Brevet FR2236564A1 — publié le 19750207

La présente invention concerne un procédé d'épuration d'uncourant de matières fragmentées mécaniquement telles que des copeaux de bois ou des sciures utilisées principalement pour la fabrication de la cellulose, de carton, de panneaux de fibres etc. Dans ces fabrications, des impuretés telles que sable, gravier, particules métalliques, etc5 véhiculées dans le courant de matière première, perturbent les différentes phases du traitement et peuvent même dans certains cas rendre celui-ci impossible à réaliser. I1 est donc nécessaire d'épurer la matière première avant sa transformation et différents procédés et appareils ont été conçus à cet effet. Dans ces procédés classiques, la matière première est traitée soit par lessivage en présence de liquide soit par triage mécanique à sec, notamment par tamisage ou par secouage, en général en présence d'un courant d'air. Dans la plupart des cas, la proportion des impuretés peut être considérablement réduite par lessivage. Cependant, les volumes importants de liquides utilisés à cet effet et qui sont introduits dans la ligne de fabrication créent des difficultés dans les opérations suivantes de traitement. Par ailleurs, une installation de lessivage ayant une capacité suffisante pour traiter la totalité de la matière première d'une usine est d'un prix considérable et occupe une place importante. Dans les procédés mécaniques d'épuration, 1 t élimination des particules étrangères est rarement complète. Dans certains cas, il est possible d'effectuer une séparation acceptable des particules d'un genre spécial, alors que dans certains autres cas, il n'est seulement possible que d'enrichir une fraction acceptable de la matière. L'invention a donc pour objet un procédé ayant pas les inconvénients des procédés classiques d'épuration et qui permet de réduire considérablement la teneur en impuretés de la matière première, en parti- culier des copeaux de bois et des sciures, ceci sans incorporer de grands volumes de liquides à la matière épurée. De maniere générale, le procédé de l'invention consiste, dans une seconde phase du cycle d'épuration à dévier le courant de matiere au moyen d'un courant d'air comprimé projeté à une pression prédéterminée pour la séparer et que les particules lourdes tombent par gravité dans le courant d'air et sont ainsi enlevées. Dans une forme de réalisation, l'appareil de l'invention comporte un dispositif comprenant un tamis incliné vers un orifice central de sortie. Cet appareil est caractérisé en ce que l'orifice de sortie de ce dispositif de tamisage surplombe un cône de distribution et un col-. lecteur en forme d'entonnoir disposé à une certaine distance au-dessous du cône. Le bord extérieur du cône de distribution-est prolongé au-dessous du bord supérieur de entonnoir de manière à délimiter un orifice annulaire avec la paroi de ce dernier. Un dispositif de soufflage est placé à extérieur de l'orifice annulaire et un anneau de guidage, entourant le bord du cône de distribution fait office de déflecteur et dévie la matière première pour qu'elle tombe dans le courant d'air. De préférence, le dispositif de soufflage est coaxial à l'orifice de sortie. Dans une variante de l'appareil de l'invention destiné, non seulement au traitement des copeaux de bois mais également au traitement des sciures, l'épaisseur du courant de matière est augmentée par secouage et de préférence par introduction d'air avant son passage sur un tamis secoueur. Ainsi, les particules les plus lourdes et les plus petites se rassemblent par gravité et se concentrent dans la partie in férieure de la couche de matière. a partie supérieure de cette couche qui contient les particules les plus légères ainsi que les particules les plus grandes est ensuite séparée mécaniquement de la partie inférieu- re à haute teneur en impuretés. Ainsi, la matière première est épurée sans adjonction de liquide, et, par ce procédé de triage à sec, est séparée en au moins deux fractions dont l'une contient la majeure partie des impuretés. Après ce triage à sec, la fraction qui a une teneur en. impureté trop élevée pour pouvoir-être utilisée dans le processus de fabrication est ensuite épurée par lavage. Cette matière lavée qui contient une proportion importante de liquide est reprise et mélange à la fraction acceptable sèehe pour que tout le courant de matière purifiée soit convenablement humidifié. a fraction ainsi recyclée ne constitue qu'une faible partie du volume traité total. De préférence, l'épaisseur du courant de matière est augmentée par écoulement sur une surface inclinée. Dans sa forme la plus élaborée, l'appareil d'épuration de l'invention comprend un dispositif de secouage disposé sous l'orifice d'entrée d'un cône de distribution, qui délimite un passage annulaire avec l'enveloppe du dispositif secoueur. Le fond de celui-ci est incliné vers le bas et vers l'intérieur et sa partie centrale comprend un conduit de sortie dont l'ouverture est munie d'un dispositif de tranchage. De préférence, de l'air est injecte dans le dispositif secoueur par une section poreuse de son fond. Le dispositif secoueur est mobile par rapport au conduit fixe de sortie ce qui permet de modifier la section de l'ouverture annulaire. En outre, le conduit de sortie est réglable et peut être déplacé axialement. Selon d'autres caractéristiques nouvelles, le fond du dispositif secoueur est revêtu d'un élément destiné à augmenter- le frottement de la matière. Ce fond est en partie constitué par une paroi poreuse en céramique, en matière plastique ou encore est constitué par une toile mé- tallique à mailles fines surplombant une chambre de soufflage ou des canaux d'injection d'air, la chambre ou les canaux étant reliés à une soufflante à impulsions ou à vibrations. De préférence, le cône de distribution est muni d'un tamis de séparation des grosses particules incliné-vers le bas et l'extérieur et qui filtre le courant de matière première à son entrée dans l'appareil. L'invention sera décrite en détail diapres, en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs, sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale de l'appareil épurateur de l'invention, et la figure 2 est une coupe analogue d'une autre forme de réalisation de l'appareil de l'invention. Sur ces deux figures, les dispositifs classiques destinés à laver et à mélanger les différentes fractions de la matière première ne sont pas représentés en détail étant bien connus. Dans l'appareil représenté sur la figure 1, le courant de matière à épurer et à trier s'écoule dans le sens de la flèche A. La fraction épurée directement utilisable est évacuée par la partie inférieure de l'appareil dans le sens de la flèche B. La fraction qui comprend les impuretés séparées de la fraction directement utilisable est divisée en deux courants séparés Cl et C2. Dans l'appareil 1, la matière A-à épurer arrive par un conduit d'entrée 3 et tombe sur un dSme déflecteur 5 qui la répartit sur un plateau de distribution 7. Ce plateau 7 est entouré par un bol 9 dont le fond comporte un tamis Il qui ne laisse passer que les particules de dimension inférieure à une valeur déterminée. Un collecteur annulaire 13 disposé sous le tamis 11 comporte un orifice de sortie 15. Le tamis 11 est légèrement en pente vers le bas en direction de l'orifice du manchon central de sortie 17 du bol 9. Un cAone déflecteur 19 est disposé directe ment au-dessous du manchon de sortie 17 à une certaine distance au-dessus d'un entonnoir de sortie 21. Le diamètre d'entrée de l'entonnoir 21 est plus petit que le diamètre extérieur du cbone déflecteur 19, délimitant avec celui-ci une ouverture annulaire 23.Un anneau de soufflage 25 entoure l'ouverture annulaire 23 et dirige radialement un courant d'air vers l'axe central de l'appareil. Le clone déflecteur 19 est entouré par une bague de guidage 27 disposée au-dessus de-l'anneau de soufflage 25 et dont l'orifice inférieur a un diamètre plus petit que le diamètre intérieur de l'anneau. Cet appareil est notamment destiné au traitement des copeaux de bois. Le courant A de matière à traiter tombe sur le dôme répartiteur 5 t s'écoule sur le cône distributeur 7, puis ensuite dans le bol 9 en couche annulaire relativement mince qui se dépose autour du tamis 11. En raison des vibrations imprimées au bol et de l'inclinaison du tamis 11, la matière glisse sur celui-ci vers le manchon de sortie 17. Le tamis 11 laisse passer les particules les plus petites et les plus lourdes telles que la sciure, le sable, les graviers, etc, qui tombent dans le collecteur 13. Cette fraction C1 est évacuée du collecteur 13 par le conduit latéral 15. Cette fraction C1 peut être soit lavée soit enlevée. La matière qui n'a pas traversé le tamis 11 s'écoule vers le manchon de sortie 17 et tombe sur le clone déflecteur 19 puis s'écoule autour du bord extérieur de celui-ci en couche annulaire mince qui tombe dans le courant d'air projeté par l'anneau de soufflage 25. La bague de guidage 27 empêche la matière tombant du cône déflecteur 19 d'être projetée à l'extérieur par l'air dirigé vers le centre depuis l'anneau de soufflage 25. La pression de l'air projeté par l'anneau 25 est réglée de manière que les particules relativement lourdes de matière ainsi que les impuretés tombent verticalement autour de l'orifice annulaire 23 et à I'extérieur de l'entonnoir 21 en formant la fraction C2. Cette fraction C2 peut etre soit lavée, soit évacuée.Les particules normales de matière première sont déviées vers le centre par le bord inférieur arrondi de la couronne de guidage 27 et sont évacuées radialement par le courant dtair dans l'entonnoir de sortie 21. L'air de soufflage échappe soit par un canal du cône déflecteur 19 soit directement par l'entonnoir de sortie 21. La fraction acceptable B de matière épurée est évacuée par la partie inférieure de l'entonnoir 21. Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 2, l'appareil de l'invention comprend un dispositif secoueur 41 dont la section droite est circulaire ou polygonale. Le courant A de matière à épurer arrive par un conduit d'entrée 43 disposé au-dessus et dans l'axe d'un premier dôme distributeur 45. La matière s'écoule latéralement sur le dome puis glisse sur la surface supérieure d'un tamis incliné 47 qui retient les grosses particules. Le tamis 47 s'étend à partir du dôme 45 jusqu a la paroi latérale du bol 49 qui comporte un conduit latéral de sortie 51 dont l'orifice d'entrée est au-dessus du bord extérieur du tamis 47. Le tamis 47 laisse passer librement les particules de matière ayant la dimension désirée.Un second cAone distributeur 53, disposé sous le tamis 47, délimite- une ouverture annulaire 55 avec la paroi latérale du bol 49. Le fond 57 du bol est incliné vers le bas et son orifice central 59. Le fond 57 comporte des perforations 61 reliées à un dispositif de soufflage 63 fixé sous la face inférieure du bol. Mais, les particules de matière ne peuvent pénétrer par ces perforations dans le dispositif de soufflage. Un tube axial fixe de sortie 65, engagé dans l'ouverture centrale 59, prolongé au-dessus de la partie centrale du fond 57 du bol, délimite avec l'ouverture centrale 59 un orifice annulaire 67 dont la forme varie du fait du secouage imprimé au bol. Cet orifice annulaire 67 communique avec un conduit latéral de sortie 69. L'extrémité supérieure du tube fixe 65 est entourée par une collerette extérieure 71, dont le bord libre aigu constitue un coUteau annulaire 73. La collerette 71 est placée à une certaine distance au-dessus du fond 57 du bol et de l'orifice de sortie 59 de celui-ci et délimite avec le fond 57 un canal annulaire qui communique avec l'orifice annulaire 67. La position verticale du tube 65 peut hêtre réglée pour faire varier la hauteur du canal 75.Le dispositif de soufflage 63 comprend une ou plusieurs chambres annulaires dans lesquelles de l'air pulsé sous pression déterminée est injecté par un compresseur approprié. La matière à traiter A, par exemple de la sciure de bois, tombe du conduit d'entrée 43 sur le sommet du dôme distributeur 45 du dispositif secoueur 4i, et glisse ensuite latéralement sur le tamis 47 qui la dirige vers la paroi latérale du bol 49. Les particules de bois de grandes dimensions et les graviers qui n'ont pas traversé le tamis se rassemblent sur le pourtour du bol 49 et sont évacués par le conduit de sortie 51 sous forme d'une première fraction inutilisable Cl. Toutes les autres particules ayant traversé le tamis 47 tombent sur le second coone 53 et glissent vers l'extérieur, puis tombent par l'orifice annulaire 55 sur le fond 57 du bol sous forme d'une première couche relativement mince.Du fait des secousses imprimées à l'appareil et de l'inclinaison du fond 57, la matière est dirigée vers le centre et l'épaisseur de la couche augmente progressivement. En raison des vibrations, les particules lourdes, telles que sable et graviers, se rassemblent sur le fond 57. Lorsque la matière passe au-dessus des perforations 61 du fond 57, l'air comprimé refoulé par le dispositif de soufflage 63 traverse cette couche de matière et la désagrège de manière que les particules les plus légères remontent plus que les particules lourdes, ce qui facilite la collecte des particules lourdes sur le fond 57. La matière est séchée par l'air, qui peut éventuellement strie réchauffé pour augmenter l'effet de séchage. Au fur et à mesure que la matière-est déplacée vers le centre, l'épaisseur de la couche augmente et les particules lourdes se rassemblent sur le fond du bol. Le couteau circulaire 73 partage la couche en deux tranches.La tranche inférieure, qui contient les impuretés lourdes, s'écoule par le canal annulaire 75 au-dessous de la collerette 71 vers l'ouverture annulaire 67 et est évacuée par le canal latéral 69 en formant la seconde fraction inutilisable C2. Cette fraction C2 peut être lavée dans un appareil annexe ou être mise au rebut. La tranche supérieure de la couche de matière passe au-dessus de la collerette 71 et tombe dans le tube de sortie 65 en formant la fraction a-cceptable épurée B. L'épaisseur de la tranche inférieure peut hêtre réglée en fonction de sa teneur en particules étran germes. A cet effet, il suffit de déplacer axialement le tube 65 pour faire varier la position -horizontale du contenu circulaire 73 par rapport au fond 57. Ainsi, l'épaisseur de la tranche inférieure de matière rejetée peut être facilement déterminée en fonction de sa teneur en impuretés. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux éléments décrits ci-dessus, sans sortir du -cadre dell'invention R E V E N D I C A T I 0 N S REVND I CATI ONS 1. Procédé d'épuration d'un courant de matière en particules telles- que des copeaux de bois destinés à la fabrication de la cellulose, de carton ou de panneaux de fibres, ce procédé consistant à trier mécaniquement et à laver éventuellement la matière divisée en la faisant passer sur un tamis vibrant pour la débarrasser des particules les plus lourdes et de celles de plus petit diamètre, ceprocédé étant caractérisé en ce qu'il consiste, à la suite du triage mécanique et du lavage éventuel à trier pneumatiquement les particules en déviant leur trajectoire par un courant d'air comprimé à pression déterminée, de manière que les particules lourdes tombent en traversant le courant d'air et soient ainsi séparées des autres particules. 2. Procédé d'épuration d'un courant de particules de matière divisée mécaniquement telles que des copeaux de bois et de la sciure destinés par exemple à la fabrication de cellulose, carton ou panneaux de fibre, ce'procédé consistant à trier et éventuellement à laver les particu les, ce procédéétant caractérisé en ce que ltépaisseur-du du courant de ma- tière est augmentée par secouage et éventuellement par introduction d'air danse courant de matière, la couche inférieure du courant étant enrichie en particules les plus lourdes et les plus petites par l'effet de la gravité, la couche supérieure du courant qui contient les particules les plus légères et les plus grandes étant séparée par tranchage de la couche inférieure. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de courant de matière est augmentée par l'écoulement sur une surface inclinée. 4. Appareil épurateur destiné à mettre en oeuvre le procédé de la revendication 1, comprenant un tamis incliné vers un orifice central de sortie, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend un cône distributeur disposé sous l'orifice de sortie du tamis, un entonnoir collecteur disposé à une certaine distance au-dessous du cône distributeur, le bord extérieur du cône dépassant radialement le bord extérieur de lTen- tonnoir et délimitant avec celui-ci un orifice annulaire, un dispositif de soufflage pneumatique disposé à l'extérieur de l'orifice annulaire et une bague annulaire de guidage entourant le bord du cône distributeur, le dispositif de soufflage et la bague de guidage coopérant pour dévier la trajectoire du courant de matière. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'entonnoir et le dispositif de soufflage sont coaxiaux à l'orifice de sortie du tamis. 6. Appareil épurateur destiné à mettre en oeuvre le procédé de la revendication 2 ou 3 et comportant un dispositif secoueur, cet appa- reil étant caractérisé -en ce qu'il comprend un cône distributeur disposé sous l'orifice d'entrée du dispositif secoueur, le bord extérieur du cône délimitant un orifice annulaire avec l'enveloppe du dispositif secoueur, le fond du dispositif secoueur étant incliné vers le bas et l'intérieur et comportant un orifice central de sortie, et en ce que un tube de sortie est disposé dans Borifice central du fond, l'extrémité supérieure du tube étant au-dessus du fond du dispositif secoueur et étant muni d'un organe tranchant 9U séparateur. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fond du dispositif secoueur comporte des perforations permettant d'injecter de l'air dans le fond du dispositif secoueur. 8. Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le dispositif secoueur est mobile par rapport au tube de sortie et à l'élément tranchant, la section de passage du canal annulaire délimité par le fond du dispositif secoueur, l'élément tranchant, la surface extérieure du tube de sortie et le bord de l'ouverture centrale du fond pouvant être réglé. 9-. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé én ce que la position axiale du tube de sortie par rapport au dispositif secoueur peut être réglée. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le fond du dispositif secoueur comprend un dispositif freinant l'écoulement de la matière sur sa surface. 11. Appareil selon l'une quelconque-des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le fond du dispositif secoueur comprend une paroi poreuse en céramique, matière plastique ou tissu métallique à mailles fines. 12. Appareil selon l'-une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'une chambre de soufflage ou des canaux de soufflage sont agencés sous le fond du dispositif secoureur. 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que la chambre de soufflage ou les canaux de soufflage sont reliés à une source d'air comprimé pulsé ou vibré. 14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que le cône distributeur comprend un tamis de retenue des grosses particules, incliné vers l'extérieur et le bas, afin de filtrer le courant de matière s'écoulant sur la surface du cône.