Brevet FR2006541A1 — publié le 19691226

l'invention concerne l'épuration rotative de la pUte à papier et plus particulièrement, l'épuration horizontale sous pression, visant à séparer les fibres acceptables du refus. Dans l'épuration de pelte du type usuel à pression ou "noyé", les fibres acceptables de la pâte introduite dans l'appa- reil traversent le tamis tandis que le refus passe à travers la chambre de tamis pour arriver à une sortie. Â cet effet, un rotor est monté axialement dans un tamis cylindrique horizontal de manière à déplacer la ptte vers la périphérie de la chambre de tamis. Pour diluer la pâte et aider à entraîner les fibres à travers le tamis, on a mis au point un rotor présentant des passages rayonnants qui servent à entraîner du liquide de dilution vers le tamis.L'inconvénient de cet appareil est que le refus ne se déplace pas facilement le long de la périphérie de la chambre de tamis vers la sortie et tend à obstruer le tamis. Dans un autre type de rotor est prévu un noyau conique monté sur l'arbre de rotor et dont la base définit un compartiment secondaire oppose à l'entrée de cette. le noyau conique présente une aire annulaire d'écoulement progressivement décroissante à l'intérieur de la chambre de tamis, ce qui accélère l'écoulement de la pâte en direction du compartiment secondaire. le- compartiment secondaire re çoit du liquide de dilution et la pâte est en outre lavée, ce qui a pour but de récupérer toutes fibres acceptables restantes qui seraient autrement évacuées avec le refus. L'inconvénient de ce type d'appareil est qu'on 'introduit pas ae liquide de dilution dans le compartiment primaire de la chambre de tamis D'autre part, le liquide de dilution introduit dans le compartiment secor daire n'atteint pas efficacement la périphérie extérieure de ce compartiment, à l'endroit du tamis. L'un des buts de l'invention est de fournir un procédé et un appareil d'épuration horizontale sous pression de la pâte a papier utilisant un tamis cylindrique et un rotor à noyau conique et dans lequel on introduit de l'eau de dilution dans les deux compartiments primaire et secondaire de la chambre de tamis formée par la base du noyau pour améliorer la séparation entre les fibres acceptables de la pâte et le refus, et augmente ainsi l'efficacité de l'opération. Sous son aspect le plus large, l'iiwention a pour objet un procédé d'épuration de pâte dans un appareil horizontal à pression qui comporte un rotor tournant aligné axialement à l'in- trieur d'unstamis cylindrique fermé, le rotor présentant un noyau conique dont la base divise la chambre du tamis en un compartiment primaire et un compartiment secondaire reliés entre eux à la périphérie de la base du noyau, procédé qui consiste : (a) à introduire de la pâte sous pression dans le compartiment primaire de la chambre de tamis, dans la direction axiale du rotor et à l'opposé du compartiment secondaire, (b) à introduire du liquide de dilution sous pression dans le compartiment primaire de la cham- bre, radialement par rapport à l'axe du rotor, et à canaliser ce liquide en-direction du tamis, (c) à introduire du liquide de dilution sous pression dans le compartiment secondaire de la chambre de tamis, (d) à faire tourner le rotor pour diriger la pâte vers le tamis de manière à faire passer à travers celui-ci des fibres acceptables, (e) à recueillir les fibres acceptables de la pate après leur passage à travers le tamis et (f) à évacuer le refus du compartiment secondaire.De préférence, on introduit le liquide de dilution dans le compartiment primaire dans la région du noyau seulement et on introduit au moins une portion du liquide de dilution dans le compartiment secondaire auprès de la la périphé- rie de la base du noyau et en direction du tamis. Un autre aspect de l'invention réside dans un appareil rotatif d'épuration de pâte qui présente un tamis cylindrique horizontal fermé et un rotor monté axialement dans celui-ci, appareil qui comprend : (a) une entrée de pSte s'ouvrant dans la cham- bre du tamis et présentant la même extension axiale que celle-ci et que le rotor, (b) un noyau conique fixé au rotor et dont la base définit un compartiment primaire voisin de l'entrée et un compartiment secondaire éloigné de l'entrée et relié su comparti- mont primaire à la périphérie de la base du noyau, (c) des moyens permettant d'introduire du liquide de dilution sous pression dans le compartiment primaire, radialement par rapport à l'axe du rotor -et de canaliser ce liquide vers le tamis, (d) des moyens permettant d'introduire du liquide de dilution sous pression dans le compartiment secondaire, (e) des moyens permettant de recueillir dea fibres acceptables de pate après leur passage à travers le tamis, (f) une sortie servant à retirer le refus du compartiment secondaire et (g) des moyens de liaison extérieure entre le rotor et un entrainement. Dans un mode d'exécution préférentiel, des ouvertures radiales sont prévues dans l'arbre du rotor et mènent à des fentes radiales prévues dans le noyau et parcourant la longueur de celui-ci pour canaliser vers le tamis le liquide de dilution introduit dans le compartiment primaire de la chambre de tamis par les ouvertures.Dans le compartiment secondaire, les moyens d'introduction de liquide de dilution comprennent de préférence de multiples buses faisant saillie latéralement par rapport à la base du noyau conique, auprès de sa périphérie, et dont les sorties sont dirigées vers le tamis. Un exemple d'exécutioF de l'invention est représente par les dessins annexés sur lesquels : la figure I est une coupe en élévation d'un appareil épurateur de pâte selon l'invention ; la figure 2 est une coupe en élévation montrant le rotor de l'appareil de la figure 1 la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2 la figure 5 est une vue fragmentaire du rotor suivant la ligne 5-5 de la figure 2 ; la figure 6 est une vue suivant la ligne 6-6 de la figure 5, et la figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 2. La figure 1 montre un appareil épurateur de patte du type horizontal à pression qui comprend une-enveloppe 10 présentant une paroi cylindrique 11, une joue antérieure 12 et une joue poatérieure 13. Un tamis cylindrique horizontal 14 est monté concentriquement à l'arbre 43 du rotor et est fermé par les joues 12 et 13 de manière à former une chambre de tamis 15. L'enveloppe 10 comprend une sortie principale 16 située dans la portion inférieure de la paroli cylindrique 11. Un tuyau d'entrée de pgte 17 mène à la chambre de tamil t5 par une ouverture t8 de la joue antérieure 12 de l'enveloppe 10, 1 ouverture 18 étant alignée coaxialement sur le tamis 14. Un rotor 19 est situé dans la chambre de tamis 15 et présente un arbre 20 coaxial au tamis 14 et à l'ouverture 18. Une extrémité de l'arbre 20 est montée dans un palier 21 fixé au tuyau d'entrée 17 et l'autre extrémité de l'arbore est montée dans une borne de palier 22 fixée à l'extérieur de la joue postérieure 13 de l'enveloppe 10. Des garnitures 23 entourant l'arbre 20 forment des joints étanches pour les paliers 21 et 22. Une poulie 24 est fixée à l'arbre 20 à l'extérieur de la bote de palier 22 tandis qu'à son extrémité libre l'arbre rejoint un accouplement d'entrée. Comme le montrent plus particulièrement les figures 2, 3 et 4, le rotor 19 est constitué par de multiples pales primaires radiales fixes 26, également espacées, dont les bords extérieurs ou périphériques 26a sont situés auprès du tamis 14. Le bord an- térieur ou d'attaque 26b de la pale 26 est situé auprès de la joue antérieure 12 et présente une échancrure 27. Un anneau d'extrémité 28 fixé au pales 26 les maintient espacées à leurs bords d'attaque 26b tandis que leurs bords postérieurs ou de fuite 26c sont fixés à une cloison circulaire transversale 29 qui est fixée à l'arbre 20, avec espacement relativement à la joue postérieure 13 de ltenveloppe 10 de manière à diviser la chambre de tamis 15 en un compartiment primaire 30 et un compartiment secondaire 31. De multiples pales secondaires 32 sont fixées à l'arbre 20, une pale 32 étant parallèle à chaque pale primaire 26, de manière à former avec celle-ci un passage 33 pratiquement situé dans un plan axial de l'arbre 20 et dirigé radialement vers l'extérieur et vers le tamis 14. Les bords postérieurs ou de fuite 32 des pales 32 sont fixées à la cloison transversale 29 et l'extension des pales vers l'avant représente à peu près les trois cinquièmes de la longueur des pales 26. Les pales 32 sont fixées à leur bord antérieur ou d'attaque 32b par un anneau intermédiaire 34. Un noyau conique 35 est placé sur l'arbre 20 dans la région des pales 32 et est formé par de multiples plaques trian gulaires ou entretoises 56 fixées sur le côté de chaque pale primaires 26 à l'opposé du passage 33, entre cette pale et la pale secondaire 32 qui suit immédiatement en direction circonférentielle. Chaque plaque 36 part de l'arbre 20 auprès des bords d'attaque 32b des pales 32 et se dirige vers l'extérieur et vers l'arrière pour rencontrer la cloison 29 auprès des bords extérieurs 32a de ces pales. Par la figure 3, on voit que le noyau conique 35 est traversé par les passages 33 qui forment dans le noyau des fentes pratiquement radiales parcourant sa longueur. La portion marginale. -extérieure de chacune des pales 26 et 32 se dirige vers l'arrière par rapport à la cloison 29 de manière à former de multiples ailettes à double paroi 37 pénétrant dans le compartiment secondaire 31 et situées à la périphérie de la cloison. Les doubles parois de chaque ailette 37 jouent le rôle de parois latérales d'une buse 38 tandis qu'un support 39 et une plaque d'extrémité 40 constituent deux autres parois et qu'une plaque de fond 41 munie d'ouvertures 42 joue le r81e d'une sortie de la buse, dirigée contre le tamis 14. L'arbre 20 du rotor 19 est constitué par une portion massive 43 située en avant des pales 32 et une portion tubulaire 44 sur tout le reste de l'arbre. Comme on le voit plus particu lièrement sur la figure 2, la paroi de la portion tubulaire 44 de l'arbre 20 présente une série de rangées longitudinales d'ouver tures 45, chaque rangée ouvrant dans un passage 33 entre pales 26 et 32, dans la région du noyau 35. Un tuyau 46 monté concentri- quement à l'intérieur de la portion tubulaire 44 de l'arbre 20 relie une entrée 47 de l'accouplement 25 à des ouvertures 45 et forme un passage annulaire 48 qui part d'une deuxième entrée 50 prévue dans l'accouplement 25, l'extrémité du passage 48 étant bouchée par un joint torique 49.L'extrémité du passage 4 qui est adjacente au joint 49 est reliée par une ouverture 51 à un passage 52 placé contre la cloison 29 à l'extrémité de chaque passage 330 Le passage 5-2 mène à la buse 38 à travers une ouverture 53 de la cloison. L'extrémité tubulaire postérieure de l'arbre 20 se ter mine dals un palier fixe 54 fixé accouplement d'entrée 25 etr le tuyau 46 s'étend vers l'arrière au delà de l'extrémité de l'arbre 20 de manière à se terminer à l'entrée 47 de l'accouplement. Des entretoises fixes 55, avec le joint 49, maintiennent le tuyau 46 en position concentrique dans l'arbre 20. Une base de friction 56 est située entre Irextrémité postérieure de l'arbre 20 et le palier fixe 54 tandis qu'une bague de friction 57 est située entre l'extrémité du tuyau 46 et l'accouplement fixe 22. Un autre conduit d'entrée 58 s'ouvre à travers la joue postérieure 13 de l'enveloppe 10 et mène au compartiment secoa- daire 31 de la chambre de tamis 15 tandis qu'une sortie 59 partan@ d'une portion inférieure du compartiment 31 s'ouvre à travers a joue 13. Dana le fonctionnement -de l'invention, le rotor 19 est entraîné, grâce à la poulie 24, par une transmission non représen@ tée. De la pâte, comprenant des fibres acceptables et du refus, est refoulée sous pression par le tuyau d'entrée 17 dans la cha@ de tamis 15 tandis que du liquide de dilution , habituellement e l'eau blanche provenant de la papeterie, est refoulé sous pressi@ dans la chambre de tamis 15, à la fois par les entrées 47 et 50 de l'accouplement 25 et par l'entrée 58.Les échancrures 27 dea pales 26 permettent à la pâte d'affluer sans entrave du tuyau d' trée 17 à la chambre de tamis 15 et cette pâte est dirigée vers tamis 14 par la rotation du rotor 19, tandis qu'elle s'écoule a@@ lement entre les pales 26 (et les pales 32). La portion de la qui afflue aux passages 33 est aidée à se diriger à nouveau vers le tamis 14 par le liquide de dilution qui afflue de l'entrée 47 par le tuyau 46 et la portion tubulaire 44 de l'arbre 20 pour tir des ouvertures 45.Ce liquide de-dilution est canalisé vers 1@ tamis 14 par les passages 33 et quant il atteint les bords est rieurs 26a des pales 26, il lave la pâte et facilite le passage des fibres acceptables à travers le tamis de façon qu'elles soient retirées de l'enveloppe 10 par la sorte 16. Â meaure que les fibres acceptables de la pâte passen à travers le tamis 14, il est nécessaire d'éliminer le refus de pâte pour empêcher l'obstruction du tamis et pour assurer la @@@ tinuité 822 fonctionnement de l'appareil. Le noyau conique 35 assure une section annulaire d'é@@ lement progressivement décroissante dans le compartiment primaire 30 do la chambre de tamis 15, dans la direction de la joue 13 c- ce resserrament progressif a pour effet que la patte est accéléré a mesure qu'elle traverse longitudinalement la chambre de tamis, ce qui accélère l'élimination du refus du voisinage du tamis 14. Ce refus, avec une quantité résiduelle de fibres acceptables, passe par la cloison 29 dans le compartiment secondaire 31 de la chamb@ de tamis 15 où il est immédiatement soumis à un supplément de liquide de dilution venant des buses 38, ce qui a pour effet de séparer et de récupérer des fibres acceptables qui n'ont pas été séparées dans le-compartiment primaire 30. A mesure que le refus continue d'arriver au compartiment secondaire 31, il est à nouveau mélangé à du liquide de dilution qui vient de ltentrée 58 et entre dans le compartiment. Ce mélange est agité par les ailettes 57 qui poussent pratiquement à travers le tamis 14 toutes les fibres acceptables qui restent.Le refus, complètement lavé de cette fa çon par le liquide de dilution dans le compartiment secondaire 31, est aspiré de façon continue du compartiment secondaire 31 par la sortie 59, ce qui assure un écoulement continu de la pâte à travers l'appareil. L'invention permet de séparer et de récupérer pratiquement toutes les fibres acceptables présentes dans la pâte amenée à l'appareil épurateur et on y parvient de façon efficace. En introduisant dans le compartiment primaire 30 de la chambre de tamis 15 du liquide de dilution (habituellement de l'eau blanche provo* nant de la papeterie), on arrive à entraîner la pite en douceur auprès du tamis 14 par l'action des pales 26 du rotor 19 et de cette nanière, on sépare la maximum de matière fibreuse acceptable. La présene du noyau 35 a pour effet que le refus arrive dans le compartiment secondaire 31 où l'introduction de liquide de dilution supplémentaire dans la région du compartiment primaire a pour effet d'entrainer complètement la quasi-totalité des fibres acceptables restantes qui passent alors à travers le tamis 14 sur l'action des ailettes 37. L'utilisation préférentielle des buses 38 facilite encore la séparation entre les fibres acceptables et le refus en mélangeant du liquide de dilution à la psste aussitSt qu'elle dépasse la cloison 29 pour aller du compartiment primaire 15 au compartiment secondaire 31. Du fait que le liquide de diluer tion venant des buses 38 frappe le tamis 14, la pâte qui entre dans le compartiment secondaire est à nouveau lavée en douceur et les fibres acceptables sont dirigées à travers le tamis. - REVENDICÂTIONS 1) Procédé d'épuration de pâte dans un appareil horizontal à pression qui comporte un rotor tournant aligné axialement à l'intérieur d'un tamis cylindrique fermé, le rotor présentant un noyau conique dont la base divise la chambre du tamis en un compartiment primaire et un compartiment secondaire reliés entre eux à la périphérie de la base du noyau, procédé caractérisé par le fait que (a) on introduit de la påte sous pression dans le compartiment primaire de la chambre de tamis, dans la direction axiale du rotor et à l'oppose du compartiment secondaire, (b) on introduit du liquide de dilution sous pression dans le compartiment primaire de la chambre, radialement par rapport à l'axe du rotor, et on canalise ce liquide en direction du tamis, (c) on introduit du liquide de dilution sous pression dans le compartiment secondaire de la chambre de tamis, (d) on fait tourner le rotor pour diriger la pâte vers le tamis de manière à faire passer à travers celui-ci des fibres acceptables, (e) on recueille les fibres acceptables de la ptte après leur passage à travers le tamis et (f) on évacue le refus du compartiment secondaire. 2) Procédé selon la revendication t, caractérisé par le fait que l'on introduit le liquide de dilution dans le compartiment primaire dans la région du noyau seulement. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on introduit au moins une portion du liquide de dilution dans le compartiment secondaire auprès de la périphérie de la base du noyau et en direction du tamis. -4) appareil rotatif d'épuration de pite présentant un tamis cylindrique horizontal fermé et un rot or monté axialement dans celui-ci et caractérisé par le fait qu'il comporte (a) une entrée de péte s'ouvrant dans la chambre du tamis et présentant la meme extension axiale que celle-ci et que le rotor, (b) un noyau conique fixé au rot or et dont la base définit un com- partiment primaire voisin de l'entrée et un compartiment secondaire éloigné de 1' entrée et relié au compartiment primaire à la périphérie de la base du noyau, (c) des moyens permettant d'introduire du liquide de dilution sous pression dans le compartiment primaire, radialement par rapport à l'axe du rotor et de canaliser ce liquide vers le tamis, (d) des moyens permettant i' introduire du liquide de dilution sous pression dans le compartiment secondaire, (e) des moyens permettant de recueillir des fibres acceptables de p & e après leur passage à travers le tamis, (f) une sortie servant à retirer le refus du compartiment secondaire et (g) des moyens de liaison extérieure entre le rot or et un entrab- nement. 5) appareil selon la revendication 4, saractérisé par le fait que le liquide de dilution est introduit dans le compartiment primaire par des ouvertures radiales de l'arbre du rotor et par des fentes radiales prévues dans le noyau et parcourant la longueur de celui-ci. 6) Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens d'introduction de liquide de dilution dans le compartiment secondaire comprennent de multiples buses faisant saillie latéralement par rapport à la base du noyau conique, auprès de sa périphérie et dont les sorties sont dirigées vers le tamis. 7) appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la base du noyau conique comprend une cloison. 8) Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que des paires de pales parallèles espacées appartenant au rotor prolongent radialement vers le tamis les passages formés par les fentes. 9) Appareil rotatif d'épuration de pâte du type horizontal à pression qui comprend : un tamis cylindrique fermé ; un rotor tournant monté coaxialement à l'intérieur de la chambre formée par le tamis ; un noyau conique fixé coaxialement au rotor entre les pales de celui-ci et s'élargissant de l'entrée vers l'ar- rire, sa base divisant la chambre en un compartiment primaire et ùn compartiment secondaire reliés entre eux à la périphérie de la base ; une entrée de psste s' ouvrant dans le compartiment primaire de la chambre de tamis, coaxialement au rotor s de multiples fen tes radiales prévues dans le noyau et parcourant sa longueur ; des-moyens permettant d'introduire du liquide de dllution sous pression dans les fentes à travers l'arbre du rotor et de canaliser ce liquide vers les bords périphériques des pales du rotor des moyens permettant d'introduire du liquide de dilution sous pression dans le compartiment secondaire ; des moyens prévus sur le rotor pour mélanger du liquide de dilution introduit dans le compartiment secondaire à de la pSte entrant dans celui-ci en provenance du compartiment primaire ; des moyens permettant de recueil- lir les fibres acceptables qui passent à travers le tamis et de retirer du compartiment secondaire le refus de la pute, et des moyens de liaison extérieure entre le rotor et un entraînement qui le fait tourner. 10) Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'arbre de rotor est tubulaire et présente des ouvertures radiales reliées aux fentes du noyau conique et des moyen. propres à amener du liquide de dilution dans l'arbre. 11) appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens de mélange comprennent des ailettes partant de la base du noyau et pénétrant dans le compartiment secondaire. 12) Appareil selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les moyens d'introduction de liquide dans le comparti- ment secondaire comprennent de multiples buses montées à la pEri- phérie de la base du noyau et pénétrant dans le compartiment se condaire, la sortie des buses étant dirigée vers le tamis. 13) Appareil selon la revendication 12, caractérisé par le fait que l'arbre de rot or est tubulaire et relié radialement aux buses par des conduits situés dans les fentes du noyau et que des moyens sont prévus pour amener du liquide de dilution dans l'arbre. t4) Appareil rotatif d'éruration de pâte du type horizontal à pression, caractérisé par le fait qu'il comporte une entrée de pâte située à une extrémité fermée d'un tamis cylindrique et une sortie de refus située à autre extrémité, un rotor monté de manière à pouvoir tourner à 1 intérieur du tamis, coaxialement à celui-ci et à l'entrée, de multiples pales primaires partant ra dialement de l'arbre du rotor, de multiples pales secondaires par tant radialement de l'arbre du rotor parallèlement aux pales pri mai@es et formant des passages avec celles-ci pratiquement dans le plan de l'axe de l'arbre, les extrémités des pales primaires et secondaires opposées à l'entrée se terminant par une cloison fixés transversalement à l'arbre du rotor et espacée de la sortie de refus de manière à former un compartiment secondaire, dea entretoises montées entre les pales pour former un noyau conique fendu radialement par les passages et dont la cloison forme la base, des moyens permettant d'introduire du liquide de dilution sous pression dans le compartiment secondaire et des moyens permettant d'introduire radialement du liquide de dilution sous pression, venant de l'arbre du rotor, dans les passages formés par les pales primaires et secondaires et en direction du tamis. 15) Appareil selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les bords d'attaque des pales primaires se terminent auprès de l'extrémité d'entrée du tamis et que les bords d'attaque des pales secondaires sont espacées de cette extrémité d'entrée, le noyau conique stétendant pratiquement du bord d'attaque des pales secondaires à la cloison. 16) Appareil selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les portions marginales extérieures des pales primaires et secondaires se dirigent vers l'arrière par rapport à la cloison en pénétrant dans le compartiment secondaire pour former dans celui-ci des ailettes espacées à la périphérie de la cloison. 17) Appareil selon la revendication 16, caractérisé par le fait que les moyens d'introduction du liquide de dilution dans le compartiment secondaire comprennent des buses situées entre les parois de chacune des ailettes et dont la sortie est dirigée vers le tamis. 18) Appareil selon la revendication 17, caractérisé par le fait que l'arbre de rotor porte un tuyau intérieur définissant un passage central et un passage annulaire, le passage central étant relié aux ouvertures qui s'ouvrent dans les passages formés par les pales primaires et secondaires et le passage annulaire étant relié à la buse, des moyens étant prévus pour introduire séparément du liquide de dilution dans ces passages.