Brevet FR2196389A1 — publié le 19740315

La présente invention concerne un dispositif pour exprimer l'eau de bagasses résultant de la diffusion de canne à sucre à forte teneur en humidité, au rJoyen de plusieurs cylindres exprimeurs. Le but de ces disoositifs est d'amener ces bagasses contenant une forte teneur en humidité à une teneur en substance sèche la plus élevée possible et par conséquent à une valeur thermique maximum. Pour débarrasser de leur eau ces bagasses dites de diffusion, on utilise le plus souvent des moulins à trois cylindres (brevet américain N0 757.295 et N 3.355.260. Récemment, on a déjà proposé d'utiliser une presse à vis sans fin (brevet français N 1.540.241) ou une presse à deux cônes (brevet français N 1.497.951). La bagasse obtenue par diffusion contient 80%o d'humidité environ. Or cette grande quantité d'humidité est difficile à évacuer avec un moulin à trois cylindres, car l'eau qui résulte du pressage submerge les cylindres. L'inconvénient, c'set qu'il n'est pas possible d'obtenir la teneur de la bagasse en substance sèche en une seule passe de travail et dans un seul dispositif. Deux ou même plusieurs moulins sont même nécessaires à cet effet.Un autre essai destiné à éviter les inconvénients dos moulins connus a consisté à donner au moulin des dimensions beaucoup plus importantes et à faire passer des couches de bagasses plus minces à travers les cylindres. Iodais l'augmentation de la taille des moulins ou le travail effectué à l'aide de deux ou plusieurs moulins entrasse des frais d'investissement très élevés. Les presses à vis sans fin fonctionnent avec glissement sous une pression très élevée. Il est nécessaire de prévoir à cet effet de très grandes puissances d'entrat- nement. La très forte pression, liée à une friction résultant du glissement entrain une usure beaucoup plus considérable. Dans le cas d'une presse à double cône, le pressage destiné à évacuer l'humidité s'effectue en une seule passe de travail, deux cuvettes coniques disposées selon un certain angle tournant en sers contraire. Du fait que le processus ne steffectue qu'en une seule tasse de travail, il est également nécessaire de prévoir de très fortes pressions, ce qui entraîne également une forte usure aes or & ries de travail.Du fait que les cuvettes coniques sont pla- cées verticalement il fait que le jus soit expulsé horizontalement sous une forte pression à travers ies orifices de sortie du jus, de sorte que e Jus re t eut s'écolier librement. T!e but de l'invention est de permettre a réalisation d'une presse exprimant la bagasse pour l'amener à une teneur optimum en substance sèche au cours de plusieurs passes de travail réglables et en évitant les fortes pressions mentionnées.Suivant l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un carter cylindrique fixe dont le fond horizontal est constitué par un tamis rotatif en forme de cuvette prenant appui dans la zone de son grand diamètre sur un train de rouleaux absorbant les forces axiales et radiales, deux ou plusieurs cylindres répartis uniformément étant disposés audessus de la cuvette perforée selon un écartement allant en décroissant en direction de la cuvette (en considérant le sens de rotation de celle-ci) et les cylindres étant montés à rotation sur des arbres tourillonnés dans le carter, un récipient permettant de récupérer le jus étant disposé au-dessous de la cuvette perforée. Grâce au dispositif prévu par l'invention, la bagasse est tout d'sabord répartie uniformément en couches minces à son arrivée sur la cuvette perforée de grande superficie, puis le liquide étant exprimé en plusieurs stades par les cylindres. Il résulte de ces divers étages de pressage, qu'étant donné les minces couches se présentant aux divers étages, les pressions peuvent être maintenues très basses, sans que l'on renonce pour cela à la teneur optimum de la bagasse pressée et réduite en substance sèche. Du fait que les pressions sont plus faibles, il suffit d'une puissance d'en traSnement notablement plus réduite, ce qui réduit également l'usure dans des proportions considérables. En outre, la grande surface perforée de la cuvette produit une évacuation parfaite et rapide du liquide sortant de la bagasse.Un autre avantage du dispositif, objet de l'invention, c'est que les pressions étant plus faibles, il est exprimé moins de matière ne contenant pas de sucre. Il en résulte logiquement une plus grande pureté du jus. Etant donné que la bagasse ne renferme pratiquement pas de liquide par elle-même, les faibles pressions suffisent pour exorimer les cônes d'eau adhérents consbituant la forte humidité de la bagasse (c'est-à-dire l'eau qui se trouve dans les cavités et aux endroits où se croisent les fibres). Par conséquent, en comprimant la mince couche de bagasse, les cavités remplies de cônes d'eau sont éliminées, puis le liquide est évacué. Suivant une autre particularité de l'invention, afin d'assurer un pressage optimum, les différents cylindres peuvent être réglés en hauteur, selon les divers stades de pressage, par voie hydral que, mécanique ou pneumatique, les cylindres étant maintenus sous une tension préalable et selon la pression nécessaire au niveau auquel ils ont été réglés. Afin que les pressions nécessaires puissent être mieux absorbées, la cuvette perforée est de forme annulaire, un autre palier étant prévu en son milieu. Un autre avantage de cet agencement, c'est que la pression est répartie de façon plus uniforme sur toute l'étendue de la cuvette. Afin d'améliorer encore le montage des cylindres, le dispositif, objet de l'invention, est muni d'un tirant tubulaire central et (ou) deun autre carter annulaire sur lesquels peuvent être montées les extrémités intérieures des arbres des cylindres. Le tirant peut traverser de haut en bas l'orifice central de la cuvette et y être soutenu ou être solidaire d'une construction porteuse. Etant donné que l'espace médian ne peut être occupé par les cylindres du fait de la présence du palier médian, cet espace est mieux utilisé par le dispositif de guidage médian. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, la cuvette perforée annulaire est de forme conique, son grand angle d'ouverture étant orienté vers le haut ou vers le bas. L'avantage de la cuvette conique réside dans les grandes dimensions de la surface perforée pour un diamètre plus réduit. En outre, du point de vue de la solidité, la cuvette est sensiblement plus rigide. C'est notamment lorsque la cuvette perforée est orientée vers le haut que le montage de l'arbre des cylindres est simplifié, car les arbres s'étendent alors presque horizontalement et par conséquent à angle droit par rapport au tirant et au carter intérieur. En vue de simplifier I'entraînement, la cuvette et les différents cylindres sont entraînés par des mécanismes hydrostatiques distincts, eux-mêmes entrainés par une pompe hydraulique commune. L'entralnement par voie hydraulique présente cet avantage que le réglage en hauteur des différents cylindres peut être effectué par des moyens très simples. La bagasse sèche est évacuée au-dessus de la cuvette au moyen d'une vis sas fin solidaire du carter et orientée radialement vers l'extérieur. La vis sans fin peut présente un profil conique au voisinage de la cuvette. Pour introduire la bagasse humide, le carter est muni d'un couvercle conique sur lequel est posé un carter cylindrique compor tant une vis sans fin différentielle. En vue d'obtenir une première évacuation de l'eau contenue dans la bagasse humide, ce carter peut présenter une enveloppe double, l'enveloppe intérieure étant perforée et étant munie d'une tubulure par laquelle est évacué le liquide résultant de la première déshydratation. Suivant une autre particularité prévue par l'invention, pour permettre l'introduction de la bagasse humide, le carter présente un couvercle plan fermé avec un orifice d'introduction prévu sur le côté, cet orifice étant muni d'un conduit vertical se terminant juste au-dessus de la cuvette perforée et présentant sur son arête antérieure un orifice auquel est associé un cylindre répartisseur (en considérant le sens de rotation de la cuvette). Grâce A cette mesure, la bagasse humide peut être déposée uniformément sur la cuvette perforée, selon l'épaisseur désirée. Le liquide exprimé de la bagasse doit être évalué rapidement et strement à travers le fond du tamis. A cet effet, il est prévu dans la cuvette perforée des rainures radiales et de petites striures coaxiales, ces dernières étant moins profondes que les rainures radiales. Il est particulièrement avantageux de donner aux rainures radiales une section triangulaire lorsque la profondeur de ces rainures augmente (en considérant le sens de rotation de la cuvette perforée). Les angles de ces rainures sont arrondis afin que la bagasse ne se coince pas dans les rainures, obturant ainsi les orifices du tamis. De même, des orifices coniques et élargis vers le bas, prévus à l'endroit le plus profond des rainures, évitent que les orifices du tamis ne soient prématurément colmatés.Dans les striures coaxiales, de section en forme de trapèze, pénètre une racle qui maintient constamment propres les orifices de la cuvette perforée. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation possibles de l'objet de l'invention, intéressant en particulier les dispositifs d'amenée. La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale prise par la ligne A-3 en fig0 2. La fig. 2 est une vue en coupe par la ligne C-D en fig. 1. La figo 3 est une vue en coupe circulaire prise par la ligne E-S en fig0 2. La fig. 4 est une vue correspondante à la fig. 3 mais dessinée à plus grande échelle0 La fig. 5 est une vue en coupe transversale par la ligne S-H en fig. 4. La fig. 6 est une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation montrant à titre d'exemple un dispositif d'amenée de type différent. Comme visible sur ces dessins, le dispositif comporte une construction porteuse il prenant appui sur un ou plusieurs socles en béton 12 et constituée par une poutrelle inférieure 13, une poutrelle supérieure 14 et par plusieurs montants 15. Un carter cylindrique 1 muni d'un couvercle 46 est suspendu à la poutrelle supérieure 14. Dans ce couvercle 46 est ménagé un orifice 47 (voir les figo 3 et 6) pour l'introduction de la bagasse. Au-dessous du carter fixe 1 est placée une cuvette perforée rotative 2, de forme annulaire et légèrement conique, comme représenté sur la fig. 1. Cette cuvette prend appui sur un train de rouleaux extérieur 3 et sur un palier intérieur 16. le train de rouleaux 3, de même que le palier 16 peuvent autre constitués par des couronnes rotatives, étant donné que ces couronnes peuvent supporter aussi bien des forces axiales que radiales. Des supports inférieurs 61 et 62 étayent les paliers 3 et 16 sur le support inférieur 13 de la construction porteuse 11. Un tirant tubulaire 17 est fixé d'une part à la poutrelle supérieure 14 et d'autre part, au moyen du support 62, au support inférieur 13 et constitue ainsi un support médian de l'ensemble du dispositif. Le tirant 17 est entouré par un carter intérieur 19 qui, de meme que le carter cylindrique 1 est fixé à la poutrelle supérieure 14 de la construction porteuse 11.La cuvette perforée 2 est munie près de son diamètre extérieur et près de son diamètre intérieur d'une rainure annulaire 63 dans laquelle pénètrent les bords inférieurs du carter 1 et 19. Au-dessus de la cuvette 2 sont montés des cylindres 4 et 6 dont l'écartement par rapport à la cuvette 2 va en décroissant. Chacun des cylindres 4 à 6 est muni d'un bot d'arbre ex-érieur respectivement 7 à 9 et d'un bot.t d'arbre intérieur 20 à 22, les bouts d'arbre extérieurs étant montés à rotation dans des paliers 31 à 33 et les bouts d'arbre intérieurs dans des paliers 34 à 36. Les paliers 31 à 33 sont rigidement relies au farter cylindrique 1 et les paliers intérieurs 34 à 36 sont fixés au carter intérieur 19. Chacun des paliers 31 à 36 est relié aux boîtiers 1 et 19 au moyen d'un dispositif 64 permettant de les régler en hauteur et de les recouvrir, de telle sorte que les cylindres 4 à 6 puissent être réglés en hauteur et également placés hydrauliquement sous tension préalable. Les dispositifs permettant de régler et de placer sous tension préalable les cylindres ne sont pas représentés. Les dispositifs hydrostatiques séparés des rouleaux ne sont pas représentés. Seuls sont indiqués les accouplements 23 à 25 assurant leur entralnement, La bagasse sèche et exprimée est expulsée par une vis sans fin 26 montée radialement. Cette vis sans fin est montée dans un carter 27 rigidement solidaire du carter 1, l'arbre 28 de la vis sans fin étant monté d'une part dans un palier 30 du carter de la vis sans fin et d'autre part dans un palier fixé au carter intérieur 19. De mimez la vis sans fin 26 est entraînée par I 'intermé- diaire d'un accouplement 29 par un mécanisme d'entrainement (non représenté). La partie de la vis sans fin 26 assurant l'évacuation et qui se trouve au voisinage de la cuvette perforée 2, est de forme conique.La vis sans fin peut ainsi s'adapter à la forme conique de la cuvette perforée et également à la quantité de la bagasse à expulser qui arrive en quantités variables. Comme représenté sur la fig. 6, le carter cylindrique 1 est muni d'un couvercle conique 37, en forme de trémie inversée, sur laquelle est posé un carter cylindrique 38 contenant une vis sans fin différentielle 39. Ce carter 38 est constitué par une double enveloppe, l'enveloppe intérieure 40 étant perforée. L'enveloppe extérieure du carter 38 présente une tubulure 44 par laquelle s'échappe le jus. La vis sans fin 39 est munie d'un arbre 41 monté dans des paliers 42 et 43. Â l'extrémité inférieure de la vis sans fin 39 est prévue d'un coté une goulotte d'introduction 45 qui traverse l'orifice d'introduction 47 ménagé dans le couvercle 46 du carter. En considérant le sens de rotation de la cuvette perforée, cette goulotte d'entrée est disposée en amont du cylindre 4 et descend presque jusqu'au niveau de la cuvette perforée 2. La goiilotte d'introduction a une largeur correspondant à celle des cylindres, de telle sorte que la bagasse soit répartie unifor.;ément sur toute la largeur de la cuvette 2. On a représenté sur la fig. 3 un dispositif amenant la bagasse humide, constitué par une goulotte verticale 48 et par un cylindre répartiteur 50 séparé. La goulotte 48 Traverse l'orifice 47 ménage dans le couvercle 46. Le cylindre répartiteur 50 assure, d'une part la répartition uniforme de la bagasse humide et d'autre part permet de régler avec précision la hauteur de la couche de basse 59. La cuvette perforée 2 prévue par l'invention est munie de rainures radiales 54 réparties uniformément et présentant une section triangulaire devenant plus étroite dans le sens de la profondeur, ctest-à-dire dans le sens indiqué par la flèche A. Le mode de réalisation représenté à titre d'exemple agrandi sur la fig. 4, permet de bien se rendre compte de la forme des rainures. Les angles 56 qui se trouvent au fond des rainures sont très arrondis afin que la bagasse ne puisse s'y bloquer. Dans la région la plus profonde des rainures 54, il est prévu des orifices 57 allant en s'élargissant vers le bas selon un profil conique et recouverts à leur partie supérieure par l'arête 65 formant saillie.Les arêtes 65 en saillie protègent les orifices d'évacuation 57 du tamis de telle sorte qu'ils ne puissent être obstrués par la bagasse, car la pression des cylindres 4 à 6 s'exerçant verticalement est ainsi absorbée. Des striures coaxiales 55, de section en forme de trapèze sont prévues pour permettre le nettoyage des rainures radiales 54 et pour cette raison elles sont plus profondes que les rainures 54 et sont chacune munies d'une racle 58. On a représenté en coupe sur la fig. 4 le cylindre 6 présentant une surface en soi connue désignée par 6a. Cette surface est striée de la meme manière que les cylindres des moulins à canne à sucre et est munie de chevrons. La flèche A en fig. 3 indique le sens de rotation de la cuvette perforée 2 et la flèche B en fig. 4 indique le sens de rotation des cylindres 4 à 6 et 50. Le dispositif, objet de l'iw!vention, ne convient pas seulement pour débarrasser de son eau la bagasse résultant de B diffusion de canne à sucre, mais également pour exprimer le jus de canne à sucre C'est ainsi, par exemple, que le dispositif, objet de l'invention, peut être monté comme dispositif séparé en aval dtun train de rouleaux utilisable pour le broyage de canne à sucre. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de 11:uivention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 10- Dispositif pour exprimer l'eau de bagasses résultant de la diffusion de canne à sucre à haute teneur en humidité, au moyen de plusieurs cylindres exprimeurs, caractérisé en ce qu'il comporte un carter cylindrique fixe dont le fond horizontal constitue une cuvette perforée rotative prenant appui dans la région de son grand diamètre sur un train de rouleaux absorbant les forces axiales et radiales, deux ou plusieurs cylindres répartis uniformément étant disposés au-dessus de la cuvette perforée, leur enveloppe étant parallèle à la cuvette perforée et leurs distances de la cuvette perforée allant en diminuant en considérant le sens de rotation de la cuvette, les cylindres étant montés à rotation sur des arbres fixés dans le carter et un collecteur de jus étant placé au-dessous de la cuvette perforée. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le carter, avec la cuvette perforée rotative, prend appui dans une construction porteuse. 3.- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les cylindres peuvent, suivant les divers stades ou degrés de pressage, entre réglés en hauteur par voie hydraulique, mécanique ou pneumatique. 4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les cylindres sont placés sous tension préalable avec la pression d'application nécessaire, au niveau Puquel ils sont réglés. 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ln cuvette perforée est de forme annulaire et présente en son centre un autre palier absorbant les forces axia- les et radiales. 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par la présence d'un tirant tubulaire passant à travers l'orifice central de la cuvette perforée et relié à la construction porteuse. 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tirant est entouré par un autre carter annulaire. 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les extrémités intérieures des arbres sur lesquels sont montés les cylindres sont disposées sur le tirant ou dans un carter annulaire intérieur. 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la cuvette perforée annulaire est en forme de c8ne à grand angle d'ouverture orienté vers le haut ou vers le bas. 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la civette perforée et les divers cy lindres comportent des mécanismes d'entratnement hydrostatiques séparés eux-mêmes entraînés par une pompe hydraulique commune. 11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'expulsion de l & bagasse sèche est assurée par une vis sans fin orientée radialement vers l'intérieur, rigidement reliée au carter et disposée au-dessus de la cuvette perforée. 12.- Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la vis sans fin présente un profil conique au voisinage de la cuvette perforée. 13.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le carter est muni d'un élément rapporté conique sur lequel est monté un carter cylindrique contenant une vis sans fin différentielle0 14.- Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le carter de la vis sans fin est constitué par une enveloppe double, l'enveloppe intérieure étant perforée et l'enveloppe extérieure présentant la tubulure par laquelle le jus est évacué. 15.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le carter présente un couvercle plan fermé sur le c3té duquel est prévu un orifice d'introduction. 16.- Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que l'orifice par lequel est introduite la bagasse est muni d'une goulotte verticale allant en s'élargissant vers le bas, se terminant juste au-desus de l cuvette perforée et présentant, en considérant le sens de dépl cement de la cuvette, un orifice auquel est associé un cylindre répartiteur. 17.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que 1 cuvette perforée présente des rainures radiales et des striures coaxiales, ces striures étant plus profondes que les rainures radiales. 18.- Disositif solvant la revendication 17, caractérisé en ce que les rainures présentent une section triangulaire dont la profondeur augmente dans le sens de rotation de la cuvette. 19.- Dispositif suivant la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que les angles des rainures sont arrondis. 20.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que les rainures sont munies à leur endroit le plus profond de perforations allant en s'élargissant vers le bas selon un profil conique. 21.- Dispositif suivant la revendication 17, caractérisé en ce que les striures présentent une section trapézoidale. 22.- Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé en ce qu'=lFest-prévu une racle pénétrant à l'intérieur de chacune des striures.