Brevet FR2023298A1 — publié le 19700807

La présente invention concerne des parois latérales pour machines de broyage de biches. On a mis au point différents types de machines de broyage pour réduire une bûche a l'état de pute, dans ces conditions on a avantage à séparer les fibres de la bûche et a séparer les fibres les unes des autres sans briser les fibres prises séparément. Une machine classique consiste en un broyeur a couronne cannelée que l'on appelle également broyeur ROberts, dans lequel une meule de grande dimension tourne autour d'un axe horizontal å l'int6- rieur d'une couronne disposée excentriquement et animée d'un mouvement de rotation. Une autre machine classique consiste en ce que l'on appelle le broyeur à alvéole (s) . Dans le premier type de broyeur, les bûches sont coupées d une longueur prédéterminée, qui est à peu près égale à la largeur de la surface de la meule, et leur aliméntation s'effectue horizontalement dans la partie recourbée en forme de coin ou de corne, qui est ménagée entre 1x surface de la meule et la couronne extérieure. La couronne est disposée par rapport à la meule de manière que l'on puisse alimenter les biches dans la partie uprieurg arge de l'alvéole en forme de corne et que les boches se déplacent vers le bas par gravité pour etre dirigées par la paroi convergente de la couronne de manière à heurter la surface de la meule, leurs axes longitudinaux étant disposés en général parallèlement à l'axe de la meule.En méme temps, la meule et la couronne sont entraînées de manière à tourner dans le mme sens mais à des vi- tesses très différentes, de manière que la surface de broyage de la meule en contact avec les bûches se déplace vers le bas par rapport à la surface de la bûchez ainsi, du fait de l'alimentation par gravité, du déplacement de la couronne extérieure et du contact par frottement avec la- meule, les boches sont entrer nées de force dans la partie recourbée, qui se rétrécit constamment, ménagée entre la meule et la couronne, de manière que les faces ou surfaces latérales des bûches soient comprimées contre la meule avec une pression convenable de façon à réaliser la sE- paration des fibres. L'alimentation en fluide de lavage s'effectue de manière constante dans la zone de broyage pour faciliter la séparation et l'extraction des fibres. las fluide "conditionne" la partie de la surface du bois pour la séparation des fibres, et il agit également comme milieu porteur pour transporter les fibres une fois séparées vers l'orifice de la machine. Le fluide "conditionne1 la surface du bois en pénétrant dans cette partie de la boche pour ramollir les résfnes et les lignines, qui agglomèrent ensemble les fibres. Le fluide d'aspersion sert également à éviter la combustion du bois. Dans le fonctionnement des broyeurs utilisés jusqu'S présent, les boches sont en prise à le extrémités opposées avec des plaques de guidage pleines, planes et verticales, qui se trouvent sensiblement dans les plans, dans lesquels tournent les extrémités de la meule; et ces plaques de guidage constituent les prolongements de ces plans. Ainsi, l'alvéole, délimitée par la couronne, la surface de la meule et les plaques, est conçue de manière à être presque exactement coextensive en largeur avec la longueur horizontale de la surface de la meule. Le rendement de l'opération de broyage se trouve considérablement amélioré , si l'on écarte les plaques latérales constituant les parois verticales de l'alvéole d'une faible distance des ex trématés des bûches. Jusqu'S présent on a estimé qu'il était nécessaire d'utiliser lesdites plaques latérales en juxtaposition étroite avec les extrémités de la meule pour maintenir en place les boches longitudinalement en face de-la surface de broyage, de manière que l'on puisse désintégrer toutes les parties de la biche.Ce positionnement étroit des plaques de guidage terminales gene l'extraction de l'eau appliquée en pluie et du mélange de fibres que l'on produit dans ces conditions, et il s'avère que, si l'on écarte les plaques latérales-des extrémités des bêches, on réalise un passage permettant l'élimination du mélange de pdte nouvellement formée et de l'eau.L'extraction rapide de la pSte de la zone0 ot elle se rassemble aux extrémités des bûches, après son passage dans les espaces terminaux, accélère sensiblement la production de la pAte et rend le broyage plus efficace. En plus de l'éloignement des plaques des extrémités des bûches, on constate que l'on a avantage à installer des pièces d'espacement entre les plaques et les extrémités des bûches; ces pièces ont pour rôle de continuer à centrer les boches par rapport à la surface de broyage de la meule. En général, le meme broyage a lieu dans ce que l'on appelle le broyeur à alvéole(s).La meule entratnée se trouve à l'intérieur d'une chambre comportant une ou deux alvéoles qui permettent de loger les bêches à broyer. Les alvéoles sont remplies de boches, et un moyen pression permet de pousser les bûches contre la surface de la meule, tout en aspergeant de l'eau sur-cette dernière animée d'un mouvement de rotation.On peut réaliser le même procédé d'extraction de la pâte de la zone de broyage en dégageant les parois-latérales des alvéoles contenant des bûches au voisinage de la périphérie de la meule, de manière que la pâte puisse sortir à ltextrémité des biches et qu'elle puisse tomber dans la fosse située sous la meule. Des pièces d'espacement convenables coopèrent avec les extrémités des bûches dans les alvéoles, et la machine fonctionne par ailleurs de la meme manière que le broyeur à couronne décrit ci-dessous. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et des dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue de cté en coupe représentant un type de broyeur à couronne cannelée , La figure a est une vue d'en haut, en partie arrachée, qui représente la machine de broyage et l'alvéole du broyeur de la figure I; La figure 3 est une vue d'en haut détaillée d'une des plaques latérales de l'invention; et La figure 4 est une vue de cté de la plaque représentée sur la figure 3; et La figure 5 est une vue de coté d'un mode de mise en oeuvre modifié de la plaque latérale; Les figures 6, 7 et 8 représentent des modes de mise en oeuvre de l'invention appliqués à un broyeur à alvéole (s); La figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6; La figure 8 est une vue de la paroi latérale. Le broyeur à couronne cannelée solon l'inve3tionwposs2de un carter et un support classiques permettant de définir le profil de la machine. I1 contient une meule/qui est animée d'un mouvement de rotation sur un arbre d'entrainement 11 disposé horizontalement. La meule est entraînée dans le sens indiqué par la flèche, de manière que sa surface de broyage active se déplace vers le bas. Une couronne 12 ayant un diamètre interne sensiblement supérieur au diamètre extérieur de la meule 10 est montée de manière excentrique par rapport à la meule pour tourner autour d'un axe horizontal (comme représenté sur le dessin). La couronne représentée ici possède des nervures horizontales à sa périphérie inférieure, et elle est entratnée par une channe articulée 13, ce qui lui permet de tourner dans le méme sens que la meule. Cependant la couronne tourne à une vitesse (en tours minute ) bien plus faible; la vitesse de la meule est en général de l'ordre de 240 tours minute environ, son diamètre @ étant normalement de 157,5 cm; par contre la couronne tourne à une vitesse telle que sa surface se déplace vers l'avant à raison de 30,5 cm à la minute.La couronne a un diamètre interne de trois mètres approximativement, et elle est montée pour étre presque tangente à la meule à proximité du fond du broyeur, de manière à ménager une alvéole de broyage en forme de corne entre la surface interne de la couronne et la surface externe de la meule. Les faces verticales de l'alvéole sont fermées par les plaques latérales 14 qui constituent l'objet visé par l'invention. La figure 4 représente la vue de c8té d'une de ces plaques. Si l'on se réfère aux figures 3 et 4, on constate qu'elles représentent le mode de mise en oeuvre préféré d'une plaque 14. Un bord latéral 15 de la plaque a une forme lui permettant de s'adapter étroitement à la périphérie interne de la couronne 12, et ce bord 15 est en général disposé concentriquement par rapport à la périphérie interne de la couronne 12; l'autre face 16 de la plaque a une forme permettant à la plaque latérale de s'adapter dans l'alvéole avec son bord 16 qui s'ajuste étroitement sur la périphérie du flasque d'entratnement sur la meule. Cependant, étant donné que le corps de la plaque est espacé latéralement du plan, dans lequel tourne l'extrémité de la meule à laquelle elle est associée, il s'avère que la forme exacte de la plaque n'est pas trop critique. Si l'on se réfère à la figure 2, il est clair que les plaques aux extrémités opposées de la meule sont des images dans un miroir l'une par rapport à l'autre, et sur les surfaces internes de la plaque 14, qui sont disposées aux extrémités opposées de l'alvéo- le de broyage, sont montées de nombreuses nervures d'espacement convenables 17, qui sont disposées verticalement. Ces nervures peuvent prendre la forme de barres pleines, qui sont soudées aux faces internes des plaques latérales 14; ou encore les barres solides 50ns moulées (ou mises en forme autrement) d'une seule pièce avec ces mimes mêmes surfaces internes des plaques latérales.On constate que l'on obtient de très bons résultats selon l'invention en utilsant des nervures de largeur 2,54 cm et de profondeur 2,54 cm, qui sont espacées de 7,62 à 10,16 cm. es plaques, qui portent ces nervures, sont conçues pour être montages de manière fixe à chaque extrémité de l'alvéole dans le broyeur à couronne cannelée, les bords intérieurs des nervures aux extrémités opposées de l'alvéole étant tous sensiblement alignés dans les mêmes plans1 dans lesquels tournent respectivement les extrémités de la meule. Les parties de paroi pleines des plaques se trouvent ainsi disposées à peu près à 2,54 cm en dehors de ces plans sur les bords internes des nervures, comme le montre clairement la figure 2. L'une des parois latérales du broyeur (ou les deux à la fois) peut dtre munie d'un orifice d'alimentation des bûches convenable 13, par lequel on peut envoyer les bûches horizontalement dans l'alvéole les bûches tombent ensuite dans 11 alvéole de broyage. Les éléments du broyeur sont entrasses par des moteurs convenables, et un système d'aspersion classique 19 est prévu pour envoyer les fluides dans l'étranglement ménagé entre le meule et les bûches dàns la zone de broyage. Quand on remplit de bûches l'alvéole de broyage et que l'on a bien établi les vitesses relatives de rotation de la meule et de la couronne f on peut déclencher le système d'aspersion, et la machine de la demanderesse est prête à fonctionner. Pendant le déroulement du broyage, la meule 10 attaque les faces exposées des b5qhes dans l'alvéole de broyage La couronne 12 tourne lentement, de manière que les boches soient entraînées dans la partie recourbée ménagée entre la couronne et la meule pour obtenir la pression de broyage désirée, qui est nécessaire pour réduire les bûches à l'état d'une pâte.Le fluide d'aspersion réagit principalement avec la partie superficielle de la bûche et la meule de broyage pour "traiter" les fibres sur une profond deur d'au moins plusieurs couches pour extraire ces dernières de la bûche, et l'action de broyage est réalisée en continu Lorsque les fibres sont séparées de la bâche, elles se combinent au courant de fluide d'aspersion; les fibres se mélangent au'f lui- de de manière à former une pâte; le mélange sort ensuite de la zone de broyage d'une certaine manière en suivant les lignes de moindre résistance.Après sa formation initiale par contact de broyage entre une meule et une boche, une fraction importante du mélange de pdte est entraînée sur la surface de la meule jusqu'à ce que la surface de broyage de la meule s'approche du côté de la biche suivante, qui est en train d0tre comprime contre la meule. Cette seconde boche présente un contact intime suivant son c8té longitudinal avec la surface de la meule et le bord d'attaque de ce cdté de la seconde bêche tend à agir comme un racloir ou une raclette qui est comprimée contre la meule pour extraire la pâte obtenue précédemment.A cause de la forme généralement cylindrique des bûches et leur position distribuée au hasard dans l'alvéole, il reste toujours un espace entre les bûches pour permettre le libre passage du mélange1 qui ne peut s'échapper qu'en passant aux extrémités des bêches, pour tomber par dessus ces extrémités dans la fosse sous le broyeur. Dans le broyeur classique à couronne , . un volume important du mélange de fibres et de fluide d'aspersion tend à s'accumuler entre les bûches et dans l'alvéole de broyage, parce que son passage hors de l'alvéole se trouve restreint pas les plaques en contact avec les extrémités des bEches,les plaques formant les extrémités des alvéoles. Ce volume accumulé de mélange de pâte tend à gêner l'action de broyage normale en souillant ou en masquant la surface de broyage de la meule, et il réduit ainsi le rendement de broyage de la meule. Il y a dissipation de l'nergie de broyage, parce qu'une partie de cette dernière est utilise pour secouer fortement le mélange, et de l'énergie est perdue en cisaillement hydraulique. Dans a mise en oeuvre de l'invention, on sépare les fibres daune boche données et le fluide d'aspersion et les fibres se mélangent ensemble pour obtenir la pâte, comme décrit ci-dessus. Cependant, à partir de ce stade, l'action est différente, en ce sens que le mélange est capable de se déplacer facilement sur le côté dans les vides ou espaces ménagés entré les bûches. Le mélan- ge de fluide d'aspersion et de fibresirassembIe: dans ces espaces du fait du broyage en continu par la meule, repousse vers l'extérieur la pâte formée précédemment vers les extrémités des boches en un courant plus ou moins continu. Dans a machine selon l'invention, l'effet de cette action de pompage de l'arrière, conjointement avec le courant de fluide d'aspersion, fait circuler le mélange de pâte vers l'extérieur dans les deux directions, et ce dernier s'écoule par dessus les extrémités des boches voisines des plaques terminales 14. La pate est entraînée ensuite loin des boches et elle passe dans les espaces ménagés entre les nervures 17. Le poids du mélange de patte, conjointement avec le mouvement d'6coulement qui lui est communiqué par la rotation de la meule de broyage1 permet son déplacement rapide vers le bas dans la fosse de la machine, d'où on peut l'extraire. Du fait de la présence de canaux aux extrémités des bûches pour le libre écoulement de la pâte loin de l'alvéole de broyage, la pSte n'a pas tendance à s'accumuler dans l'alvéole de broyage, comme cela se passait dans le passé, et on réalise une extraction beaucoup plus rapide des fluides d'aspersion et des fibres de la zone de broyage. L'élimination de la pSte , une fois recueillie, de l'alvéole de broyage réduit au minimum les effets de souiliure et de masquage, qui,comme on le pense, sont inhérents au broyeur à couronne, connus précédemment. Dans tous les cas, on note que l'on réalise des économies d'énergie en permettant le libre passage du mélange de pâte hors de l'alvéole de broyage par l'intermédiaire des passages ménagés entre les nervures. De même, du fait de l'écoulement plus constant du volume important de mélange de pâte, on réduit au minimum les fluctuations de température à l'intérieur du broyeur, ce qui permet d obtenir une pâte de qualité plus uniforme.On peut également contrler de manière plus précise ce dernier facteur grâce au contrdle amélioré de l'écoulement du mélange de pâte de l'alvéole de broyage, parce que l'on réalise la meilleure utilisation de l'écoulement convenable de l'eau d'aspersion à travers la zone de broyage,comme le comprendra aisément l'homme de l'art. Dans certaines machines, pour obtenir les résultats améliorés décrits ci-dessus, il peut titre nécessaire d'utiliser des plaques latérales de construction différente, et qui sont des images dans un miroir, l'une de celles-ci étant représentée sur la figure 5. Dans le cas où il n'est pas pratique de monter une plaque unitaire de chaque cdté de la meule, on peut utiliser une plaque 30 à éléments assemblés. Dans ce cas, les deux éléments 31 et 32 de chacune des plaques 30 sont montés fixement ensemble à l'intérieur de la machine au voisinage des extrémités de la meule pour réaliser le méme fonctionnement que dans le cas des structures à plaque unitaire 14. Les deux éléments 31 et 32 sont assemblés approximativement en leur milieu suivant l'articulation 34.On a parfois besoin de cette structure composite du fait des limitations de construction que l'on rencontre dans le montage des plaques latérales sur différentes machines On constate que l'on peut réaliser un autre perfectionnement dans le fonctionnement selon l'invention en dessinant les nervures de la structure de plaque composite avec le modèle angulaire représenté sur la figure 5, qui est différent du modèle de nervures utilisé sur la plaque unitaire de la figure 4.On note que les nervures 35 formées sur la partie supérieure 31 de la plaque composite selon l'invention se prolongent sensiblement verticalement le long de la face interne de la partie supérieure de la plaque composite 30, qui est conçue pour entrer en contact avec les extrémités de la bêche. La partie inférieure 32 possède des nervures36, qui sont disposées avec un léger décalage par rapport à la verticale Sur la figure 5, l'extrémité supérieure de chaque nervure 36 coincide avec l'extrémité inférieure de chaque nervure 35 pour permettre à 1 'écoulement du mélange de pSte de se poursuivre doucement, quand ce dernier se déplace vers le bas de la face supérieure de l'alvéole de broyage vers la fosse.Toutes les nervures 36 sur la partie inférieure 32 sont parallèles, mais les extrémités inférieures sont légèrement plus en saillie vers la meule, et la demanderesse pense que, lorsque le mélange de pâte sort de l'espace managé entre les bêches aux extrémités de ces dernières en contact avec la plaque inférieure 32, la ligne d'écoulement naturel pousse le mélange de pSte dans la direction des nervures 36.L'effet de traction du bord de la meule contre la masse du mélange de pâte tombant dans les canaux entre les ner- vures 36, od le bord de la meule peut entrer en contact avec ce mélange, tend à projeter le mélange de pâte tangentiellement loin de la meule, et la légère rotation des passages découlement pour faciliter ce changement de direction du courant de p te accroît ltextraction du mélange de patte de l'alvéole de broyage. Etant donné que la plaque 30 est en deux parties, on réalise le changement de direction des nervures plus facilement qu'en reproduisant ce modèle de nervures en une structure de plaque unitaire, sauf si l'on opère avec une technique de moularge. Le fonctionnement des plaques représenté sur les figures 4 ou 5 est évident d'après la description ci-dessus. Leur utilisation entrasse une économie d'énergie et une production de pSte de meilleure qualité. L'homme de l'art peut procéder à des modifications, qui doivent bien entendu rester dans le cadre des revendications suivantes. Dans les figures 6, 7 et 8, il est représenté un broyeur de boches classique. Dans le broyeur, il est monté une paroi latéra- le 40 avec des espaces ménagés à l'intérieur; cette paroi latérale agit de manière comparable à la plaque 14 du mode de mise en oeuvre des figures 1, 2, 3, 4 et 5. REENDICATI ONS 1. Paroi latérale pour une alvéole de broyeur de biches, ladite paroi latérale étant caractérisé en ce qu'elle possède des passages pour l'écoulement de la pSte pour relier la surface de contact avec l'extrémité de la bûche à une fosse collectrice de pute. 2. Paroi latérale selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle est destinée à un broyeur à alvéole(s) et qu'elle comporte de nombreuses nervures intérieures. 3. Paroi - latérale selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est destiné à un broyeur à couronne cannelée et qu'elle est en forme de corne avec de nombreuses nervures verticales in térieures. 4. Paroi latérale selon la revendication 3, caractérisée en ce que les bords internes des nervures se trouvent dans des plans verticaux, dans lesquels tournent les extrémités de la meule lorsque la paroi est montée sur un broyeur. 5. Paroi latérale selon l'une ou l'autre des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'elle est constituée d'une plaque en deux parties partagée horizontalement au milieu, les nervures de chaque partie étant alignées. 6. Paroi latérale selon la revendication 5, caractérisée en ce que les plaques en deux parties constituent ensemble un élément en forme de corne, les nervures de la partie supérieure étant verticales et les nervures de la partie inférieure ayant leurs extrémités inférieures dirigées vers le plan vertical dans lequel est montée une meule lorsque la paroi est dans un broyeur.