Brevet FR2534607A1 — publié le 19840420

L'invention concerne un procédé de triage de matière fibreuse, en particulier pour la fabrication de papier, dans lequel la matière fibreuse est déplacée par un rotor dans un boîtier, en compagnie de liquide, la matière de passage étant conduite depuis le boîtier à travers un crible. L'invention concerne également un dispositif de triage pour mettre en oeuvre le procédé, comprenant un boîtier avec un crible ainsi qu'un rotor associé au crible qui présente des aubes qui se déplacent le long du crible. Il existe beaucoup de dispositifs de triage différents qui travaillent selon le procédé de ce type et qui servent par exemple à désagréger de la matière fibreuse obtenue à partir du vieux papier et à séparer des impuretés en nappe,comme par exemple des-feuilles de matière plastique, de la masse de vieux papiers Comme exemple d'un tel dispositif, on peut nommer le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 942 728. La présente invention a pour but de produire un procédé d'un nouveau type avec le dispositif corres- pondant, qui présente une série d'avantages par rapport aux dispositifs connus Ainsi, la matière fibreuse doit pouvoir être travaillée de façon simple, avec une faible fréquence d'énergie dans un boîtier sans pression et par conséquent de prix modique, les morceaux de feuilles se trouvant dans la masse de matière fibreuse étant alors peu fragmentés ou pas du tout fragmentés et pouvant être séparés de la masse Le procédé et le dispositif doivent pouvoir être appropriés de la même manière au traitement de matière fibreuse obtenue à partir de vieux papier servant à la fabrication de nouveau papier, ainsi qu'à la désagréga- tion et au triage ou fractionnement de nouvelles matières fibreuses. Le procédé selon la présente invention qui permet d'atteindre ce but est caractérisé en ce que la matière fibreuse est catapultée par le mouvement rota- tif du rotor, de la zone du rotor dans un espace d'air formant espace tourbillonnant et se trouvant hors de la zone du rotor et ensuite pénètre à nouveau dans la zone du même rotor ou d'un autre rotor à travers laquelle la matière fibreuse est à nouveau éjectée. Le dispositif de triage selon la présente invention pour mettre en oeuvre le procédé est caractérisé en ce que le bottier avec le crible a la forme d'une auge dans la zone inférieure de laquelle le crible forme une face partielle d'une face de rotation, qui a un axe horizontal ou incliné, tandis qu'au voisinage de l'axe de cylindre est disposé l'arbre d'un rotor présentant au moins une aube qui atteint le voisinage du crible et qui est appropriée à déblayer le crible, un espace d'air se trouvant alors en dehors de la zone du rotor, cet espace formant un espace tourbillonnant dans lequel la masse contenant les fibres peut être catapultée par le rotor et de ce fait peut tourbillonner. Le procédé et le dispositif de triage ont en commun le fait que la masse de matière fibreuse soit éjectée par un rotor et mise intensivement en tourbillons. Lors de ce phénomène, des fibres désagrégées sont en même temps éjectées à travers le crible et forment la matière de passage, dans ce cas la matière finie Les fractions non désagrégées qui se trouvent dans le vieux papier par exemple sont séparées. Dans une forme de réalisation simple du procédé, la matière fibreuse est catapultée par le rotor en hauteur et retombe sur le même rotor, la matière de passage étant alors éjectée à travers le crible sous le rotor. La matière fibreuse peut cependant être catapultée à nouveau par un autre rotor sur le premier rotor. Dans le dispositif de triage selon la présente invention, le rotor peut présenter,en plus d'aubes qui servent à déblayer le crible,également des aubes plus courtes qui servent à catapulter la masse de la matière fibreuse En principe, les aubes de déblayage elles-mêmes pourraient servir également à catapulter la masse de la matière fibreuse Il s'est avéré cependant que des aubes plus courtes qui se déplacent à une certaine distanc E du crible projettent la masse sous un angle plus obtus contre le crible, ce qui est avantageux pour le triage. Les aubes, tant les aubes de déblayage que les aubes de catapultage, peuvent se trouver alors perpen- diculairement à leur direction de mouvement Le mouvement axial de la masse de matière fibreuse dans le dispositif doit dans ce cas être assuré par d'autres moyens, par exemple par une inclinaison du boîtier. Il peut arriver cependant qu'au moins une des aubes soit inclinée par rapport à la direction de mouvement de telle manière qu'elle imprime à la masse de matière fibreuse un mouvement dans le sens axial du rotor. Dans une forme de réalisation préférée, il peut y avoir au-dessus du rotor une face de détournement qui sett à détourner la masse de matière fibreuse éjectée par le rotor à nouveau vers la zone axiale du rotor Par cette mesure, le mouvement de la masse tourbillonnante est infléchi de manière qu'elle puisse être projetée sous un angle favorable contre le crible Dans ce but, la face de détournement peut être courbée dans le sens de mouvement de la masse de matière fibreuse, elle peut alors être munie de nervures de guidage destinées à la masse de matière fibreuse. De préférence, les nervures de guidage réglable sur le c 8 té de déversement du rotor peuvent se déplacer; selon leur angle de réglage par rapport à la direction de mouvement de la masse de matière fibreuse, elles im- priment à la masse de matière fibreuse un mouvement dans le sens axial du rotor En réglant ces nervures, on peut commander la vitesse de passage de la masse de matière fibreuse à travers le dispositif. Sur le boîtier, on peut prévoir des orifices de sortie pour l'eau, distribués dans la direction longi- tudinale de celui-ci De cette manière, la masse de matière fibreuse se trouvant dans le dispositif peut être arrosée et diluée. Dans le même but, l'arbre du rotor peut être creux et raccordé à une arrivée d'eau, les orifices de sortie destinés à l'eau étant alors réalisées dans l'arbre. Selon une autre forme de réalisation de la présente invention, le bottier peut comporter un autre rotor dont l'axe s'étend parallèlement à l'axe du premier rotor. De préférence, ce rotor peut se trouver dans l'espace d'air ou l'espace de tourbillon Par ces mesures, on obtient un tourbillonnement particulièrement intensif et un traitement de la masse de matière fibreuse. Le bottier peut être munidans toutes les formes de réalisation mentionnéesd'une auge d'arrivée ayant une arête de débordement, cette auge étant disposée sur le bottier avec le rotor et s'étendant parallèlement à l'axe de celui-ci De cette manière, on obtient une ré- partition uniforme de l'arrivée de matière sur la longueur du dispositif, que ce soit de l'eau avec la masse de matière fibreuse ou de l'eau seule. De préférence, l'auge d'arrivée peut s'étendre sur plus de la moitié de la dimension axiale du bottier. Pour des débits assez faibles de masse de matière fibreuse arrivante, on obtient ainsi un brassage avec le liquide existant, en général de l'eau, l'arrivée d'eau additionnelle n'étant nécessaire que dans la partie suivante du dispo- sitif. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre de formesde réalisation représentées de façon schématique aux dessins, sur lesquels: la figure 1 représente une coupe longitudinale schématique d'un dispositif selon la présente invention; la figure 2 est une coupe selon la ligne il-II de la figure 1 à plus grande échelle; la figure 3 est une coupe correspondante selon la ligne III-III de la figure 1; la figure 4 représente une fraction de la figure 2 avec une autre forme de réalisation de la face de détournement la figure 5 est une représentation correspon- dant à la figure 3 d'une autre forme de réalisation la figure 6 est une vue d'une autre forme de réalisation de la machine selon la figure 1 la figure 7 est une vue avec coupe partielle selon la ligne VII-VII de la figure 6; la figure 8 représente une autre forme de réalisation de la machine selon la figure 6; les figures 9 et 10 sont deux coupes schéma- tiques d'autres formes possibles de réalisation de la machine selon la présente invention; et la figure 11 est une représentation schéma- tique d'une aube placée obliquement par rapport à sa direction de mouvement. Le dispositif de triage selon les figures 1 à 3 comporte un bottier 1 sous la forme d'une auge qui présente une face partielle 2 d'un cylindre avec un axe A Dans le cas présent, la face partielle est semi-cylindrique et elle est formée par un crible 3 Sur la face de cylindre 2 se raccordent des parois verticales 4 et 5 qui forment avec le crible 3 l'auge du bottier 1 Un rotor 6 est disposé coaxialement par rapport à l'axe de cylindre A du crible 3; il comporte un arbre creux 7 ainsi que des aubes 8, 9 et 10 Les aubes 8 pénètrent jusqu'au voisinage du crible 3 et sont appropriées pour déblayer le crible pendant un mouvement de rotation du rotor 6 * Au-dessus du rotor 6, se trouve un espace d'air servant d'espace tourbillonnant 11 et qui est fermé au-dessus par une face de détournement 12 Dans l'exemple représenté, la face de détournement 12 est courbée de manière que la masse de matière fibreuse qui glisse le long de la face de détournement et qui est éjectée par le rotor 6 en hauteur soit retournée au voisinage de l'axe A du rotor 6. Comme on le voit sur les figures 1 et 3, les faces de détournement 12 sont munies de nervures de guidage 13 destinées à la masse de matière fibreuse catapultée par le rotor Les nervures 13 se trouvent dans l'exemple représenté dans des plans perpendiculaires à l'axe A Elles peuvent cependant être placées obliquement, c'est-à-dire en hélice pour ainsi renforcer le mouvement de la masse de matière fibreuse dans une direction désirée, par exemple à la sortie pour les matières du boîtier à séparer. Comme on le voit en particulier sur la figure 3, le bottier 1 est muni de conduites d'arrivée 14, 15 pour l'eau à partir desquelles des buses 14 ', 15 ' débou- chent dans l'espace interne du bottier 1 Sur le côté de déversement du rotor 6 qui est donné par sa direction de rotation (voir la flèche), on trouve dans le bottier 1 et dans la paroi verticale 5 une série de nervures de guidage 16 réglables, qui peuvent être inclinées comme le montre la représentation de la figure 1 par rapport à la direction axiale du rotor 6 Les nervures de guidage 16 influent sur le mouvement de la masse de matière fibreuse dans le sens axial du rotor 6 Comme on le voit aux figures 1 et 3, pour l'arrivée de la masse de matière fibreuse à trier, on prévoit un tube d'arrivée 17 qui traverse la face de détournement 12 A l'extrémité de gauche de la figure 1, le dispositif est muni d'un puits de sortie 18 destiné à la matière de débordement qui n'est pas passée à travers le crible Entre le crible 3 et le puits de sortie 18, se trouve une arête de débordement 20. En dessous du boîtier 1, on dispose un récipient collecteur 21 destiné à la matière de passage ayant passé à travers le crible 3 Le récipient collecteur 21 est fixé tout comme le bottier 1 sur une construction porteuse 22 qui supporte également des paliers de montage 23 pour - l'arbre 6 Ce dernier est relié par l'intermédiaire de l'accouplement 24 à un moteur de commande 25 Comme le montre également la figure 1, le rotor 6 est muni de parois de séparation 26 en forme de disque disposées perpendiculairement à son axe et qui séparent l'une de l'autre les sections individuelles des aubes 8 et 10. Entre les parois de séparation 26, les aubes 8 et 10 sont décalées l'une par rapport à l'autre comme il résulte de la figure 3 On obtient ainsi une répartition homogène du moment de-rotation lors de l'entraînement du rotor. En fonctionnement, le rotor 6 est mis en rotation par le moteur de commande 25 à une vitesse rela- tivement élevée appropriée pour catapulter la masse Au cas o on devrait traiter une masse de vieux papier par- tiellement désagrégé, cette dernière est conduite par exemple par un triturateur dans le boîtier 1 par le conduit d'arrivée 17 Au moyen de la rotation du rotor 6, cette masse qui contient des fibres de papier déjà désagrégées ainsi que des morceaux plats, par exemple des conglomérats de papier, des morceaux de feuilles, etc ainsi qu'une proportion d'eau, est tout d'abord catapultée contre le crible 3 de manière qu'une partie des fibres puisse parvenir à travers le crible dans le récipient collecteur 21 La partie qui n'est pas passée est saisie par les aubes de déblayage 8, éjectée en hauteur et glisse le long de la face de guidage 12 pour aller à nouveau au voisinage du rotor 6, o ce phénomène se-répète De cette manière, il en résulte un tourbillonne- ment très intensif de la masse, celle-ci se déplaçant alors sous l'influence des pièces de guidage ajustables 16 vers le puits de sortie 18 Dans ce tourbillonnement et dans ce mouvement, des fibres libres de papier sont d'un côté séparées ' par le crible 3 et des morceaux de papier non décomposés sont davantage désagrégés Des morceaux de feuilles restent par contre sur le crible 3 et,en pratique, ne sont plus fragmentés davantage lors du tourbillonnement Ils parviennent finalement en tant que matière de débordement dans le puits de sortie 18. De la même façon, on peut traiter également dans le dispositif de la cellulose ou de la pâte mécanique pour fabriquer de papier Dans ce cas, une suspension de matière fibreuse formée dans un tritu- rateur est conduite dans le récipient 1 A cet endroit, des impuretés, comme par exemple des copeaux de bois, peuvent être séparées comme matière de débordement à travers le puits de sortie 18 Les fibres formant la matière de passage parviennent comme précédemment dans le récipient collecteur 21 La cellulose ou la pate mécanique peut cependant être fractionnée avec le présent dispositif lorsqu'on choisit de manière appropriée les trous du crible 3 Des fibres plus courtes peuvent alors parvenir à travers le crible 3 dans le récipient collecteur 21, en tant que matière de passage, tandis que les fibres plus longues forment la matière de débordement et parviennent dans le puits de sortie 18. Les figures 4 et 5 montrent d'autres formes possibles de réalisation de la face de guidage 12 Ainsi, la face de guidage 12 est selon la figure 4 bien plus courte que celle des figures 2 et 3 On peut se dispenser des nervures de guidage 13 - Selon la figure 5, la face de guidage 12 est formée par une pièce rapportée arquée 12 ' ainsi que par un couvercle plat 12 " Eventuellement, la pièce rapportée 12 ' peut même être supprimée La figure 5 permet également d'expliquer plus en détail le mode de fonctionnement du dispositif. La masse de matière fibreuse est introduite dans le récipient 1 dans la direction de la flèche P dessinée en traits pleins ou en pointillés et parvient, dans la zone axiale du rotor 6 Ensuite, elle est saisie par les aubes 8 ou 10 et éjectée contre le crible 3. Par l'arrivée dans la zone axiale du rotor 6, on a la possibilité d'obtenir que la masse arrivante parvienne entre les aubes de telle manière qu'elle soit projetée par les aubes plus courtes 10 servant au catapultage dans la direction de la flèche R en faisant un angle relativement obtus a contre le crible 3 De ce fait, on aide d'une part à la décomposition de fibres de papier non entièrement désagrégées etd'autre parton fait pénétrer des fibres de papier déjà désagrégées dans les orifices du crible 3 et à travers ceux-ci Les aubes plus longues 8 participent également à cet effet de catapultage 1 mais leur tâche principale est cependant de déblayer le crible, comme indiqué par la masse de papier O poussée par l'aube inférieure 8. Selon la forme de réalisation du dispositif de la figure 6, qui correspond d'ailleurs au dispositif des figures 1 à 3, le tube d'arrivée 17 est remplacé par une auge d'arrivée 30 Cette auge comporte une arête de débordement 31 par l'intermédiaire de laquelle la masse tombe dans le bottier 1. Comme on peut le voir à la figure 6, l'auge d'arrivée 30 s'étend sur une longueur M de la partie du bottier 1 munie du crible 3, qui est plus grande que la moitié de ce bottier La section restante N est munie de conduites d'arrivée 14 destinées à l'eau Dans ce dispositif, le processus de criblage dans la section M n'est réalisé que sous l'influence de l'eau se trouvant dans la masse d'amenée Seule la matière de débordement est arrosée par de l'eau renouvelée provenant des conduites 14; cette matière parvient ensuite dans le puits de sortie 20 On comprend cependant qu'on peut également disposer dans la section M des conduites d'arrivée d'eau lorsque la matière arrivante a une densité assez grande. La figure 8 montre un dispositif comprenant un bottier 1 qui est réalisé symétriquement et présente au milieu un puits de sortie 20 On prévoit de façon correspondante deux récipients collecteurs 21. Les figures 9 et 10 montrent deux formes possibles de:réalisation du dispositif avec deux rotors ayant des axes parallèles Les pièces correspondant à la forme de réalisation selon les figures 1 à 3 ont ici les mêmes numéros de référence. Dans la forme de réalisation selon la figure 9, on trouve dans le bottier 1 /au-dessus du rotor 6. un deuxième rotor 40 qui peut être réalisé de la même manière que le rotor 6 Il sert à refouler la masse de matière fibreuse éjectée par le rotor-6 en hauteur à nouveau sur ledit rotor 6. Un effet similaire a lieu avec la forme de réalisation selon la figure 10, deux rotors 6 semblables étant alors prévus au même niveau et ces deux rotors coopérant tous deux avec des cribles 3. La figure 11 finalement montre un dispositif possible des aubes 8 ou 10 sur l'arbre 7 du rotor 6 Les aubes sont ici placées en faisant un angle par rapport à l'axe A de l'arbre 7 De ce fait, le transport de la masse de matière fibreuse traitée vers le puits de sortie 18 est favorisé dans le sens axial du boîtier 1,si bien qu'éventuellement, on peut se dispenser des nervures de guidage réglables 16 D'autre part, les aubes et les ner- vures de guidage peuvent agir de façon opposée, si bien que le mouvement axial de la masse dans le dispositif peut être retardé ou qu'un mouvement de circulation interne peut être obtenu. A la figure 5, on indique également une autre possibilité d'arrivée d'eau dans le récipient 1. Ainsi, l'espace creux 7 ' de l'arbre 7 du rotor 6 peut être raccordé à une conduite d'eau non représentée L'arbre 7 est alors muni d'orifices 7 " par lesquels l'eau peut s'écouler vers l'extérieur. On voit que le crible 3 n'a pas besoin d'avoir la forme d'une face semicylindrique comme le représentent quelques-unes des figures Il peutcomme représenté à la figure 5,avoir également des sections planes 3 " qui se raccordent à la surface cylindrique D'autre part, la face cylindrique formée par le crible peut aussi être plus petite qu'un demi-cylindrecomme par exemple repré- senté à la-figure 10 Finalement, le crible n'a pas besoin d'être cylindriquemais il peut généralement avoir la forme d'une face de révolution Il peut ainsi être par exemple conique ou être composé à partir de plusieurs sections cylindriques de différents diamètres La masse de matière fibreuse d'une densité élevée peut être amenée au dispositif séparément de l'eau Dans la forme de réalisation selon les figures 6 à 8, l'auge 30 peut dans ce cas être utilisée pour amener de l'eau, tandis que la masse de matière fibreuse peut être amenée séparément par-exemple par des tubes du type des tubes 17. REVENDICATIONS 1 Procédé de triage de matière fibreuse, en particulier pour la fabrication de papier, dans lequel la matière fibreuse est déplacée par un rotor dans un boîtier, en compagnie de liquide, la matière de passage étant conduite depuis le bottier à travers un crible, procédé caractérisé en ce que la matière fibreuse est catapultée par le mouvement rotatif du rotor, de la zone du rotor dans un espace d'air formant espace tourbillonnant et se trouvant hors de la zone du rotoret ensuite pénètre à nouveau dans la zone du même rotor ou d'un autre rotor à travers laquelle la matière fibreuse est à nouveau -éjectée. 2 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la matière fibreuse est catapultée par le rotor en hauteur et retombe à nouveau sur le même rotor, la matière de passage étant alors déversée à tra- vers le crible en dessous du rotor. 3 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la matière fibreuse est à nouveau catapultée sur le premier rotor par un autre rotor. 4 Dispositif de triage pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 comportant un bottier ( 1) avec un crible ( 3) ainsi qu'un rotor ( 6) associé au crible ( 3), et qui comprend des aubes ( 8, 10) qui se déplacent le long du crible ( 3), caractérisé en ce que le boîtier ( 1) avec le crible ( 3) a la forme d'une auge dans la zone inférieure de laquelle le crible forme une face partielle ( 2) d'une face de rotation, et a un axe horizontal ou incliné (A), tandis qu'au voisinage de l'axe de cylindre (A) est disposé l'arbre ( 7) d'un rotor ( 6) présentant au moins une aube ( 8) qui atteint le voisinage du crible ( 3) et qui est appropriée à déblayer le crible ( 3), un espace d'air se trouvant alors en dehors de la zone du rotor ( 6), cet espace formant un espace tourbillon- nant ( 11) dans lequel la masse (O) contenant les fibres peut être catapultée par le rotor et de ce fait peut tourbillonner. Dispositif de triage selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que le rotor ( 6) comporte,en plus d'aubes ( 8) qui servent à déblayer le crible ( 3), également des aubes plus courtes ( 10) qui servent à catapulter la masse (O) de la matière fibreuse. 6 Dispositif de triage selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que les aubes ( 8, 10) se trouvent en parallèle sur l'axe du rotor (A). 7 Dispositif de triage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins une des aubes ( 8, 10) est inclinée par rapport à l'axe du rotor (A) de telle manière qu'elle imprime à la masse de matière fibreuse un mouvement dans la direction axiale du rotor ( 6). 8 Dispositif de triage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'audessus du rotor ( 6) une face de détournement ( 12) sert à détourner la masse de matière fibreuse (O) catapultée par le rotor ( 6) en hau- teur de manière à la renvoyer dans la zone axiale du rotor ( 10). 9 Dispositif de triage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la face de détournement (i 2) est courbée dans le sens de mouvement de la masse de matière fibreuse (O). Dispositif de triage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la face de détournement ( 12) est munie de nervures de guidage ( 13) destinées à la masse de matière fibreuse (O). 11 Dispositif de triage selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que sur le côté d'éjection du rotor se trouvent des nervures de guidage ( 16) ajustables qui impriment à lamasse de matière fibreuse (O) un mouvement dans le sens axial du rotor ( 6). 12.Dispositif de triage selon l'une des reven- dications 4 à 11, caractérisé en ce que les orifices de sortie ( 14, 14 ', 15, 15 ') pour l'eau sont disposés sur le bottier ( 1) répartis à certaines distances dans le sens longitudinal du bottier. 13 Dispositif de triage selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que l'arbre ( 7) du rotor ( 6) est creux et est raccordé à une arrivée d'eau, des orifices de sortie ( 7 ") étant réalisé dans l'arbre ( 7). 14 Dispositif de triage selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que le boîtier 1 comprend un autre rotor ( 6, 40) dont l'axe (B) s'étend parallèlement à l'axe (A) du premier rotor (figures 9, 10). Dispositif de triage selon la revendica- tion 14, caractérisé en ce que le rotor ( 40) se trouve dans un espace d'air ou un espace tourbillonnant ( 11) (figure 9) - 16 Dispositif de triage selon l'une des re- vendications 4 à 15, caractérisé en ce que le boîtier ( 1) est muni d'une auge d'arrivée ( 30) ayant une arête de débordement ( 31), l'auge d'arrivée ( 30) étant disposée au-dessus du boîtier ( 1) avec le rotor ( 6) et s'étendant parallèlement à l'axe (A) de celui-ci. -17 Dispositif de triage selon la revendica- tion 16, caractérisé en ce que l'auge d'arrivée ( 30) s'étend sur plus de la moitié de la dimension axiale du bottier ( 1).