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Perfectionnements aux machines à papier.
Cette invention est relative aux machines à pa- pier et, plus particulièrement, aux presses et feutres uti- lisés dans ces machines, et a pour objet des perfectionne- ments grâce auxquels une feuille mouillée à une seule cou- che ou à plusieurs couches de papier est soumise à une pres- sion en vue d'en éliminer l'eau dans son passage de la ou des parties de formation du papier de la machine à la partie à séchoir de cette machine.
Dans la construction de presse habituellement utilisée jusqu'à ce jour, qui comprend un cylindre à vide inférieur contenant une boite à vide fixe
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supérieure et un cylindre lisse ou non perforé coopérant supérieur, cylindres entre lesquels passe soit un feutre portant une feuille mouillée de papier, soit une paire de feutres entre lesquels est intercalée une feuille mouillée de papier;
ainsi que dans une disposition de presse compre- nant deux cylindres à vide 'coopérants superposés, dont chacun contient une boite à vide fixe ou stationnaire, comme décrit dans le brevet anglais N 365.373 délivré au nom du demandeur en date du 20 Février 1931, l'ensemble du ou des feutres et de la feuille continue mouillée de papier recouvre la partie perforée segmentaire du cylindre à vide inférieur qui est située sur le côté d'entrée de la zone de serrage entre les deux cylindres et qui communique avec la boite à vide inter- ne, ce qui empêche cette boite de communiquer directement avec l'atmosphère extérieure sur le côté d'entrée de la zone de serrage où l'eau est expulsée ou exprimée de la feuille continue mouillée de papier et du ou des feutres.
Par consé- quent, l'évacuation de l'eau expulsée sur le côté d'entrée de la zone de serrage doit se faire à travers la feuille continue de papier et le ou les feutres, conjointement avec l'air provenant de l'atmosphère extérieure, par le vide créé dans la boite à vide par une pompe aspirant l'air et l'eau, de sorte qu'une force motrice considérable est nécessaire pour actionner cette pompe de façon à assurer la production, dans la boite à vide, d'un vide suffisamment élevé pour permettre à l'eau et à l'air d'être retirés d'une manière efficace et sûre à travers le papier et le ou les feutres susmentionnés.
Lorsque, dans la fabrication du carton pour empa- quetages et du papier à plusieurs couches, une feuille con-
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tinue mouillée de papier maintenue entre deux feutres supé- rieur et inférieur est conduite horizontalement à travers une succession de presses comportant chacune deux cylindres lisses superposés, comme jusqu'à ce jour, une partie de l'eau expulsée du papier et des feutres sur le côté d'entrée des zones de serrage des cylindres des presses successives passe sur la face supérieure du feutre supérieur.
Pour enlever cette eau, on plaçait habituellement sur la face supérieure du feutre supérieur, au voisinage du côté d'entrée de la zone de serrage de chaque presse, une planche de bois ordi- ' naire destinée à constituer un barrage pour l'eau exprimée recouvrant le feutre supérieur et à provoquer l'écoulement de cette eau de la partie centrale dudit feutre vers les côtés, dans des sens opposés, de façon qu'elle passe par- dessus les bords du feutre et tombe dans une fosse placée au-dessous. On a aussi utilisé des planches creuses, desti- nées à se comporter à la façon de boîtes à vide, au lieu de planches de bois ordinaires, en vue d'enlever l'eau expri- mée plus rapidement du feutre supérieur.
L'emploi des plan- ches de ce genre n'a toutefois pas donné des résultats en- tièrement satisfaisants dans la pratique, et l'inconvénient que présente l'opération consistant à faire passer deux feu- tres entre lesquels est intercalée une feuille continue de papier entre et à travers des flaques d'eau placées près du côté d'entrée des zones de serrage des paires de cylindres ou rouleaux des presses successives, est bien connu dans l'industrie de la fabrication du papier, de même que l'ef- fet nuisible de cette eau sur le papier en cours de fabri- cation. L'eau expulsée du papier et du feutre inférieur tom- be par-dessus le cylindre inférieur de chaque presse dans
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la fosse située au-dessous.
Dans ce qui suit, on désignera sous l'appellation de "Presse à vide", à la fois une presse composée d'un cy- lindre à vide contenant une boite à vide fixe et d'un cy- lindre ou rouleau lisse coopérant et une presse composée de deux cylindres à vide coopérants contenant chacun une boite à vide fixe.
L'objet principal de la présente invention est d'éviter d'une manière simple, efficace et économique, les inconvénients des presses et du ou des feutres utilisés jus- qu'à ce jour.
A cet effet, dans une machine à papier comportant une ou plusieurs presses à vide et un ou plusieurs feutres suivant l'invention, la boite à vide stationnaire que con- tient le cylindre à vide de la presse, ou de chaque pres- se, est disposée de telle sorte que la garniture d'hermé- ticité prévue entre un des côtés de la boite à vide et la surface interne du cylindre à vide est située sur le côté d'entrée de la zone de serrage des deux cylindres coopé- rants de la presse et à une distance telle de cette zone que les trous d'une portion segmentaire du cylindre à vide qui est située à l'entrée de la zone de serrage communi- quent librement avec la botte à vide, et que le, ou les feutres transportant une feuille continue de papier mouil- lé, est ou sont disposés de façon à pénétrer ou passer à travers cette zone de serage dans une direction telle,
(par exemple approximativement perpendiculaire à un plan contenant les axes des deux cylindres et la ligne de ser- rage) que ce ou ces feutres n'obturent pas tous les trous
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de ladite portion ou segment circulaire communiquant avec la boîte à vide. La garniture prévue entre le côté opposé de la boite à vide et la surface interne du cylindre à vide est ou peut être disposée en regard de la zone de serrage ou peut, dans certains cas, s'étendre au delà de cette zone.
Le cylindre à vide (ou chacun des cylindres à vide) peut être, soit un cylindre métallique non revêtu, soit un cylindre métallique muni d'une gaine de caoutchouc perforée, les trous de cette gaine coïncidant avec ceux du cylindre à vide et possédant, le cas échéant, un diamètre plus petit que ces derniers, comme il était usuel jusqu'à ce jour. Lorsque le cylindre coopérant avec un cylindre à vide, qu'il soit ou non revêtu de caoutchouc, est un rou- leau ordinaire, il peut être actionné par le frottement du cylindre à vide ou par un mécanisme à commande par mo- teur servant à synchroniser les vitesses périphériques des deux cylindres.
Lorsque les cylindres coopérants sont deux cylindres à vide, qu'ils soient ou non revêtus de caoutchouc, un mécanisme de commande à vitesse variable peut leur être associé pour les obliger à tourner à des vitesses périphé- riques égales.
Dans une presse à vide comportant, soit un cy- lindre à vide coopérant avec un rouleau ordinaire, soit deux cylindres à vide coopérants, et dans laquelle le cy- lindre à vide (ou chacun des cylindres à vide) contient une boite à vide stationnaire disposée de la façon décrite et un ou plusieurs feutres coopérants disposés de la façon décrite, le plan contenant les -axes des deux cylindres coo- pérants et la ligne de serrage de ces cylindres peut être disposé verticalement, horizontalement ou obliquement, se-
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lon.les besoins. De même, on peut utiliser plusieurs pres- ses à vide de ce genre, disposées en succession et coopé- rant avec un ou plusieurs feutres et une ou plusieurs feuil- les continues mouillées de papier.
En outre, on peut associer une ou plusieurs pres- ses supplémentaires au feutre ou à chacun des feutres pour soumettre celui-ci et une feuille continue mouillée de pa- pier transportée par lui à une opération de pressurage ou d'expression préliminaire, en vue d'en éliminer l'eau et aussi, le cas échéant, d'unir plusieurs couches de papier les unes aux autres, avant de les amener à une ou plusieurs presses à vide suivant l'invention.
L'invention peut avantageusement être appliquée à des machines à papier de divers genres. Ainsi, elle peut être appliquée à une machine de l'ancien type comprenant des cylindres de formation rotatifs montés dans des cuves à pâte à papier, à une machine comprenant une ou plusieurs unités de formation à vide à cylindre rotatif, ou à une ma- chine comprenant une ou plusieurs unités Fourdrinier.
Sur les dessins annexés:
Fig. 1, 2, 3 et 4 représentent schématiquement, par des coupes verticales transversales, différentes dispo- sitions de presses à vide simples et de feutres, disposées suivant l'invention.
Fig. 5, 6 et 7 représentent schématiquement, par des coupes verticales transversales, différentes disposi- tions de presses à vide multiples et de feutres, disposées suivant l'invention.
Fig. 8 est un détail d'une variante.
La presse à vide représentée sur la Fig. 1 com- n
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prend un cylindre à vide inférieur 1 et un cylindre lisse 2 disposé directement au-dessus du cylindre à vide et co- opérant avec lui, de sorte qu'un plan passant par les axes des deux cylindres et par leur point de tangence est verti- cal. Le cylindre à vide comporte, dans sa partie supérieure, une boite à vide stationnaire dont les garnitures arrière et avant, qui constituent des joints hermétiques au fluide avec la surface interne du cylindre, sont indiquées schéma- tiquement en 3 et 4, respectivement.
La garniture arrière 3 est située sur le côté d'entrée de la ligne de serrage des cylindres 1 et 2 et à une distance telle de cette ligne que les trous de la partie segmentaire du cylindre à vide 1 si- tuée entre la ligne de serrage et la garniture arrière 3 communiquent avec l'intérieur de la boîte à vide. 5 est un feutre sans fin sur lequel est déposée une feuille continue mouillée de papier arrivant de la toile métallique de la ma- chine à papier ou d'un.
autre feutre sans fin, et qui est disposé pour passer à travers la zone de serrage dans une direction perpendiculaire, ou presque, au plan vertical pas- sant par les axes des deux cylindres et par la ligne de ser- rage, de sorte qu'il ne ferme pas les trous de cette par- tie segmentaire du cylindre à vide (excepté ceux desdits trous situés dans la zone de serrage), l'atmosphère exté- rieure continuant à y avoir accès par un espace d'air an- gulaire a, de sorte que lorsque le feutre et une feuille continue et mouillée de papier reposant sur lui passent en- tre les cylindres, l'eau qui en est expulsée passe directe- ment par les trous exposés de ce segment du cylindre à vide en même temps que l'air extérieur et pénètre dans la boite à vide sous l'action du vide qui y règne,
c'est-à-dire sans
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avoir besoin de traverser le papier et le feutre sur le côté d'entrée de la zone de serrage.
La Fig. 2 montre une disposition comprenant deux cylindres presseurs à vide superposés 1 et la, comportant chacun intérieurement une boite à vide stationnaire et deux feutres sans fin 5 et 5a, la boite à vide 3, 4 du cylindre à vide inférieur 1 étant prévue à la partie supérieure de ce cylindre et sur le côté d'entrée de la zone de serrage des cylindres, de façon à aspirer l'eau et l'air comme pré- cédemment décrit, alors que la boite à vide 3a- 4a du cylin- dre supérieur la est disposée dans la partie inférieure de ce cylindre et sur le côté de sortie de la zone de passage, cette boite étant destinée à transférer la feuille par le vide.
Le premier feutre 5, auquel une feuille continue mouillée de papier est continuellement fournie, passe à tra- vers la zone de serrage perpendiculairement, ou presque, à un plan passant par les axes des deux cylindres et par la ligne de serrage, comme précédemment. Le second feutre 5a traverse la zone de serrage avec le premier feutre 5 et la feuille de papier qui, après qu'elle a traversé ladite zone et a ainsi été partiellement déshydratée, est transférée du premier feutre 5 au second 5a par l'action de la boite de transfert 3a- 4a du cylindre à vide supérieur la, d'une ma- nière connue, le premier feutre 5 revenant alors au lieu où une portion suivante de la feuille continue de papier lui est fournie de la manière ordinaire.
La Fig. 3 représente une disposition de presse à vide et de feutres sans fin, analogue à celle de la Fig. 2, excepté que les deux cylindres 1 et la sont disposés de tel- le sorte que le plan passant par leurs axes et la ligne de
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serrage est incliné par rapport à un plan vertical.
La Fig. 4 montre une autre disposition de presse à vide et deux feutres sans fin suivant l'invention. Dans cet exemple, la presse comprend deux cylindres presseurs à aspiration 1 et la placés l'un à côté de l'autre avec leurs axes situés dans un plan horizontal commun passant par la ligne de serrage des cylindres, les boites d'aspiration in- ternes desdits cylindres, indiquées par leurs garnitures d'herméticité 3-4 et 3a-4a, s'élevant tous deux à partir de la ligne de serrage et de part et d'autre du plan ver- tical contenant cette ligne, et des moyens étant prévus pour diriger deux feutres 5-5a, entre lesquels sont inter- calées des couches de papier mouillé A, de façon qu'ils descendent verticalement à travers la zone de serrage des deux cylindres,
de sorte que les feutres ne bouchent pas les trous de celles des portions circulaires segmentaires des deux cylindres qui sont situées au-dessus de la ligne de serrage, ces trous communiquant (à l'exception de ceux adjacents à la ligne de serrage) avec les bottes d'aspira- tion internes. Par ce moyen, l'eau qui est continuellement expulsée du papier et des feutres dans des sens opposés, dans la zone de serrage et sur le côté supérieur ou d'en- trée de cette zone, passe immédiatement par les deux boi- tes d'aspiration que¯,contiennent les deux cylindres de la presse, avec l'air arrivant directement de l'atmosphère ex- térieure par les espaces d'air angulaires a et peut ainsi être évacuée rapidement et efficacement à l'aide d'une très faible force motrice appliquée à la pompe d'aspiration uti- lisée à cet effet,
et les feutres et le papier ne risquent pas de pénétrer dans la zone de serrage à travers des fla-
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ques d'eau.
Avec une presse comprenant deux cylindres à vide placés l'un à côté de l'autre, comme décrit ci-dessus et re- présenté sur la Fig. 4, l'élimination de l'eau des feutres et de la couche intercalée de papier mouillé sera au moins aussi efficace qu'avec une presse comprenant deux cylin- dres presseurs placés l'un au-dessus de l'autre, comme ci- dessus.
La disposition des cylindres presseurs et des feutres représentée sur la Fig. 4 peut avantageusement être appliquée à une machine à papier servant à fabriquer le carton ou papier à plusieurs couches. A cet effet, une série de presses à aspiration, comprenant chacune deux cylindres d'aspiration 1-la disposés comme sur la Fig. 4, peuvent avan- tageusement être disposées les unes au-dessus des autres dans un bâti ou cage B, comme représenté sur la Fig.
5, l'en- semble des deux feutres 5, 5a et d'une série de couches mouil- lées de papier intercalées entre ces feutres, étant conduit verticalement de haut en bas à travers les zones de serrage successives des diverses presses, l'eau expulsée dudit en- semble à chaque zone de serrage étant directement aspirée, avec de l'air extérieur passant par les espaces d'air angu- laires a, par les bottes d'aspiration 3-4 et 3a-4a que con- tiennent les deux cylindres d'aspiration 1 et la de chaque presse. Des couches de papier mouillé peuvent être appliquées, soit sur un seul des feutres 5, 5a, soit sur chacun d'eux, avant qu'ils atteignent la ou les presses à aspiration.
Divers moyens peuvent être utilisés pour diriger les deux feutres 5, 5a verticalement et de haut en bas à travers la presse ou les presses superposées avec les cou-
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ches mouillées de papier intercalées entre eux. Ainsi, comme représenté sur la Fig. 5, on peut faire passer les deux feu- tres 5, 5a dans la même direction, avec les couches de pa- pier entre eux, à travers la zone de serrage constituant entre un cylindre d'aspiration inférieur 6 et un cylindre supérieur lisse 7 faisant partie d'une presse à vide (appe- lée ci-après presse supérieure auxiliaire pour la distin- guer), dont le rôle est d'unir les couches de papier les unes aux autres et d'enlever l'eau desdites couches et des feutres,
cette presse auxiliaire étant disposée de façon à livrer les couches finies et les feutres de façon qu'ils passent verticalement et vers le bas à travers les zones de serrage des presses à vide superposées 1-la. Comme re- présenté, on peut faire passer les deux feutres plus ou moins horizontalement entre les deux cylindres superposés 6 et 7 de la presse supérieure auxiliaire, de telle manière que la boite à vide 3-4 disposée dans la partie supérieure du cylindre 6 communique directement par les trous adja- cents de ce cylindre avec l'atmosphère extérieure, pour le but déjà expliqué. Chaque feutre 5, 5a peut recevoir, par exemple, trois couches de papier mouillé qui lui ont été transférées à l'aide de cylindres de transfert à vide 8 et 9 et qui proviennent de toiles métalliques de formation 10 et 11 dont l'une, 10,
reçoit une couche de papier d'une unité de fabrication de la machine, telle qu'une unité de fabri- cation à vide à cylindre rotatif, et dont l'autre, 11,re- çoit deux couches de papier d'autres unités de la machine à papier. Toutefois, on pourrait ne fournir une ou plusieurs couches de papier mouillé qu'à un seul des deux feutres 5, 5a, l'autre se comportant à la façon d'un feutre de support.
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Comme représenté sur la Fig. 6, les deux feutres 5 et 5a et les couches mouillées de papier, intercalées en- tre eux, peuvent être dirigés de façon à descendre vertica- lement à travers la zone de serrage d'une presse supérieure auxiliaire comprenant deux cylindres à vide 12 et 13 dont les axes sont situés dans un plan horizontal et dont les boites à vide internes sont disposées au-dessus de la li- gne de serrage.
On peut encore, comme représenté sur la Fig. 7, faire passer les deux feutres 5, 5a avec des couches de papier intercalées sur deux rouleaux lisses supérieurs dis- tincts 12a et 13a et les diriger ensuite verticalement vers le bas, avec les couches de papier intercalées, à travers les zones de serrage des presses à vide superposées 1 et la placées au-dessous.
Après leur passage avec les couches intercalées de papier à travers les deux pressés à vide superposées 1 et 1a, les deux feutres sont ramenés dans des directions opposées pour recevoir d'autres 'couches de papier, la feuil- le partiellement séchée de papier à plusieurs couches étant transportée séparément, comme indiqué en A sur la Fig. 5, à un endroit où elle est destinée à subir un traitement supplémentaire, par exemple à la partie de la machine com- portant les séchoirs.
Chacun des deux cylindres à vide 1, la de la pres- se à vide ou de chacune des presses à vide successives, peut être un cylindre métallique non revêtu; ou bien l'un d'eux peut être un cylindre à vide métallique non revêtu, l'autre étant muni d'une gaine de caoutchouc perforée; ou bien encore les deux cylindres peuvent, comme dans les exem-
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ples des-Fige 4, 6 et 7, comporter une gaine de caoutchouc, perforée 14. Les cylindres à vide peuvent être pressés l'un contre l'autre de telle sorte que les extrémités externes des trous de la gaine de caoutchouc soient obturées, ou presque, dans la zone de serrage, comme représenté sur la
Fig. 4.
On peut actionner positivement les deux cylindres ou n'actionner positivement que l'un d'eux, l'autre étant entraîné par le frottement créé dans la zone de serrage, de la manière usuelle. Lorsque les cylindres sont tous deux actionnés, des dispositifs de synchronisation ou d'égalisa- tion de vitesse de tout genre connu ou convenable, leur sont associés pour leur permettre de tourner à des vites- ses périphériques égales.
Lorsque plusieurs presses à vide, telles que cel- les décrites, sont disposées les unes au-dessus des autres, comme ce sera usuellement le cas, il sera avantageux, lors- qu'un seul des cylindres de chaque presse est actionné po- sitivement, de disposer les cylindres entraînés par une ac- tion de frottement alternativement de part et d'autre d'un plan vertical contenant les lignes de serrage des presses superposées.
En disposant plusieurs presses à vide les unes au-dessus des autres, de la façon décrite, on diminue la longueur de la section à presses de la machine à papier dont ces presses à vide font partie, de sorte que, pour une machine à papier de longueur donnée, on peut utiliser un plus grand nombre de séchoirs, ce qui permet de faire passer le papier en cours de fabrication à une vitesse éle- vée à travers la machine.
Des moyens peuvent être prévus pour projeter un
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jet d'eau à l'état divisé contre le brin de retour de cha- que feutre, en vue de le laver, et des moyens peuvent aussi être prévus pour enlever l'eau de lavage du feutre. La Fig. 8 montre un dispositif d'injection 15 permettant de projeter un jet d'eau contre le brin de retour d'un des feutres, savoir le feutre 5, pour le laver.
La partie lavée du feu- tre peut ensuite être dirigée vers le haut de façon à pas- ser par la zone de serrage constituée entre un rouleau lis- se supplémentaire 16 et un des cylindres à vide faisant partie d'une des presses à vide, par exemple le cylindre 1 de la presse la plus basse 1, la, ce cylindre étant muni à cet effet d'une seconde boite à vide disposée horizonta- lement et indiquée par ses garnitures d'herméticité 3b, 4b placées en regard de la boite à vide principale 3-4 et près du rouleau lisse auxiliaire 16, la boite à vide 3b¯4b com- muniquant directement, le cas échéant, avec l'air exté- ' rieur.
Une ou plusieurs presses à vide et un ou plusieurs feutres suivant l'invention peuvent être incorporées à des machines à papier de divers genres.