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Procédé et machine perfectionnés pour le traitement de la feuille de papier humide dans une machine à papier
La présente invention a pour objet un procédé per- /f actionné de couchage et d'essor.age de la feuille de pa- pier humide lors de son passage dans une machine à papier, et un dispositif perfectionné de presses 'à papier en vue de la mise en oeuvre de ce procédé*
Les machines à papier usuelles, comportent une suite de presses dites suivant les cas presses "coucheuses" ou presses "montantes" dont chacune formée de deux rou- leaux ou cylindres entre lesquels passe un feutre sur lequel a été déposée la feuille de papier humide assure à la fois:
d'une part, le couchage de la feuille de pa- pier humide et d'autre part, l'extraction de son eau en ,dehors de la machine. Comme il est connu, le couchage modifie par pression la structure du papier humide, di- minuant son épaisseur, augmentant l'adhérence des fibres entre elles et par suite la résistance du papier. L'esso- rage du papier dû à cette même pression augmente la sic-
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cité du papier humide,.en faisant passer une partie de l'eau de ce papier à travers le feutre de la presse agis- sant comme filtre.
Cette augmentation de siccité produit à vitesse de machine égale une économie de combustible nécessaire au stade final de la sécherie, ou à consom- mation de combustible égale permet une augmentation de la vitesse de la machine à papier,
Ces machines connues présentent les inconvénients suivants :
Lorsque la pression entre les deux cylindres aug- mente, le pouvoir filtrant du feutre étant limité, il arrive un moment où l'eau à essorer ne passe plus inté- gralement à travers le feutre, et l'eau excédentaire reste dans l'ensemble constitué par la feuille de papier et le feutre tout en étant refoulée vers l'arrière :il en résulte un "écrasement" de la feuille, c'est-à-dire une destruction complète de l'édifice de fibres consti- tuant la feuille elle-même, qui est réduite à l'état de pâte refoulée derrière la presse avec l'eau excédentaire.
La pression de fonctionnement est donc limitée en fonc- tion du pouvoir filtrant du feutre, pouvoir filtrant qui diminue au fur et à mesure de la marche de la machine, suivant l'encrassement du feutre. Par suite, il faut diminuer la pression progressivement pendant la marche de la machine, jusqu'à ce que l'essorage de l'ensemble constitué par la feuille et le feutre devienne nul et à ce moment, la presse n'ayant plus d'utilité, il est in- dispensable soit de mettre le feutre définitivement hors service, soit de le laver en marche par un système quel- conque connu : rinceur avec foulon, conditionneur système Vickéry, caisse aspirante etc.. Ces systèmes de lavage ne corrigeant que partiellement la diminution du pouvoir filtrant du feutre.
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Il arrive souvent que malgré ces dispositifs on soit obligé d'arrêter la machine pour laver le feutre en arrê- tant la production ou pour le retirer afin de le laver dans un laveur approprié.
On voit finalement que dans ces machines connues : la limitation de la pression maxima initiale imposée par le pouvoir filtrant du feutre restreint la qualité du papier obtenu; la diminution de pression imposée par l'augmentation progressive de l'encrassement et la diminution corres- pondante du pouvoir filtrant du feutre conduit à une di- minution progressive de la siccité de la feuille de pa- pier humide et comme conséquence à une marche irrégulière de la machine augmentant le coût de la production.
Enfin, sans préjudice de la restriction de qualité du papier due à la limitation de la pression initiale, cette qualité est encore compromise par l'irrégularité du fonctionnement, amenée par des ruptures de feuille causées par l'écrasement de la feuille et par le passage de surépaisseurs ou de défauts quelconques : patons, amincissements accidentels, encrassements locaux accentués du feutre etc...
La qualité du papier est encore compromise du fait qu'un feutre poreux, nécessaire à un bon filtrage, marque davantage sur la feuille qu'un feutre serré.
Le procédé et la machine suivant l'invention per- mettent d'effectuer le couchage et l'essorage du papier et l'essorage du feutre en évitant les inconvénients ci- dessus.
Ce procédé est remarquable notamment en ce qu'il consiste à réaliser séparément d'une part le couchage de la feuille humide et d'autre part l'extraction de la machine d'une partie de l'eau qui est contenue dans ladite
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feuille, cette feuille de papier humide étant d'abord couchée à une pression relativement plus élevée que dans une presse coucheuse classique tout en cédant au feutre, qui l'absorbe à la manière d'une éponge, l'eau devant être essorée, et le feutre étant ensuite essoré seul à une pres- sion un peu plus élevée et abandonnant en vue de son éli- mination de la machine la quantité d'eau qu'il avait reçue de la feuille.
La machine suivant l'invention destinée à l'applica- tion de ce procédé est remarquable notamment en ce qu'elle comporte en combinaison une presse dite coucheuse, à pression élevée, une presse dite essoreuse agencée de ma- nière à fonctionner sous une pression supérieure à celle pratiquée dans la presse coucheuse et un feutre sans fin à tissu très serré passant successivement dans les deux presses, tandis que le papier traité ne passe que dans la presse coucheuse.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : la fig. 1 est un schéma en coupe verticale d'une machine suivant l'invention; les figs. 2 à 4 sont des schémas analogues de varian- tes.
Suivant l'exemple d'exécution représenté à la fig. 1 la machine comporte une presse P dite coucheuse, une presse de même type P' dite essoreuse, et un feutre de laine I à tissu serré pesant par exemple 1200 grammes minimum au mètre carré et passant dans les presses P et P'.
La presse P comprend un cylindre inférieur fixe 2 en fonte recouvert d'une couche de caoutchouc 3 et un cylin- dre supérieur 4 en matière dure, polie, ce cylindre 4 étant comme connu en soi, mobile verticalement afin de permettre
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de régler la pression de ce cylindre sur le cylindre in- férieur 2. La presse P' comprend également un cylindre inférieur fixe 5 recouvert d'une couche de caoutchouc 6 et un cylindre supérieur 7 mobile en vue du réglage de la pression exercée sur le cylindre inférieur 5.
Dans chacune des deux presses Pet P' l'entraîne- ment est réalisé par le cylindre inférieur, le cylindre supérieur étant à son tour entraîné par friction, et cet entraînement a lieu dans le sens des flèches f1 et f Le feutre I est porté par les rouleaux @
8, 9, 10, 11, 13 et 12 comprenant un rouleau guidé 12 et un rouleau tendeur 13 de types connus universellement employés. L'ensemble comporte de plus un racle 18 sur le cylindre 4 et une bacholle 7a sous le cylindre 5 destinée à recueillir et à éliminer de la machine l'eau de l'essorage, ces deux dispositifs de types également connus.
Le feutre I et une feuille de papier humide 14 avancent dans le sens des flèches f3,cette feuille de papier étant portée par des rouleaux 15, 16,17.
Le fonctionnement est le suivant :
A la mise en route on exerce d'abord à la presse coucheuse P une pression Pl supérieure à celle exercée dans une presse classique ordinaire sot une pression de l'ordre de 40 Kgs par centimètre linéaire de cylindre, l'écoulement de l'eau extraite de la feuille et du feu- tre apparaît provisoirement derrière cette presse exac- tement comme dans le fonctionnement normal d'une presse coucheuse ou montante classique. On exerce ensuite une pression croissante, progressive, dans la presse esso- reuse P' jusqu'à ce que l'écoulement de l'eau apparaisse et s'acccoisse derrière cette presse, tout en diminuant derrière la première jusqu'à y disparaître totalement.
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A partir de ce moment la machine fonctionne de la manière suivante : la presse P assure le couchage et l'essorage de la feuille de papier humide dont une par- tie de l'eau qui y est contenue est absorbée par le feu- tre fonctionnant comme une éponge. Ce dernier étant sou- mis ensuite dans la presse P' à une pression supérieure à celle pratiquée dans la presse P abandonne cette eau qui s'écoulant dans la bacholle 7a est éliminée de la machine. A la sortie de cette presse P' le feutre se trouve alors en état d'absorber à nouveau dans la presse P une quantité d'eau identique à celle qu'il a abandonnée, le fonctionnement se faisant bien entendu en continu.
Comme on le voit, le fonctionnement est nettement différent de celui d'un ensemble constitué par une presse coucheuse ordinaire et un dispositif dit "foulon" connu des hommes du métier et destiné comme son nom l'indique à foulonner le feutre en marche continue ( le feutre ayant été mouillé à la sortie de la presse classique ) afin d'obtenir un certain décrassement du feutre lui ren- dant une partie de son pouvoir filtrant. A la sortie du foulon classique le feutre est plus humide qu'à la sortie de la presse classique dont il complète l'équipement car étant construit mécaniquement plus faible il ne peut sup- porter que des pressions de l'ordre de 12 kgs au cm contre
20 à 22 kgs au cm dans la presse classique.
Le fonction- nement 'de ce système presse-foulon est caractérisé par une extraction d'eau simultanée derrière le foulon et derrière la presse, alors que dans l'équipement suivant l'invention l'extraction d'eau s'effectue en marche normale uniquement derrière la presse essoreuse.
Avec du matériel de construction courante, la pression maximum atteinte dans la presse coucheuse P est de l'ordre de 40 kgs au centimètre de longueur de presse
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sans que la feuille en soit altérée, les pressions exer- cées dans une presse classique, pour des papiers de même qualité, étant de l'ordre de 22 kgs au centimètre. L'ab- sence de détérioration du papier et en particulier d'é- crasement est la conséquence de la suppression de l'eau d'essorage à l'état libre dans cette presse. Cet avantage subsisterait au-delà de cette pression de 40 kgs dans une presse propre à recevoir des pressions plus fortes, c'est- à-dire de construction mécanique d'ensemble plus robuste pourvue de mécanismes de pression renforcés et d'un caoutchouc de dureté supérieure.
Par ailleurs du fait que le feutre fonctionne dans la presse coucheuse P comme absorbant de l'eau et non comme filtrant, son encrassement n'a plus aucune influ- ence sur la marche de la machine. Il en résulte la possi- bilité pour cette dernière d'un fonctionnement en régime quasi-permanent et à pression constante, élément essen- tiel d'une opération satisfaisante au double point de vue qualité du papier et économie générale.
D'après ce qui précède, il suffit au feutre de pos- séder un pouvoir absorbant en surface.
Tous les divers tissus peuvent donc en principe con- venir. On remarquera seulement que le tissage doit être serré et homogène, c'est-à-dire que les fils du tissu ne doivent pas laisser de vides entre eux, le feutre s'es- sorant alors complètement dans la presse essoreuse, l'eau du feutre, malgré la pression, demeurant dans les alvéo- les formées par les fils.
Dans ces conditions, rien ne s'oppose à réaliser un feutre très solide, de tissu beaucoup plus serré et d'é- paisseur beaucoup plus grande que dans les presses clas- siques, les fils de chaîne et de trame pouvant être ren- forcés dans une très grande mesure.
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Un tel feutre s'use moins vite et a de plus l'avan- tage de ne pas marquer la feuille.
A titre d'exemple, alors qu'un tissu normalement employé dans une presse classique (700 grs/m2) à fils très séparés donne dans cette machine un essorage de 14 grammes seulement au mètre carré, pour une durée de cinq jours, un feutre tissé spécialement (1200 grs/m2) à tissu serré, chaîne et trame renforcées, donne un esso- rage moyen de 24 grs au m2, pour une durée de quarante jours, dans les mêmes conditions de vitesse de marche et de pression.
Toutes les caractéristiques qui précèdent permettent d'obtenir dans l'équipement suivant l'invention un gain de siccité élevé, si l'on appelle siccité de la feuille de papier humide à un stade donné de son traitement le rapport du poids de papier absolument sec contenu dans une quantité déterminée de la feuille humide au poids de cette même quantité de feuille humide.
Avec une siccité à l'entrée de cette presse de 30 % on a obtenu jusqu'à 37 % à la sortie pour des pressions de 40 K au centimètre linéaire de la presse coucheuse alors que les presses classiques ne permettent d'atteindre que des chiffres de l'ordre de 30 à 35 %, suivant les qualités de papier et conditions de marche.
Il est à noter que les avantages de cet équipement par rapport à l'équipement classique subsistant quand on le compare à une presse dite "aspirante" connue des hommes du métier. Dans une telle presse aspirante le pou- voir filtrant du feutre est augmenté par un dispositif à dépression mais cela n'élimine pas les inconvénients précités résultant de l'utilisation du feutre comme filtre et non comme absorbant..
@ La fig. 2 représente une variante de machine dans
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laquelle l'équipement est monté en presses étagées P et P' et comporte un seul cylindre entraîneur caoutchoucté 19 tournant entre deux cylindres en matière dure 20 et SI La combinaison des cylindres 19 et 20 constitue la presse coucheuse P et la combinaison des cylindres 19 et 21 constitue la presse essoreuse P'. On bénéficie ainsi d'une économie et d'une simplification notables dans la construction de l'équipement. Le principe du fonctionne- ment est identique au précédent.
Une disposition semblable a été adoptée dans les variantes représentées à la fig. 3 dans laquelle l'équi- pement est monté en presses horizontales combinées P et Pt'et à la fig. 4 dans laquelle il est disposé en pres- ses étagées du type presse montante, c'est-à-dire une presse dans laquelle la feuille de papier est traitée retournée, le côté inférieur de la feuille se trouvant en contact avec le cylindre supérieur de la presse P.
Naturellement, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
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