Appareil pour l'alimentation en pâte de consistance réglée des tables ou formes de machines à papier, à carton ou autres produits analogues. On sait que dans l'industrie du papier, du carton ou autres produits analogues, le pro blème de l'alimentation directe des tables ou formes est, à la fois, un problème important et délicat, important, parce qu'en évitant les stockages de pâte préalablement préparée et réglée on évite des pertes appréciables, délicat parce que le réglage simultané et permanent de la consistance de la pâte et de son débit est extrêmement difficile à réaliser de façon satisfaisante.
La présente invention a pour but d# amé liorer sensiblement la solution du problème en question. L'appareil qui en fait l'objet com porte en combinaison un mélangeur à alimen tation réglable, un distributeur de pâte à pres sion constante et à débit réglable et un régu lateur de consistance à perte de pression et à niveau variable, cette combinaison permettant d'obtenir un fonctionnement souple et sûr, dont le rendement effectif peut être considéré comme à peu près parfait.
A cet effet, le dis tributeur de pâte comprend une chambre de distribution à pression constante avec un aju- tage en forme de tuyère, par l'intermédiaire duquel au moins une partie de la pâte réglée arrivant au distributeur est transférée au ré gulateur de= consistance, cet ajutage étant pourvu, à -l'extrémité, d'un disque à orifice déchargeant la pâte de la chambre de distri bution dans le -régulateur de consistance et se raccordant par Yune. partie évasée à la paroi in férieure de la chambre de distribution, la lon gueur.
dudit ajutage étant assez réduite et son diamètre moyen assez important pour que sous une pression suffisamment élevée de la pâte, dans la chambre dedistribution, les variations de frottement de ladite pâte contre les parois de l'ajutagesoient pratiquement négligeables.
Dans ces conditions:, on réalise une régu larité parfaite de l'écoulement de pâte du dis tributeur, qui, dans les constructions connues, fait souvent défaut. même dans le cas d'une pression constante à l'intérieur du distribu teur, ce qui entraine à des irrégularités dans ledit écoulement et peut, par suite, provoquer, dans le fonctionnement du contrôleur-régula- teur, des battements et des irrégularités qui nuisent au bon fonctionnement de l'appareil.
Par régulateur de consistance à perte de pression et à niveau réglable, universellement connu sous cette désignation dans l'industrie du papier, on entend un appareil comportant, à la sortie d'une capacité, un conduit d'écoule ment, relativement étroit et généralement coudé à son extrémité, contre les parois duquel la. pâte en écoulement subit une friction, va riable, pour un même conduit, avec la consis tance de la, pâte.
C'est cette résistance à l'écoulement, offerte par le conduit, qui constitue la "perte de pression ou charge" utilisée dans les régula teurs en question.
L'ajutage précité peut en outre être com biné avec un organe récepteur particulier, aménagé à l'entrée du régulateur de consis tance et constitué par un déflecteur monté dans un évasement de la partie supérieure de la capacité, suivant l'axe de laquelle il est disposé au-dessous et à une distance relative ment faible de l'a-jutage dont il a. été parlé plus haut, ledit déflecteur ayant pour effet. d'étaler la. pâte en nappe circulaire tout en absorbant la. force vive accumulée par elle au cours de sa, chute verticale.
D'autre part, la. chambre de distribution à pression constante du distributeur, à laquelle arrive le mélange de la pâte non-réglée et de l'eau d'appoint et de réglage, peut comporter, dans sa, paroi supérieure, en aval de l'ajutage d'alimentation du régulateur de consistance et avant une vanne réglable d'écoulement sup plémentaire, une membrane ou autre organe mobile sensible aux variations de pression qui sont susceptibles de se produire dans ladite chambre, organe qui est capable, soit directe ment.
soit par l'intermédiaire d'un relais et d'un servomoteur appropriés, de corriger au- tomatiqnement lesdites variations de pression par un réglage convenable de l'organe (robi- net ou autre organe équivalent) qui commande l'approvisionnement du mélange en pâte non réglée.
Sur le dessin schématique annexé, les fig. 1 et 2 représentent, en coupe-élévation, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans la fig. 1 du dessin, 1 désigne un con duit d'arrivée de pâte non-réglée, refoulée, par une pompe 2, à travers un organe d'étran glement et de contrôle 3, dans une chambre de mélange 4, munie d'ailettes mélangeuses 5 (mobiles ou fixes).
Dans cette chambre de mélange, immédia tement en aval d'une vanne ou autre organe d'étranglement 3, débouche une conduite 6 destinée à fournir l'eau d'appoint et de ré glage qui doit être ajoutée pour donner exac tement la consistance voulue à la pâte non réglée qui arrive par le conduit 1 et à laquelle on a volontairement et systématiquement donné une consistance trop élevée pour la fa- brication envisagée.
Sur la conduite 6 est disposée une vanne 7 dont l'ouverture sera, comme on le verra plus loin, automatiquement réglée, à chaque ins tant, par le régulateur de consistance.
Immédiatement en aval et dans le prolon gement de la chambre de mélange 4 se trouve la chambre de distribution 8, à pression cons- tante, à l'extrémité aval de laquelle est rac cordée la conduite 9 d'alimentation directe de l'épurateur ou sablier disposé en amont de la machine à papier, conduite qui est pourvue d'une vanne à main<B>10</B> servant à. régler, comme il sera dit plus loin, le débit supplé mentaire nécessaire pour la fabrication envi sagée.
La chambre de distribution 8 est munie d'un ajutage 11, en forme de tuyère convena blement évasée à son raccordement avec la paroi inférieure de la chambre, pour faciliter l'écoulement de la pâte destinée à alimenter, à. débit constant, le régulateur de consistance, ledit ajutage comportant, à son extrémité infé rieure, un disque mince l la, percé d'un orifice calibré.
La longueur et le diamètre moyen de cet ajutage sont choisis de telle façon que, sous une pression relativement élevée dans la chambre de distribution (de l'ordre de 100 g par exemple au cm, alors que dans les dispo sitifs usuels la pression est de l'ordre de 30 g au cm'), et avec un débit relativement im portant, les variations de friction dans l'aju- tage, correspondant aux variations de consis tance de la pâte, soient pratiquement négli geables.
Pour une chambre de distribution cylin drique de 10 cm de diamètre par exemple, on obtiendra de bons résultats avec un ajutage ayant une longueur de 10 cm environ, un diamètre de 4 cm environ au voisinage de son extrémité, et un opercule ayant un orifice de 2 crn de diamètre.
A une faible distance de l'extrémité infé rieure de l'ajutage -- quelques centimètres seulement afin d'éviter l'entraînement d'air par la pâte -est disposé l'orifice de récep tion du régulateur de consistance.
Cet orifice de réception, placé au sommet de la capacité à niveau variable 12 du régu lateur de .consistance, est constitué par une sorte d'entonnoir renflé 13, dans l'axe duquel et directement au-dessous de l'ajutage 11, est disposé un organe récepteur-déflecteur 14 ayant sensiblement la forme d'un cône de ré volution aplati. C'est sur ce déflecteur que tombe la pâte, laquelle est alors. renvoyée vers l'intérieur de la capacité 12 en une nappe cir culaire dont les filets sont projetés les uns contre les autres.
Cet organe permet de sous= traire le dispositif sensible aux dénivellations de la pâte dans la capacité 12, aux effetsdy- namiques' de la chute de la pâte qui, dans là dispositifs connus, tombe directement dans la capacité à niveau variable précitée en créant de ce fait des impulsions parasites nuisibles.
La capacité 12 sera construite de préfé rence en verre afin de permettre l'observation visuelle du niveau de la pâte, et est raccordée à son extrémité inférieure, à l'une des extré mités d'une chambre horizontale 15 dont l'au tre extrémité est,,de façon connue, raccordée à un tuyau 19 destiné à assurer la perte de pression que doit subir la pâte en écoulement, et .dont les variations sont, comme on le sait, proportionnelles aux variations de consistance de l'a pâte.
Ces variations résultent de ce que la pâte à papier ne reçoit sa consistance finale qu'au moment de la fabrication des feuilles, et cette consistance est obtenue en ajoutant de l'eau en quantité réglée à de la pâte de consistance non-uniforme mais en tout cas trop élevée pour que la pâte puisse être utilisée telle quelle dans les machines à papier.
On comprend aisément que le mélange d'une certaine quantité d'eau de dilution, avec de la pâte de consistance variable, ne puisse fournir une pâte diluée, de consistance uni forme, qu'autant que l'on fera varier le débit de l'eau d'appoint. Or, ce réglage de l'eau d'appoint, bien que réalisé automatiquement et d'une façon continue dans l'appareil décrit, s'opère avec un certain retard, puisque la vanne 7 de réglage de l'arrivée d'eau est pré cisément commandée par un servomoteur 18 placé sous l'influence des variations de con sistance de la pâte diluée ou, comme on dit. "réglée".
Il est donc clair que les variations de consistance de la pâte diluée ne sont pas empêchées d'une manière absolue, mais corri gées dès qu'elles se manifestent, en sorte qu'elles n'atteignent jamais une grande va leur.
Les variations de niveau de la pâte dans la capacité 12 influencent directement une membrane flexible 16 qui constitue la paroi inférieure de la chambre horizontale 15. On voit immédiatement que la pression supportée \"par ladite membrane est proportionnelle à la distance verticale h qui sépare la membrane 16 du niveau variable .de la pâte dans la ca pacité 12.
Les variations de consistance sont trans formées successivement en variations de perte de pression ou de charge dans le conduit d'é coulement 19, puis en variations de niveau dans la capacité 12 lesquelles se traduisent finalement par des oscillations de la mem brane 16 qui, à leur tour, par l'intermédiaire d'un relais 17 et d'un servomoteur 18, agis- sent sur la vanne 7 de réglage de l'arrivée, par la conduite 6. de l'eau d'appoint, dans la chambre de mélange 4.
Le conduit d'écoulement 19 de la pâte, relié à l'extrémité aval de la chambre détec trice 15, et destiné à produire les variations de perte de pression traduisant les variations de consistance de la pâte, est constitué, de la manière usuelle, par un tuyau coudé, pourvu d'une tuyère 20, et comportant un tronçon aval 27. recourbé et orientable pour permettre de régler la perte de pression, suivant le degré de raffinage et la teneur en charge de la pâte à papier réglée.
Il est toutefois avantageux de diriger la pâte, issue du régulateur de consistance, di rectement vers le sablier de la machine à pa pier, où elle rejoint la pâte supplémentaire délivrée par le conduit 9, à travers la vanne 10, et provenant directement de la chambre de distribution 4.
La vanne à main 10 est réglée, pour cha que fabrication, de façon à. fournir un appoint de pâte tel que la. somme du débit constant. fourni par le régulateur de pâte, et du débit réglable. fourni par la vanne, corresponde au débit total nécessaire pour l'alimentation de la table ou des formes de fabrication.
Il a. été dit plus haut que la pression de vait être maintenue constante dans la chambre de distribution 8, qui fait suite à la chambre de mélange, et qui comporte l'ajutage 11 pour la, pâte destinée à l'alimentation du régulateur de consistance, ainsi que la vanne réglable 10 pour la pâte d'appoint se rendant directement au sablier de la machine à papier.
Un moyen connu pour maintenir constante la. pression en question consiste à donner à cette chambre ou capacité la forme d'une cuve à, niveau constant, ce dernier étant fixe et maintenu à une hauteur déterminée au-dessus de l'orifice calibré d'alimentation du régula teur.
Ce réglage est, en général, simplement obtenu par le fait que la. pâte, venant du mé langeur et qui alimente la cuve, déborde cons tamment par-dessus l'une des parois de la cuve et maintient cette dernière exactement remplie.
Or l'expérience a démontré que le niveau de débordement d'un liquide visqueux, tel que de la pâte à papier, n'est pas rigoureusement. constant.
Il s'ensuit que la pression exercée sur l'ori fice calibré, par cette colonne de pâte de hau teur variable, est elle-même variable, et que le débit de l'orifice calibré n'est pas constant.
Pour éviter cet inconvénient, la chambre de distribution 8 est établie sous la forme d'une capacité de forme cylindrique, dans une paroi supérieure de laquelle est ménagée entre l'ajutage 11 et la vanne 10, une tubulure fer mée par une membrane 22, ou autre organe mobile, sensible aux variations de pression qui peuvent se produire dans la chambre en ques tion. Les impulsions émanant de la membrane 22 sont utilisées pour assurer un réglage cor respondant de la vanne ou organe d'étrangle ment 3, commandant l'arrivée de la pâte non- réglée, dans la chambre de mélange 4.
A cet effet, les déplacements de la mem brane 22 pourront, par exemple, être transmis à un relais hydraulique 23 associé à un servo moteur 24, lequel commandera de façon con nue la vanne organe d'étranglement 3.
Ce même dispositif permet en outre de ne régler que la quantité exacte de pâte néces saire à la fabrication, ce qui n'est pas le cas pour ceux qui comportent une cuve à niveau constant de pâte réglée, et dans lesquels il y a. toujours un excédent de pâte réglée en sus de celle exigée pour la fabrication, excédent qui doit être renvoyé au cuvier de pâte non- réglée.
Bien entendu, le servomoteur 24 asso cié au relais 23 ci-dessus, de même que le servomoteur 18, associé au relais 17 et qui commande la vanne 7 de réglage de l'arrivée de l'eau d'appoint, pourront être remplacés par des organes équivalents.
D'autre part, lorsque la capacité à niveau variable du régulateur de consistance propre ment dit est en verre, il est possible de me surer directement et automatiquement les va riations de niveau, à l'aide d'un dispositif connu à cellule photoélectrique. Les varia tions du courant émis par la cellule pourraient en outre, par l'intermédiaire d'un ou plu sieurs relais, influencer la vanne V placée sur la conduite d'amenée d'eau d'appoint.
La fig. 2 représente une forme d'exécu tion analogue pourvue d'un dispositif complé mentaire permettant de remédier aux incon vénients qui peuvent se produire dans l'ap pareil de la fig. 1 lorsque celui-ci est remis en marche après avoir été arrêté pendant un certain temps.
En cas d'arrêt, en effet, c'est-à-dire lors= que la pompe 2 cesse de fonctionner et d'en voyer de la pâte sous pression dans la cana lisation 1, le relais 23 dont la membrane 22 cesse d'être influencée par la pression de la pâte, libère le piston du cylindre 24 et laisse se produire l'ouverture totale de la vanne d'arrivée de pâte 3.
Au moment de la remise en marche de l'appareil, cette vanne 3 se trouve donc lar gement ouverte et pendant les premiers ins tants de fonctionnement, la pâte arrive en excès dans la chambre de distribution 8.
Le relais régulateur 23 intervient bien alors pour réduire l'ouverture de la vanne d'arrivée de pâte 3, mais, en fait, son action ne se fait sentir qu'avec un certain retard et, par suite, un afflux excessif de pâte dans le tube récepteur 12 a le temps de se pro duire.
Cet afflux excessif provoque à peu près fa talement un débordement qui n'est évidemment pas dangereux mais qui a des conséquences gênantes ne fût-ce qu'au point de vue de la propreté de l'appareil.
En outme, pendant le même arrêt, la mem brane 16 du relais 17 cesse également d'être influencée puisque la pâte cesse de 'circuler dans la chambre 15.
Il s'ensuit que le relais 17 provoque la fermeture de la vanne 7 d'arrivée d'eau de dilution.
Au moment de la remise en service, cette dernière vanne ne s'ouvre pas suffisamment vite et la pâte qui s'écoule par l'orifice<B>118</B> est forcément, pendant quelque temps, à une consistance supérieure à la normale; elle s'écoule donc moins facilement à travers les tubes 19 et 21, ce qui contribue encore à augmenter le débordement déjà signalé.
Enfin, du fait de la fermeture totale de la vanne 7 au moment de l'arrêt "de l'appareil, il ne se produit plus de circulation d'eau dans ce dernier pendant la période d'arrêt, et des dépôts de pâte peuvent se constituer sur les parois des canalisations.
A la remise en service, ces dépôts se dé tachent et provoquent des irrégularités dans la fabrication; en outre, si, entre temps, on a modifié la teinte de la pâte utilisée, les dépôts en question peuvent provoquer dans le papier fabriqué des taches qui occasionnent des rebuts.
Pour éviter ces différents inconvénients, on peut évidemment prendre la précaution au moment de l'arrêt de l'appareil, de fermer à la main la vanne i; et d'ouvrir la vanne 7 de manière, d'une part, à laisser l'eau de di lution couler pendant l'arrêt de l'appareil, ce qui lave les différentes parties du dispo sitif et supprime les dangers de dépôt, d'au tre part, à démarrer ultérieurement, au mo ment de la remise en service, avec une pâte très diluée qui traverse facilement la cham bre 15 sans provoquer de débordement.
Le perfectionnement de la fig. 2 consiste à munir l'appareil - d'un dispositif de com mande automatique agissant au moment de l'arrêt de l'appareil et au moment de sa re mise en marche en vue de provoquer, sans intervention directe, la fermeture de la vanne 3 et l'ouverture de la vanné 7 et vice versa.
Ce dispositif de commande automatique peut, bien entendu, .être d'un type quelcon que électro-magnétique, mécanique, hydrau lique ou pneumatique.
Dans le mode de réalisation décrit à l'aide de la fig. 2, on a utilisé un dispositif de com mande électromagnétique, mais il va bien entendu de soi que tout homme de l'art pour rait sans difficulté concevoir la réalisation d'un mode de réalisation correspondant établi en partant de l'un ou l'autre des différents principes de commande énumérés plus haut. Un autre complément éventuel correspond au cas on l'eau arrivant par la vanne 7 est de l'eau de retour contenant des fibrilles en suspension (eaux blanches, eaux collées).
Il comprend une canalisation d'arrivée d'eau pure branchée sur la canalisation 6 et sus ceptible de débiter pendant les temps d'ar rêt de l'appareil ou tout au moins pendant une certaine fraction de ces temps d'arrêt, l'eau nécessaire pour rincer les différentes capacités et canalisations et éviter les dépôts de pâte.
Comme on le voit sur la fig. 2, cette ca nalisation 30 branchée sur la canalisation 6 alimente cette dernière en eau pure lorsque la vanne 31 commandée à la main et la vanne 32 à commande automatique sont ouvertes.
En outre, l'appareil est complété par l'ad jonction sur chacune des tuyauteries de fluide moteur, respectivement 33 et 34, qui relient, la première le relais 17 au servomoteur 18, la seconde le relais 23 au servomoteur 24, de soupapes électromagnétiques respective ment 3 5 et 36 dont les électro-aimants 3 7 et 38 sont branchés sur la canalisation 39 d'ali mentation du moteur électrique 40 qui com mande la pompe 2, ledit branchement étant réalisé en aval de l'interrupteur 41 qui sert à couper le courant quand on veut arrêter le moteur 40 et la pompe 2.
Les soupapes électromagnétiques 35 et 36 qui sont disposées en aval d'étranglements convenables 35a, 36a des canalisations 33 et 34 sont établies de telle manière qu'au mo ment où le courant électrique cesse d'arriver à l'électro-aimant, la soupape met en com munication avec l'air libre la tuyauterie qui relie le relais correspondant au servomoteur dont il a le contrôle.
De cette façon, l'ouverture de l'interrup teur 41 provoque simultanément et de façon automatique l'arrêt du moteur 40 et de la pompe 2, la fermeture de la vanne 3 et l'ou verture de la vanne 7.
Au moment de la remise. en service, la, fermeture de l'interrupteur 41 provoque si multanément et automatiquement la remise en marche du moteur 40 et de la pompe 2, ainsi que la fermeture des soupapes électro magnétiques 35 et 36. Les relais 23 et 17 reprennent alors leur autonomie et, automati quement, la vanne 3 s'ouvre, tandis que la vanne 7 se ferme, de manière à maintenir, d'une part, la pression dans la chambre 8 et, d'autre part, la consistance convenable de la pâte.
En cas d'arrêt prolongé, une vanne 7a. susceptible d'être commandée à. la main, per met d'arrêter l'écoulement de l'eau de dilu tion sans qu'il soit besoin d'agir sur la vanne 7.
Bien entendu, il convient de rouvrir la vanne 7a avant la remise en marche de l'ap pareil.
Dans le cas où l'eau de dilution débitée par la vanne 7 est de l'eau de retour, et si l'on juge utile de mettre en wuvre le dispo sitif complémentaire facultatif 30, 31, 32, on peut prévoir une soupape électromagnétique supplémentaire 42 disposée en avant de l'étranglement 42a sur la canalisation 43 qui alimente en fluide moteur la vanne automa tique 32, ladite soupape électromagnétique 42 ayant son électro-aimant 44 relié électri quement au circuit 39.
En même temps, on supprime la soupape électromagnétique 35-37.
Grâce à, cette modification, au moment de l'arrêt, la vanne 7 se ferme automatique ment, mais, en même temps, la vanne 32 s'ouvre et la vanne 31, qui est toujours com mandée à, la main, étant supposée ouverte, l'eau pure de lavage peut immédiatement commencer à couler par la canalisation 6.
A la remise en marche, le mouvement inverse se produit.
Si la durée du temps d'arrêt doit être relativement longue, et si on veut éviter que l'eau de lavage ne continue indéfiniment à s'écouler sans utilité, on peut, au bout d'un certain temps, fermer la vanne 31.