séparé avec le déversoir, caractérisée en ce que la paroi de séparation ( 120, 1204, 1205, 1206) est positionnée essentiellement adjacente au côté aval de la périphérie de l'orifice d'évacuation du milieu dégazé ( 116). 2 Enceinte de dégazage selon la revendlication 1, caractérise en ce que le rebord supérieur de la paroi de séparation ( 120, 1204, 1205, 1206), c'est à dire le déversoir K, est dirigé à l'encontre du courant. 3 Enceinte de dégazage selon la revemnication 1, caractérisée en ce que la paroi de séparation ( 120, 1204, 1205, 1206) est positionnée de façon à contacter le côté aval de la périphérie de l'orifice de sortie ( 116). 4 Enceinte de dége Tage selon la reveniration 1, caractérisée en ce que la paroi de séparation ( 120, 1204, 1205, 1206) est incurvée. Enceinte de dégazage selon la revenrirration 1, caractérisée en ce que la paroi de séparation ( 1205) coprend deux parties ( 120, 120 ') disposées angtilairpnt l'une par rapport à l'autre. 6 Enceinte de dégazage selon l'une des revenlications 4 au 5, caractérisée en ce que la paroi de séparation ( 120, 1204, 1205, 1206) sur son bord inférieur, est disposée perporffiiilairment au fond ( 132) de l'enceinte ( 110). 7 Enceinte de dégazage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la paroi de séparation ( 120, 1204, 1205, 1206) est incurvée par rapport à un axe horizontal. 8 Enceinte de dig ge selon la reveuication 4, caractérisée en ce que la paroi de séparation ( 120, 1204, 1205, 1206) est incurvée par rapport à un axe vertical. 9 Enceinte de dégazage selon la reverdication 4, cararactérisée en ce que le rayon de cwirure de la paroi de séparation incurvée ( 120, 1206), ou le rayon d'un cercle tracé de façon à toucher la surface de la paroi de séparation constituée de surfaces planes ( 1205) est au moins égal au diamntre de l'orifice d'évacuation ( 116). 9 - Enceinte de dég 7 Jge selca la revendication 1, caractérise en ce que le côté amont de la périphérie de l'orifice d'évacuation ( 116) est soit arrondi ( 130) soit muni d'une découpe ( 128).