Brevet FR2012300A1 — publié le 19700320

2261Q i 2012300 La présente invention se rapporte à des distributeurs à goulotte servant à introduire des matières finement divisées, de préférence sous la forme de copeaux, dans des réservoirs sous pression. Dans les différents procédés de traitement continu de matières végétales finement divisées que 1'on désignent d'une façon générale ci-après sous le nom de copeaux dans des liquides ou des vapeurs sous pression, il est souvent d'une importance primordiale que les copeaux soient introduits dans des récipients qui sont sous pression sans les soumettre à des actions mécaniques trop violentes. Dans bien des cas, on doit réaliser directement l'alimentation dans le liquide sans faire passer au préalable les copeaux à travers un espace rempli de vapeur ou de gaz à l'intérieur duquel ils peuvent être exposés à une action indésirable provoquée par de la vapeur chaude ou par un gaz non conden-sable. Il en est souvent ainsi dans les procédés de digestion continue de la cellulose servant à produise différentes sortes de pâtes ou pulpes au sulfite ou au sulfate, la général, les copeaux doivent être bien imprégnés de liqueur de digestion avant qu'on ne les chauffe et qu'on ne les expose à la température de digestion. Ceci est d'une importance spéciale pour des procédés continus à la fois pour la digestion en phase vapeur et en phase liquide. Pour atteindre un résultat aussi bon que possible, on peut effectuer l'imprégnation en soumettant la liqueur de digestion à une pression et d'une manière telle qu'après avoir débarrassé les copeaux de l'air en les humectant de vapeur ou par mise sous vide on les introduise directement dans la liqueur de digestion sans les mettre par conséquent en contact avec l'air ou avec d'autres gaz non condensa-bles, ni en les exposant à l'action de la vapeur. Au début du cycle d'imprégnation, la température peut être basse, ce qui est important principalement quand on doit effectuer l'imprégnation avec des solutions de sulfite, auquel cas la température ne doit pas beaucoup dépasser 120-130°C si on doit éviter la formation de parties centrales foncées dans les copeaux. Ceci implique que la 69 2261.0 2 2012300 liqueur de digestion soit d'une façon générale soumise à une pression hydrostatique dans les zones dans lesquelles on introduit les copeaux, et qué cette pression de liquide soit supérieure à la pression de la vapeur du liquide qui 5 se trouve dans cette zone. La pression du liquide au stade d'imprégnation peut varier dans de larges limites selon la qualité des copeaux et le procédé de digestion, comme par exemple entre 3 et 20 atmosphères et davantage. Dans les procédés d'imprégnation continus, il con-10 vient de construire le récipient d'inqprégnation sous la forme d'un cylindre vertical dans lequel on introduit les copeaux pour former une colonne partant du fond et montant à travers la liqueur de digestion. Il est facile dans de telles conditions de maintenir un gradient de température 15 très élevé dans le liquide, de sorte que dans la couche inférieure, dans laquelle on introduit les copeaux, la température peut être maintenue à un faible niveau, au-dessous de 100°C# relativement à la couche supérieure dans laquelle peut exister une température de digestion, qui se * 20 situe entre 130 et 200°C. Du fait du poids spécifique plus élevé du liquide froid et de l'obstruction du courant de convection provoquée par la colonne de copeaux, on peut maintenir pratiquement la différence entre les températures à une valeur constante. De ce fait, on peut réaliser avan-25 tageusement l'introduction des eopeaux au.fond du récipient d'imprégnation. Une introduction de la colonne de copeaux de bas en haut présente un intérêt quand la digestion s'effectue en phase vapeur du fait qu'il est possible de transférer d'une 30 façon simple les copeaux imprégnés de la partie supérieure du récipient d'imprégnation au digesteur sans que du liquide qui n'a pas servi à la digestion ne soit entraîné. De plus, il est nécessaire qu'à peu près la même pression de vapeur et de gaz règne à la fois dans le récipient d'impré-35 gnation et dans le digesteur. Toutefois, si on effectue l'imprégnation à une pression différente de celle régnant dans le digesteur, il peut être plus avantageux d'introduire les copeaux de haut 69 22610 3 2012300 en bas et de les extraire au bas du récipient d'imprégnation,, Les copeaux: doivent être alors arrosés d'une quantité adéquate de liquide n'ayant pas effectué de digestion et qui, si la décomposition qui suit est effectuée en phase 5 vapeur, doit être séparée au cours de l'opération d'écoulement par la goulotte et, à volonté, être remise en circulation jusqu'au récipient d'imprégnation» Il peut parfois surgir des difficultés pour transférer la matière d'un récipient sous pression à un autre du fait de la consistance 10 de la matière, en particulier dans la mesure où on considère la décharge du dispositif d'alimentation. L'invention se rapporte à un distributeur à goulotte servant à introduire des copeaux dans un réservoir sous pression, ce distributeur comprenant un rotor formé avec 15 au moins un alvéole et qui est supporté par des paliers montés dans un carter qui comporte des manchons tubulaires d'alimentation et de décharge pour la matière. Un tel distributeur est en lui-même un appareil simple et d'un fonctionnement sûr, qui permet de transférer sans interruption •20 une matière solide dans le réservoir sous pression, le rotor étant dans toutes ses positions étanche à la pression de vapeur ou de liquide, et alimentant simultanément la matière solide sans l'exposer à aucun risque qu'elle ne soit endommagée par une action mécanique. Si on introduit la 25 matière dans un espace "contenant de la vapeur ou du gaz, les alvéoles se vident ordinairement avec facilité mais, comme mentionné ci-dessus, des difficultés peuvent surgir dans certains cas du fait des propriétés de la matière. Toutefois, quand il est question d'introduire directement des 30 copeaux dans un liquide ou dans un mélange de copeaux et de liquide, des problèmes difficiles peuvent se poser en ce qui concerne le vidage des alvéoles, et les difficultés deviennent encore plus sérieuses quand on doit réaliser l'introduction dans le mélange de copeaux et de liquide à 35 la partie inférieure du récipient à pression, ou dans le cas où il règne une pression de copeaux qui rend en outre difficile le vidage du distributeur à goulotte. Le but principal de l'invention est de fournir un 69 22610 4 2012300 distributeur à goulotte qui réponde à un haut degré aux exigences formulées sous les rapports indiqués ci-dessus, et qui permette ainsi de vider rapidement et complètement les alvéoles, tout en permettant d'utiliser le volume de ces 5 alvéoles au maximum pour une alimentation convenable des copeaux» Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, chaque alvéole est relié à un canal formé de façon à s'étendre à travers un palier et disposé pendant la rotation du rotor de façon à être amené à communiquer 10 avec un tuyau d'écoulement du liquide quand l'alvéole est placé en face du manchon d'alimentation, et avec un. orifice d'admission du liquide quand l'alvéole est placé en face du manchon de décharge. D'autres caractéristiques et avantages de la présente 15 invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif -une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins, •20 La Fig. 1 est une vue en coupe verticale longitudinale d'un distributeur à goulotte construit selon l'invention, et d'un élément qui lui est relié. La Fig» 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Fig. 1. 25 En se reportant maintenant aux dessins, le distributeur à goulotte représenté sur les fig. 1 et 2 consiste principalement en un rotor cylindrique 1, qui comporte un ou plusieurs alvéoles 2, et qui est monté à l'intérieur d'un carter 5. Les parois latérales 4- du rotor sont usinées au tour 30 pour présenter une circonférence cylindrique de façon à ce que le rotor puisse tourner dans un presse-étoupe 5 qui rend en même temps les alvéoles étanches à l'atmosphère ambiante. On peut alors effectuer le montage dans des paliers du rotor placés dans le carter sans qu'il soit nécessaire de rendre 35 les tourillons 30, 32 étanches à la pression intérieure qui est supérieure à la pression atmosphérique, et il n'y a aucun risque que de la vapeur ou du liquide puisse pénétrer dans les roulements 6 et 7* qui maintiennent les tourillons 69, 22610 5 2012300 dans leur position prédéterminée. Le manchon d'alimentation 8 et. le manchon de décharge 9 disposés dans le carter sont formés de façon à être branchés d'une façon étanche à la pression sur des conduits, des récipients ou des réservoirs 5 à pression. Chaque alvéole 2 communique avec son canal individuel 10 s'étendant dans le sens longitudinal du tourillon 32 et s'ouvrant à l'extrémité de celui-ci. Tous les canaux sont placés dans l'un des tourillons, dans le cas présent dans le tourillon 32. Chaque alvéole peut être de plus muni 10 d'un tamis 11, qui empêche les copeaux de pénétrer dans le canal et qui assure que la partie inférieure de la totalité de l'alvéole est reliée au canal ou communique avec celui-ci. Chaque canal comporte une ouverture latérale 12 qui débouche à la périphérie extérieure du tourillon. Toutes les ouver-15 tures latérales 12 sont situées dans le même plan, perpendiculairement à la ligne centrale de l'axe de rotation du rotor. Les ouvertures 12 sont rendues étanches à l'atmosphère ambiante par un manchon 13 ancré d'une façon rigide sur le palier 23, et entourant celui-ci, et formé de façon à 20 coopérer avec un presse-étoupe 14 dans lequel le tourillon 32 est monté de façon à pouvoir tourner. Sur son côté inférieur, le manchon 13 présente une ouverture 16 qui est située en face d'une pièce de raccord 15 disposée dans un logement 34 monté autour du manchon et 25 du presse-étoupe 14. La pièce de raccord 15 est reliée à son tour à un conduit 36 servant à faire arriver un liquide à l'alvéole 2 qui, pendant que le rotor tourne, se trouve exactement en communication libre avec le manchon de décharge 9. Dans cette position, le canal 10 de cet alvéole commu-30 nique par son ouverture 12 avec l'ouverture 16 et avec la pièce de raccordement 15. Les canaux 10 comportent des extrémités ouvertes dans le plan de la face extrême du tourillon 32 à un endroit où ils coopèrent ou une plaque perforée 38 coopère, avec un boîtier 17 fixé d'une façon rigi-35 de à l'intérieur du carter 3j et dont le fond plan"porte contre la plaque 38 et appuie d'une façon étanche contre le tourillon au moyen d'un presse-étoupe 19. Le fond plan du boîtier 17 comporte une ouverture 20 à travers laquelle le 69 22610 2012300 liquide peut être évacué de l'alvéole 2, dont le canal 10 est placé, du fait de la rotation du rotor, en face de cette ouverture. Les autres canaux 10 sont ainsi rendus étanches à l'atmosphère ambiante, fi'ouverture 20 est pla-5 cée de façon à ce qu'une communication libre ne s'établisse que lorsqu'un alvéole 2 est tourné vers le haut, et se trouve par conséquent placé exactement en face du manchon d'alimentation 8. Par le boîtier 17 et par un tuyau 21 qui lui est relié on extrait le liquide, à volonté au moyen 10 d'une pompe. Le carter 3 du rotor 1 est équipé de manchons 22, 23 (I"ig. 2 à travers lesquels on peut respectivement évacuer la vapeur et le liquide des alvéoles, ou les introduire dans ceux-ci, après passage de ces alvéoles en regard 15 du manchon d'alimentation 8, et du manchon d'évacuation 9, respectivement. L'autre tourillon 30 du rotor est relié à un dispositif d'entraînement 24. Dans la forme de réalisation représentée, le distributeur à goulotte est associé à un transporteur cylin-20 drique ou conique à vis d'Archimède 25, qui est entouré par une auge 26 de forme correspondante. De préférence, le transporteur à vis 25 est monté horizontalement et son auge communique librement avec le manchon de décharge 9 par une pièce verticale de raccordement 40« L'auge 26 com-25 porte un prolongement présentant la forme d'un tamis cylindrique horizontal 27 j qui communique' avec un réservoir à pression 42, Le tamis ou prolongement perforé 27 est entouré par une enveloppe 28 d'où un conduit 44 s'étend jusqu'au côté d'aspiration d'une pompe 29 dont le côté 30 de refoulement communique avec un tuyau 36. Sur le manchon d'alimentation 8 est monté un récipient 46 à l'intérieur duquel les copeaux sont traités par de la vapeur ou par un liquide, par exemple, à la pression atmosphérique ou sous une pression plus élevée. Les copeaux 35 sont transférés du récipient 46 aux alvéoles 2 à mesure que ceux-ci viennent communiquer, pendant que le rotor tourne, avec le manchon d'alimentation 8. Les copeaux sont accompagnés par un condensât ou par du liquide et du fait que le 69 22610 7 2012300 canal 10 de l'alvéole 2 communique avec le tuyau de décharge 21 par l'ouverture 20 ménagée dans le boîtier 17, le liquide est évacué d^ l'alvéole. Après avoir tourné d'environ un demi-tour, le même alvéole vient communiquer avec 5 le manchon de décharge 9 et son canal 10 vient en même temps communiquer avec les pièces de raccordement ouvertes 16 et 15 de sorte que le liquide est pompé dans le canal 10 et vide de ce fait rapidement et efficacement l'alvéole de son contenu en copeaux „ Les copeaux sont alors conduits 10 au transporteur 25 et par celui-ci vers le réservoir à pression 42. Pendant ce déplacement, les copeaux traversent le tamis 27 au moyen duquel le liquide est retiré pour être envoyé par la pompe 29 dans l'alvéole 2 qui suit immédiatement quand celui-ci a pris une position de décharge. Le 15 liquide qui arrive de cette façon dans le distributeur peut également être évacué, au moins partiellement, du réservoir à pression 42» On fait passer les copeaux du distributeur au récipient à pression au moyen d'un transporteur entièrement fermé qui est rempli d'un liquide qui est à la même 20 pression que celle régnant dans le réservoir à pression. Les copeaux qui se trouvent dans les alvéoles 2 qui doivent être évacués à leur tour sont lavés et entraînés dans le transporteur, qui introduit mécaniquement les copeaux, en même temps que le courant de liquide produit de cette façon, 25 dans le réservoir 42 sans leur faire traverser aucun espace rempli de gaz ou de vapeur. Du liquide peut être présent dans le réservoir 42 au-dessus du niveau auquel on y introduit les copeaux minces. On peut utiliser dans certains cas le distributeur 30 pour des matières en particules d'un autre type qu'une matière végétale, pourvu que les mêmes conditions soient remplies. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limi-35 tatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 69 22610 2012300 REVENDICATIONS lo Distributeur à goulotte servant à introduire une matière en particules ou en copeaux dans un réservoir et comprenant un rotor formé avec au moins un alvéole et supporté par des tourillons montés dans un carter pourvu 5 de manchons tubulaires d'alimentation et de décharge pour la matière, chaque alvéole communiquant avec un canal formé de façon à s'étendre à travers un tourillon et disposé de façon à être mis en communication, pendant que le rotor tourne, avec un tuyau d'évacuation du liquide quand l'al-10 véole est placé en face du manchon d'alimentation, et avec un orifice d'entrée du liquide quand l'alvéole est rlacé en face du manchon de décharge» 2. Distributeur selon la revendication 1, les canaux présentant des extrémités ouvertes disposées axialement 15 dans la surface d'extrémité plane du tourillon pour coopérer à cet endroit avec un élément de paroi formé dans un boîtier fixe, cet élément de paroi présentant une ouverture destinée à établir, quand le rotor tourne, une communication libre en succession entre le boîtier et chacun des 20 canaux, 3. Distributeur selon la revendication 2, chaque canal individuel présentant une ouverture située à la périphérie du tourillon, ces ouvertures étant destinées à coopérer avec un boîtier annulaire formé avec une ouverture dis- 25 posée de façon à être placée en face du même canal, en succession et dans une position angulaire autre que celle de l'ouverture du boîtier. 4-o Distributeur selon la revendication 1, comprenant un transporteur communiquant avec le manchon de décharge 30 et destiné à extraire un liquide accompagnant la matière avant qu'on introduise cette matière dans le réservoir à pression, et une pompe destinée à remettre ce liquide en circulation, au moins partiellement par un canal jusqu'au distributeur pour entraîner le contenu de matière dans un 35 alvéole suivant immédiatement. 69 22610 s 2012300 5« Distributeur selon la revendication 4, le transporteur consistant en une vis placée à l'intérieur d'un élément de manclion en forme d'auge se présentant partiellement sous la forme d'un tamis et comportant une en-5 veloppe destinée à être recyclée de façon à rassembler un liquide et de l'envoyer au moyen de la pompe dans les alvéoles du rotor. 6. Distributeur selon la revendication 1, le carter entourant le rotor étant équipé de .pièces de raccordement 10 servant respectivement à faire écouler le liquide des alvéoles et à l'introduire dans ces alvéoles après leur passage en regard du manclion d'alimentation et à évacuer leur vapeur et leur liquide après leur passage en regard du manchon de décharge.