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" Machine à papier "
L'invention concerne les machines à papier et en particulier les cylindres d'aspiration perforés, et surtout les cylindres de couchage sur lesquels passe la toile métallique du formation à la fin de sa course au moment où la bande de papier passe dans la presse. L'invention s'applique aussi aux cylindres d'aspiration d'entraînement.
Les perforations permettent à l'aspiration qui agit à l'intérieur du cylindre de se transmettre à travers la toile métallique et la bande de papier posé sur la toile sur toute la largeur du cylindre et sur la longueur de la toile déterminée par la distance qui sépare deux joints entre la surface intérieure du cylindre et les deux côtés d'une boîte ou portion de boîte
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d'aspiration à l'intérieur du cylindre. L'eau est aspirée de la bande de papier par aspiration et passe à travers les trous pour arriver dans la boîte d'aspiration. Les dimensions et l'espacement des trous sont déterminés par un compromis ayant pour but d'obtenir un rapport assez grand entre la section d'aspiration et la surface du cylindre et de ne pas affaiblir le cy- lindre en enlevant une quantité de métal excessive.
Dans la pratique, d'après les considérations de résistance, le diamètre des trous doit être inférieur à celui qu'il y aurait lieu de choisir de préférence si le rapport entre la section d'aspiration et la surface du cylindre était la seule considération à envisager. Pour augmenter la valeur de ce rapport, les trous ont été fraisés à la périphérie du cylindre généralement suivant un grand angle, par exemple de 120 . Ce fraisage ne doit pas être confondu avec le léger fraisage (d'un angle de fraisage ordinaire de l'ordre de 90 ) ou avec la forme légèrement évasée qu'on donne souvent aux trous cylindriques pour faire disparaître leur arête vive, principalement dans les cylindres sur lesquels passe un feutre au lieu de la toile métallique.
Dans ce cas, la section du trou à la surface du cylindre n'augmente pas sensiblement et même cette légère augmentation ne tarde pas à disparaître par l'usure du cylindre résultant de son repolissage.
L'invention a pour objet d'obtenir un rapport considérable entre la section d'aspiration et la surface du cylindre, permettant à'extraire l'eau d'une manière satisfaisante sans affaiblir le cylindre, tout en remédiant aux divers inconvenients des trous fraises, par exemple la réduction rapide de la section d'aspiration résultant de l'usure ou du repolissage de la surface du cylindre.
Suivant l'invention, les trous de l'enveloppe d'un cylindre d'aspiration ont une forme conique convergeant en dedans à partir de la périphérie du cylindre au moins sur une assez gran-
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de portion de l'épaisseur du cylindre, c'est-à-aire que la conicité peut se prolonger sur toute l'épaisseur du cylindre. La génératrice du cône peut être droite ou évasée et que la conicité se raccorde à, un trou cylindrique ou à un trou de conicité différente, elle ne donne pas lieu à un changement de section notable du trou. La conicité doit se prolonger au moins sur un tiers de l'épaisseur du cylindre et si le cylindre est peu épais, de préférence sur la moitié, si toutefois elle ne se prolonge pas sur toute son épaisseur.
L'invention s'applique de préférence aux cylindres dans lesquels l'intervalle entre les trous et leur diamètre à la surface du cylindre sont choisis de façon que la surface totale des orifices des trous soit égale à environ 70% de la surface du cylindre, c'est-à-dire que le rapport entre la section d'aspiration et la surface du cylindre est d'environ 70%, ainsi qu'on peut l'obtenir par des intervalles égaux entre les trous.
L'écoulement de l'eau extraite ne rencontre ainsi aucun obstacle et l'aspiration s'exerce dans toute la section de l'orifice du trou. Par conséquent, l'eau n'est pas retenue au voisinage de l'orifice, comme dans l'évidement qui se forme entre le bord d'un orifice fraisé et la toile métallique, où cette eau peut être librement projetée par la force centrifuge lorsque le trou dépasse la boite d'aspiration ou est entraînée sur la périphérie du cylindre jusqu'à ce que cette portion du cylindre rencontre de nouveau la toile, au lieu d'être aspirée à l'intérieur du cy- lindre et évacuée, d'où résulte une diminution de l'efficacité du cylindre.
De plus, étant donné qu'il n'existe plus de changement brusque de section comme-au point où l'extrémité intérieure d'un orifice fraisé se raccorde avec un trou cylindrique, on fait disparaître dans une large mesure l'espace mort éventuel, dans lequel les particules de l'argile de la charge ou autres matiè-
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res entraînées de la bande de papier peuvent s'accumuler et obstruer en partie le diamètre du trou.
En outre, la conicité progressive de l'extrémité du trou aboutissant à la surface du cylindre permet au cylindre de s'user notablement sans reduire sensiblement la section du trou. Dans le cas des trous fraisés, l'usure donne lieu à une réduction non proportionnelle de la section de chaque trou et là section d'aspiration en contact avec la toile diminue rapidement. Le même inconvénient se retrouve évidemment au moment du repolissage de la surface extérieure du cylindre, tandis que les trous coniques suivant l'invention permettent un repolissage sensible du cylindre sans modifier sensiblement la section d'aspiration.
De préférence, l'angle de la conicite est inférieur à 35 et mêmeinférieur à 30 . Par exemple, avec un angle.d'environ 28 , on peut obtenir un rapport d'environ 70% entre la section d'aspiration et la surface du cylindre, les intervalles des trous étant egaux (ce qui permet d'obtenir la combinaison la plus avantageuse entre une grande section d'aspiration et une résistance satisfaisante du cylindre) et la conicité convergeant vers le trou proprement dit jusqu'à mi-distance environ dans un cylindre de 25 m/m d'épaisseur et à une profondeur d'un tiers dans un cylindre de 38 m/m d'épaisseur.
Cependant la conicité peut se prolonger sur toute l'épaisseur du cylindre ou sur sa majeure partie, avec un angle de 14 à 15 permettant d'obtenir un rapport de 70% entre la section d'aspiration et la surface du cylindre. Les trous peuvent aussi avoir une forme conique à partir de l'intérieur du cylindre, avec de préférence les angles indiqués ci-dessus.
L'orifice du trou peut avoir une forme légèrement courbe évasée, de préférence se raccordant par une courbe progressive avec la section étroite du trou, de façon à obtenir l'effet d'une veine contractée. Le reste du trou (le trou proprement dit)
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peut avoir une forme cylindrique, conique en sens inverse ou évasée en sens inverse. De même, l'évasement peut se prolonger sur toute l'épaisseur du cylindre ou sur sa majeure partie.
La conicité peut être obtenue facilement au moyen d'une fraise ou mèche profilée, dont on se sert après avoir percé un trou cylindrique dans toute l'épaisseur du cylindre, ce trou servant à recevoir le guide de la fraise profilée, et dans certains cas le trou peut être percé et recevoir sa forme en une seule opération avec une fraise profilée.
L'invention est facile à comprendre d'aprèsla description détaillée qui en est donnée ci-après, avec le dessin cijoint à l'appui, qui représente quelques formes spéciales de trous coniques et évasés et sur lequel les figures 1 et 2 sont des coupes suivant les lignes 1-1 et 2-2 de la figure 3.
La figure 3 est une vue en plan d'une portion de cylindre avec trous séparés par des intervalles égaux et dont le rapport entre la section d'aspiration et la surface du cylindre est d'au moins 70%.
La figure 4 représente, à plus grande échelle, l'orifice d'un trou de la figure 1.
La figure 5 représente un fraisage à 90 à comparer avec la conicité de la figure 4.
La figure 6 représente le fraisage plus courant de 1200 à comparer également avec la conicité de la figure 4.
La figure 7 représente une variante de la figure 1 et
Les figures 8 à 12 représentent, à plus grande échelle que les figures 1 à 3, d'autres formes de trous percés dans un cylindre moins épais que celui des figures 1 et 2.
Suivant les figures 1 à 4, un cylindre en bronze 20, par exemple de 38 m/m d'épaisseur est percé de trous 21 d'un diamè- tre de 7,14 m/m chacun et à des intervalles égaux d'axe en axe de 15,24 m/rn (a sur la figure 1 représente cet intervalle d'axe en axe dans le sens longitudinal), l'intervalle périphérique
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étant de 13,19 m/m (b sur les figures 2 et 3). Chaque trou coinporte un orifice conique 22 faisant un angle c d'environ 28 sur une longueur de 12,7 m/m à partir de la surface extérieure 23 du cylindre. Le diamètre du trou, à la. surface,est de 13,49 m/m et la surface totale des orifices (section d'aspiration) est égale à environ 70% de la surface du cylindre.
Ces dimensions des intervalles équilatéraux sont des dimensions types, ainsi que les diamètres des trous qui ont généralement une valeur d'environ 7,14 ou '1,93 m/m.
La figure 5 représente un trou 24 avec orifice fraisé 5 suivant un angle de 90 et dont le diamètre à la surface (13,49 m/m) est le même que celui de l'orifice conique 22 de la figure 4. Une toile de formation est désignée par 26 et une bande de papier humide par 7. La toile forme un pont sur le fraisage et l'évidement annulaire 28 à angle aigu formé par le fraisage à 90 permet à l'eau aspirée de la bande de papier 27 à travers la toile 26, de rester emprisonnée dans un espace 28A, malgré l'aspiration qui s'exerce par. le trou 24, étant donné que la tension superficielle exerce une action assez forte dans l'espace limité entre la toile et le freinage.
L'orifice conique 22 des trous 21 des figures 1 à 4 ne permet pas à l'eau de rester emprisonnée et l'empêche ainsi d'être projetée par la force centrifuge sur la toile et sur le papier, lorsque l'aspiration ne s'exerce plus dans les trous 21, ou d'être retenue en pure perte jusqu'à ce que les trous revierment en face de la toile.
Même lorsque le fraisage s'effectue suivant un angle de 90 avec un diamètre à la surface de 13,49 m/m, la profondeur de pénétration 1 de la figure 5, est très faible, à sa.voir d'environ 3,17 m/m, et l'usure ou le repolissage de la surface ont pour effet de réduire cette profondeur et de diminuer notablement la section d'aspiration à la surface du cylindre. A chaque nouvelle usure, la section d'aspiration devient rapidement égale à la section du trou qui, dans le cas considéré, n'est que de
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20% environ de la surface du cylindre.
En réalité, le fraisage s'effectue ordinairement suivant un angle, plus grand, de 120 convie indiqué en 29 sur la figure 6, avec un très faible avidement 30, formant une tolérance initiale de polissage 31, mais même en tenant compte de cette tolérance, la profondeur de pénétration e est très faible,et, par suite, l'usure et lé repolissage font diminuer rapidement la section d'aspiration. Comme sur la figure 5, l'eau est emprisonnée dans l'espace 28A.
La conicité progressive de l'orifice 22 des figures 1 à 4 empêche cette rapide diminution de la section d'aspiration au cours de la durée utile du cylindre, qui est inévitable avec le fraisage des figures 5 et 6.
Les figures 5 et 6 indiquent aussi de quelle manière un dépôt 32 de l'argile de la charge se forme dans l'espace "mort", au point où les fraisages 25, 29 se raccordent avec le diamètre normal du trou et diminue la section efficace du trou. Sur les figures 1 à 4, il n'existe pas de variation de section brusque au point où l'orifice conique 22 se raccorde avec le trou 21 et l'absence à peu près totale d'espace "mort" ne favorise pas la formation du dépôt de la charge dans le trou.
Les trous 21 de la figure 7 comportent des orifices éva- sés 33 de même diamètre à la surface que les orifices,coniques 22 de la figure 1 et se raccordant progressivement avec les trous 21 à une profondeur de 12,7 m/m de la surface, de sorte que l'eau n'est pas non plus retenue, que les dépôts ne se'forment pas et que la surface peut s'user en ne réduisant que légèrement la section d'aspiration. L'angle de base est le même que celui de la portion conique à génératrice rectiligne de la figure 1.
La figure 8 est semblable à la figure 7 et représente à plus grande échelle une enveloppe de cylindre 34 de 25,4 m/m d'épaisseur avec orifice évasé 35 se raccordant progressivement avecun trou 36 à mi-épaisseur de l'enveloppe du cylindre. Le
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diamètre du trou et l'intervalle entre les trous ainsi que le diamètre de l'orifice sont les mêmes que sur les figures 1 à 4.
La figure 9 représente aussi une enveloppe de cylindre 37 de 5,4 m/m d'épaisseur avec trous coniques 38 le traversant sur toute son épaisseur. Le diamètre du grand orifice du trou est le même que celui de l'orifice évasé 35 de la figure 8 et celui du petit orifice intérieur est le même que celui du trou 36. l'angle de conicité est d'environ 14 .
Le trou conique évasé 39 de la figure 10 a les mêmes diamètres intérieur et extérieur et, par suite, le même angle de base que le trou 38 de la figure 9.
La figure 11 représente une enveloppe de cylindre 40 avec trou à embouchure conique 41, comme celui de la figure 4, et se raccordant avec un trou de même conicité, mais en sens inverse 42, vers l'intérieur du cylindre. Quoique le changement de section au point de raccordement des trous 41 et 42 à mi- épaisseur du cylindre soit un peu plus accentué que sur la figure 4, la légère tendance éventuelle de la charge à se déposer au-dessous du point de raccordement n'a guère d'importance à cause de l'augmentation du diamètre du trou 42 en s'éloignant du point de raccordement.
La figure 12 est analogue à la figure 11, mais les trous 41,42 sont remplacés par un trou 43 évasé dans les deux sens.
Les orifices coniques ou évasés peuvent être percés par une opération séparée, une fois le perçage initial des trous à intervalles égaux effectué, comme celui des trous 21 des figures 1 à 4, en employant un guide dans chaque trou 21 pour centrer la conicité ou l'évasement, ou on peut effectuer le perçage conique ou évasé en une seule opération avec une fraise ou mèche profilée. Dans le cas de trous à conicités ou évasements opposés, figures 11 et 12, il est nécessaire de percer le cylindre de l'intérieur et de l'extérieur.