Brevet FR2745015A1 — publié le 19970822

INSTALLATION ET PROCEDE POUR LE REMPLACEMENT DE LA COMPOSITION ALIMENTANT UNE TETE DE COUCHAGE Domaine Technique L'invention concerne le domaine de l'industrie papetière, et plus précisément les installations de couchage du papier. Elle vise plus précisément l'installation d'alimentation de cette tête de couchage. Elle permet tout particulièrement le remplacement rapide des diverses sauces de couchage. Techniques Antérieures De manière connue, dans une installation de couchage, la tête de couchage proprement dite est reliée à un bac final par un circuit de circulation formé d'un circuit d'amenée sur lequel se trouve une pompe et d'un circuit de retour. La composition de couchage, communément appelée "sauce de couchage" circule dans le circuit de circulation. La quantité de sauce effectivement déposée sur le papier est nettement inférieure au volume de sauce traversant la tête de couchage, typiquement de l'ordre de 1 pour 30. De manière connue, cette sauce de couchage présente différents pigments, charges et liants permettant de donner au papier une bonne qualité de toucher et un aspect visuel agréable. De façon connue, cette sauce de couchage est obtenue par mélange et mixage de différents ingrédients dans une unité de préparation communément appelée "cuisine de couchage". Le bac final est lui-même relié à cette cuisine de couchage et reçoit la quantité nécessaire de sauce pour la production requise. Compte-tenu de la grande variété de papiers existants, il s'avère nécessaire de changer fréquemment de sauce de couchage. Cette opération nécessite l'arrêt de la machine puis une vidange du circuit de recirculation ainsi que son nettoyage. Un tel arrêt stoppe le fonctionnement de la machine pendant au moins trente minutes, ce qui se traduit par une perte de production et des coûts de maintenance importants. Pour pallier à cet inconvénient, on a proposé d'équiper la tête de couchage de deux circuits de circulation indépendants permettant le passage d'une sauce de couchage à l'autre sans nécessiter l'arrêt de la machine. Malheureusement, une telle solution exige un investissement trop important et n'est pas intéressante économiquement. Le problème que propose donc de résoudre l'invention est le changement rapide de sauce de couchage, sans provoquer d'arrêt important de la machine, et au moyen de modifications peu coûteuses, d'une installation classique. Exposé de l'invention L'invention concerne une installation pour alimenter en composition une tête de couchage, l'installation étant du type connu comprenant - un bac dit final présentant des moyens d'agitation de la composition de couchage; - une tête de couchage proprement dite reliée au bac final par un circuit d'amenée et un circuit de retour formant un circuit de circulation de la composition de couchage; ledit bac final étant relié à l'unité de préparation de la composition de couchage par un premier circuit d'alimentation en composition fraîche. Cette installation se caractérise en ce qu'elle comprend également: - un réservoir supplémentaire relié d'une part, à la cuisine de couchage et d'autre part, au bac final via un second circuit d'alimentation en sauce fraîche; - un réservoir de récupération disposé en dérivation sur le circuit de retour via un circuit de récupération; - un ensemble de vannes disposées entre la cuisine de couchage et le bac final, en amont et en aval du réservoir supplémentaire, sur le circuit de retour et en amont du réservoir de récupération, lesdites vannes étant commandées séquentiellement pour assurer, sans interruption du flux de sauce dans le circuit de circulation: - la fermeture du premier circuit d'alimentation, - l'ouverture du second circuit d'alimentation, - l'ouverture, puis la fermeture du circuit de récupération. En d'autres termes, l'invention consiste à doter l'installation de couchage d'un bac supplémentaire servant de "réservoir-tampon" directement relié au bac final. De la sorte, il est possible d'introduire dans ce réservoir-tampon une seconde sauce de couchage qu'on peut déverser dans le bac final lorsque le niveau de la composition initiale dans ce bac atteint un seuil bas. Ensuite, par effet piston, la deuxième composition pousse la première et progressivement la remplace. Selon l'invention, l'installation comporte également un bac de récupération destiné à récupérer la première sauce de couchage qui est poussée par la seconde sauce de remplacement. L'invention consiste donc à ajouter à une installation classique ces deux bacs caractéristiques ainsi qu'à équiper les différents circuits de fluide de vannes commandées selon des séquences prédéterminées pour assurer le remplacement de la première sauce de couchage par la seconde. De la sorte, les éléments complémentaires caractéristiques de l'invention n'augmentent pas de manière exagérée le prix d'une installation classique. Dans une forme pratique de réalisation, le réservoir supplémentaire est disposé au-dessus du bac final permettant ainsi son déchargement par gravité. Dans une variante de réalisation, le premier circuit d'alimentation présente en outre un réservoir d'appoint relié à la cuisine de couchage et au bac final, monté en parallèle au circuit du réservoir supplémentaire. En d'autres termes, le bac final est relié à un deuxième réservoirtampon comprenant la première sauce de couchage, ce qui permet de stopper l'alimentation en première sauce de façon plus souple et mieux contrôlée. Avantageusement en pratique, le circuit d'amenée et/ou le circuit de retour du circuit de circulation de sauce comporte en série un/ou plusieurs dispositif de filtration. L'invention concerne également un procédé qui peut être mis en service notamment par l'installation décrite ci-avant. Ce procédé vise le remplacement d'une première composition de couchage par une seconde composition, dans une installation comprenant un bac dit final et une tête de couchage reliés par un circuit de circulation formé d'un circuit d'amenée et d'un circuit de retour, ledit bac final étant relié à l'unité de préparation de la composition de couchage par un premier circuit d'alimentation de première composition. Ce procédé se caractérise en ce qu'il consiste: - dans un premier temps, à stopper l'alimentation du bac final en première composition - dans un second temps, lorsque le niveau en première composition dans le bac final atteint un seuil bas, à introduire dans ledit bac final de la seconde composition qui, par effet piston, repousse la première composition dans le circuit de circulation; - dans un troisième temps, à récupérer la première composition sortant de la tête de couchage, et qui est poussée par la seconde composition - dans un quatrième temps, à arrêter la récupération de la première composition lorsque la seconde composition a rempli la tête de couchage; - et enfin à maintenir la circulation de la deuxième composition dans le circuit de circulation. Autrement dit, le procédé conforme à l'invention consiste à interrompre l'alimentation en premier sauce de couchage, puis lorsque la quantité résiduelle de première sauce non consommée est suffisamment basse à démarrer l'alimentation par une seconde sauce. De la sorte la seconde sauce repousse la première dans la tête de couchage conformément à l'invention, cette première sauce est récupérée afin de ne pas réalimenter le bac final qui contient, à ce moment, de la seconde sauce. Description sommaire des dessins La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées dans lesquelles La figure 1 est un synoptique schématique d'une installation conforme à l'invention. La figure 2 est un synoptique d'une variante de réalisation. La figure 3 est un synoptique dans lequel les vannes sont configurées pour une circulation d'une première sauce. La figure 4 est le même synoptique dans lequel la procédure de changement de sauce est initiée. La figure 5 est le même synoptique illustrant la baisse du niveau dans le bac final. La figure 6 est le même synoptique montrant la configuration des vannes au moment de l'alimentation du bac final en deuxième sauce. La figure 7 est le même synoptique au moment de l'ouverture du circuit de récupération. La figure 8 est le même synoptique dans lequel le circuit de récupération est fermé. Enfin, la figure 9 est le même synoptique dans lequel la circulation est établie en seconde sauce. Manière de réaliser l'invention Comme déjà dit, l'invention concerne une installation de couchage, et plus précisément l'installation d'alimentation en sauce de la tête de couchage. De manière connue, une installation de couchage comporte principalement un bac final (1), une tête de couchage (2) et une cuisine de couchage (3). Le bac final est relié à l'entrée (4) de la tête de couchage par un circuit d'amenée (C1) sur lequel est disposée une pompe (5). Parallèlement, la sortie (6) de la tête de couchage (2) est reliée au bac final (1) par un circuit de retour (C2). Ainsi, en régime continu, la sauce de couchage part du bac final (1), est aspirée par la pompe (5) puis arrive, via le circuit (C1) à la tête de couchage (2) pour y être en partie consommée, le surplus de cette sauce (qui constitue environ trente fois la part consommée) retourne au bac final via le circuit (C2). Dans une forme avantageuse de réalisation, les circuits d'amenée (C1) et de retour (C2) peuvent être équipés de moyens de filtration (7, 8) de tout type. Le remplissage du bac final (1) s'effectue à partir de sauces élaborées dans la cuisine de couchage (3), acheminées jusqu'au bac, via le circuit (C3) Comme déjà dit, un des problèmes que se propose de résoudre l'invention est le changement rapide de sauce de couchage. Pour résoudre ce problème, l'invention consiste à doter l'installation de moyens supplémentaires constitués par au moins un bac supplémentaire (10) servant de réservoir-tampon d'une sauce diférente, d'un bac complémentaire de récupération (11), ainsi que d'un ensemble de vannes (V1, V2, V3, V4, V5) permettant la reconfiguration dynamique des différents circuits de sauce. Ainsi, le réservoir-tampon supplémentaire (10) est installé en hauteur par rapport au bac final (1), et est connecté d'une part, à la cuisine de couchage (3) par une vanne (V2), et d'autre part, au bac final (1) par une vanne (V3). Parallèlement, le circuit (C3) comporte une vanne (V1) en aval du point de branchement du réservoir-tampon (10). Conformément à l'invention, l'installation comporte également un bac de récupération (11) relié à la sortie (6) de la tête de couchage (2) et un circuit de récupération (C4) sur lequel se trouve une vanne (V4). De façon complémentaire, le circuit de retour (C2) comporte une vanne (V5) disposée en aval du point de branchement du circuit de récupération (C4). Le fonctionnement de l'installation est le suivant. Dans une phase de fonctionnement en régime établi pendant laquelle la tête de couchage (2) est alimentée par une première sauce (S1), la vanne (V5) est ouverte tandis que la vanne (V4) est fermée et le circuit de circulation formé de C1 et de C2 assure une alimentation continue de la tête de couchage (2) en sauce. Le remplissage du bac final (1) s'effectue à partir de la cuisine de couchage (3) via le circuit (C3) sur lequel la vanne (V1) est ouverte. Dans le même temps, le réservoir tampon (10) est isolé par les vannes V2 et V3 qui sont fermées (voir figure 3). Lorsqu'il s'avère nécessaire de changer la sauce de couchage en vue de la production d'un papier de propriétés différentes, l'installation conforme à l'invention voit les différentes vannes s'ouvrir et se fermer conformément au procédé de l'invention. Ainsi, dans une première phase illustrée à la figure 4, l'alimentation en première sauce (S1) est stoppée par la fermeture de la vanne V1. Parallèlement, la vanne V2 est ouverte et le bac tampon (10) est rempli par la deuxième sauce de couchage (S2) en provenance de la cuisine de couchage (3). A partir de ce moment, la consommation de sauce dans la tête de couchage (2) provoque la baisse de niveau dans le bac final (1) (voir figure 5). Ce niveau est détecté par un capteur de type connu, qui peut être à membrane, ou à infra-sons, voire encore tout autre type de capteur équivalent. Lorsqu'un seuil bas est détecté par le capteur (12), la vanne V3 est ouverte, ce qui provoque l'écoulement par gravité de la deuxième sauce contenue dans le bac tampon (10). A partir de ce moment, le bac final (1) contient dans sa partie basse de la première sauce sur laquelle surnage de la seconde sauce issue du bac tampon (10) (voir figure 6). Séquentiellement, et pour éviter que de la première sauce ne repénètre dans le bac final (1), la vanne V4 est fermée tandis que la vanne V5 est ouverte. De la sorte, l'écoulement dans le circuit (C2) de la première sauce de couchage se trouve dérivé vers le bac de récupération (11) via le circuit (C4). La pompe (5) faisant son effet, la deuxième sauce progresse dans le circuit d'amenée (C1) en repoussant la première sauce dans la tête de couchage (2). A partir d'un moment, la deuxième sauce parvient à la tête de couchage et le papier produit subit un changement de ses propriétés. Bien entendu, la période transitoire pendant laquelle la tête de couchage (2) voit les deux sauces se succéder est relativement courte, typiquement de l'ordre de 15 à 20 secondes pendant lesquelles le papier produit présente des propriétés mal définies. Ce délai de 15 à 20 secondes est à comparer avec la demi-heure moyenne nécessitant le changement de sauce par vidange totale de l'installation conformément à l'Art Antérieur. Lorsque la deuxième sauce de couchage a rempli la tête de couchage (2), les vannes V4 et V5 sont respectivement ré-ouverte et refermée, de manière à isoler le circuit de récupération (C4 et 11) dans lequel se trouve le reliquat de première sauce (voir figure 8). Par la suite, la deuxième sauce circule dans le bac final (1) et l'installation se retrouve en régime établi avec une circulation de deuxième sauce désirée (voir figure 9). L'invention réside notamment dans la commande séquentielle des différentes vannes de configuration du circuit. Dans une version, l'enchaînement et la séquence des ouvertures et fermetures des vannes (V1, V2, V3, V4, V5) est assuré par diverses temporisations calculées en fonction des débits de la pompe et des longueurs de circuit (C1, C2). Dans une variante d'installation illustrée à la figure 2, l'installation comprend un bac tampon supplémentaire (20) monté entre la cuisine de couchage (3) et le bac final (1), et isolable au moyen de vanne (V6 et V7). Dans cette variante, la quantité de première sauce introduite dans le bac final est plus facilement contrôlable, ce qui permet des transitions plus nettes. ll ressort de ce qui précède que l'installation et le procédé conformes à l'invention permettent de remplacer une sauce de couchage par une autre, de manière dynamique sans nécessiter aucun arrêt de la machine. ll s'ensuit que la production de papier n'est pas stoppée, ce qui permet à une optimisation de la production, à des gains de productivité. Le changement de sauce de couchage s'effectue en temps masqué ce qui permet également des gains de coûts au niveau de la préparation. Par ailleurs, l'utilisation d'un bac de récupération permet d'optimiser les quantités de sauces dont on sait par ailleurs qu'elles contiennent fréquemment des ingrédients onéreux. REVENDICATIONS 1/ Installation pour alimenter en composition une tête de couchage, comprenant - un bac dit final (1) présentant des moyens d'agitation de la composition de couchage; - une tête de couchage (2) proprement dite reliée au bac final (1) par un circuit d'amenée (C1) et un circuit de retour (C2) formant un circuit de circulation de la composition de couchage; ledit bac final (1) étant relié à l'unité (3) de préparation de la composition de couchage par un premier circuit (C3) d'alimentation en composition fraîche, caractérisée en ce qu'elle comprend également: - un réservoir supplémentaire (10) relié d'une part, à l'unité de préparation (3) et d'autre part, au bac final (1) via un second circuit (C6) d'alimentation en composition fraîche - un réservoir de récupération "disposé en dérivation sur le circuit de retour (C2) via un circuit de récupération (C4)";; - un ensemble de vannes (V1, V2, V3, V4, V5) disposées entre l'unité de préparation (3) et le bac final (1), en amont et en aval du réservoir supplémentaire (10), sur le circuit de retour (C2) et en amont du réservoir de récupération (11), lesdites vannes étant commandées séquentiellement pour assurer, sans interruption du flux de composition dans le circuit de circulation: - la fermeture du premier circuit d'alimentation (C3), - l'ouverture du second circuit d'alimentation (C6), - l'ouverture, puis la fermeture du circuit de récupération (C4). 4 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réservoir supplémentaire (10) est disposé en dessus du bac final (1). 3/ Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier circuit d'alimentation (C3) présente en outre un réservoir d'appoint (20), relié à l'unité de préparation (3) et au bac final (1), monté en parallèle au circuit (C6) du réservoir supplémentaire (10). 4/ Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit (C) d'amenée (C1) comporte en série un dispositif de filtration (7). 5/ Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de retour (C2) comporte en série un dispositif de filtration (8). 6/ Procédé pour le remplacement d'une première composition de couchage par une seconde composition, dans une installation comprenant un bac dit final (1) et une tête de couchage (2) reliés par un circuit de circulation formé d'un circuit d'amenée (C1) et d'un circuit de retour (C2), ledit bac final (C1) étant relié à l'unité de préparation (3) de la composition de couchage par un premier circuit d'alimentation (C3) de première composition, caractérisé en ce qu'il consiste - dans un premier temps, à stopper l'alimentation du bac final (1) en première composition (S1) - dans un second temps, lorsque le niveau en première composition (S1) dans le bac final (1) atteint un seuil bas, à introduire dans ledit bac final (1) de la seconde composition (S2) qui, par effet piston, repousse la première composition (S1) dans le circuit de circulation (C1, Q); - dans un troisième temps, à récupérer la première composition (S1) sortant de la tête de couchage (2), et qui est poussée par la seconde composition (S1); - dans un quatrième temps, à arrêter la récupération de la première composition (S1) lorsque la seconde composition (S2) a rempli la tête de couchage (2); - et enfin à maintenir la circulation de la deuxième composition (S2) dans le circuit de circulation (C1, C2).