Brevet FR2478694A1 — publié le 19810925

TRIEUSE A DISQUES POUR L'EPURATION DE SUSPENSIONS DE MATIERES FIBREUSES L'invention concerne une trieuse à disques pour l'épuration de suspensions de matières fibreuses, elle vise une trieuse du type comprenant une ouverture d'admission, uneouverture d'évacuation pour la suspension épurée, un tamis en forme de disque entre les ouvertures d'admission et d'éva- cuation, et un rotor disposé coaxialement à l'axe du tamis à l'avant ou à l'arrière du tamis et muni de branches d'épura- tion effleurant la surface du tamis. Dans l'industrie du papier, on utilise entre autres des trieuses à tamis en forme de disque pour l'épuration, le triage et la détrempe (par exemple brevet allemand 2237521, brevet US 2180080). Les rotors de telles trieuses comprennent un moyeu en forme d'étoile, sur les extrémités des branches de laquelle sont fixés des éléments plats dont les faces frontales s'étendent perpendiculairement au plan du tamis. Selon une for- me plus élémentaire, le rotor se compose d'une étoile à bran- ches multiples, découpée à la flamme dans une tôle de fer-blanc et dont la coupe s'étend perpendiculairement au plan de la tôle. Ces rotors, avec leurs branches d'épuration servent aussi bien à dégager le tamis des déchets qu'à la ré- duction, à l'effilochage et à la détrempe des gros éléments de la suspension. Un inconvénient de ces rotors réside dans le fait que les branches d'épuration présentent une grande résistance au courant et par là même demandent une grande éner- gie. De plus, la faible distance entre les branches d'épura- tion et la surface du tamis entraîne une usure élevée des tôles du tamis. Un autre inconvénient des trieuses à dis- ques réside dans le fait que la vitesse linéaire varie le long des branches d'épuration. La petite section de la face du tamis perforé détermine la vitesse requise des branches d'épuration pour le dégagement du tamis et avec elle la vitesse de rotation du rotor. La vitesse linéaire des branches d'épuration est inu- tilement élevée en regard des grandes sections et conduit à une dépense exagérée d'énergie. La présente invention a pour objectif de fournir une trieuse à disques qui supprime les inconvénients de l'art antérieur en abaissant la consommation d'énergie tout en garantissant un mélange tel que celui qui est obtenu à pré- sent. Selon la présente invention, ces objectifs sont atteints en conformant les branches d'épuration en pales d'hélice présentant un angle d'attaque tel que, dans la disposition o elles se trouvent à l'avant du tamis, il se crée une dépression entre la face du tamis et la pale et que, dans le disposition o elles se trouvent à l'arrière du tamis, il se crée une surpression entre la pale et la surface du ta- mis. Les pales d'hélice ont une section favora- ble à l'écoulement et de ce fait n'opposent qu'une faible ré- sistance au courant. C'est pourquoi la consommation d'énergie est faible. De plus, cela entraîne une diminution de l'usure de la surface du filtre. L'usure des pales est elle-même très faible. Sur cette base, le blindage des faces frontales des ro- tors traditionnels n'est plus nécessaire. Avec des pales du type hélice, on utilise le principe d'aspiration et de pression de ces pales au lieu de la force centrifuge utilisée jusqu'ici. Il est seulement nécessaire de choisir la position des pales par rapport au ta- mis en forme de disque selon qu'elles sont placées devant ou derrière le tamis. Si elles sont placées avant le tamis, c'est- à-dire en amont, les:pales doivent créer une dépression grâce à laquelle les déchets qui se sont déposés à la surface du ta- mis pourront être dégagés et dirigés vers l'évacuation. Par contre, si le rotor est disposé avec les pales situées derrière le tamis, c'est-à-dire en aval, l'angle d'attaque des pales doit être tel que celles-ci créent une surpression en direction de la surface du tamis. Cette sur- pression s'exerce alors à travers le tamis et permet l'évacua- tion des déchets. Dans les trieuses à tamis en forme de tambour cylindrique, il est connu de disposer coaxialement au tambour un rotor sur lequel sont réparties des branches d'épu- ration en forme d'ailes tournant sur une trajectoire circulaire devant le tambour. Il ne s'agit donc pas de pales d'hélice. De plus, le problème du dégagement du tamis ne se pose pas car la vitesse des ailes est constante le long du tamis. Jusqu'à présent, on était d'avis que, dans les trieuses à disques, il était nécessaire de disposer un rotor dont les branches d'épuration présentaient une face frontale aigue se déplaçant le plus près possible de la surface du tamis. On croyait que l'on ne pouvait obtenir un dégagement du tamis qu'avec cette disposition, ou dispositions diverses, en parti- culier à faible vitesse. Les rotors à faces aigues de l'art antérieur étaient construits de façon que la composante de vi- tesse centrifuge parallèle à la surface du tamis serve au déga- gement des perforations dutamis. On était d'avis que le courant autour du corps de forme favorablement aérodynamique, parallèlement le long d'une surface (ici la surface du tamis) était si fortement perturbé que les forces d'aspiration et de pression nécessaires au dégagement du tamis étaient trop affaiblies. On a cependant établi de manière surpre- nante que les forces créées à proximité d'une paroi par une pale de forme favorable au courant sont beaucoup plus fortes que prévu. Ces forces sont sensiblement aussi efficaces pour le dégagement du tamis qu'une simple branche d'épuration. Un autre avantage est que les forces d'as- piration d'une pale conformée de manière aérodynamique sont en- core efficaces à une plus grande distance de la surface du ta- mis. On peut donc laisser un espace plus important entre les pales et le tamis ce qui facilite le montage et évite tant l'en- gorgement des déchets que l'usure des pièces. Il est prévu, en perfectionnement à l'in- vention, que l'angle d'attaque des pales soit plus plat de l'intérieur vers l'extérieur de façon à engendrer une aspira- tion et une pression constantes tout au long de la surface du tamis en direction radiale. Selon l'invention, l'angle d'attaque est modifié. Par le choix d'-un angle d'attaque plus élevé dans la région du moyeu du rotor, là o la vitesse est la plus basse on obtient une aspiration plus élevée tandis que l'angle d'attaque devient de plus en plus plat vers l'extérieur. De cette façon, on égalise les différences de vitesse si bien que l'ion obtient partout une aspiration constante. Les pales d'hélices sont vrillées d'une façon appropriées. Grâce à cette mesure sont obtenues d'autres économies d'énergie. De plus, selon l'invention, il est prévu que la face frontale des pales de l'intérieur vers l'extérieur est inclinée vers l'arrière par rapport au sens de rotation. Grâce à ces mesures, on obtient qu'aucun déchet ne peut par enchevêtrement s'accrocher sur les pales. Les déchets sont chassés vers l'arrière par la force centrifuge au fur et à mesure de leur formation et sont évacués sur le pourtour extérieur. Selon l'invention, il peut être, en outre, prévu que les faces frontales des pales soient découpées jus- qu'à un point proche du tamis. Dans;la forme de pale choisie, le point proche du tamis ne se situe pas sur la face frontale de la pa- le, mais légèrement en arrière. En découpant la face frontale de la pale jusqu'au point proche du tamis, on évite l'agglutine- ment de gros déchets comme des morceaux de bois, noeuds, fils, tôles etc.. . entre la surface du tamis et la pale, ce qui en limite l'usure. Il est particulièrement -avantageux de cou- per la face frontale obliquement vers l'arrière de façon que la face frontale restante présente un angle inférieur à 900. - Ces mesures réduisent encore l'agglutine- ment et l'usure. - Il peut être également avantageux pour les économies d'énergie de réduire la largeur de la pale de l'inté- rieur vers l'extérieur. Un autre avantage est obtenu lorsque l'ex- trémité des pales est munie de disques d'extrémités en vue de réduire l'égalisation des pressions entre le côté sous pression et le côté sous aspiration. - Les pales selon l'invention peuvent égale- ment être utilisées dans le cas de rotors multiples. Ainsi, par exemple, on peut utiliser dans une trieuse à disques un rotor muni de deux rangées de branches d'épuration entre deux tamis en forme de disques disposés parallèlement l'un en face de l'au- tre, chacune des rangées coopérant avec la surface d'un tamis et les pales d'une rangée étant décalées angulairement par rapport aux pales de l'autre rangée. Grâce à ces mesures, on évite une inter- férence entre les pales opposées. Une autre exécution particulièrement avan- tageuse de l'invention consiste à munir les extrémités extérieu- res des pales de pièces d'extrémité s'étendant de manière sensi- blement perpendiculaire à l'axe des pales et tangentiellement à leur extrémité. Cette mesure sert au maintien de la dépression à l'extrémité de la pale de façon à réduire le courant cir- culaire s'étendant du côté sous pression au côté sous dépres- sion. On évite ainsi la création de tourbillons, ce qui entraî- ne une diminution des pertes d'énergie. Sur le dessin annexé est représenté schéma- tiquement un exemple de forme d'exécution de l'invention; sur ce dessin: la figure 1 représente une vue en coupe schématique d'une trieuse à disques, - la figure 2 représente une vue de dessus d'un rotor avec des pales en forme d'hélice, - la figure 3 représente la coupe agrandie d'une pale, - la figure 4 représente une vue de la pa- le suivant la direction de la flèche dessinée à la figure 2 et, - la figure 5 représente la coupe V-V suivant la figure 2. La trieuse à disques comprend un boîtier 1 dans lequel est fixé un tamis 2 en forme de disque. La suspen- sion à épurer pénètre par une ouverture d'admission 3 dans la chambre d'épuration 4. A l'arrière du tamis 2 se trouve une chambre 5 de récupération à partir de laquelle la suspension épurée est évacuée hors du boîtier 1 par une ouverture d'éva- cuation 6. La chambre d'épuration 4 est en plus munie d'une sortie 7d'évacuation des déchets. Un arbre 8 pénètre à l'intérieur du boîtier 1 par une ouverture ou un couvercle. Un rotor 9 muni de pales en forme d'hélice est fixé en rotation sur l'arbre 8. Les pales sont vrillées de façon que l'angle d'attaque à proximité du rotor 9 soit plus grand qu'à proximi- té de la périphérie. Ceci est représenté.à la figure 1. Comme il est visible à la figure 2, les faces frontales 11 respectivement 11' des pales 10 de l'intérieur vers l'extérieur sont inclinées vers l'arrière par rapport au sens de rotation. De même la largeur des pales di- minue de l'intérieur vers l'extérieur. A la figure 3 est représentée une coupe agrandie d'une pale 10. Comme on peut le voir, la face fronta- le 11' de la pale 10 est découpée jusqu'à un point 12 proche du tamis. La face frontale découpée s'étend obliquement vers l'arrière. La ligne pointillée représente la forme d'une pale qui ne serait pas découpée. Les pales 10 sont munies à leur extrémi- té de pièces 13 s'étendant de manière sensiblement perpendicu- laire à l'axe de la pale et tangentiellement à leur extrémité. Les pièces d'extrémités 13 possèdent de façon très approximati- ve la forme d'un triède dont une face s'étend parallèlement au tamis, à faible distance. La disposition et la constitution des pièces d'extrémité 13 sont visibles en particulier aux fi- gures 4 et 5. Dans le cas d'une trieuse à disques dou- ble avec une unique chambre d'épuration 4, il est simplement requis de disposer un second tamis parallèlement et en regard du tamis 2 en forme de disque. Le rotor 9 porte alors une se- conde rangée de pales 10 qui tournent devant le second tamis. Avec les pales 10 en forme d'hélice, on obtient les propriétés essentielles des hélices à savoir une force élevée d'aspiration perpendiculairement au plan de l'hé- lice et une faible résistance de la pale. REVENDICATIONS 1. - Trieuse à disques pour l'épuration de matières fibreuses en suspension comprenant une ouverture d'admission, une ouver- ture d'évacuation pour la suspension épurée, un tamis en forme de disque entre les ouvertures d'admission et d'évacuation, et un rotor disposé coaxialement à l'axe du tamis à l'avant ou à l'arrière du tamis et muni de branches d'épuration effleurant la surface du tamislcaractérisé en ce que les branches d'épu- ration sont conformées en pales d'hélice (10) nrésentant un /ou eles se trouvent/ angle d'attaque tel quedans la disposition/à l'avant du tamis (2),il se crée une dêp ession entre la face du tamis et la pale ou e es se trouvent/ (10) et que,dans la disposition/à l'arrière du tamis (2),il se crée une surpression entre la pale (10) et la surface du tamis. 2. - Trieuse à disques selon la revendication 1,caractérisé en ce que l'angle d'attaque de la pale (10) devient de plus en plus plat de l'intérieur vers l'extérieur et ceci de façon à engendrer une aspiration ou une pression constantes tout au long de la surface du tamis en direction radiale. 3. - Trieuse à disques selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les faces frontales (11) des pales (10) de l'intérieur vers l'extérieur sont inclinées vers l'arrière par rapport au sens de rotation. 4. - Trieuse à disques selon l'une des revendications 1,2 ou 3, caractérisée en ce que les faces frontales (11) découpées s'éten- dent obliquement en arrière de façon que les faces frontales restantes présentent un angle inférieur à 90.0. 6. - Trieuse à disques selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la largeur des pales diminue de l'inté- rieur vers l'extérieur. 7. - Trieuse à disques selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant au moins deux tamis en forme de disque disposés parallèlement et en regard l'un de l'autre entre lesquels tourne un rotor muni d'au moins deux rangées de branches d'épuration, chaque rangée coopérant avec l1a surface d'un tamis, caractérisé en ce que les pales (10) d'une rangée sont décalées angulaire- ment par rapport aux pales de l'autre rangée. 8 - 8. - Trieuse à disques selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les extrémités extérieures des pales (10) sont munies de pièces d'extrémité (13) s'étendant d'une manière sensiblement perpendiculaire à l'axe des pales et tangentiel- lement à leur extrémité.