Brevet FR2691177A1 — publié le 19931119

Appareil pour mesurer l'état d'un feutre dans une machine à papier La présente invention a pour objet un appareil pour mesurer l'état d'un feutre dans une machine à papier, comprenant une tête de mesure prévue pour être positionnée contre la surface du feutre, un tube d'air étant raccordé à la tête de mesure pour aspirer l'air présent dans le feutre et le faire passer dans la tête de mesure, en utilisant un vide, et un tube d'évacuation d'eau étant10 raccordé à ladite tête de mesure pour évacuer l'eau véhiculée par l'air, en la séparant de celui-ci et en la faisant passer du feutre dans la tête de mesure et des moyens de mesure pour mesurer le vide créé lors des opérations de mesure.15 Dans les machines-à papier, les feutres des presses ont pour but d'aspirer l'eau contenu dans la bande fibreuse, lors des différentes étapes de production. L'état et la performance des feutres de ce type sont fonction de divers facteurs qui doivent être observés et20 contrôlés, de manière à ce que l'état des feutres ne soit pas à l'origine d'un nombre d'arrêts inutiles de la production, ni par des - variations ou des dégradations excessives de la qualité En particulier, à cet égard, les feutres des presses utilisés lors de l'extraction de25 l'eau hors de la bande fibreuse formée, avant l'opération de séchage, joue un rôle important La perméabilité à l'air (m 3/m 2 min) est une propriété fonctionnelle importante des feutres des presses La perméabilité à l'air décroît lors de l'utilisation car le feutre est30 soumis à une pression constante au niveau du dispositif de serrage La perméabilité à l'air d'un nouveau feutre de presse est, en général, de 15 m 3/m 2 par minute environ, tandis que la perméabilité à l'air d'un feutre usé est d'environ 1 à 2 m 3/m 2 par minute Le feutre -des presses35 perd son élasticité par suite de la pression constante qu'il subit au niveau du dispositif de serrage, et en -outre, la perméabilité à l'air est affectée par le blocage de l'avance du feutre par diverses particules et fibres véhiculées dans le feutre par l'eau évacuée de la bande. Cela accélère la détérioration du feutre qui ne convient alors plus pour la production, et par conséquent, le feutre doit être nettoyé régulièrement La pression appliquée sur le feutre est fonction de la structure de la presse, mais la déflection des rouleaux et d'autres facteurs provoquent généralement une asymétrie de la10 compression, et ainsi, la zone médiane du feutre est généralement plus tendue que les zones des bords De ce fait, le volume d'eau et l'épaisseur du feutre ne sont pas les mêmes au milieu et sur les bords Les toiles sans fin humides utilisées dans une machine à papier sont15 généralement soumises à une compression similaire, et leur avance est également bloquée, ce qui nécessite leur remise en état La remise en état des feutres s'effectue généralement par pulvérisation d'eau à haute pression à partir de tuyères, par exemple, à des intervales20 semblables sur la totalité de la zone du feutre ou bien à des points à l'endroit desquels le feutre est visiblement sale En général, le nettoyage est assuré par des jets en aiguilles positionnés à des intervales prédéterminés dans le sens transversal du feutre et la totalité de la rangée25 des jets en aiguilles est déplacée, selon un mouvement alternatif, par une oscillation se produisant sur une distance correspondant à l'espacement mutuel des jets en aiguilles, de sorte qu'ils vont nettoyer le feutre sur la totalité de sa largeur Par conséquent, pour retirer les 30 particules, on applique un détergent sur le feutre puis on rince ce dernier. Pour remettre en état un feutre et pour évaluer son état, c'est-à-dire, pour mesurer sa perméabilité à l'air, diverses dispositions ont été proposées, qui utilisent un vide -Des dispositions de ce type sont décrites, par exemple, dans le brevet GB 1 458 294, le brevet US 3 056 281 et le brevet CA 1 143 982 Ces dispositions visent à déterminer si le feutre nécessite une remise en état à l'aide de diverses mesures du vide Toutefois, ces dispositions sont assez vagues et ne permettent pas5 d'obtenir des mesures précises de l'état d'un feutre La remise en état du feutre dans les documents sus-mentionnés se fonde sur une simple estimation ou sur une perméabilité à l'air moyenne du feutre et, ainsi, le remise en état ne peut pas être effectué correctement. 107 La demande de brevet FI 903349 a -pour objet un appareil de mesure et de remise en état dans lequel l'état du feutre est mesuré en plaçant une 'tête d'aspiration, pourvue d'une surface perforée, contre le feutre, en aspirant l'air présent dans le feutre au moyen d'un vide à15 travers la surface perforée, en séparant -l'eau véhiculée dans l'air et en mesurant le vide créé En déplaçant la tête de mesure, de manière appropriée sur le feutre, il est possible de mesurer le profil de perméabilité du feutre dans le sens transversal et, si nécessaire, même20 dans le sens longitudinal et, ainsi, les opérations de remise en état peuvent être effectuées plus particulièrement sur les parties fortement contaminées du feutre par un jet en aiguille en se fondant sur l'état du feutre évalué Cela permet de remettre en état le feutre25 avec une grande précision et d'augmenter, ainsi, la durée de vie de ce dernier -Des exigences de fonctionnement et de qualité de plus en plus importantes nécessitent des techniques de remise en état et de mesure de plus en plus efficaces pour augmenter la durée de vie et pour effectuer30 la remise en état du feutre et les opérations requises le plus tôt possible La présente invention a pour objet de fournir un appareil de mesure au moyen duquel les différentes propriétés du feutre peuvent être mesurées de différentes manières et les opérations de remise en état35 peuvent être anticipées et réalisées avec plus d'efficacité qu'autrefois L'appareil selon la présente invention se caractérise en ce que l'appareil de mesure comprend un radiateur à micro-ondes, fixé dans la tête de mesure et raccordé aux moyens de mesure pour mesurer la quantité d'eau présente dans le feutre, et un détecteur de5 température pour mesurer la température de l'air aspiré-* par la tête de mesure dans le tube à air. L'idée fondamentale de la présente invention est que le même appareil de mesure effectue des mesures du vide et des mesures des micro-ondes et, ainsi, la remise en état10 du feutre peut se fonder sur des signaux obtenus à partir des mesures réalisées de différentes manières, étantdonné que la mesure du vide et la mesure *des micro-ondes correspondent à des paramètres différents En outre, dans un mode de réalisation préféré de la présente invention,15 la tête de mesure comprend un capteur -de température qui mesure la température de l'écoulement de l'air produit lors de la mesure du vide Toutes ces mesures peuvent, ainsi, être effectuées simultanément, ou à un seul moment, afin de déterminer la nécessité de remettre en état les20 différentes parties du feutre ou le besoin de régler le dispositif de serrage. La présente invention va maintenant être décrite de manière détaillée en se référant aux figures jointes, dans lesquelles:25 La figure 1 illustre, de manière schématique, une tête de mesure utilisée dans l'appareil selon la présente invention, vue dans le sens de déplacement du feutre; La figure 2 illustre, de' manière schématique, l'appareil de la figure 1, vu du côté du feutre; Les figures 3 a à 3 c sont des schémas illustrant les résultats des mesures obtenues selon la présente invention; La figure 4 illustre, de manière schématique, l'appareil selon la présente invention, dans la position de mesure. La figure 1 illustre, de manière schématique, une tête de mesure 1 dans l'appareil de mesure La tête de mesure 1 est positionnée contre un feutre 2 en vue d'effectuer une mesure Un tube d'évacuation d'eau 3 est5 relié à un côté de la tête de mesure 1 pour évacuer l'eau pénétrant dans la tête de mesure 1 par le feutre 2 Un tube d'air 4 est relié à l'autre côté de la tête de mesure pour aspirer l'air provenant de la tête de mesure de sorte que l'air s'écoule dans le feutre 2 et entraîne l'eau avec10 lui, celle-ci étant évacuée par le raccord 3 En outre, un raccord 5 prévu pour un capteur de mesure du vide est prévu sur le côté de la tête de mesure Le capteur mesure le vide dans la tête de mesure dans la position de mesure du vide de l'appareil Au sommet de la tête de mesure 1,15 un thermomètre 6 ou un capteur de température correspondant est prévu pour mesurer la température de l'air ainsi évacué En outre, un radiateur à micro-ondes 7 prévu pour mesurer l'humidité et la teneur en eau du feutre est illustré, de manière schématique, par des20 pointillés devant la tête de mesure 1 Le radiateur à micro-ondes 7 émet un rayonnement à une fréquence appropriée, généralement de l'ordre de plusieurs méga- Hertz ou plusieurs centaines de méta-Hertz Le rayonnement est résonnant avec la teneur en liquide du feutre, selon25 une manière connue, ce qui permet d'obtenir une mesure précise de la quantité d'eau présente dans le feutre Le radiateur à micro-ondes peut également être utilisé pour mesurer l'épaisseur du feutre afin de déterminer les écarts dans les profils d'épaisseur et de teneur en eau. Comme on peut le voir du côté du feutre à remettre en état, la tête de mesure 1 comprend, en premier lieu, une surface de capteur perforée Les trous ménagés dans la surface conduisent dans la tête de mesure 1, dans laquelle l'air et l'eau aspirés depuis le feutre dans les trous, 35 lors de l'opération de mesure, sont séparés et évacués séparément l'un de l'autre L'eau est évacuée depuis la tête de mesure, par le tube d'évacuation d'eau 3, s'étendant depuis la partie inférieure ou côté inférieur de la tête de mesure En conséquence, c'est essentiellement de l'air qui est aspiré depuis la tête de5 mesure par le tube d'aspiration d'air 4 s'étendant de puis la partie supérieure ou côté supérieur de la tête de mesure 1 Pour faciliter la séparation de l'air et de l'eau, la tête de mesure est pourvue d'une plaque de séparation 9 qui s'étend à partir de la surface de mesure,10 vers le bas, et en même temps vers la partie arrière de la tête de mesure. La figure 2 illustre la tête de mesure vue du côté du feutre Comme le montre la figure, la tête de mesure l-est -supportée par un bras 8 lorsqu'elle est pressée contre le feutre La figure 2 illustre, en outre, de manière schématique, comment la paroi de division inclinée 9 est positionnée à l'intérieur de la tête de mesure La paroi de division est pourvue de trous, de sorte que l'air aspiré dans le feutre peut passer à travers ces derniers20 tandis que l'eau -est séparée de l'air et évacuée par le raccord 3 Le moyen de support associé à la tête de mesure et son fonctionnement sont décrits, à titre d'exemple, dans la demande de brevet sus-mentionnée FI 903349 et sa structure est bien connue Par conséquent, il ne fera pas25 l'objet d'une description plus détaillée ici Lors de l'opération de mesure, la tête de mesure est comprimée contre la surface du feutre et déplacée, selon une manière prédéterminée, dans le sens transversal du feutre, tandis que le feutre se déplace dans son sens de déplacement30 normal Par exemple, en maintenant la tête de mesure à la même position, sur la totalité de la longueur du feutre, et en la déplaçant vers le côté, sur une distance appropriée, dans le sens de la largeur du feutre, le profil transversal du feutre, c'est-à-dire, les35 différentes propriétés du feutre dans le sens de sa largeur, peuvent être déterminées et, si nécessaire, il est également possible d'enregistrer les mêmes propriétés dans le sens longitudinal du feutre, afin de déterminer l'état et les propriétés du feutre sur toute sa surface. En principe, il est possible de maintenir la tête de5 mesure contre le feutre 2, de manière continue, mais il n'est pas nécessaire de mesurer, de manière continue, l'état du feutre, car la remise en état du feutre ne doit être effectué qu'à des intervales relativement espacés. Pour éviter l'usure de la tête de mesure et du feutre 2 par frottement entre ceux-ci, la tête de mesure 1 n'est maintenue en contact avec le feutre 2 que pendant l'opération de mesure et la remise en état. Lorsque l'état du feutre est mesuré au moyen de 1 appareil selon la présente invention, les différentes manières de mesurer permettent également de mesurer différents paramètres et il est, ainsi, possible de détecter tout mauvais fonctionnement du matériel Dans la partie de pressage, il est ainsi possible de s'assurer, en mesurant la température, que l'énergie de séchage se20 répand uniformément dans la bande et, ainsi, dans le feutre En outre, le fonctionnement de la boîte à vapeur, le dispositif de serrage et les jets d'eau, par exemple, peuvent être contrôlés, étant donné qu'ils sont souvent à l'origine de la plupart des déviations du profil du25 feutre Les mesures du vide peuvent être utilisées pour enregistrer la structure d'un nouveau feutre et ses propriétés, lors de la mise en route, puis pour assurer le suivi de sa compression ou du blocage de son avance, lors du fonctionnement de la machine En outre, les mesures du30 vide peuvent permettre d'assurer le suivi de l'avance et du blocage de l'avance du feutre, ainsi que la géométrie du dispositif de serrage et la structure du feutre, en service, sur une période de temps plus longue Des mesures des micro-ondes peuvent permettre de déterminer la teneur35 en eau du feutre, par exemple, c'est-à-dire, qu'il est possible d'assurer le suivi du fonctionnement du feutre, celui des jets d'eau et la géométrie du dispositif de serrage en se fondant sur les variations de la teneur en eau Les différents types de mesure fournissent des informations concernant les différentes propriétés, auS cours des divers étapes, et la variation de ces propriétés, ainsi que des informations relatives aux changements d'état du feutre, de sorte qu'il est possible d'anticiper plus tôt les problèmes, en observant simultanément les courbes illustrant les résultats des10 mesures effectuées selon différentes techniques Bien que les courbes obtenues par les différentes techniques de mesures soient en partie indépendantes les unes des autres, tous les résultats sont, au moins dans une certaine mesure, affectés par les mêmes facteurs sur une15 certaine période de temps La mesure du vide peut répondre à un facteur -spécifique lors d'une étape ultérieure à la mesure des micro-ondes, ou vice et versa, et, lors de cette étape, le problème peut déjà être important Par conséquent, il est nécessaire de mettre en oeuvre20 simultanément différents types de technniques pour détecter, dès que possible, un éventuel problème. Les figures 3 a à 3 c illustrent, de manière schématique, quelques problèmes observés dans la section de pressage d'une machine à papier Les figures illustrent25 comment ce type de problème peut être observé dans les courbes de mesures obtenues par l'appareil selon la présente invention La figure 3 a illustre une courbe représentant la contamination ou le blocage' de l'avance d'un feutre à un certain point Sur une courte période de30 temps, cela n'apparaît dans aucune des autres mesures, mais la mesure du vide, c'est-à-dire, la mesure de la perméabilité à l'air, indique, de manière sensiblement immédiate, la contamination et, ainsi, la remise en état par jets en aiguilles peut être effectuée sur la partie35 faisant obstruction. La figure 3 b illustre une situation dans laquelle se produit un écart de la température de la presse pour une raison ou une autre, ce qui traduit généralement un écart dans le profil de la presse ou dans le profil du feutre.5 Au contraire, la courbe de mesure du vide et la courbe de mesure représentant la teneur en eau sont généralement aussi droites que des courbes de ce type représentant les propriétés du feutre peuvent l'être Dans ce cas, la mesure du vide et la mesure de la teneur en eau réalisées10 par micro-ondes ne conviennent pas pour ce type de situation et, ainsi, la mesure de la température est d'une importance majeure dans ce cas. La figure 3 c illustre une situation dans laquelle l'effet de compression de la presse n'est pas uniforme et, ainsi, la quantité d'eau présente dans le feutre varie, ce qui se traduit par une évacuation d'eau non homogène, et une qualité de bande non homogène Comme le montre la figure 3 c, les courbes représentant la température et les quantités d'air, c'est-à-dire, le vide, sont maintenant20 relativement droites Par conséquent, le dispositif de serrage de la section de pressage peut être réglé jusqu'au retour à la normale de la situation Si cette situation se poursuit, le feutre va finir par être comprimé de manière non homogène, ce qui finira par modifier la perméabilité à25 l'air du feutre mais, à ce stade, le feutre serait déjà endommagé. La figure 4, à son tour, illustre, de manière schématique, la position de l'appareil, selon la présente invention, dans une machine à papier (le terme machine à30 papier désigne une machine à papier, une machine à carton et autre machines semblables produisant un produit de type bande à partir d'une suspension fibreuse) Comme le montre la figure 4, le feutre 2 tourne-autour des rouleaux i Qa à l Og dans la section de pressage, formant ainsi une boucle35 fermée Le rouleau l Oe et un rouleau de compression supérieur il forment un dispositif de serrage à travers lequel passe la bande entre le feutre de la presse 2 et le rouleau ll, de sorte que l'eau est exprimée de la bande et passe dans le feutre 2 Ensuite, le feutre passe, dans la direction indiquée par la flèche A, sur le rouleau 10 f5 jusqu'à un point de mesure o la tête de mesure 1 est pressée contre le feutre 2, lors de l'opération de mesure - Des lignes de mesures, à l'endroit des lignes de mesure les plus simples 12, 13 et 14 de capteurs distincts, connectent la tête de mesure à une unité de mesure La10 ligne de mesure 12 connecte la tête à micro-ondes à l'unité de mesure et d'analyse 15; -la ligne de mesure 13 connecte le capteur à vide mesurant la -perméabilité à' l'air à l'unité de mesure 15; et la ligne de mesure 14 connecte le capteur de température à l'unité de mesure 15.15 L'unité de mesure affiche les résultats de mesure sur un écran 15 a Le numéro de référence 16 désigne une faisceau de mesure s'étendant à travers le feutre La tête de mesure se déplace le long du -fasiceau de mesure sur des roues fixées au bras de la tête de mesure La figure 420 illustre, en outre, une tête produisant des jets en aiguilles 17 pour fournir des jets de remise en état Des jets d'eau en forme d'aiguilles peuvent être appliqués au feutre 2, par l'intermédiaire de la tête produisant des jets en aiguilles, pour remettre en état le feutre, en25 fonction des données de mesure Après le point de mesure, le feutre passe, en outre, sur un rouleau log puis passe devant une boite d'aspiration 18 qui est reliée à la même source de vide que la tête de mesure par l'intermédiaire d'un tube 19- Dans l'appareil de mesure selon la figure 4,30 l'unité de mesure 15 est un -calculateur qui reçoit les données de mesure obtenues au moyen des différents capteurs et affiche les données d'une manière prédéterminée, c'est-à- dire, sous forme d'un profil de mesure, généralement un profil de feutre transversal35 illustré dans les figures 3 a à 3 c En mesurant la perméabilité à l'air, la capacité de rétention d'eau et la il teneur en eau d'un nouveau feutre immédiatement après 1 ' installation de ce dernier, on obtient dès valeurs de référence qui serviront aux données de mesure du feutre ultérieures De cette manière, il convient de remarquer5 que la courbe de mesure s'écarte, en un point particulier, de la courbe de mesure d'origine de manière plus importante qu'en tout autre point, et qu'il est nécessaire d'accorder plus d'attention à ce point spécifique De la même manière, le feutre peut être, ainsi, remis en état10 par les jets en aiguilles uniquement aux points o la remise en état doit être réalisée selon les données de mesure, ce qui évite, ainsi, d'effectuer tout traitement inutile Etant donné que seules les zones nécessitant d'être remises en état sont traitées, les propriétés du15 feutre et la qualité de la bande restent uniformes par rapport aux opérations de lavage et de nettoyage assurées par les jets en aiguilles sur la totalité de la largeur du feutre. La présente invention a été décrite et illustrée dans le descritif ci-dessus et dans les figures, uniquement à titre d'exemple, et elle ne se limite en aucune façon à ces derniers La structure de l'appareil de mesure peut être réalisée de différentes manières et la disposition de son raccordement électrique et les autres raccordements peuvent varier Différents types de dispositifs pour créer le vide et pour mesurer l'état du feutre, c'est-à-dire, la perméabilité à l'air du feutre sont possibles tout en restant compris dans la portée des revendications jointes. Les différents types de mesure et les différentes30 combinaisons de mesure peuvent être réalisés, selon la présente invention, et l'appareil selon la présente invention peut, en effet, être utilisé simplement pour mesurer l'état du feutre et pour enregistrer la perméabilité initiale à l'air du feutre, ou simplement35 pour remettre en état le feutre sur la totalité de sa largeur sans qu'aucune mesure ne soit effectuée. REVENDICATIONS 1 Appareil pour mesurer l'état d'un feutre ( 2) dans une machine à papier, comprenant une tête de mesure ( 1) prévue pour être positionnée contre la surface du feutre5 ( 2), un tube d'air ( 4) étant raccordé à la tête de mesure ( 1) pour aspirer l'air présent dans le feutre et le faire passer dans la tête de mesure, en utilisant un vide, et un tube d'évacuation d'eau ( 3) étant raccordé à ladite tête de mesure pour évacuer l'eau véhiculée par l'air, en la10 séparant de celui-ci, et en la faisant passer du feutre dans la tête de mesure et des moyens de mesure ( 5, 13, 15) pour mesurer le vide créé lors des opérations de mesure, caractérisé en ce que l'appareil de mesure comprend un radiateur à micro-ondes ( 7) fixé dans la tête de mesure15 ( 1) et raccordé aux moyens de mesure ( 15) pour mesurer la quantité d'eau présente dans le feutre ( 2) et un détecteur de température ( 6) pour mesurer la température de l'air aspiré par la tête de mesure ( 1) dans le tube d'air ( 4)- 2 Appareil de mesure, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le radiateur à micro-ondes ( 7) est prévu pour mesurer, en même temps, la quantité d'eau présente dans le feutre ( 2) et le vide. 3 Appareil de mesure, selon la revendication 1, ou la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur de température ( 6) est prévu pour mesurer la température de l'air, de manière continue, pendant les opérations de mesure du vide. 4 Appareil de mesure, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure ( 1, 6, 7, 12 à 14, 15) comprennent un dispositif d'affichage ( 15 a) pour afficher, simultanément, la valeur de chaque mesure effectuée en même temps sous forme d'un profil transversal du feutre ( 2).