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BREVET BELGE Procédé et dispositif d'alimentation en pâte l'une installation de fabrication de feuilles d matière fibreuse.
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La présente invention concerne de façon générale une installation pour la formation d'une feuille d'une matière fibreuse propre à la production de tubes et de pla- ques, et elle concerne particulièrement un procédé et un dispositif d'alimentation en pâte aoueuse de fibres et d'un liant (normalement de ciment),del'organe sur lequel cette feuille doit'se former.
On connaît de-puis longtemps -divers procédés et types de machines pour la formation d'une feuille de matière fi- breuse. '
Dans les machines à cylindre tournant formé d'un treillis, la pâte aqueuse de fibrociment très diluée est amenée dans une cuve dans laquelle le cylindre est plongé en partie ,de façon que la majeure partie de l'eau soit éliminée à ravers le treillis métallique du -cylindre en donnant lieu ainsi à la-formation, sur la surface exté- rieure du cylindre, d'une feuille mince qui est déposée par adhérence sur une nappe perméable continue (feutre) qui se meut en contact avec le cylindre à surface en treillis .
Cette nappe transporte alors la feuille formée en vue de l'opération suivante d'enroulement de la feuille sur un man- drin métallique. - - -
L'inconvénient principal de ces machines à cylindres en treillis résulte de la facilité avec laquelle le treillis métallique tend à s'obstruer, des frais importants de manu-
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tention pour les remplacements fréquents de ce treillis , de la présence importante de matières solides en suspension dans l'eau en circulation ,qui passent à travers le treil- lis, et de 1*obligation qui s'ensuit donc d'employer d'encombrants systèmes de séparation.
Dans d'autres types de machines,on'emploie*un. cy- . lindre aspirant sur lequel est renvoyée la nappe .perméable - continue (feutre) qui particips au mouvement du¯cylindre, lequel plonge partiellement dans la pâte aqueuse contenue dans une cuve. A l'intérieur ou à l'extérieur du cylindre, sont prévus des moyens-qui limitent le vide au seul arc de l'enveloppe du cylindre qui est en contact avec la nappe perméable continue. L'action combinée du-mouvement du cylindre et de l'aspiration à l'intérieur de celui-ci donne lieu à la formation et à la déshydratation d'une feuille continue de matière fibreuse sur la nappe perméable.
Dans ce cas, il y a un volume important de pâte dans la cuve d'alimentation du cylindre aspirant,. avec l'inconvénient -de mouvements turbulents dans cette pâte par suite de l'agi- tation qui doit y être entretenue constamment pour éviter les depuis. L'arrivée de la pâte à la cuve se fait par des passages localisés qui/ne s'étendent pas sur toute lalar- geur de la cuve et-qui sont cause d'une augmention nou- velle de l'irrégularité de la turbulence. En outre, le volume important de 'pâte dans la cuve d'alimentation ne permet pas-la vidange rapide de celle-ci à tout arrêt de la nappe perméable et du .cylindre aspirant.
Ce fait comporte le grave inconvénient qu'à tout ar- rêt de la nappe perméable,c'est-à-dire à tout changement du
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mandrin métallique d'enroulement de la couche fibreuse transportée par la nappe perméable, il y a formation d'un dépôt excessif et irrégulier de matière fibreuse sur cette nappe ,en correspondance avec la zone immergée dans la pâte aqueuse ,en dépit de l'annulation de la dépression inté- rieure du cylindre aspirant. On sait que de tels dépôts irré- guliers excessifs et localisés provoquent de graves mal- formations dans les tubes en formation sur le mandrin métallique.
Enfin, on connaît d'autres machines pour la forma- tion d'une feuille de matière fibreuse, dans lesquelles la pâte aqueuse pas trop diluée est versée directement sur une nappe perméable continue ,renvoyée sur un cylindre im- perméable , par des rotors disposés pour tourner dans une cuvette de distribution.
En pareil cas, on a l'inconvénient d'une irrégularité périodique de l'épaisseur de la couche
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de at20re fibreuse déposée sur la nappe perséable continue , du? aux ondes ':'v:"a#'",. r'9 :t:r les .""..:Yf^gT"ßs des rotors la r'*..11 ze Cr-f- ?^,^ dna '* fe\i11e des it.--:"J :;1 ;ftt"'. :.: 3 c/-r:: 1:: \'I:9 $1 e'..i:le f:J::!' :zones 72:3:e9 "i^':.:y.:f'' 6:'pßae.:,..'Ig vE'i';:.''?,.9W::1 autre i.xc''n7é.nient se ces '"',a.,..ahoa raclnLnes consiste dans la. charge importante que conptitue le nettoyage de la cu- vette 'W âß: i?:: les rotors ,et dans un risque important de rupture .2es palettes ,provoquée ppr l'introducticn acci- dentelle de corps êtra-ecre :=5ne s'ils pont de petites di- 3er:sions.
L'invention a principalement pour but de créer an
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procédé et un dispositif d'alisentation en pâte aqueuse d'une nappe perméable continue en motvement pour la formation sur
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celle-ci d'une feuille ou couche de matière fibreuse bien uniforme , à fibres énergiquement homogénéisées et conve- nablement orientées en milieu humide à ce moment par le dispositif sur cette nappe perméable continue, sans donner lieu aux inconvénients et aux troubles qui existent dans les systèmes connus et dont il a été fait mention plus haut.
Ce but est atteint par le procédé selon l'invention qui se caractérise en substance par-le fait que l'on soumet la pâte aqueuse de fibres et de liant à un traitement d'homogénéisation et que cette pâte est amenée sous forme d'un écoulement laminaire à sens unique à se déposer sur la nappe perméable continue pour y être immédiatement et uniformément déshydratée.
Il convient de soumettre la couche de matière fibreu-- se qui s'est formée sur la nappe perméable continue à une action de tassement et de laminage,en particulier pendant la première phase de déshydratation.
Le dispositif d'alimentation suivant l'invention , . qui réalise ce procédé, se caractérise en substance en ce qu'il comprend un corps creux fermé auquel la pâte aqueuse de fibrociment arrive par un conduit d'amenée muni éven- tuellement d'une vanne d'arrêt et dans lequel est disposé un homogénéisateur et un distributeur-mélangeur à palettes pour la pâte, le corps creux étant muni ,en correspondance avec ce distributeur-mélangeur,d'une fenêtre qui débouche dans un conduit ascendant à section étroite et se resserrant, d'une largeur égalera la largeur de la feuille ou couche à tonner sur la nappe perméable c ontinue, ce .
conduit réali- sant par son fond et par ses cotes l'étanchéité sur la nappe
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dans la zone de transfert dé la pâte aqueuse sur la nappe, zone dans laquelle la nappe est renvoyée sur un cylindre.
Avec le procédé décrit ci-dessus et le dispositif d'alimentation ainsi conformé, on cbtient de nombreux avan- tages. La pâte aqueuse introduite-dans le corps du disno- sitif subit un traitement énergique d'homogénéisation à travers l'homogénéisateur tournant et continue, de façon ininterrompue, sans arrêt, avec un mouvement symétrique par rapport à l'axe du corps , vers le distributeur-mélangeur, lequel, avec ses palettes ,oblige la pâte à accomplir un mouvement ordonné de rotation dans la partie inférieure du corps, pour sortir donc par la fenêtre dans le conduit as- cendant et affluer de façon uniforme et continue en un cou- rant laminaire vers la nappe perméable sur laquelle la pâte vient se fixer immédiatement sans remise en circulation et sans arrêt, grâce à la conformation étranglée de ce conduit.
Cet étranglement particulier resserré du conduit d'amenée de la pâte vers la nappe perméable rend en outre possible un abaisse=en# rapide de tout le niveau de la paie dans le conduis en question au moyen e l'interruption de l'ali- mentation à l'instant précédan- un quelconque arrêt de la nappe.On évite ainsi les graves inconvénients des cuves d'alimentation des cylindres aspirants de type connu, où on constate l'accumulation , lors d'un arrêt quelconque de la nappe,d'un dépôt excessif et irrégulier de matière fibreuse sur cette nappe en correspondance avec la zone immergée, En fait, dans le cas du dispositif suivant l'invention,
lors de l'interruption de l'alimentation, il y a une évacuation rapide de la zone étranglée du conduit d'afflux'et ainsi la
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nappe perméable est laissée complètement à nu sans pâte en contact avec la nappe pendant toute la durée de l'arrêt.
D'autres caractéristiques de l'invention résulteront de la description détaillée qui va suivre en se référant aux dessins joints au présent mémoire, qui représentent de façon schématique et à titre d'exemple seulement , sans - limitation, quelques formes de réalisation et d'application pratique.
Figure 1 est une vue latérale du dispositif d'ali- mentation de la pâte aqueuse.
Figure 2 est uns coupe verticale suivant la ligne
II-II de la figure 1.
Figure 3 contre en coupe verticale comme la figure 2, une variante d'un détail du dispositif .
Figure 4 est une vue en plan du dispositif d'alimen- talion suivant la figure 1 et la figure 2, appliqué à une machine pour la formation d'une feuille de salière fibreuse.
Figure 5 est une coupe verticale suivant la ligne V-V de la figure 4.
Figure 6 est une coupe horzcntale suivant la ligne VI-VI de la figure 5.
Figure 7 nontre en coupe verticale ,semblable à-- celle de la figure 5. une autre application du dispositif d'alimentation à une machine pour la formation d'une feuille de matière fibreuse ; et
Figure 8 montre encore une autre application du dis- positif d'alimentation à une machine pour la formation d'une feuille de matière fibreuse.
Le dispositif d'alimentation représenté particuliè-.
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rement aux figures1 et 2 des dessins comprend un corps - creux fermé ,indiqué dans son ensemble par 1 soutenu de façon à pouvoirtourner dans deux supports 2 et 3 fixés à la ' fondation 4.
Au corps 1 sont fixés deux supports terminaux
5 et 6 dans lesquels sont soutenus de façon à leur permettre de tourner- les tourillons terminaux 7 et 8 d'un rotor creux
9, et un carter 10 pour les organes de transmission cons- titués par des pculies et des courroies 11. 12 et 13 qui transmettenr le mouvement d'un moteur- 14 monté sur le sup- port 5 au tourillon terminal 7 du rotor creux 9.
Une partie du corps 1 constitue le bâti 15 d'un homogénéisateur dont le rotor 16 est calé en position réglable sur Le-rotor 9.
Aussi bien le bâti 15 que le rotor 16 sont trcnconiques et portent des pales 17 respectivement 18, qui coopèrent entre elles pour obtenir l'homogénéisation parfaite de la pâte aqueuse de fibrociment qui arrive dans le bâti 15 à travers un conduit 19 dans lequel est introduite une vanne d'arrêt 20 (voir figure 1).
Le rotor creux 9 est muni de trous 21 pour l'entrée de la pète homogénéisée provenant de l'homogénéisateur et de trcus 22 pour la sortie de cette même pâte. En outre, le rotor 9 porte des palettes longitudinales 23 qui coopè- rent avec des contre-palettes 24fixées à l'intérieur du corps 1 pour améliorer l'homogénéisation de la pâte et pour orienter et détendre les fibres de cette pâte , qui est ainsi obligée de réaliser un mouvement de rotation régu- lier dans le corps creux 1. En correspondance de la partie du rotor 9 munie de trous 22 de sortie de la pâte et des palettes.
23 ,le corps1 présente une fenêtre 25 à travers la-
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quelle la pâte peut sortir du corps creux 1 et entrer'dans un conduit ascendant indiqué à la figure 2 de façon géné- rale par 26. Latéralement, ce conduit est délimité par deux flancs 27 fixés au corps ? 1 et portant chacun un élément d'étanchéité transversal 28 ,de préférence en caoutchouc.
Entre ces deux flancs est prévue une paroi transversale 29 portant un déverseur de trop-plein 30 avec un tube de re- prise 31 de la pâte en excès , ce déversoir pouvant être réglable en hauteur par des moyens non représentés. Le fond du conduit 26 est enfin constitué par une paroi- transver- sale 32 fixée entre les deux flancs 27 et par un cylindre 33 dont on parlera dans la suite, l'étanchéité entre la paroi 32 et le cylindre 33 étant assurée par un patin 34 fixé à la paroi et frottant sur le cylindre (voir aussi la figure 5). L'étanchéité latérale est assurée par les éléments 28 qui s'introduisent. dans des rainures annulaires du cylindre 33(voir figure 6).
Le conduit 26 possède une largeur entre les deux éléments d'étanchéité 28 ,qui correspond à la lar- geur de la feuille de matière fibreuse à former ,tandis que sa section devient réduite et resserrée, comme on le voit clairement à la figure 5 ,le resserrement ou étranglement étant formé par la paroi transversale 29 et par le cylindre 33.
Entre les flancs 22, on a prévu en outre, deux barres transversales 35 portant chacune un patin 36-
Le corps 1 en correspondance des supports 2 et 3, porte extérieurement des couronnes dentées 37 , chacune de celles-ci engrenant avec une vis sans fin 38(voir figure 1) actionnable par un volant 39 ,la vis sans fin pouvant
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tourner autour de son axe, mais n'étant pas capable de se déplacer le long de celui-ci. En actionnant les deux volants 39,il est donc possible de faire tourner dans les supports 2 et 3 le corps 1, et.avec .celui-ci,le dispositif intérieur
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d'alisentat ion.
Au corps 11 sont fixées solidairement des brides 40 de support cour le cylindre 33. 'En particulier, à ces -- brides 40 sont tourillonnés, au moyen de tourillons 41, des leviers 42 qui soutiennent l'extrémité du cylindre 33 de façon à lui permettre de tourner librement. Entre un point
43 de chaque levier 42 et un point. 44 de la bride respective
40,agit un tirant articulé, indiqué de façon générale par
45.
Corme il résulte particulièrement de la figure 4, ( à droite), le tirant est constitué par deux manchons ou . douilles 46 et 47 pouvant pénétrer télescopiquement l'un dans l'autre et d'une tige 48 fixée à l'un des manchons 46 et traversant librement le fond de l'autre manchon 47 ; à l'extrémité de cette tige, est vissé un écrou 49 qui, sous Inaction -d'un ressort à boudin 50, agissant entre les deux manchons, reste appliqué au fond dumanchon 47. La longueur du tirant 45 est donc donnée par la position de l'écrou 49 sur la tige 48 avec les deux manchons 46 et 47 éloignés au maximum l'un de l'autre ,comme représenté à la figure 4.
Par rapport à une telle longueur normale, le tirant 45 peut être raccourci en faisant pénétrer davantage les deux manchons l'un dans l'autre à l'encontre de l'action du ressort 50.
On voit donc clairement comment le cylindre 33 porté par-les deux leviers 42 peut osciller ensemble-avec ces le-
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viers autour des tourillons 41, d'une position normale de maintien par les ressorts 50 des tirants 45 dans une position plus voisine du corps 1. Le but de cette possibilité d'oscillation sera expliqué dans la suite.
Suivant une variai .du dispositif d'alimentation décrit jusqu'à présent, le rotor 9 au lieu d'être creux est réalisé plein(voir figure 3) et entre le bâti 15 de l'homogénéisateur et le corps 1 est dispose un diaphragme
51 avec une ouverture 52 qui met en communication l'espace vide entre le rotor 16 et le bâti 15 avec l'intervalle entre le rotor 91 et le corps 1. la pâte homogénéisée passe donc à travers cette ouverture 52 dans l'intérieur du corps et de là à travers la fenêtre 25 dans le conduit 26.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 4 et à la figure 5, le dispositif l'alimentation coopère avec une machine pour la formation d'une feuille de matière fibreuse , à cylindre aspirant et à nappe continue (feutre) qui fait l'objet d'un autre brevet déposé simultanément par la demanderesse et dent on donnera seulement une des- cription solaire ci-après.
Une telle machine est constituée en substance par un cylindre à grille cylindrique , indiqué de façon générale par 60, soutenu de façon à pouvoir tourner librement par deux appuis latéraux 61 et disposé dans un réservoir main- tenu sous vide dont l'eau recueillie dans un collecteur 62 est aspirée par une pompe non représentée) à travers un tube 63. Sur le cylindre à grille cylindrique 60 est renvoyée la nappe pernéable continue 64 qui passeentre la ¯grille cylindrique et le cylindre 33 du dispositif d'alimentation
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et entre ce dernier et un cylindre 65 soutenu par deux supports latéraux 61. Le cylindre 33 maintient la nappe perméable 64 en contact avec la grille cylindrique 60 et en même temps que le cylindre 65 ,réalise la compression de la nappe perméable.
Ces cylindres 33 et 65 , ainsi que la grille cylindrique 60 , sont entraînés en rotation dans le sens de la flèche indiquée à la figure 5 par la nappe perm4able continue 64 qui est donc motrice et qui est entraînée à son tour par un autre cylindre (non représente aux dessins).
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Suivant la fol-ne di application schématique sontréa à la figure 7,le dispositif d'alimentation suivant l'in- v*?z;;;i'::.n C!: :Jp?:!rg :i...-eC' :#e :':c1i:ne connue cylindre aspirant, indiquée de 'c3 s:Z générale pir 70, sur laquelle est renvoyée la nappe .^.'?:.: Ss3a..ç'' continue 64 et à l'intérieur de laquelle zn a prévu un "'s,.^. ^f,3rß ¯ t'.i.i.t.>:.rG' fixe 71 ::lLi'..'i de zones en re- lief 72 en C.^'^':'si.:';'c¯::.^,.L av-ec celles qui- sent pourvues des t=51;s 73 .:' : rx ': r:?.r.:;.::g1:e avac les x ',i8 74 du #=:1i#d:T "'é, : 7::r se =<in:3ent en Izrtact 's# C la.
==ne en relief "2 .-;===+t :x 1 en 3sï''¯û une 3tax- cn4ii4 .:":-::'5S-: ,a.z;c,;= des c=rus 73 à. tr2.-:ers lesquels se produit t l' 5::::-g-:i0n-. -- -- ±'in;4=1:u= du support fixe 71 est en relation avec une sTjne CO7!e trZ,j.,3$ßâ:nx ncn .représentée* La. r4nìz?tion 4irxcsitiS dfa2e4tao est dans ce cas ïei.:ïae celle qui a été décrite précédecsent.
Le dispositif d'alinentation suivant 1einvention peut être utilisé aussi -dans une machine du type dans le- quel la pâte aqueuse est versée directe.cent sur une nappe
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perméable continue 64 (voir figure 8) envoyée sur un cylin- dre perméable 30 et où la pâte versée sur la nappe- perméa- ble 64 peut être.nivelée par un cylindre supérieur 81. Dans ce cas, le conduit étranglé 26 du dispositif d'alimentation peut être prolongé jusqu'au son-met du. cylindre 80 et peut être délimité simplement par des flancs 27 avec les éléments d'étanchéité 28 ,et par une paroi supérieure 39 et une paroi inférieure 32 avec un patin d'étanchéité 34 frottant contre la nappe perméable 64.
Sur toutes les figures des dessins, on a indiqué par
90 la feuille ou couche de matière fibreuse qui se forme sur la nappe perméable ou feutre continu 64.
Le sodé d'exécution du procédé et le fonctionnement du dispositif d'alinentation suivant l'invention apparaî- tront clairement d'après ce qui précède. On assure un trai- tement meilleur et plus uniforme de la pâte aqueuse qui de- vient parfaitement homogénéisée et distribuée uniformément et qui se maintient en mouvement ccntinu dans le corps du dispositif en évitant les dépôts, les arrêts et les mouve- ments turbulents. Dans le conduit resserré et étroit qui porte la pâte vers la nappe perméable, la pâte se ment dans une seule direction sans retour de circulation et sans ar- rêt, d'un mouvement,
laninairecontinu et uniforme sur toute la largeur du conduit c'est-à-dire sur une largeur égale à celle de la couche en formation. Un tel mouvement de la pâte garantit que les fibres contenues dans celle-ci seront bien ouvertes et étendues et orientées dans le sens du mou- vement vers la nappe perméable continue. Le volume de la pâte -contenue dans ce conduit étranglé est très limité, ce
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qui rend extrêmement rapide l'annulation de l'impact de la pâte dans la zone en contact avec la nappe perméable à l'occasion d'un arrêt quelconque de la nappe. Il n'y a donc pas formation d'un dépôt,d'épaisseur excessive de matière sur cette nappe.
Pour éviter des réductions partielles de la section de passage dans le conduit ascendant , dues à des incrusta- tions, une partie du fond de ce conduit peut être avantageu- sement constituée par un cylindre entraîné par la nappe perméable , lequel, par l'effet de son mouvement dans le sens de rejeter en arrière les obstacles et par frottement de sa surface en ccntact avec le patin élastique du fond du conduit, maintient toujours sa surface propre.
Ce cylindre remplit également la fonction de main- tenir la nappe perméable continue adhérente au cylindre de renvoi de cette nappe, en obtenant ainsi à ces endroits la retenue de la pâte , et d'effectuer en coopération avec un
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autre cylindre , la compression de la naype perméable. Cor-r-e il a été iit cde=eL¯19 cylindre de fond du conduit t-:arça de la. pâte vers la napne per-réacle est 83".".. sement supporté de façon élastique permettant de céder,ceci dans le but de pouvoir revenir en arrière sans provoquer de dommages dans le cas d'une introduction accidentelle de corps étrangers entre lecylindre et le cylindre de renvoi de la nappe et/ou le cylindre de compression de la nappe.
Le déversoir de trop-plein qui peut être réglable en hauteur contribue ultérieurement à l'uniformité maximale de formation de l'épaisseur de la couche fixée sur la nappe perméable ,et par conséquent à maintenir la plus grande uni-
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formité possible de production.
Les patins transversaux qui peuvent être prévus dans la partie élevée du conduit à travers lequel la pâte afflue vers la nappe perméable et qui frottent contre la couche fixée sur cette nappe, fonctionnent dans le sens d'un tassement ultérieur de la couche qui vient d'être formée-..- Ces patins peuvent être soutenus par un cylindre commandé.
Tout le dispositif d'alimentation peut tourner autour de deux tourillons horizontaux de façon à pouvoir être détachés de la machine pour la formation de feuille de matière fibreuse ,dans le but de faciliter le montage de la nappe peréable continue et de rendre extrêmement faciles les opérations de manutention, de nettoyage et d'inspec- tion.
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?..EV:S:2HCATIONS '
1.- Procédé d'alimentation en pâte aqueuse de fibres et d'un liant vers une nappe continue pour la formation sur celle-ci d'une feuille ou couche de matière fibreuse propre à la proiuction de tubes et de plaques ,caractérisé en ce
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que la = a est soumise à un t=aire#ent àthc=o4néisaion et arrive ix!3di?teent, sGUS fore d'un écoulement laminaire à sens unique, se déposer sur la nappe perméable pour y être immédiatement et uniformément déshydratée.