Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
WO 90/14468 PCT/FR90/00355
2~3861
Perfectionnement aux cylindres sécheurs dans les installations
de fabricatlon de carton, papler
La présente invention concerne un perfectionnement
aux cylindres sécheurs que l'on rencontre notamment dans les
installations de fabrication du carton, du papier ou autre.
Ces cylindres sécheurs sont chauffés par de la vapeur
introduite sous pression dans leur cavité interne. La présente
invention concerne plus particulièrement, l'élimination des
condensats qui se forment a l'intérieur de ces cylindres
sécheurs.
La présence des condensats dans le cylindre, nuit a
la transmission de chaleur entre la vapeur et l'enveloppe
cylindrique dont la paroi externe est en contact avec le papier
ou carton ; l'efficacité du séchage est réduite. Par ailleurs,
lorsque le cylindre est arreté, la présence des condensats a
l'intérieur provoque des déformations localisées de l'enveloppe
dues aux gradients de température notamment. Lors de la remise
en marche des cylindres, ces déformations alterent la qualité
du séchage, de façon cyclique ce qui peut, dans la fabrication
du carton par exemple, provoquer des défauts internes de
collage. ~- ~
li existe des moyens de récupération des condensats a
l'intérieur-dès cylindres.-~n dispositif décrit dans le
aocument US-A-3 449 839 propose deux modes de récupération. Un
premier mode consiste a récuperer les condensats au moyen d'une
écope fixe, maintenue a distance de la paroi interne de
l'enveloppe cylindrique. Ce dispositif presente l'inconvénient
d'etre fragile et souvent peu efficace en raison de la
difficulté de maintien d'un jeu précis entre l'écope et
- l'enveloppe cylindrique. Un second systeme consiste en une
reprise par succion, en un point fixe de l'enveloppe du
cylindre. Ce systeme présente l'inconvénient, lorsque le
cylindre s'arrete de tourner, de laisser les condensats dans le
cylindre. La tete de succion se situe dans l'espace de façon
àléatoire et devient totalement inefficace si sa position
d'arret ne correspond pas au point bas.
D'autres dispositifs de récupération sont décrits
notamment dans les documents US-A-l 575 249 et DE-~-3 143 347.
Dans ces deux documents, les condensats sont récupérés au moyen
d'orifices percés dans les fonds du cylindre, lesquels orifices
FEUILLE DE REMPLACEMENT
.... . - ~ .
-'~:' ' : . ... . . ...
.`. . ~ .:
:
WO 90/1444~ PCT/FR90/00355
~o~38~
sont en communication par des canaux avec l'axe du cylindre par
ou s'échappent les condensats.
Ces dispositifs ne comportent qu'un nombre limité
d'orifices d'évacuation des condensats. Lorsque le cylindre
s'arrete, les condensats peuvent stagner dans le fond si un
orifice d'évacuation ne se situe pas au point le plus bas.
Par ailleurs, ces aménagements et en particulier les
orifices percés dans les fonds, fragilisent ces fonds et les
cylindres.
La présente invention permet de remédier à tous ces
inconvénients. Le système d'extraction des condensats selon
l'invention permet notamment de s'affranchir des problèmes liés
à l'arret des cylindres dans une position aléatoire , il permet
l'extraction des condensats dans n'importe quelle position du
cylindre, lorsqu'il est à l'arrêt. Le système d'extraction
selon l'invention permet en particulier une extraction continue
et permanente des condensats, que les cylindres soient en
mouvement ou non. Il permet également l'extraction des
condensats à toutes les vitesses de rotation du cylindre.
Un autre avantage du système d'extraction selon
l'invention réside dans le fait qu'il permet l'extraction des
condensats dans des cylindres comportant une paroi interne
cannelée ; que ces cannelures soient obtenues par usinage ou
par addition de barres de dérangement.
Un autre avantage du système d'extraction des
condensats, selon l'invention, réside dans le fait qu'il
n'impose aucune contrainte d'entretien durant toute la vie de
l'équipement.
Le dispositif d'extraction des condensats de vapeur
dans les cylindres sécheurs selon l'invention, est constitué
d'au moins une cloison en forme de disque, traversee par le
conduit qui permet l'introduction de vapeur dans la cavité
interne du cylindre, laquelle cloison est disposée devant l'un
des fonds correspondants du cylindre, dans ladite cavité et
-15 comporte, a sa périphérie, des moyens permettant l'échappement
des condensats vers l'axe du cylindre.
Selon une disposition préférentielle de l'invention,
ces moyens d'échappement des condensats, consistent en une
W O 90/14468 PCT/F~90/00355
20538~1
ouverture continue ou quasi continue aménagée et maintenue
entre la périphérie de la cloison et la paroi interne de
l'enveloppe cylindrique du cylindre ; la section de cette
ouverture étant fonction du diamètre du cylindre.
Pour des cylindres de diamètre relativement faible,
l'ouverture d'échappement est de forme annulaire. Pour des
cylindres de diamètre plus important, l'ouverture d'échappement
se présente sous la forme de crénelures aménagées a la
périphérie de la cloison.
Toujours selon l'invention, la zone d'échappement des
condensats, derrière la cloison, se présente sous une forme
tronconique, de façon à former une chambre de détente et
d'atomisation des condensats, lesquels sont plus faciles à
évacuer, au niveau de l'axe du cylindre, par le demi-arbre
d'extrémité correspondant.
Selon une autre disposition de l'invention, la
cloison est logée, a l'extrémité du cylindre, dans un alésaqe
aménagé dans la paroi cylindrique interne ; le diametre de la
: partie pleine de la cloison, correspond sensiblement au
diamètre interne du cylindre. - ~ ~
L'invention sera encore illustrée à l'aide de la
description suivante d'un mode de réalisation, et des dessins
annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels :
- la figure 1 représente un cylindre sécheur selon l'invention,
en coupe longitudinale ;
- la figure 2 représente un détail de ce cylindre sécheur et en
particulier le détail de l'orifice de passage des condensats à
l'extrémité interne du cylindre, selon un mode de réalisation
préférentiel pour des cylindres de petit diamètre ;
- la figure 3 est une section partielle selon 3-3 de la
figure 2 montrant deux modes de réalisation de l'ouverture
d'échappement des condensats, pour des cylindres de grand
diamètre ; -
- - la figure 4 est une section selon 4-4 de la figure 1.
Le cylindre représenté figure 1, comporte une
enveloppe cylindrique 1 qui peut s'étendre sur une longueur de
1,5 à 9 mètres, et plus, selon les installations. Le diamètre
de cette enveloppe cylindrique peut atteindre 2 mètres dans des
,.. ': ~, . ' '~ '
: ,
- : '' . :
,: -. . ,. - . ' ' '- ::
.. . . .
W O 90/14468 PCT/FR90/003~5
3~
installations de très grandes dimensions.
A chacune des extrémités de l'enveloppe 1, on trouve
un axe ou demi-arbre 2 de soutènement fixé par tout moyen
approprié sur cette enveloppe. Le demi-arbre 2d sur la figure
S 1, est creux et il est traversé par un tube 3 qui véhicule la
vapeur sous pression pour l'amener dans la cavité interne 4 du
cylindre. On remarque, entre le tube 3 et la paroi cylindrique
interne du demi-arbre 2d, un espace ou conduit 5 qui permet de
mettre en communication la cavité interne 4 du cylindre et
l'extérieur de ce cylindre, ou l'on récupère le mélange des
condensats et de vapeur, qui provient de ladite cavité interne.
Les condensats qui se forment à l'intérieur de la
cavité 4, s'échappent au niveau de l'extrémité 7 de l'enveloppe
de la paroi cylindrique interne 8 du cylindre, par une
ouverture 9 en forme d'orifice annulaire ; cette ouverture 9 se
situe entre ladite paroi interne 8 de l'enveloppe cylindrique
du cylindre et une cloison d'extrémité 10 en forme de disque.
Cette cloison 10 est fixée, par des moyens appropriés, du genre
vis 11, sur le fond 12 du cylindre, en bout du demi-arbre 2d.
Elle est maintenue écartée du fond 12, à l'extrémité interne du
demi-arbre 2d, pour permettre le passage des condensats, par
des moyens détaillés plus loin.
Les condensats s'échappent par le conduit central 5
du demi-arbre 2, sous la pression de la vapeur régnant dans la
cavité 4.
Cette cloison 10 forme un obturateur ou une double
cloison. De préférence, une cloison 10 est disposee à chaque
extremite de la cavité 4 du cylindre. Dans l'exemple de la
figure 1, son diamètre est sensiblement inférieur au diamètre
de la paroi cylindrique interne 8 ; la différence des diamètres
est de l'ordre de 3 mm ; elle peut dépendre de la taille des
cylindres.
Le tube 3 d'amenée de la vapeur sous pression,
traverse la cloison 10d pour amener cette vapeur dans la cavité
interne 4 du cylindre ; il est fixe de façon etanche à cette
cloison 10 par tout moyen approprié. Entre cette cloison 10 et
l'extérieur, on trouve tout d'abord une chambre tronconique 13,
puis le conduit 5 d'évacuation des condensats. La chambre 13
:. :
W O 90/14468 PCT/FR90/00355
20 3~6~
est en fait une chambre de détente et d'atomisation des
condensats. Cette atomisation est obtenue au moyen d'un espace
réduit entre la bordure périphérique 14 de la cloison 10 et la
paroi interne 8 du cylindre.
On a représenté figure 2, à une plus grande échelle,
un aménagement préférentiel de l'ouverture 9 d'échappement des
condensats, en forme d'orifice annulaire, entre la bordure
périphérique 14 de la cloison 10 et l'enveloppe cylindrique
interne 8 du cylindre. La paroi cylindrique interne 8 comporte,
à son extrémité, en vis à vis de la bordure périphérique 14 de
la cloison 10, un alésage formant une cavité cylindrique 15 de
diamètre plus important que celui de la cloison 10 et de la
paroi interne 8. Cet alésage forme une paroi cylindrique 16
délimitee, à l'extremité de l'enveloppe 8, par une surface
annulaire 17, et par le fond 12 à l'extrémité du demi-arbre 2.
On remarque, sur la figure 2, que la cloison 10 se positionne
sensiblement à égale distance des surfaces 17 et 18. La cloison
10 se loge dans cette cavité cylindrique 15 formée par
l'alésage 16, de préférence à chaque extrémite du cylindre.
Le diamètre de la cloison 10 correspond sensiblement,
- figure 2, au diametre de la paroi interne cylindrique 8.
L'espace entre la bordure périphérique 14 de la-cloison 10 et
la paroi cylindrique 16 est de l'ordre de 1,5 mm.
Cet espace constitue l'ouverture 9 d'échappement des
condensats. Il se présente, tel que representé figure 2, sous
la forme d'un orifice annulaire. La section de l'ouverture
d'échappement 9 des condensats est aménagée en foDction du
diamètre du cylindre. Ainsi, l'ouverture d'échappement 9 en
forme d'orifice annulaire, représenté figure 2, con~ient pour
des cylindres de diamètre relativement faible de l'ordre de
200 mm pour des diamètres supérieurs, l'ouverture 9 est
diminuéé par des moyens décrits plus loin en relation notamment
avec les figures 3 et 4.
On remarque aussi, figure 2, que la cloison est
centrée entre les surfaces 17 et 12 et que l'espace compris
entre ces parois 17 et 12 est de l'ordre de trois à quatre fois
l'épaisseur de ladite cloison 10.
On réalise ainsi, à l'extrémité 7 du cylindre, une
,
.... . . . .
.
.
.
. . . .
WO 90/14468 YCT/FR90/00355
~o~3Q 6~
sorte de chicane pour les condensats C. Ces condensats
recouvrent toute la paroi cylindrique interne 8 lorsque les
rouleaux sécheurs sont en fonctionnement. Ces condensats ont
tendance à s'échapper dans la cavité cylindrique 15 et, à
S partir de cette cavité, ils sont propulses par la vapeur
sous-pression qui occupe la cavite 4, hors de cette dernière,
en passant entre la bordure peripherique 14 de la cloison 10 et
la paroi cylindrique 16 tout d'abord, puis par la chambre
tronconique 13 et enfin la cavité 5 du demi-arbre 2d, avant
d'etre collectés à l'extrémité de ce dernier, par des moyens
non représentés. Lors du passage des condensats entre la
cloison 10 et la paroi 16, l'atomisation transforme ces
condensats en un brouillard, lequel brouillard est plus facile
à évacuer vers le centre du palier 2 par le conduit 5 ; il est
en effet approximativement constitue à 98 % de vapeur et
d'environ 2 ~ d'eau transformée en goutelettes fines.
On remarque encore, figure 2, la fixation de la
cloison 10 sur le palier 2 au moyen de vis 11, au nombre de
trois par exemple, avec interposition d'une entretoise 18 qui
assure un positionnement précis-de ladite cloison 10 par -
rapport audit palier 2 et en particulier par rapport à la face
annulaire du fond 12. La cloison 10 peut etre centrée dans
l'alésage 16 au moyen d'excroissances, non représentées, au
nombre de trois par exemple, rapportees sur sa peripherie. Ces
excroissances peuvent etre réalisees au moyen de points de
soudure usines.
On remarque, sur la figure 1, que l'on peut disposer
une cloison 10 à chacune des extremites de la cavité interne 4
du cylindre. On peut prevoir une seule arrivee de vapeur, au
moyen du tube central 3, et prevoir deux echappements du
condensat, par la ca~ite centrale 5d ou 59, des demi-arbres 2d
ou 2g.
On a represente, figure 3, la forme que peut revêtir
la bordure peripherique 14 de la cloison 10. Pour reduire la
section de l'ouverture d'echappement et aussi pour faciliter le
centrage de cette cloison 10 dans le cylindre, la bordure
périphérique 14 comporte une crénelure 19 qui peut se présenter
sous une forme triangulaire 20 ou sous une forme sinusoïdale
,
-:
.
WO 90/14468 PCT/FR90/00355
2~3861
21, telles que representées sur chacune des portions de la
cloison, fig. 3. Cet aménagement au niveau de la bordure
périphérique de la cloison 10 permet de mieux répartir la
section d'échappement du condensat et de mieux faire
correspondre cette section aux besoins reels des cylindres
selon leur dimen5ion notamment, et selon aussi les quantites de
vapeur injectées.
La hauteur a des crenelures, fig. 3, est de l'ordre
de 1,5 mm, et elle est de préférence conservée à cette valeus
quels que soient les diamètres des cylindres. La variation de
la section de l'ouverture d'échappement 9 est obtenue par les
dimensions des crénelures 19.
Ces crenelures 19 sont disposees sur toute la
peripherie de la cloison 10, aussi bien dans le mode de
réalisation de la figure 1 que celui de la figure 2 ; elles
offrent une possibilite de reduction de l'ouverture
d'echappement annulaire des condensats, en conservant une
hauteur a suffisante. Le diamètre de la cloison 10, pris au
fond des crenelures, est sensiblement egal au diamètre interne
du cylindre. Cette ouverture d'echappement 9 règle la vitesse
du condensat dans les crénelures 19, et sa transformation en
brouillard, par atomisation.
Derrière la cloison 10, la vitesse des condensats
atomisés est maintenue grâce à la chambre tronconique 13, de
façon à vaincre la force centrifuge du fait de la rotation du
cylindre.
On a représenté, figure 4, une section de l'extrémité
du demi-arbre 2, laquelle extrémité se présente sous la forme
d'un tourillon 22. L'extrémité du tube 3 d'arrivée de vapeur
est munie d'un manchon 23 qui comporte par exemple, trois
ailettes 24 de calage à l'intérieur du conduit 5. On remarque,
figure 1, que le manchon 23 est positionné à l'intérieur de la
cavite 5 du tourillon, en retrait de sa face d'extremite 25
pour éviter tout incident sur le tube 3 lors des manipulations
et/ou de l'expédition du cylindre.
Par ailleurs, ce manchon est fileté avec un pas à
droite ou à gauche selon le sens de rotation du cylindre, pour
réaliser le branchement avec le joint tournant d'une boîte à
-: - - -
:.: .. . . :
. . -
- :. ':. -
: ::: - -
W O 90/14468 PCT/FR90/00355
3~6 - 8 -
vapeur, non représentée.
Les signes de référence insérés après les caracté-
ristiques techniques mentionnées dans les revendications ont
pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et
n'en limitent aucunement la portée.
~. , , :.
. .. . . -- .
,
. : .. -. - . .-. .,., ,, .. :
~;. ~ - .:. -
.:............ . ..
...
.-.~ ~ .. . .
