FR2621618A3 - Press roll for the manufacture of paper or paper pulp - Google Patents

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Gerard Cottet
Jean-Marc Truchot
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    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
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    • D21F3/02Wet presses
    • D21F3/08Pressure rolls
    • D21F3/086Pressure rolls having a grooved surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor

Abstract

This press roll is provided at its periphery with crossed grooves 17, 18. The grooves 17, 18 of at least one series are elliptical grooves inclined in relation to the axis 19 of the roll.

Description

CYLINDRE DE PRESSE POUR LA FABRICATION
DE PAPIER OU PATE A PAPIER
La présente invention concerne un cylindre de presse destiné plus particulièrement à la fabrication de pâte à papier, de papier, ou similaire.
PRESS CYLINDER FOR MANUFACTURING
OF PAPER OR PAPER PULP
The present invention relates to a press cylinder intended more particularly for the manufacture of paper pulp, paper, or the like.

Un tel cylindre doit permettre l'élimination du liquide (en général de l'eau) contenu dans la pâte à papier. Such a cylinder must allow the elimination of the liquid (generally water) contained in the paper pulp.

La figure 1 montre un exemple de réalisation d'une presse 3 pour la fabrication de pâte à papier 1. FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a press 3 for the manufacture of paper pulp 1.

Une telle presse est formée de deux cylindres 4 pressés l'un contre l'autre et tournant en sens inverse l'un de l'autre. La pâte à papier 1, soutenue généralement par un tapis en feutre 2, passe entre ces cylindres 4 et est laminée et structurée par ceux-ci. Ces cylindres 4 doivent, en outre, permettre d'expulser une partie de l'eau contenue dans la pâte à papier. Such a press is formed by two cylinders 4 pressed against each other and rotating in opposite directions to one another. The paper pulp 1, generally supported by a felt mat 2, passes between these cylinders 4 and is laminated and structured by these. These cylinders 4 must also make it possible to expel part of the water contained in the paper pulp.

Chaque cylindre 4 est donc traditionnellement formé d'un corps métallique 5 et d'une couche de revêtement 6 en un matériau plus souple que le métal et notamment en un polymère tel que élastomère (caoutchouc, polyuréthane ou autre), matériau thermoplastique ou thermodurcissable. Each cylinder 4 is therefore traditionally formed of a metal body 5 and a coating layer 6 of a material more flexible than metal and in particular of a polymer such as elastomer (rubber, polyurethane or other), thermoplastic or thermosetting material.

Afin d'améliorer l'élimination de l'eau par les cylindres, il a été proposé de ménager dans la couche de revêtement 6 de chaque cylindre des rainures circulaires (s'étendant perpendiculairement à l'axe du cylindre) ou hélicoldales (les spires s'étendant selon un angle par rapport à l'axe du cylindre) (système connu sous la dénomination commerciale VENTA-NIP de la
Société BELOIT). Ces rainures réalisent un système de drainage qui évacue l'eau contenue dans la pâte à papier au niveau de la zone de contact des cylindres 4.
In order to improve the elimination of water by the cylinders, it has been proposed to provide in the coating layer 6 of each cylinder circular grooves (extending perpendicular to the axis of the cylinder) or helical grooves (the turns extending at an angle to the cylinder axis) (system known under the trade name VENTA-NIP of the
BELOIT Company). These grooves create a drainage system which evacuates the water contained in the paper pulp at the level of the contact zone of the cylinders 4.

Cependant, ces rainures créent sur la surface du cylindre un relief provoquant un marquage du papier (phénomène de "shadow-marking"). However, these grooves create a relief on the surface of the cylinder causing the paper to be marked ("shadow-marking" phenomenon).

Afin, d'une part, d'obtenir un effet de drainage maximal, I'on cherche à avoir la plus grande surface ouverte possible sur le revêtement du cylindre (le pourcentage de surface ouverte est généralement compris entre 5 et 25 O).  In order, on the one hand, to obtain a maximum drainage effect, one seeks to have the largest possible open surface on the coating of the cylinder (the percentage of open surface is generally between 5 and 25 °).

Mais, d'autre part, la recherche de l'obtention d'une surface la moins marquée possible conduit à la réalisation de rainures ayant une ouverture très étroite (de l'ordre de 3/10 à 6/10 mm de largeur actuellement). But, on the other hand, the search for obtaining the least marked surface possible leads to the production of grooves having a very narrow opening (of the order of 3/10 to 6/10 mm in width at present) .

La combinaison de ces deux conditions conduit donc à multiplier le nombre de rainures (actuellement l'on prévoit généralement de huit à seize rainures pour environ 25 mm), ainsi qu'à augmenter la profondeur de celles-ci (profondeur de 1 à 3 mm pour une largeur de 3/10 à 6/1û mm). The combination of these two conditions therefore leads to multiplying the number of grooves (currently one generally provides from eight to sixteen grooves for approximately 25 mm), as well as to increasing the depth of these (depth from 1 to 3 mm for a width of 3/10 to 6/1 mm).

Ceci conduit à des phénomènes d'encrassement des rainures qui, étant trop fines, ont tendance à se fermer et n'évacuent plus l'eau. This leads to fouling phenomena in the grooves which, being too fine, tend to close and no longer evacuate the water.

Par ailleurs, la multiplication du nombre de rainures et la profondeur de celles-ci diminuent la résistance du revêtement et conduisent à des ruptures de celui-ci. Furthermore, the multiplication of the number of grooves and the depth thereof reduce the resistance of the coating and lead to ruptures thereof.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de prévoir dans un cylindre de presse pour la fabrication de pâte à papier, un système de rainurage permettant d'augmenter la quantité de liquide évacuée, sans pour autant diminuer la résistance du revêtement et tout en diminuant le phénomène de marquage du papier. The object of the present invention is to remedy these drawbacks and to provide, in a press cylinder for the manufacture of paper pulp, a grooving system making it possible to increase the quantity of liquid discharged, without however reducing the resistance of the coating. and while reducing the phenomenon of paper marking.

Ce but est atteint dans le cylindre de presse selon l'invention, par le fait que celui-ci est muni sur sa périphérie de rainures croisées. De ce fait, la surface ouverte peut être doublée sans diminuer la résistance du revêtement, puisque la distance entre deux rainures adjacentes inclinées dans le même sens n'est pas diminuée. This object is achieved in the press cylinder according to the invention, by the fact that it is provided on its periphery with crossed grooves. Therefore, the open surface can be doubled without reducing the resistance of the coating, since the distance between two adjacent grooves inclined in the same direction is not reduced.

Ce système permet, en outre, d'augmenter la résistance à l'usure des rainures. En effet, comme celles-ci sont coupées, elles ne peuvent pas se coucher sur toute leur longueur, ce qui est le cas avec les rainures non croisées et se ferment donc moins dans la zone de contact des cylindres. Il en résulte un encrassement moins élevé de ces rainures et, par conséquent, une durée de vie plus élevée de celle-ci. This system also makes it possible to increase the wear resistance of the grooves. Indeed, as these are cut, they cannot lie over their entire length, which is the case with the non-crossed grooves and therefore close less in the contact zone of the cylinders. This results in less fouling of these grooves and, consequently, a longer service life thereof.

Avantageusement, dans le cas de rainures faiblement inclinées par rapport à un plan transversal du cylindre, un trou pourra être ménagé à chaque intersection de deux rainures, ce qui permettra notamment de résoudre le problème de fragilisation du revêtement au niveau de ces intersections. Advantageously, in the case of grooves which are slightly inclined relative to a transverse plane of the cylinder, a hole may be made at each intersection of two grooves, which will in particular make it possible to solve the problem of embrittlement of the coating at these intersections.

Avantageusement aussi, dans le cas de rainures fortement inclinées, I'angle d'inclinaison de celle-ci pourra être choisi de façon à correspondre aux directions d'écoulement d'eau privilégiées pour chaque type de pâte à papier, ou papier. Advantageously also, in the case of sharply inclined grooves, the angle of inclination thereof may be chosen so as to correspond to the preferred directions of water flow for each type of paper pulp, or paper.

De toute façon, I'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques de celle-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation préférée d'un cylindre de presse conforme à celle-ci
Figure 2 est, à échelle agrandie, une vue de détail de la surface d'un cylindre de presse
Figure 3 est un schéma des zones d'influence de chaque rainure
Figure 4 est un schéma des directions d'écoulement privilégiées de l'eau.
In any case, the invention will be better understood and other characteristics thereof will be highlighted with the aid of the description which follows with reference to the appended schematic drawing representing by way of nonlimiting example an embodiment preferred of a press cylinder conforming thereto
Figure 2 is, on an enlarged scale, a detailed view of the surface of a press cylinder
Figure 3 is a diagram of the zones of influence of each groove
Figure 4 is a diagram of the preferred directions of water flow.

La figure 2 montre un exemple de réalisation d'une portion de revêtement 16 selon l'invention pour des cylindres du type représenté sur la figure 1. FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a coating portion 16 according to the invention for cylinders of the type shown in FIG. 1.

Ce revêtement 16 est muni, sur sa périphérie, de deux séries de rainures périphériques 17,18 inclinées dans des directions opposées par rapport à l'axe 19 du cylindre et se croisant. This coating 16 is provided, on its periphery, with two series of peripheral grooves 17, 18 inclined in opposite directions with respect to the axis 19 of the cylinder and intersecting.

Ainsi que le montre cette figure 2, I'angle d'inclinaison oc de chacune des séries de rainures 17,18 avec l'axe 19 du cylindre est identique et ces rainures 17,18 sont donc inclinées symétriquement par rapport à cet axe. As shown in this FIG. 2, the angle of inclination oc of each of the series of grooves 17,18 with the axis 19 of the cylinder is identical and these grooves 17,18 are therefore inclined symmetrically with respect to this axis.

Les rainures 17,18 peuvent être constituées par des rainures circulaires indépendantes, c'est-à-dire par des rainures s'étendant chacune selon une ellipse située dans un plan incliné d'un angle X par rapport à l'axe 19 du cylindre et donc incliné par rapport à un plan transversal quelconque de ce cylindre. The grooves 17, 18 may be constituted by independent circular grooves, that is to say by grooves each extending according to an ellipse situated in an inclined plane of an angle X with respect to the axis 19 of the cylinder. and therefore inclined with respect to any transverse plane of this cylinder.

Ces rainures 17,18 peuvent également avoir un profil de courbe gauche et être constituées par des rainures hélicoidales s'enroulant autour de la périphérie du cylindre selon un pas déterminé. These grooves 17, 18 may also have a left curve profile and be constituted by helical grooves winding around the periphery of the cylinder at a determined pitch.

Dans ce cas, on conçoit aisément que chaque hélice permette de réaliser plusieurs "tours" ou rainures sur le revêtement du cylindre et que chaque série de rainures 17,18 croisées sera obtenue par une hélice à plusieurs filets. In this case, it is easily understood that each propeller makes it possible to make several "turns" or grooves on the coating of the cylinder and that each series of crossed grooves 17, 18 will be obtained by a propeller with several threads.

Enfin, les rainures de l'une des séries peuvent être constituées par des rainures longitudinales s'étendant soit parallèlement à l'axe du cylindre, soit avec une très faible inclinaison par rapport à celui-ci. Finally, the grooves of one of the series can be constituted by longitudinal grooves extending either parallel to the axis of the cylinder, or with a very slight inclination relative to the latter.

Par la prévision de séries de rainures 17,18 croisées, il est donc possible, pour un même nombre de rainures inclinées dans un même sens 17 ou 18, de doubler la surface ouverte du revêtement 16 du cylindre et donc d'augmenter, en conséquence, la capacité d'extraction de liquide de celui-ci. By predicting series of grooves 17,18 crossed, it is therefore possible, for the same number of grooves inclined in the same direction 17 or 18, to double the open surface of the coating 16 of the cylinder and therefore to increase, consequently , the ability to extract liquid therefrom.

En outre, ce système permet d'augmenter la résistance à l'usure des rainures 17,18. En effet, comme celles-ci se croisent, elles ne peuvent, dans la zone de contact des deux cylindres 4 de la presse, se coucher que sur la longueur comprise entre deux points d'intersection 21. In addition, this system increases the wear resistance of the grooves 17,18. Indeed, as these intersect, they can, in the contact area of the two cylinders 4 of the press, lie only over the length between two intersection points 21.

Comme elles ne se couchent donc pas sur toute leur longueur, ces rainures 17,18 s'encrassent moins que les rainures classiques et ont, par conséquent, une durée de vie beaucoup plus élevée. Since they therefore do not lie over their entire length, these grooves 17, 18 become less clogged than conventional grooves and therefore have a much longer service life.

Dans le cas de rainures 17,18 faiblement inclinées par rapport à un plan transversal du cylindre (angle 0t élevé), des trous 20 pourront être réalisés, comme indiqué sur la figure 2, au niveau de l'intersection 21 de deux rainures 17,18. In the case of grooves 17, 18 which are slightly inclined with respect to a transverse plane of the cylinder (high angle 0t), holes 20 may be made, as shown in FIG. 2, at the intersection 21 of two grooves 17, 18.

Ces trous permettent de supprimer la zone de croisement 21 entre deux rainures 17,18 et donc de résoudre les problèmes de fragilisation du revêtement au niveau de ces intersections ; par ailleurs, ils augmentent également le volume disponible pour le liquide, donc la capacité de drainage. These holes make it possible to eliminate the crossing zone 21 between two grooves 17, 18 and therefore to solve the problems of embrittlement of the coating at these intersections; moreover, they also increase the volume available for the liquid, therefore the drainage capacity.

Les trous 20 peuvent être borgnes ou être débouchants. Ils peuvent être d'une profondeur supérieure à celle des rainures 17,18 ; ils peuvent notamment s'étendre jusqu'à l'intérieur du cylindre dans le cas d'un cylindre muni d'un système d'aspiration. The holes 20 may be blind or be through. They may be of a depth greater than that of the grooves 17,18; they can in particular extend to the inside of the cylinder in the case of a cylinder provided with a suction system.

Ainsi que le montre la figure 3, la réalisation de rainures croisées selon l'invention augmente également les zones d'influence de chaque rainure 17,18. As shown in FIG. 3, the production of crossed grooves according to the invention also increases the zones of influence of each groove 17,18.

En effet, l'on sait qu'autour de chaque rainure 17,18 se trouve une zone d'influence respectivement 27,28 s'étendant de part et d'autre de cette rainure. La limite de ces zones d'influence 27,28 est indiquée par des pointillés sur la figure 3. Ces zones d'influence 27,28 sont, en fait, des zones dans lesquelles l'eau expulsée de la pâte à papier s'écoule selon une direction privilégiée allant vers la rainure concernée. Indeed, we know that around each groove 17,18 there is a zone of influence respectively 27,28 extending on either side of this groove. The limit of these zones of influence 27, 28 is indicated by dotted lines in FIG. 3. These zones of influence 27, 28 are, in fact, zones in which the water expelled from the paper pulp flows in a preferred direction towards the groove concerned.

La figure 3 montre donc que le croisement des rainures 17,18 augmente la surface des zones d'influence de celles-ci. FIG. 3 therefore shows that the intersection of the grooves 17, 18 increases the surface of the zones of influence of these.

Selon une forme de réalisation préférée, les rainures 17,18 pourront être inclinées selon des directions d'écoulement privilégiées de l'eau. En effet, ainsi que le montre la figure 4, où 19 représente l'axe du cylindre,
I'eau, contenue dans la pâte à papier 1 et expulsée par les cylindres 4, a tendance à s'écouler selon trois directions privilégiées 30,31,32, qui sont la direction de défilement du papier 30, et deux directions 31,32 faisant avec la direction de défilement 30 un angle ss . Ces deux directions 31,32 sont symétriques par rapport à la direction de défilement 30 et l'angle /5 qu'elles font avec celle-ci est fonction de la vitesse de défilement du papier de rotation du cylindre, etc.
According to a preferred embodiment, the grooves 17, 18 may be inclined according to preferred directions of flow of the water. Indeed, as shown in FIG. 4, where 19 represents the axis of the cylinder,
The water, contained in the paper pulp 1 and expelled by the cylinders 4, tends to flow in three preferred directions 30,31,32, which are the direction of travel of the paper 30, and two directions 31,32 making with the direction of travel 30 an angle ss. These two directions 31, 32 are symmetrical with respect to the running direction 30 and the angle / 5 which they make therewith is a function of the running speed of the paper for rotating the cylinder, etc.

On concevra donc que si les rainures 17,18 sont inclinées selon les directions de défilement 31,32, elles permettront de collecter une quantité plus importante d'eau. It will therefore be understood that if the grooves 17, 18 are inclined in the running directions 31, 32, they will make it possible to collect a larger quantity of water.

On notera que ce cas s'applique surtout aux rainures 17,18 devant être davantage inclinées par rapport à une section transversale du cylindre, puisque les angles d'inclinaison 15 par rapport à la direction 30 sont assez élevés. Note that this case applies especially to the grooves 17,18 to be more inclined relative to a cross section of the cylinder, since the angles of inclination 15 relative to the direction 30 are quite high.

On notera que le système de croisement de rainures selon l'invention permet d'augmenter de façon importante l'aspiration réalisée à l'aide du revêtement du cylindre tout en réduisant les problèmes de marquage du papier (Shadow-marking), dûs à la largeur d'ouverture des rainures classiques. It will be noted that the groove crossing system according to the invention makes it possible to significantly increase the suction produced using the coating of the cylinder while reducing the problems of paper marking (Shadow-marking), due to the opening width of conventional grooves.

Bien entendu, ce système de rainurage peut être combiné avec tous types de perçages habituellement réalisés dans les revêtements de presse ainsi qu'avec des rainures circulaires, c'est-à-dire non inclinées par rapport à une section transversale du cylindre. Of course, this grooving system can be combined with all types of holes usually made in press covers as well as with circular grooves, that is to say not inclined relative to a cross section of the cylinder.

On concevra également aisément que les rainures croisées 17,18, décrites ci-avant comme étant ménagées dans le revêtement d'un cylindre de presse, pourraient également être réalisées directement à la périphérie du corps 5 proprement dit de ces cylindres.  It will also be readily understood that the crossed grooves 17, 18, described above as being formed in the coating of a press cylinder, could also be produced directly at the periphery of the body 5 proper of these cylinders.

Claims (9)

REVENDiCATIONS 1 - Cylindre de presse, notamment pour la fabrication de pat i papier ou de papier, caractérisé en ce qu'il est muni à sa périphérie de sertes de rainures (17.1S) croisées. 1 - Press cylinder, in particular for the production of paper or paper sheets, characterized in that it is provided at its periphery with crimped grooves (17.1S). 2 - Cylindre selon la revendication 1 caractérisé en Ce qie les rainures (17,15) d'au moins une série sont des rainures ell ptiques inclinées par rapport à l'axe (19) du cylindre. 2 - Cylinder according to claim 1 characterized in that qie the grooves (17,15) of at least one series are ell ptic grooves inclined relative to the axis (19) of the cylinder. 3 - Cylindre selon la revendication I ou 2. caracterise en te quo les rainures (17.1S) d'au moins une série sont des rainures parallèles oii très faiblement inclinées par rapport à l'axe (19) du cylindre. 3 - Cylinder according to claim I or 2. characterized in that the grooves (17.1S) of at least one series are parallel grooves oii very slightly inclined relative to the axis (19) of the cylinder. 4 - Cylindre selon la revendication 2, caractérisé cn ce que les rainures de chaque série (17.18) sont inclinées dans des directions opposées et symétriques par rapport à l'axe du cylindre. 4 - Cylinder according to claim 2, characterized in that the grooves of each series (17.18) are inclined in opposite and symmetrical directions relative to the axis of the cylinder. 5 - Cylindre selon l'une des revendjcatjons 1, 2 et 4. caractérisé en ce que chaque rainure (17,18) s'étend selon une ellipse située dans un même plan incliné par rapport à un plan transversal du cylindre. 5 - Cylinder according to one of revendjcatjons 1, 2 and 4. characterized in that each groove (17,18) extends along an ellipse located in the same plane inclined with respect to a transverse plane of the cylinder. 6 - C!-lincre selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que chaque rainure (17,15) s'étend selon une hélicolde s'enroulant autour du cylindre.  6 - C! -Lincre according to any one of claims I to 4, characterized in that each groove (17,15) extends according to a helicoid winding around the cylinder. 7 - Cylindre selon la revendication 6, caractérisé en ce que les rainures (17,1 S) sont constituées par une hélice à plusieurs filets. 7 - Cylinder according to claim 6, characterized in that the grooves (17.1 S) are constituted by a propeller with several threads. 8 - Cylindre selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les rainures (17,18) sont inclinées selon les directions d'écoulements préférentiels respectivement (32,31) du cylindre. 8 - Cylinder according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the grooves (17,18) are inclined in the preferred directions of flow respectively (32,31) of the cylinder. 9 - Cylindre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un trou (21) est ménagé à chaque intersection de deux rainures (17,18).  9 - Cylinder according to one of claims 1 to 6, characterized in that a hole (21) is formed at each intersection of two grooves (17,18).
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