Brevet FR2014810A1 — publié le 19700424

Laveur éPierreUr pour cannes à sucre La présente invention est relative à un appareil destiné à extraire les pierres qui se trouvent dans la canne à sucre après leur ramassage mécanique dans les champs, et à procéder en même temps à un lavage à 11 eau dans le but d'enlever une partie de la terre et des feuilles qui sont mélangées aux cannes. Â la suite de la mécanisation de la coupe et du ramassage des cannes, la nécessité est apparue de dépierrer et laver ces cannes. Un certain nombre d'appareils ont été conçus. Ils sont en général dérives des lavoirs à betteraves et ne tiennent pas compte, d'une part de la forme géométrique très différente de la canne et de la betterave, et autre part du fait que le p11 de la canne étant nettement plus acide que le p11 de la betterave, l'eau de lavage devient acide et il est préférable de nsimserger dans le lavoir aucune eéca- nique (chaine, arbre, etc...) susceptible de se corroder rapidement. La présente invention vise à la réalisation d'un appareil permettant d'effectuer le détrempage des cannes dans l'eau, la séparation des pierres et leur extraction, Les dimensions de l'appareil sont particulièrement appropriées aux dimensions de la canne à sucre, et aucune pièce mécanique genre chaine ou arbre etc... ne se trouve immergée dans le bac de lavage. L'appareil de lavage et d'épierrage selon l'invention, est remarquable notamment en ce qu'il comporte 4 parties judicieusement disposées les unes par rapport aux autres, c'est-à-dire : le bac de lavage, l'anneau extracteur de pierres, les pales rotatives de poussée des cannes, la grille de rinçage et d'égouttage accompagnée de son bac à niveau régulé ; le bac principal de lavage a des dimensions telles, qutil est possible dty déverser des cannes de 3 m de long sans quelles ne se coincent entre les parois et le fond, ce qui fait qu'il a une largeur par exemple de tordre de 5 m et dune profondeur maximum par exemple de 11 ordre de 4 m ; sa forme est telle que les pierres qui tombent au fond du bac sont recentrées vers un couloir situé à la partie la plus basse, d'une largeur et d'une profondeur plus grandes que la longueur de la plus grande pierre, ce couloir ayant une forme telle, qu'il épouse sur trois côtés (2 côtés latéraux et un fond) la partie inférieure de l'anneau tournant destiné à recueillir les pierres ; cet anneau circulaire n'a pas de centre matériel mais roule sur des galets situés à la partie supérieure de sa circonférence, en dehors du bac de lavage ; sa dis- position verticale et ses dimensions sont telles, que les cannes après titre tombées dans le bac passent à travers la partie vide in- térieure de l'anneau pour se diriger vers le seuil de débordement cet anneau constitué de deux flasques circulaires d'environ 10 m de diamètre, éventuellement reliées entre elles par un fond cylindrique situé sur la partie extérieure de ces flasques, possède plusieurs grilles transversales qui poussent les pierres tombées au fond du bac et, grâce à la rotation du dit anneaux les élèvent au-dessus du niveau d'eau de lavage pour les déverser dans un couloir ou sur un transporteur dXétacuation ; à la partie inférieure du bac de lavage, au-dessus du couloir à pierres, sont disposées des bouches dtinjec- tion d'eau de lavage destinées à créer un courant ascendant suffisamment fort pour remonter les cannes ayant une densité légèrement supérieure à celle de l'eau de lavage, mais plus faible que la vitesse de chute des pierres, de façon à autoriser la séparation cannes-pierres ; d'autres orifices dtinjection d'eau peuvent titre créés au voisinage de la surface du ctté de l'arrivée des cannes dans le bac, afin dtengendrer un courant annexe de surface poussant les cannes vers le seuil de débordement du bac situé du coté opposé à l'alimentation, ces deux courants de fond et de surface pouvant créer entr'eux, une zone légèrement tourbillonnaire au milieu du bac, favorable à la séparation des pierres et des cannes ; les cannes poussées par les courants précédemment décrits, franchissent le seuil de débordement dtune part grâce aux courants d'eau pouvant atteindre un à plusieurs milliers de m3 heure, et d'autre part grt- ce à la poussée de l'extrémité de pales mobiles fixées soit sur des chaines tournantes, soit sur des cylindres, situés au-dessus du bac à cet endroit ; après avoir franchi le seuil de débordement, les cannes glissent ou roulent sur une table d'égouttage à rouleaux, ou à grilles, ou à barreaux, située au-dessus d'un bac-tampon ; l'appareil suivant l'invention est muni d'un dispositif de circulation d'eau constitué par ce bac tampon dont le niveau est régulé, une ou plusieurs pompes capables dtun débit d'un ou plusieurs milliers de m3 heure, aspirant 11 eau de ce bac et la refoulent dans le bac de lavage à travers les orifices ci-dessus mentionnés ; à un endroit de ce circuit d'eau, s1 effectue une ponction en direction du décanteur car les eaux sans cesse recyclées, risquent de se charger de plus en plus en boues et en feuilles, de devenir trop denses et trop sales.Cette ponction d'eau est compensée par un apport d'eau claire commandée par exemple par la régulation du niveau d'eau dans le bac d'égouttage qui peut par exemple astre réalisé sous forme d'un arrosage des cannes gracie à des rampes placées au-dessus de la table d'égouttage. D'autres caractéristiques de l'appareil apparaitront au cours de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé. La figure I représente schématiquement une vue en coupe et en élévation du lavoir selon l'invention, la figure 2 représente une vue en plan du dit appareil, selon la coupe À B C D E F de la figure I, la figure 3 représente une coupe suivant le plan GH de la figure I, la figure 4 montre une vue en perspective dsun tronçon d'anneaux tournant. Suivant le mode de réalisation de l'invention représentée aux figures 1, 2, 3 et 4, le bac de lavage I d'une largeur d'environ 5 m reçoit les cannes depuis une table de déversement 2 munie d'un régulateur de débit 3 d'un type connu.Les cannes tombent dans le bac 1 en 4 où elles plongent dans liteau de lavage au-dessus de la paroi inclinée 5. Cette dernière est traversée par des bouches d'injection d'eau de lavage situées dlune part à sa partie inférieure en 6 et d'autre part à sa partie supérieure en 7. Vis à vis de cette paroi 5 se trouve une autre paroi 8 inclinée formant à sa partie supérieure en 9 le seuil de débordement. Les deux autres parois 10 et il du bac I sont sensiblement verticales et conçues pour laisser passer la roue de reprise des pierres 15 en forme d'anneau par des orifices 12 et 13. La partie inférieure du bac I est constituée par un couloir 14 épousant la forme de la partie basse de l'anneau 15 sur toute la largeur du bac, Cet anneau circulaire ne possède pas de centre matériel. Son diamètre est tel, 10 m par exemple, que sa partie haute se trouve nettement au-dessus du bac I. Il est constitué de deux flasques en tôle pleine ou ajourée 16 et 17, verticales, dont la ha eur des poutres est de l'ordre de 1 m par exemple, reliées par un fond extérieur 18 en tôle perforée. La circonférence intérieure de chaque flasque 16 (ou 17) rouie sur un galet 19 situé à la partie la plus haute de la dite circonférence.Chaque flasque 16 (ou 17) est par ailleurs maintenu en place par deux galets latéraux 20 et 21 roulant sur leurs circonférences intérieure et extérieure de façon à n'autoriser aucun autre mouvement que leur rotation sur elle mamie Sur le fond 18, sont fixées par endroit des grilles formées de lames d'acier à ressorts 22 selon le détail de la vue en perspective figure 4. Les lames de chaque grille situées dans un même plan perpendiculaire au plan des flasques 16 et 17 ne sont pas jointives et sont montées en porte à faux sur le fond 18. L'anneau est commandé en rotation par un groupe moto-réducteur 23 commandant des galets 24 venant appuyer sur la circonférence extérieure de l'anneau 15.D'autres moyens d'entrainement peuvent évidemment autre réalisés comme par exemple un système d'avancement pas à pas par vérin hydraulique Si l'on suit au cours de sa rotation dans le sens de la flèche 25, une section de l'anneau comportant par exemple une grille 22, on voit qu'après être passée sur les galets supports 19, puis entre les galets de centrage 20 et 21, elle pénètre dans un tube fixe 26 de section légèrement supérieure à celle de l'anneau et raccordée à sa partie inférieure sur l'ouverture 12 de la paroi 10. A l'tinté rieur de ce tube 26 l'eau monte au mSme niveau que celui de l'in- térieur du bac.Puis après ttre passée à travers ce tube 26 cette section passe dans le couloir 14 dans lequel se rassemblent les pierres qui tombent au fond du bac 1. La largeur et la hauteur de la section de l'anneau sont bien entendu supérieures à la largeur de la plus grande pierre connue. Continuant sa rotation cette sec tion arrive dans un tube 27 symétrique du tube 26 dans lequel les pierres sont poussées par la grille 22 correspondante A la base de ce tube 27 se situe une arete de raccordement 28 sur le flasque 11. Si une pierre venait se coincer malencontreusement entre l'extrémi- té des lames d'acier à ressort 22 au moment où elles passent a cet endroit, on voit que grâce à leur flexibilité, ces dernières se coucheront et éviteront le blocage en rotation de la roue15 Poursui vant sa rotation la section tournante précédemment considérée, sort du tube 27 à peu près à l'endroit le plus large de l'anneau. Une tle 29 prolonge la partie circulaire intérieure du tube 27 pour empocher que les pierres ne tombent en dehors de anneau jusqusà ce qutelles atteignent une goulotte 30 située au-dessus d'un trans- porteur à courroies 31.A cet endroit étant donné que la tôle 29 est interrompue et que les lames 22 ont une pente suffisante (45 par exemple) les pierres tombent dans la goulotte 30 et sont évacuées par le transporteur 31. L'eau injectée par les bouches inférieures 6 créent un courant à peu près parallèle à la paroi 8 du bac, donc ayant une composante ascendante . La composante verticale de la vitesse de ce courant est nettement inférieure à la vitesse de chute des pierres mais un peu supérieure à la vitesse de chute de la canne plus dense, ce qui crée une séparation gravimétrique canne/pierre bien connu@. L'eau injectée par les bouches de surface 7 contribue à pous- ser les cannes tombées en 4, en direction du seuil de débordement 9. Ces deux courants créent entre eux une zone légèrement tourbillonnaire selon 3a flèche 32 favorable au désenchevêtrement des cannes destinés à libérer les pierres e Au fur et à mesure que la masse d'eau en mouvement se rapproche du seuil de débordement 9 sa vitesse s'accélère puisque la section diminue et les cannes sont poussées hors du bac de lavage I. Cependant, étant donné leur gran- de longueur, ces cannes peuvent s'arc-bouter sur le fond 8.Pour les aider à franchir le seuil 9 on dispose au-dessus de lui, à une certaine distance, un arbre horizontal 33 muni de pales flexibles radiales 34 tournant dans le sens de la flèche 35. La disposition de l'arbre est telle que l'extrémité des pales s ' s'inscrit dans un cylindre à peu près tangent à la paroi 8, dans sa partie supérieure proche du seuil de débordement 9. Les pales 34 ont une longueur suffisante pour que l'arbre 33 soit nettement au-dessus du bac par exemple à 1, 50 me Cet arbre 33 tourne dans des paliers extérieurs 36 et 37 et est commandé en rotation par un groupe moto-réducteur 38.D'autres systèmes utilisant des chaines à palettes, des courroies pendantes, etc... peuvent être mis en place à la place de cet arbre à pales sans sortir du cade de l'invention. Agrès avoir franchi le seuil 9, les cannes tombent sur une table d'égouttage 39. constituée par exemple de barreaux 40 ou de toles perforées ou d'une nappe de disques ou de rouleaux ou de dispositif à vibrations de type connu. Sous cette grille 39 est placé un bac 41 destiné à recueillir les eaux d'égouttage et à servir de réservoir tampon. Au-dessus de la grille 39 se situent deux rampes d'arrosage 42 et 43 pulvérisant sous pression, de l'eau claire sur les cannes afin de retirer le maximum de terre et de feuilles. À la partie inférieure du bac 41 est branché un tuyau 44 alimentant une pompe de circulation 45 qui refoule l'eau à travers les tuyaux 46, 47 et 48 vers les bouches d'injection 6 et 7. Sur le tuyau 46 est piqué un tuyau 49 muni d'une vanne à commande électrique 50. Dans le bac 41 un dispositif régulateur de niveau 51 commande l'ouverture plus ou moins importante de la vanne 50, afin de maintenir dans ce bac 41, un niveau à peu près constant. En effet s'il n'y avait pas d'apport d'eau claire en 42 et 43 et de soutirage correspondant en 49, l'eau continuellement recyclée risquerait de se charger de plus en plus de boues et en feuilles, de devenir trop dense et trop visqueuse et d'empêcher un lavage convenable. La vitesse de rotation des pompes 45, donc leur débit, peut être pulsée pour modifier le tourbillon 32 et obtenir le désenchevêtrement le meilleur. D'autres piquages que ceux représentés en 6 et 7 peuvent également être prévus sur la paroi 5. I1 est également possible de placer un vibrateur ou un pulsateur sur la paroi 8. I1 est possible, sans sortir du cadre de l'invention, d'adjoindre au cir cuit d'eau de lavage une régulation de densité de façon à maintenir constante la densité apparente de I'eau de lavage aux environs de 1,2 par exemple. Dans ce cas, les cannes flottant automatiquement, il est possible de diminuer de fa çon très importante la vitesse du courant ascendant qui n'est conservée que pour maintenir une densité sensiblement constante à travers tout l'appareil. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. REVENDICATIONS I) Dispositif destiné à séparer et à extraire les pierres qui se trouvent dans la canne à sucre, caractérisé par le fait qu'il comporte un bac rempli d'eau de lavage et un anneau circulaire, évidé, sensiblement vertical, plongeant dans ce bac, d'un diamètre extérieur égal ou supérieur à une fois et demi la profondeur du bac . La partie inférieure du dit bac forme un couloir épousant la forme de la partie inférieure de cet anneau qui tourne sur lui même en roulant sur des galets situés au dessus du bac de lavage .La disposition de l'anneau par rapport au bac est telle que les cannes déversées dans le bac et poussées par les courants d'eau passent en flottant à travers l'intérieur de l'anneau tandis que les pierres qui tombent au fond du bac, sont recueillies à l'intérieur de l'anneau tournant qui les remonte sur le côté, les sort de l'eau et les déverse en un point de sa demi-moitié supérieure dans un couloir d'évacuation 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen destiné à aider les cannes à sucre poussées par les courants d'eau à franchir le seuil de débordement de l'appareil est constitué des pales fixées sur un arbre tournant 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen destiné à aider les cannes à sucre poussées par les courants d'eau à franchir le seuil de débordement de l'appareil est constitué par des pales fixées sur des chaines tournantes 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un bac séparé recueille les eaux de débordement et d'égouttage des cannes qui sont ensuite ren voyées par pompes dans le bac de lavage 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que liteau utilisée pour le lavage et la séparation est chargée de particules très fines comme de l'argile délitée afin que la densité du liquide obtenu soit un peu supérieur à 1. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par lefait que l'anneau est muni de grilles constituées par des lames d'acier à ressort fixées par une seule de leurs extrémités sur la face intérieure du fond exterieur de l'anneau, l'autre extrémité étant libre 7) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que les pompes de circulation de l'eau de lavage ont un débit qui varie selon un cycle déterminé