Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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Dans l'industrie de la pâte à papier et plus
particulièrement dans l'industrie de fabrication de
pâte à papier à partir de vieux papiers, on emploie un
grand nombre de tamis soit pour séparer les fibres for-
mant la pâte à papier des impuretés diverses (appelées
"contaminants") se trouvant dans les vieux papiers,
dans des appareils appelés "épurateurs"; soit pour
trier les fibres en fonction de leur longueur dans des
appareils appelés "classificateurs".
Il est connu de réaliser de tels tamis en
les munissant de trous, ou de fentes et il est aussi
connu par de nombreux brevets tels que FR 1 539 846;
US 3 617 008; S~ 72/11272; FR 84 00658; FR 78 08152 et
FR 88 10684 de disposer en amont des fentes ou trous
pratiqués à travers la paroi du tamis des obstacles
suivis de rainures qui, en coopération avec une pale
hydrodynamique provoquent des pulsations qui améliorent
le rendement du tamis et empêchent qu'il se bouche.
Mais ces tamis, qu'ils soient à trous ou à
fentes et qu'ils soient ou non munis d'obstacles, ont
jusqu'à maintenant été réalisés par usinage de plaques
pleines avec de grandes difficultés.
En effet, les fentes et les trous doivent,
pour des raisons de pertes de charge et d'encrassement
être très courts, c'est-à-dire de l'ordre de 0,5 à 1
mm; par contre les tôles utilisées dans les techniques
actuelles sont beaucoup plus épaisses, de l'ordre de 8
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à 10 mm, pour des raisons de résistance et comme les
performances requises par les utilisateurs vont en
croissant, les épaisseurs des tôles s'accroissent.
Il en résulte qu'il faut usiner un dégagement dans
l'épaisseur de la tôle et ensuite nettoyer et polir ce
dégagement, ces deux opérations représentant le travail
le plus important que l'on effectue sur les tôles.
La présente invention a pour but de permettre
de réaliser des tamis très performants avec des tôles
en acier inoxydables relativement minces, de l'ordre de
2 millimètres.
La technique, objet de la présente invention,
qui permet d'utiliser de telles tôles fines tout en
obtenant la résistance nécessaire, permet de supprimer
les dégagements indispensables sur les tôles épaisses
et réduit de beaucoup le travail d'usinage, de net-
toyage et de polissage. De plus la consommation de
matière première est moindre.
Cette technique est basée sur l'emploi d'élé-
ments profilés dont la section est en forme de U. Ilest connu, par le brevet US 2,015,139 de réaliser des
tamis au moyen de profilés en U. Ce brevet décrit un
plateau plan constitué d'éléments profilés en U compor-
tant chacun un fond et deux parois latérales. Les
éléments sont juxtaposes et maintenus en soudant deux
parois adjacentes. Le plateau est usiné afin de réali-
ser une succession de fentes. Mais cet usinage découpe
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également les parois latérales et il est nécessaire de
disposer des barres de raidissement pour conserver la
planéité du plateau.
La présente invention a pour objet un tamis
pour épurateur et classificateur de pâte à papier du
genre constitué par la juxtaposition d'éléments à
section en U comportant un fond plat muni de perfora-
tions et deux parois latérales caractérisé en ce que
les éléments à section en U sont disposés de telle
sorte qu'ils forment une paroi de révolution, notamment
cylindrique, munie de fentes ou de trous associés ou
non à des rainures et des obstacles.
Les éléments sont disposés soit parallèle-
ment, soit perpendiculairement aux génératrices du
cylindre, soit en formant avec la direction de la géné-
ratrice du cylindre un angle compris entre 0 et 90.
Lorsque les éléments sont parallèles aux
génératrices ils sont rectilignes et placés côte à
côte; lorsqu'ils sont perpendiculaires auxdites généra-
trices ils sont cintrés de facon à être circulaires;lorsqu'ils sont inclinés par rapport aux génératrices
ils sont enroulés en spirale.
Dans cette dernière variante le tamis com-
porte au moins un élément à section transversale en U.
Lorsque l'angle formé entre le plan perpendiculaire à
l'axe longitudinal du tamis et l'axe longitudinal de
l'élément est proche de 90, le tamis comporte une
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pluralité d'éléments inclinés et disposés en spirale.
Lorsque l'inclinaison ~ diminue, le tamis
peut n'être constitué qu'avec un seul élément enroulé
en spirale, les spires étant jointives.
Les éléments à section transversale en U
peuvent être réalisés par plissage de la tôle ou bien
peuvent être constitués par des profilés en U qui sont
accolés les uns à côté des autres et maintenus par tous
moyens.
En outre, afin d'augmenter la rigidité du
cylindre le tamis comporte entre deux parois adjacentes
de deux éléments successifs un élément plat.
D'autre part selon une variante de réalisa-
tion de l'invention on peut réaliser le tamis en
employant des profilés en U dont les ailes sont de lon-
gueurs inégales mais dont les extrémités desdites ailes
sont dans le même plan qui leur est perpendiculaire de
sorte que le fond du U où sont percés les trous ou fen-
tes est incliné; de sorte que la surface perforée est
inclinée par rapport à la surface cylindrique du tamis.
Si ces U à section dissymétrique sont dispo-
sés suivant les génératrices du tamis cylindrique on
obtient ainsi des obstacles qui, suivant le sens de
déplacement du liquide, ou bien le freinent ou bien
provoquent l'effet connu de pulsation et/ou de tourbil-
lonnement décrit dans les brevets précédemment cités.
Si on enroule les U dissymétriques suivant
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une helice, on obtient un sillon helicoidal guidant les
rejets (matières arrêtees par le tamis) vers leur zone
d'evacuation.
Les U dissymétriques peuvent être obtenus par
plissage d'une tôle ou juxtaposition d'éléments séparés
comme pour les U symétriques.
A titre d'exemples non limitatifs on a repré-
senté aux dessins annexés.
Figure 1: une vue schématique en perspective
illustrant une portion de tamis réalisée en disposant
côte à côte des profilés en U.
Figure 2: une vue schématique d'une variante
de réalisation de la figure 1.
Figure 3: une vue schematique en perspective
illustrant une portion de tamis realisee par pliage de
la tôle.
Figure 4: une vue schématique d'une variante
de réalisation de la figure 3.
Figure 5: une vue schématique illustrant un
tamis cylindrique selon l'invention dans lequel les
éléments en U sont rectilignes et parallèles aux géné-
ratrices du cylindre.
Figure 6: une vue schématique illustrant un
tamis cylindrique selon l'invention dans lequel les
éléments en U sont circulaires et perpendiculaires aux
génératrices du cylindre.
Figures 7a et 7b: deux vues schématiques
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illustrant un tamis cylindrique selon l'invention dans
lequel les éléments en U juxtaposés sont disposés en
spirale.
Figure 8: une vue de profil du tamis de la
figure 7.
Figure 9: une vue de détail à grande échelle
et en perspective illustrant la disposition des rainu-
res et des fentes.
Figure 10: une vue en élévation latérale de
la figure 9.
Figure 11: une vue schématique d'une fraise
réalisant simultanement la rainure et la fente.
Figures 12 et 13: deux vues de détail con-
cernant un tamis selon la figure 6.
Figure 14: une vue de détail correspondant
au tamis de la figure 5.
Figures 15,16,17: trois variantes de réali-
sation de la jonction des profils.
Figure 18: une vue schématique d'une
variante de réalisation du tamis.
Figure 19: une vue schématique de détail
illustrant la juxtaposition de profilés à section en U
dissymétriques.
Figure 20: une vue en perspective de la
figure 19.
Figure 21: une vue schématique illustrant un
tamis cylindrique réalisé au moyen de profilés en U
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dissymetriques disposes parallèlement à la génératrice
du cylindre.
Figure 22: une vue schématique illustrant un
tamis cylindrique réalisé au moyen d'un seul profilé en
U dissymétrique enroulé en spirale.
Figures 23 et 24: deux vues illustrant le
mouvement relatif du liquide par rapport au tamis de la
figure 20.
Figure 25: une vue partielle en perspective
représentant une portion de paroi de tamis obtenu par
pliage en réalisant des U dissymétriques.
Figure 26: une vue en coupe d'une variante
de la figure 25.
En se reportant à ces figures on voit que
selon l'invention on réalise un tamis à partir d'une
tôle de faible épaisseur, comprise entre 1,5 et 2,5 mm
en juxtaposant des éléments 1 dont la section affecte
la forme d'un U.
Sur les figures 1 et 2 on voit que le tamis
est constitué de profilés 1 en U, qui sont accolés les
uns à côté des autres. Chaque élément 1 comporte un
fond 2 et deux parois latérales 3; les éléments 1 sont
accolés les uns aux autres par leurs parois latérales
3, les fonds 2 formant la surface cylindrique du tamis
dans laquelle seront ménagés les trous, fentes et/ou
rainures.
Sur les figures 3 et 4 on voit que les
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elements sont realises en menageant des plis sur une
plaque de tôle, de façon à obtenir egalement des parois
laterales 3 et un fond 2.
On peut pratiquer ensuite (figures 9 et 10)
dans lesdits élements en U des rainures 5 et des fentes
6 perpendiculairement à l'axe longitudinal desdits ele-
ments, ou encore perpendiculairement aux parois late-
rales 3.
Les rainures 5 sont donc pratiquees dans les
fonds 2, depuis le côté extérieur opposé aux extrémités
des parois latérales, perpendiculairement à leur axe
longitudinal mais sur une profondeur moindre que
l'épaisseur dudit fond 2, puis une fente 6 est prati-
quée dans le fond de la rainure 5 sur une profondeur
supérieure à celle de l'épaisseur du fond 2 de façon à
le traverser. De préférence on utilise une fraise
constituée de deux disques accolés (figure 11), l'un 5a
pour faire la rainure 5 et l'autre 6a, de plus grand
diamètre pour réaliser la fente 6. On obtient ainsi en
une seule opération une fente 6 qui est très exactement
positionnée par rapport à la rainure, ce qui est très
important.
Comme on le voit aux figures 1 à 4 les élé-
ments en U sont réalisés de façon telle qu'au bas de la
jonction de deux parois verticales 3 se trouve toujours
ménagé un espace 8 tel que chaque rainure 5 et fente 6
débouchent librement par leur deux extrémités dans deux
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espaces vides 8.
Dans le cas des figures 1 et 3, il faut pour
cela que le rayon de courbure R (figures 9 et 10) de la
surface faisant la jonction entre le fond 2 et les
parois latérales 3 soit plus grand que la hauteur "h"
de l'entaille réalisée dans la paroi 3 pour percer le
fond 2 lorsque l'on fait la fente 6.
On peut obtenir le même résultat en raccor-
dant les parois 2 et 3 par des parois obliques 9 comme
représenté à la figure 2 ou encore en ne fermant pas
les plis de la tôle comme cela est représenté à la
figure 4.
L'avantage de cette disposition est que les
fentes 6 n'ont pas de parois terminales et que de la
sorte elles ne se bouchent pas, ni pendant l'usinage,
ni pendant l'utilisation du tamis par un amoncellement
de fibres.
On obtient donc non seulement un usinage très
facile et très précis mais encore un tamis qui ne se
colmate pas et cela avec une tôle plus mince donc moins
coûteuse.
Dans une première forme de réalisation, les
éléments en U peuvent être rectilignes et parallèles
aux génératrices du cylindre comme cela est représenté
à la figure 5 ou bien circulaires et perpendiculaires à
ces génératrices comme représenté à la figure 6.
Dans le cas de la figure 5, il s'avère qu'il
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faut éviter que les elements en U aient une trop grande
longueur car ils ont alors tendance à flechir. On
utilise alors des elements de petite longueur de façon
à faire une succession de petits cylindres qui sont
assembles les uns sur les autres par des couronnes cir-
culaires 10, comme represente à la figure 14.
Dans le cas de la figure 6 on realise le
pliage de la tôle à plat, et une fois que les nervures
correspondant aux parois 3 sont faites, on cintre la
tôle. Il est pratiquement impossible de realiser un
cintrage regulier d'une tôle en acier inoxydable munie
de nervures. Cependant on s'est aperçu que si l'on
procède, après la creation des plis, et avant cintrage,
à l'usinage des trous, des fentes et eventuellement des
rainures destinees à realiser des obstacles combines
aux perforations (trous ou fentes), ledit cintrage
s'opère très facilement et très regulièrement, grâce à
la présence des fentes 6 et des rainures 5. Ensuite on
dispose à la partie basse ainsi qu'à la partie haute du
cylindre une couronne de fixation 11 qui est fixée soit
à un pli fermé comme représenté à la figure 12 soit à
un pli ouvert comme représenté à la figure 13. Dans un
cas comme dans l'autre la présence de ce pli donne une
grande élasticité à l'assemblage.
Dans une deuxième forme de réalisation
(figures 7a,7b et 8), on réalise un tamis cylindre par
un enroulement en spirale d'un ou plusieurs éléments
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profilés en U préalablement usinés, c'est-à-dire com-
portant les perforations 6 (fentes ou trous) et éven-
tuellement les rainures 5 précédemment décrites.
Le tamis peut être réalisé avec un seul
élément 1 de grande longueur, réalisé soit d'un seul
tenant, soit en soudant bout à bout une pluralité
d'éléments identiques (figure 7a).
De préférence, l'enroulement est réalisé en
fixant une des extrémités de l'élément sur un mandrin
dont la mise en rotation réalise le cintrage et l'en-
roulement en spirale. Dans ce cas, les spires, présen-
tent une inclinaison ~ par rapport au plan perpendicu-
laire à l'axe du cylindre, faible de quelques degrés.
L'exemple de réalisation illustre un tamis
cylindrique, mais l'invention n'est pas limitée à cette
conformation et s'étend à toutes formes de révolution,
conique, cylindroconique, etc.
Lorsque l'enroulement en spirale de l'élément
1 est achevé, on solidarise les spires 13,14 entre
elles, de telle sorte qu'elles soient rigoureusement
jointives, afin de rendre impossible tout écoulement de
pâte entre deux spires.
Lors de l'étape de perforation des éléments,
les rainures et/ou les fentes peuvent être pratiquées
non pas perpendiculairement à l'axe longitudinal de
l'élément, ou aux parois latérales, mais dans une
direction 20 inclinée d'un angle ~ par rapport à la
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perpendiculaire 19 à l'axe, cet angle ~ étant égal a
l'inclinaison des spires du tamis par rapport au plan
22 perpendiculaire a l'axe 23 longitudinal du tamis.
Cette inclinaison ~ préalable des fentes permet d'ob-
tenir des fentes paralleles a l'axe de révolution dutamis.
Selon un autre mode de réalisation, il est
possible de réaliser un tamis en juxtaposant des élé-
ments en U. Ces éléments étant inclinés et enroulés
en spirales comme l'illustre la figure 7b. Dans ce
cas, l'angle ~ d'inclinaison des éléments avec le plan
perpendiculaire à l'axe longitudinal du cylindre est
proche de 90 .
Enfin, la réalisation du tamis s'achève par
la mise en place, à chaque extrémité d'une couronne
d'extrémité 18 qui vient en prise sur les dernières
spires et qui détermine une surface perpendiculaire à
l'axe de révolution du tamis, comme le montre les figu-
res 1 et 2. Ces couronnes sont destinées à permettre
le montage du tamis dans le corps de l'épurateur ou du
classificateur.
L'assemblage des éléments juxtaposés peut
être réalisé selon plusieurs variantes indépendamment
de la forme de réalisation du tamis (éléments recti-
lignes, figure 5, annulaire figure 6, ou en spiralefigure 7).
Dans une première variante (figures 15,16),
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l'assemblage se fait soit par soudure classique des
extrémités des deux parois latérales 3 adjacentes, avec
apport de métal 15, soit par soudure électrique conti-
nue des ailes adjacentes.
Dans une seconde variante (figure 17), l'as-
semblage est réalisé par la mise en place d'un profilé
16, ou cavalier, également en forme transversale géné-
rale de U renversé, qui vient coiffer et pincer deux
ailes adjacentes.
Le cavalier est continu et, selon le mode de
réalisation, il est soit rectiligne et maintient deux
parois adjacentes sur toute la longueur du cylindre ou
entre deux couronnes 10, soit annulaire dans le cas
d'eléments circulaires (figure 6), soit enroulé en spi-
rale entre deux spires jointives 13,14, tout le long de
la spirale.
Une troisième variante de réalisation est
représentée à la figure 18. Dans cette variante, les
profilés sont réalisés avec un feuillard de faible
épaisseur, de l'ordre de 0,5 à 1 millimètre, les dimen-
sions transversales du profil étant de l'ordre du cen-
timètre, par exemple avec des ailes de 10 millimètres
et une base de 20 millimètres; cependant un tamis réa-
lisé avec un tel feuillard présente une assez grande
fragilité. On prévoit pour le rigidifier d'intercaler
entre deux ailes adjacentes un élément plat métallique
17. Cet élément plat est cintré sur chant et maintenu
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jointivement entre les parois 3 par soudure electrique,
de preference par soudure continue. Cet element plat
17 est approximativement de même epaisseur que le
feuillard, et sa largeur est au moins egale à la hau-
teur des ailes. De preference l'element plat depasseles ailes de deux ou trois fois leur hauteur.
Cette variante de realisation presente un
avantage important : avec des elements en U de petites
dimensions, et faible epaisseur, il est possible de
pratiquer des perforations très petites (fentes ou
trous). On peut obtenir des fentes de largeur allant
de un millimètre à la dizaine de microns.
Avec de tels ordres de grandeur, la deforma-
tion du materiau pendant le cintrage de l'element, a
une grande importance sur la section definitive des
perforations : le metal du côte concave est comprime et
la perforation se referme, alors que du côte convexe
oppose il est etire et la perforation s'ouvre. On
obtient alors pour des tamis à fentes des perforations
dont la forme transversale est en V ce qui coopère au
fonctionnement du tamis.
Le tamis selon l'invention presente de grands
avantages techniques et economiques. Techniquement sa
realisation est simple et peut être en grande partie
automatisee. L'utilisation de feuille de metal de fai-
ble epaisseur permet à la fois un usinage reduit, donc
une perte de metal diminuee, mais aussi de realiser des
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perforations très fines avec précision et au moyen
d'outils traditionnels. Economiquement de tels tamis
sont moins coûteux en matière, mais surtout beaucoup
plus rapides à réaliser; leur coût de construction est
donc nettement diminué.
Les figures 19 à 24 concernent une autre
variante de réalisation selon laquelle les profilés à
section en U ne sont plus symétriques comme cela était
le cas dans les figures précédentes mais dissymétri-
ques.
Par profilés en U dissymétriques on entendque le fond 2 du U, sur lequel sont pratiquées les per-
forations (trous ou fentes) et éventuellement les rai-
nures qui y sont associées pour réaliser des obstacles,
est incliné en oblique par rapport aux ailes (au lieu
d'être perpendiculaire à celles-ci) et que lesdites
ailes 3a et 3b sont des longueurs inégales de façon que
leurs extrémités soient dans le même plan qui leur est
perpendiculaire. On obtient ainsi que la surface du
fond 2 desdits profilés dans laquelle sont pratiquées
les perforations (trous ou fentes) et éventuellement
les rainures 5 soient inclinées par rapport à la sur-
face cylindrique du tamis.
De tels profilés en U dissymétriques et acco-
lés les uns à côté des autres sont représentés auxfigures 19 et 20. Sur la figure 19 la zone non hachu-
rée correspond à la zone où sont pratiquées les perfo-
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rations (trous ou fentes) et éventuellement les rai-
nures.
Ces profiles en U dissymetriques sont mis en
oeuvre exactement de la même façon que les profiles en
U symetriques precedemment decrits. On peut donc, soit
les juxtaposer parallèlement aux genératrices du cylin-
dre comme représenté à la figure 21, soit les enrouler
en spirale comme représenté à la figure 22.
On remarquera que dans le cas de la figure
21, on obtient des obstacles qui, suivant le sens de
déplacement du liquide ou bien le freinent (figure 23)
ou bien provoquent l'effet bien connu de pulsation
et/ou de tourbillonnement (figure 24).
Tout ce qui a été décrit précédemment en
relation avec des éléments en U symétriques est appli-
cable aux éléments en U dissymétriques. En particulier
on peut réaliser un tamis par pliage en réalisant des U
dissymétriques, comme cela est représenté à la figure
25. En comparant les figures 25 et 26 on voit que l'on
peut avoir un pli de tôle à chaque element en U dis-
symetrique, comme represente à la figure 25, ou bien
avoir un pli de tôle entre plusieurs eléments en U dis-
symétriques (figure 26).
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