Brevet FR2535357A1 — publié le 19840504

La présente invention concerne un agitateur pour pate à papier comprenant au moins un arbre à ailette(s) se trouvant dans un récipient et ayant des éléments de tourbillonnement en saillie, l'arbre étant muni d'une commande par moteur par l'intermédiaire d'un arbre de commande et tournant en fonctionnement autour d'un axe central A le long d'un trajet circulaire. Un tel agitateur est connu d'après le document DE-AS 19 13 819 Dans l'agitateur connu, l'arbre à ai- lette tourne autour d'un arbre central qui lui est paral- lèle et qui est appuyé sur le fond du récipient dans un palier inférieur et présente des bras latéraux qui sont munis de paliers destinés à l'arbre à ailette Le palier inférieur de l'arbre central et le palier inférieur de l'arbre à ailette se trouvent dans la suspension de ma- tière. L'agitateur connu est relativement coiteux, et de plus, les paliers se trouvant dans la suspension de matière sont sollicités de manière défavorable. La présente invention a pour but de produire un agitateur qui, d'une part a une structure simple et peut être monté plus facilement que le dispositif connu, et ne présente aucun palier se trouvant à l'intérieur de la suspension de matière, et qui d'autre part, offre d'autres avantages, comme par exemple un meilleur mélange de la matière liquide. Le but poursuivi par la présente invention est obtenu du fait que l'arbre à ailette est suspendu de manière pendulaire sur son arbre de commande au moyen d'un accouplement pivotant, en évitant la présence d'un élément formant palier à l'extrémité inférieure de l'arbre à ailette. La suspension pendulaire de l'arbre à ailette sur l'arbre de commande permet de se passer d'un palier inférieur pour l'arbre à ailette Une inclinaison de l'arbre à ailette qui survient pendant le fonctionnement par rapport à la verticale est avantageuse dans ce sens qu'un mélange de la pâte à papier est renforcé dans la direction verticale. Dans une forme de réalisation possible, on peut disposer dans l'axe central un arbre central tournant librement qui est muni d'au moins un arbre radial sur le- quel-est disposé l'arbre vertical de commande, le montage de l'arbre central se trouvant alors exclusivement au- dessus du niveau de matière dans le récipient. On peut fixer sur l'arbre radial un moteur avec son mécanisme dont l'arbre de sortie constitue l'arbre 1 o vertical de commande On obtient ainsi une forme de réali- sation simple et robuste dans laquelle tous paliers sont évités à l'intérieur de la suspension de matière. Selon une autre forme de réalisation, l'arbre à ailette peut être relié à un arbre de commande qui, de son côté, est relié à un moteur disposé dans l'axe cen- tral du trajet circulaire et comportant un mécanisme qui se trouve avec son arbre de sortie dans l'axe central. L'arbre de commande peut être alors supporté sur une bague support concentrique par rapport à l'axe central du trajet de rotation circulaire De cette manière, on produit une forme de réalisation plus simple qui est appropriée par exemple pour des agitateurs plus petits. Par ailleurs, une forme de réalisation est possi- ble dans laquelle l'arbre de commande peut se déplacer en compagnie du moteur le long d'au moins un guide circu- laire à la périphérie du récipient Dans ce cas, on obtient une forme de réalisation très simple qui ne né- cessite aucune superstructure sur le récipient. Dans toutes ces formes de réalisation, l'accouple- ment pivotant peut être un joint à cardan, ce qui amène une forme de réalisation simple et fiable. De plus, l'arbre d'agitation peut être muni d'un poids à son extrémité inférieure Grâce au poids, l'inclinaison de l'arbre par rapport à la verticale peut être modifiée en fonctionnement. Le poids peut alors avoir la forme d'une pièce ronde dont le rayon est plus grand que le rayon des élé- ments de tourbillonnement de l'arbre à ailette Par cette mesure, on peut éviter que les pales agitatrices de l'arbre à ailette ne heurtent la paroi du récipient. Dans le même but, l'extrémité inférieure de l'arbre à ailette peut également coopérer cependant avec un guide annulaire. L'arbre à ailette peut cependant être également relié directement à un arbre de commande qui se trouve dans l'axe central du trajet circulaire et qui est formé par l'arbre de sortie de la commande qui est également disposé dans l'axe central, des moyens étant alors prévus pour faire dévier latéralement l'arbre à ailette hors de la position verticale. Par cette mesure, on obtient un agitateur parti- culièrement simple ne contenant que peu de pièces et qui, en raison de Sa position inclinée, provenant de la déviation latérale, provoque même encore un mélange plus avantageux du contenu du récipient, ceci avec une composante dirigée vers le milieu du récipient. De préférence, l'arbre à ailette peut être muni à son extrémité inférieure d'un corps de poussée qui est approprié à faire dévier latéralement l'arbre à ai- lette jusque dans la zone marginale du récipient De cette manière, la déviation est obtenue avec des moyens simples sans pièces internes en dessous du niveau de liquide du récipient. Le corps de poussée peut être formé comme un corps creux de révolution qui présente au moins approxi- mativement une forme appropriée à faire dévier le courant de pâte à papier vers l'axe de l'arbre à ailette ou à l'écart de celui-ci On obtient ainsi en même temps un guidage avantageux du courant de suspension de matière au moyen du corps de poussée. De préférence, l'arbre à ailette peut être muni d'un guide annulaire disposé au-dessus du niveau de liquide du récipient, et qui limite la déviation de l'ar- bre à ailette vers l'extérieur De cette façon, on peut produire un guidage de l'arbre à ailette le long d'un trajet circulaire sans la présence des pièces internes mentionnées dans la chambre de suspension du récipient, et on évite ainsi que l'arbre à ailette ne heurte la paroi du récipient. Dans cette forme de réalisation, l'arbre à ai- lette peut comporter dans sa zone supérieure;se trouvant au-dessus du niveau de liquide du récipient un galet tournant librement, qui roule sur le guide annulaire dis- posé également au-dessus du niveau de liquide. De préférence, l'arbre à ailette peut présenter des éléments de tourbillonnement qui ont la forme d'ai- lettes disposées en faisant un angle d'attaque par rapport à l'axe de l'arbre à ailette Ces ailettes provoquent un écoulement vertical avantageux de la suspension de matière dans le récipient le long de l'arbre à ailette et ceci en fonction de leur direction de rotation, de bas en haut ou de haut en bas. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résulteront de la description détaillée qui va suivre de plusieurs formes de réalisation, et à la lumière des dessins sur lesquels la figure l est une coupe verticale d'un réci- pient sous forme de cuve pour pâte à papier, avec une forme de réalisation de l'agitateur selon la présente invention; la figure 2 est une vue de dessus par rapport à la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1; la figure 4 est une vue d'une partie de la figure 1 avec la représentation d'une autre forme de réalisation; les figures 5 et 6 sont des coupes partielles de l'extrémité supérieure du récipient de la figure 1 avec la représentation d'autres formes de réalisation de l'agitateur selon la présente invention; la figure 7 est une coupe partielle de la figure 5 avec la représentation d'une autre forme possi- ble de réalisation du dispositif selon la figure 5; la figure 8 est une coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 7; et la figure 9 représente une coupe d'une autre forme de réalisation de la présente invention. Dans la forme de réalisation selon la figure 1, une cuve 1 est munie d'une structure d'appui 2 croisée dans laquelle se trouve un élément formant palier 3 pour un arbre central 4 tournant librement Sur l'arbre 4 est fixé un bras radial 5 Sur le bras est disposé un moteur 6 avec un mécanisme 7 dont l'arbre de sortie 8 est dirigé verticalement vers le bas Sur l'arbre de sortie 8 est suspendu, par l'intermédiaire d'un joint à cardan 10, un arbre à ailette 11 qui est muni d'éléments de tourbillonnement 12 en saillie, par exemple en forme d'ailettes. A l'extrémité inférieure, l'arbre à ailette 11 comporte un poids 13 qui a la forme d'un corps rond dont le rayon R est un peu plus grand que le rayon M des éléments de tourbillonnement 12. L'arrivée de courant au moteur 6 a lieu par un conducteur 14 par l'intermédiaire d'une tête à bague coulissante 15: Lorsque dans cette forme de réalisation, le moteur électrique 6 en fonctionnement met en rotation l'arbre à ailette Il par l'intermédiaire du mécanisme 7, il en résultefen plus du tourbillonnement de la suspension de matière se trouvant dans le récipient 1 et ayant un niveau N, un mouvement circulaire de l'arbre à ailette 11 dans le sens d'une flèche U (figure 2) autour d'un axe central A. Comme on peut le voir en particulier à la figure 1, tous les paliers du dispositif se trouvent, tout comme l'accouplement pivotant formé par le joint à cardan 10,au-dessus du niveau N de la suspension de matière dans la cuve 1. Comme déjà indiqué, le poids 13 contribue à influer sur la position verticale de l'arbre à ailette 11 Le rapport entre les rayons R et M du poids 13 et des éléments de tourbillonnement 12 empêche que l'arbre à ailette 11 avec les éléments de tourbillonnement 12 ne puisse heurter la paroi du récipient 1 A la place du poids 13 ou également avec celui-ci, on peut disposer, au voisinage de l'extrémité inférieure de l'arbre à ai- lette 11,un guide tel que celui représenté sur la figure 4. D'après cette figure, le guide contient deux rails annu- laires 16 qui coopèrent avec une extrémité inférieure en saillie de l'arbre à ailette 11 On peut éventuelle- ment n'employer seulement qu'un des rails 16. Dans la forme de réalisation selon la figure 5, le moteur de commande 6 avec le mécanisme 7 est disposé de telle manière sur la structure portante 2 que l'arbre de sortie 8 du mécanisme se trouve dans l'axe A du mouve- ment circulaire Sur l'arbre de sortie 8, on raccorde par l'intermédiaire d'un jointâcardan 20 un arbre de commande 22 qui est relié à son autre extrémité à l'arbre à ailette 11 par le joint à cardan 10 L'arbre de commande 22 comporte un galet cylindrique 23 qui roule sur un guide circulaire 24 appuyé à un support central 25 Le support 25 est fixé au fond du récipient 1 d'une manière non représentée. En fonctionnement, l'arbre à ailette 11 exécute également ici un mouvement circulaire dans le récipient 1, le galet 23 roulant alors simultanément sur le guide 24. Par ailleurs, le fonctionnement ainsi que la réalisation sont les mêmes que ceux décrits à propos des figures 1 à 4. Les figures 7 et 8 montrentsous la forme d'un secteur de la figure 5,une autre forme possible de réali- sation de l'agitateur Selon la figure 7, on fixe sur la structureportante 2 une bague d'appui circulaire 24 sur laquelle roulent deux galets 30 d'une pièce de gui- dage 31 qui présente une douille 32 dans laquelle l'arbre de commande 22 est guidé de manière à pouvoir tourner. Cette forme de réalisation a le même mode de fonctionnement que la forme de réalisation selon la figure 5 et ellea,par rapport à celle-ci, l'avantage que l'appui interne 25 peut être éliminé. Dans la forme de réalisation selon la figure 6, on a en outre l'avantage que toute la structure portante peut être absente, ce qui amène une meilleure accessibi- lité du récipient 1 Dans ce cas, on prévoit deux guides 40 ' et 41 ' concentriques par rapport à l'axe A du réci- pient Le moteur de commande 6 et le mécanisme 7 sont munis de galets 42 qui sont guidés sur l'élément de gui- dage 40 ' Sur l'arbre de sortie 8 du moteur,, se raccorde un arbre de commande 22 qui est muni d'un galet tournant 23 L'extrémité de l'arbre de commande 22 est réunie à l'arbre à ailette 11 par un joint à cardan 10. Dans l'agitateur représenté à la figure 9 du dessin, on dispose y sur un récipient 1, par exemple une cuve de machine à papier, un moteur 6 avec un mécanisme 7 sur unè structure portante 2 On suspend à l'arbre de sortie 8 du mécanisme,par l'intermédiaire d'un joint à cardan 10,l'-arbre à ailette 11 qui présente des éléments saillants de tourbillonnement 12 Les éléments 12 ont la forme d'ailettes, disposées en faisant un angle d'attaque a par rapport à l'axe de l'arbre à ailette 11. A l'extrémité inférieure de l'arbre à ailette 11, se trouve un corps de poussée 40 ayant un espace creux 41 et qui est formé comme un corps de révolution dont la configuration est appropriée à faire dévier le courant de pâte à papier vers l'axe B de l'arbre à ai- lette ou à l'écart de celui-ci Le courant est indiqué au dessin par une flèche courbée P. Au-dessus du niveau de liquide N, on fixe sur le récipient 1,sur la structure portante 2,un guide annulaire 42 sur lequel roule un galet 43 qui est fixé à l'arbre à ailette 11 Comme représenté, le galet 43 peut être formé par un roulement à billes simple. En fonctionnement, l'arbre à ailette déplace, en fonction de sa direction de rotation,la suspension de matière le long de son axe B vers le haut ou vers le bas, la suspension étant alors agitée de façon intensive. L'arbre à ailette 11 exécute alors un mouvement circu- laire autour de l'axe A de l'arbre de sortie 8 La déviation latérale, représentée à la figure, de l'arbre à ailette par rapport à la position verticale a lieu sous l'influence du corps de poussée 40 dont la force de poussée est calculée de façon correspondante en choisis- sant l'importance de l'espace creux 41 Vers l'extérieur, cette déviation latérale est limitée par le guide annu- laire 42 sur lequel roule le galet 43. Il est évident que dans le cadre de la présente invention, diverses modifications des formes de réalisa- tion décrites et représentées à titre d'exemple sont possibles On peutpar exemple dans la forme de réalisa- tion selon les figures 1 et 2, prévoir plusieurs bras radiaux 5 qui sont disposés l'un par rapport à l'autre dans des positions angulaires différentes Ainsi, on peut par exemple décaler l'un par rapport à l'autre deux bras de 180 L'accouplement pivotant 10 n'a pas besoin d'être un joint à cardan,mais peut être également une autre articulation ou éventuellement même être une pièce élastique Dans la forme de réalisation selon la figure 6, on peut prévoir éventuellement de n'avoir qu'un seul guide, qui remplace les guides 40 ' et 41 ' et qui est conformé de façon correspondante Le poids 13 à l'extrémité inférieure de l'arbre 11 peut être absent, en particulier lorsqu'un guide annulaire 16 est utilisé. REVENDICATIONS 1 Agitateur pour pâte à papier comprenant au moins unarbre à ailettes ( 11) se trouvant dans un récipient ( 1) et ayant des éléments de tourbillonnement ( 12) en saillie, l'arbre ( 11) étant muni d'une commande par moteur ( 6) par l'intermédiaire d'un arbre de commande ( 8) et tournant en fonctionnement autour d'un axe central (A) le long d'un trajet circulaire, caractérisé en ce que l'arbre à ailettes( 11) est suspendu de façon pendulaire sur son arbre de commande ( 8,-22) au moyen d'un accouplement l pivotant ( 10), en évitant la présence d'un élément formant palier à l'extrémité inférieure de l'arbre à ailette ( 11)o 2 Agitateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que dans l'axe central (A) est disposé un arbre ( 4) central tournant librement, qui est muni d'au moins un bras radial ( 5) sur lequel est disposé l'arbre vertical de commande ( 8), l'élément formant palier de l'arbre central ( 4) se trouvant alors exclusivement au-dessus du niveau de matière (N) dans le récipient ( 1) (figure 4, figure 2). 3 Agitateur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que sur le bras radial ( 5) est fixé un moteur ( 6) avec son mécanisme ( 7), dont l'arbre de sortie ( 8) constitue l'arbre de commande vertical (figures 1, 2). 4 Agitateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'arbre à ailette ( 11) est relié à un arbre de commande ( 22) qui, de son côté, est relié à un moteur ( 6) disposé dans l'axe central (A) du trajet circulaire et comportant un mécanisme ( 7) qui est disposé dans l'axe central (A) avec son arbre de sortie ( 8) (figures, 5, 7, 8). Agitateur selon la revendication 4, caracté- risé en ce que l'arbre de commande ( 22) s'appuie sur une bague support ( 24) concentrique par rapport à l'axe central (A) du trajet de rotation circulaire (figures 5, 7, 8). 6 Agitateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'arbre de commande ( 22) peut se déplacer en compagnie du moteur ( 6) le long d'au moins un guide circulaire ( 40 ', 41 ') à la périphérie du récipient ( 1) (figure 6). 7 Agitateur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que l'accouplement pivo- tant ( 10) est un joint à cardan. 8 Agitateur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que l'arbre à ailette ( 11) est muni à son extrémité inférieure d'un poids ( 13). 9 Agitateur selon la revendication 8, caracté- risé en ce que le poids ( 13) a la forme d'une pièce ronde dont le rayon (R) est plus grand que le rayon (M) des éléments de tourbillonnement ( 12) de l'arbre à ailette (figures 1, 3). Agitateur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de l'arbre à ailette ( 11) coopère avec un guide annulaire ( 16) (figure 4). 11 Agitateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'arbre à ailette ( 11) est relié directe- ment à un arbre de commande ( 8) qui se trouve dans l'axe central (A) du trajet circulaire et est formé par l'arbre de sortie ( 8) de la commande ( 7) qui est disposé égale- ment dans l'axe central (A), et en ce que des moyens ( 40) sont prévus pour faire dévier latéralement l'arbre à ailette ( 11) de sa position verticale. 12 Agitateur selon la revendication 11, caracté- risé en ce que l'arbre à ailette mité inférieure d'un corps ( 40) de poussée qui est appro- prié à faire dévier latéralement l'arbre à ailette ( 11) jusque dans la zone marginale du récipient ( 1). 13 Agitateur selon la revendication 12, caracté- risé en ce que le corps de poussée ( 40) est conformé comme un corps de révolution qui présente au moins approxi- mativement une forme qui est appropriée à faire dévier le courant de pâte à papier en direction de l'axe (B) de l'arbre à ailette ( 11) ou à l'écart de celui-ci. 14 Agitateur selon la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que l'arbre à ailette ( 11) est muni d'un guide annulaire ( 42) disposé au-dessus du niveau de liquide (N) du récipient ( 1) et qui limite vers l'extérieur la déviation de l'arbre à ailette ( 11). 15 Agitateur selon la revendication 14, caracté- risé en-ce que l'arbre à ailette ( 11), dans sa zone supé- rieure se trouvant au-dessus du niveau de liquide (N) du récipient ( 1), est muni d'un galet ( 43) pouvant tourner librement et qui roule sur le guide ( 42) annulaire disposé également au-dessus du niveau de liquide (N). 16 Agitateur selon l'une quelconque des reven- dications 11 à 15, caractérisé en ce que l'arbre à ailette ( 11) présente des éléments de tourbillonnement ( 12) qui ont la forme d'ailettes disposées en faisant un angle d'attaque (a) par rapport à l'axe de l'arbre à ailette ( 11).