Brevet FR2373636A1 — publié le 19780707

L'invention se rapporte à un triturateur destiné à dissoudre et à classer les vieux papiers et comprenant une cuve fermée ayant sensiblement la forme d'un corps de révolution et dans l'axe duquel est monté un rotor comportant des bras qui se déplacent le long d'un tamis auquel se raccorde une canalisation d'évacuation de la matière utile, la cuve comportant un orifice de sortie par lequel s'évacuent les impuretés lourdes ainsi qu'un orifice de sortie destiné à ltévacuation des impuretés à faible poids spécifique. Le brevet de la République Fédérale d'Allemagne n" 965 806 ainsi que les brevets des Etats-Unis d'Amérique n" 3 945 576 et 3 942 728, par exemple, décrivent des triturateurs de ce -type. Dans les triturateurs connus, dont l'axe est horizontal, l'orifice d'évacuation des impuretés de faible poids spécifique se trouve dans l'axe de la cuve et plus particulièrement en un emplacement situé en face du rotor. L'invention a pour objet un triturateur perfectionné qui améliore la séparation des impuretés légères et lourdes et qui subit une moindre usure. Selon une particularité essentielle de l'invention, le rotor comporte un passage central dans lequel se trouve l'orifice d'évacuation des impuretés de faible poids spécifique. Les impuretés de faible poids spécifique étant évacuées par le passage central du rotor, leur séparation est améliorée, car l'effet de la centrifugation est le plus fort à proximité du rotor, de sorte que la séparation obtenue est nette. Le rotor peut comporter un arbre creux qui forme l'orifice de sortie des impuretés de faible poids spécifique. Dans ce mode de réalisation, l'arbre creux du rotor peut avantageusement comporter un canal dont l'extrémité de sortie a une orientation comprenant une composante radiale par rapport à l'arbre et se trouve dans une chambre collectrice qui réceptionne et transmet les impuretés de faible poids spécifique. Ce mode de réalisation a non seulement un arbre conformé de manière simple, car il n'est pas nécessaire que le canal se prolonge sur toute sa longueur, mais de plus il produit un certain effet de pompage, car le canal est conformé à la manière des pompes connues à boue. La cuve peut comporter une cloison circonférentielle conique dont le diamètre augmente avec la distance à son extrémité à laquelle se trouve le rotor. Ainsi, d'une part, le passage de la circulation orientéevers l'extérieur à la sortie du rotor à une circulation axiale est favorisé et, d'autre part, l'élimination rapide des particules solides le long de la cloison conique et vers un orifice de sortie est favorisée. La cuve de ce mode de réalisation peut comporter en face du rotor une cloison conique dont la pointe du cône est dirigée vers ce dernier, l'orifice de sortie se trouvant à la circonférence de la cloison. Cette disposition favorise encore la séparation rapide des impuretés lourdes en contribuant à réduire l'érosion de la cuve par ces impuretés. L'orifice de sortie peut se trouver à l'emplacement le plus profond d'une goulotte dont la profondeur croit dans le sens de rotation du rotor et qui s'achève en cloison sensiblement verticale. L'axe de la cuve peut avantageusement être vertical, le rotor et orifice de sortie des particules légères se trouvant à la partie supérieure et l'orifice de sortie des impuretés lourdes étant disposé dans la zone de l'extrémité inférieure de la cuve. Les conditions de circulation de ce mode de réalisation sont particulièrement favorables, car les particules légères peuvent monter librement du centre de la circulation tourbillonnaire se produisant à l'intérieur de la cuve, tandis que les particules lourdes peuvent tomber le long de la cloison extérieure de cette dernière. La cuve peut comporter de l'autre côté du rotor une cloison conique dont la pointe du cône est dirigée du côté opposé à ce rotor, l'orifice de sortie des particules lourdes se trouvant à l'emplacement le plus étroit de cette cloison. Ce mode de réalisation améliore encore la séparation des impuretés lourdes. Le tamis peut avantageusement avoir une forme conique dont la pointe du cône pénètre à ltintérieur de la cuve. Les impuretés lourdes qui sont la cause de l'usure du tamis en sont éloignées par la force centrifuge et donc cette usure est évitée. Ce mode de réalisation évite aussi le risque que des particules lourdes se coincent entre le tamis et le rotor. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels : - la figure 1 est une coupe axiale d'un premier mode de réalisation du triturateur; - la figure 2 est une vue du rotor dans la direction de la flèche II de la figure 1; - la figure 3 est une coupe analogue à celle de la figure 1 et illustre une variante de réalisation; - la figure 4 est une coupe partielle développée selon la ligne IV-IV de la figure 3; et - la figure 5 est une coupe partielle correspondant à celle de la figure 4 et illustrant une variante de réalisation. Le triturateur représenté sur la figure 1 comprend une cuve 1 à axe vertical A et comprenant une cloison circonférentielle 2, 2' qui se rétrécit en cône vers le haut et vers le rotor et qui est en deux parties, ainsi qu'une cloison conique 3 dont la pointe du cône est dirigée vers le bas. Un orifice 4 de sortie des impuretés séparées et lourdes se trouve à l'ex- trémité inférieure de la cloison conique 3. Une cloison 5 et une tôle perforée 6 de tamisage délimitent l'extrémité supérieure de la cuve 1. Des bras 7 d'un rotor 8 sont mobiles le long du tamis 6. Le rotor 8 est équipé d'un arbre creux 10 qui tourne dans des roulements 11. Ceux-ci se trouvent dans une cage 12 fixée à une enveloppe 13 située à l'extrémité supérieure de la cuve 1. L'enveloppe 13 renferme une chambre 14 collectrice des matières utiles que contiennent les vieux papiers envoyés dans le triturateur. Une tubulure 15 raccorde la chambre collectrice 14 à une canalisation d'évacuation des matières utiles. L'enveloppe 13 renferme par ailleurs une chambre 16 collectrice des impuretés légères devant être séparées, cette chambre étant raccordée par une tubulure 17 à une canalisation d'évacuation. Les impuretés légères parviennent dans la chambre 16 par un canal 18 de l'arbre 10. Le canal 18 est orienté dans la direction de l'axe de l'arbre au -niveau du rotor 8 et forme avec ce dernier un arbre creux. L'extrémité de sortie 20 du canal 18 est toutefois orientée radialement vers l'extérieur à l'intérieur de l'arbre et débouche dans la chambre collectrice 16. Comme le montre par ailleurs la figure 1, l'arbre 10 pénètre dans l'enveloppe 13 avec un faible jeu 21. Par ailleurs, une garniture 22 est disposée entre l'enveloppe 13 et l'arbre 10. Une poulie 23 calée à l'extrémité supérieure de l'arbre 10 permet à un moteur non représenté de commander le rotor 8 au moyen d'une courroie 24. Une canalisation d'entrée 25 qui débouche tangentiellement dans la cuve 1 est destinée à l'admission du liquide piteux à traiter. En service, la canalisation d'entrée 25 dirige dans la cuve 1 du triturateur selon l'invention un liquide pateux contenant des vieux papiers qui ne sont pas encore entièrement dissous et qui ont été préalablement traités par exemple dans un broyeur à vieux papiers. Le liquide peut encore contenir des morceaux de papier, des feuilles de-matière plastique, des particules de matières alvéolaires et par ailleurs aussi des éléments lourds tels que des agrafes ou autres pièces métalliques ainsi que des impuretés générales telles que des pierres, des éclats de verre ou autres. Le rotor 8 crée dans la cuve 1, en plus d'une-cir- culation suivant un mouvement de révolution autour de l'axe A, une circulation rotationnelle ou tourbillonnaire indiquee par des flèches W. Les impuretés légères se concentrent au coeur de la circulation tourbillonnaire et peuvent être évacuées par le canal 18, la chambre collectrice 16 et la tubulure 17. La sepa- ration et le prélèvement sont facilités par le fait que les impuretés légères ont une tendance naturelle à monter dans le liquide piteux se trouvant dans le réservoir 1, cette tendance étant encore favorisée par la circulation rotationnelle ascendante W. Les impuretés lourdes que contient le liquide pâteux admis sont saisies par la circulation tourbillonnaire autour de l'axe A ainsi que par la circulation rotationnelle W et se dirigent le long des cloisons 2, 2', 3 vers la partie inférieure de la cuve 1. Leur séparation et leur évacuation par l'orifice de sortie 4 sont encore favorisées par le fait que la circulation rotationnelle W est fortement atténuée à la partie inférieure de la pointe de la cuve 1, de sorte que les particules lourdes peuvent descendre. La matière épurée, produite dans la cuve 1 et défibrée par les bras 7 du rotor 8 ainsi que par des blocs déflecteurs 19 coopérant avec ces derniers est évacuée à travers le tamis 6 et la chambre collectrice 14 vers la tubulure 15 qui la dirige vers son lieu d'utilisation. La figure 3 illustre un mode de réalisation du triturateur de l'invention qui est légèrement modifié par rapport à celui de la figure 1. Par ailleurs, les éléments qui se correspondent dans les deux figures portent les mêmes références. Le mode de réalisation de la figure 3 diffère de celui de la figure 1 par le fait que la cloison circonférentielle conique 2, 2' qui se rétrécit vers le rotor 8 se prolonge sur toute la longueur de la cuve 1. Celle-ci comporte un fond 30 légèrement conique et dont la pointe du cône S est dirigée vers le rotor 8. Deux orifices de sortie 31, 31' se trouvent à la circonférence du fond 30. Comme le montre la figure 4, 1 'orifice de sortie 31 se trouve à l'extrémité d'une cavité 32 qui a la forme d'un canal dont la profondeur croît dans le sens de rotation du rotor 8. Le canal aboutit à une cloison 33 qui forme également la cloison aval de l'orifice de sortie 31. Les impuretés légères sont séparées dans ce mode de réalisation de la même manière que dans celui de la figure 1. Les impuretés lourdes longent la cloison 2 vers le fond 30 et sont recueillies dans la cavité 32 et évacuées par l'orific de sortie 31. La cavité 32 représentée sur la figure 4 peut couvrir une partie de la circonférence de la cuve 1 ou peut se situer sur la circonférence totale de cette dernière. Selon un autre mode de réalisation possible, représenté sur la figure 5, la cavité 32 est supprimée et l'orifice de sortie 31 comporte un déflecteur 34 qui facilite l'entrée des particules lourdes séparées dans cet orifice I1 empêche,comme la cloison 33,les particules lourdes de pouvoir tourner en continu le long de la circonférence du fond 30. Comme le montre par ailleurs la figure 3, le rotor 8 peut comporter un prolongement 35 orienté vers l'intérieur de la cuve 1. Ce prolongement facilite l'entrée des impuretés légères dans le canal 18. Le mode de réalisation du triturateur représenté sur la figure 3 peut être disposé de manière que son axe A soit vertical, comme représenté, mais il peut aussi être disposé de manière que son axe soit horizontal ou en général oblique. Cette remarque s'applique dans certains cas aussi au mode de réalisation de la figure 1. Bien que la figure 3 représente deux orifices de sortie 31, 31', un seul est utilisé en général. Ainsi, l'orifice de sortie 31 convient mieux lorsque le triturateur est disposé de la manière représentée verticalement, tandis que l'orifice de sortie 31' convient mieux dans une disposition à axe A horizontal. I1 va de soi que, en cas de disposition horizontale, les orifices de sortie 31 ou 31' sont placés de préférence au lieu le plus bas de la cuve 1.Les deux orifices de sortie 31, 31' peuvent comprendre ou ne pas comprendre une cavité 32 ou un déflecteur 34. Le mode de réalisation représenté sur la figure 1 comprend un tamis plan 6 et celui de la figure 3, un tamis conique 6. Le tamis plan 6 a l'avantage d'être le meilleur marché à fabriquer et devrait avoir dans la plupart des cas une vie utile suffisante dans un. triturateur selon l'invention. Le tamis conique, qui a été décrit dans le brevet des Etats-Unis deAmérique nO 3 945 576, est certes d'une fabrication légèrement plus conteuse, mais a 11avantage qu'en service, la force centrifuge qu'il produit en écarte les particules lourdes. Ainsi, d'une part, l'usure du tamis par les particules lourdes est réduite et,d'autre part, le risque que des particules lourdes se coincent entre le tamis 6 et les bras 7 du rotor est considérablement réduit. REVENDICATIONS 1. Triturateur destiné à dissoudre et à classer des vieux papiers dans une cuve fermée qui a sensiblement la forme d'un corps de révolution dans l'axe duquel est disposé un rotor comportant des bras mobiles le long d'un tamis auquel se raccorde une canalisation d'évacuation des matières utiles, la cuve comportant un orifice de sortie destiné à l'évacuation des impuretés lourdes ainsi qu'un orifice de sortie destiné à l'évacuation des impuretés de faible poids spécifique, caractérisé en ce que le rotor (8) comporte un passage central (18) dans lequel se trouve l'orifice de sortie destiné à l'évacua- tion des impuretés de faible poids spécifique. 2. Triturateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor comporte un arbre creux (10) qui forme l'orifice de sortie (18) des impuretés de faible poids spéci fique. 3. Triturateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre creux (10) du rotor (8) comprend un canal (18) dont l'extrémité de sortie (20) a une direction comprenant une composante radiale par rapport à l'arbre (10) et se trouve dans une chambre collectrice (16) destinée à recueillir et à transmettre les impuretés légères séparées. 4. Triturateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cuve (1) comporte une cloison circonférentielle conique (2) dont le diamètre croit avec l'éloignement de son extrémité à laquelle se trouve le rotor (8). 5. Triturateur selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que la cuve (1) comporte face au rotor (8) une cloison conique (30) dont la pointe du cône (S) est dirigée vers ce rotor (8), l'orifice (31) de sortie des impuretés lourdes se trouvant dans la zone de la circonférence de cette cloison (30). 6. Triturateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit orifice de sortie (31) se trouve à l'em- placement le plus profond d'une goulotte (32) dont la profondeur croit dans le sens de rotation du rotor et qui aboutit à une cloison sensiblement verticale (33). 7. Triturateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cuve (1) est disposée de manière que son axe (A) soit vertical, le rotor (8) et l'o- rifice (18) de sortie des impuretés légères se trouvant à la partie supérieure, tandis que ltorifice (4, 31) de sortie des impuretés lourdes se trouve dans la zone de l'extrémité inférieure de la cuve (1). 8. Triturateur selon la revendication 7, caracterisé en ce que la cuve (1) comporte face au rotor (8) une cloison conique (3) dont la pointe du cône est orientée à l'opposé de ce rotor, l'orifice (4) de sortie des impuretés lourdes se trouvant à l'emplacement le plus étroit de cette cloison. 9. Triturateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tamis (5) a une forme conique dont la pointe du cône pénètre à l'intérieur de la cuve.