Brevet FR2524824A1 — publié le 19831014

L'évolution de l'industrie de la pâte à papier ainsi que celle de la récupération de divers produits à partir de déchets, rejets ou ordures conduit à mettre au point des appareils capables de traiter les ordures ménagères, ou les papiers provenant de collectes et récupérations diverses dans lesquels la fibre recherchée se trouve mêlée à des contaminants de natures diverses (matières plastiques, agrafes métalliques, minéraux, chiffons et cordes etc.). Dans l'état actuel de la technique, il est connu de réaliser cette récupération en phase liquide en opérant une désintégration plus ou moins poussée dans des appareils verticaux ou horizontaux, continus ou discontinus, dénommés pulpeurs, défibreurs ou désintégrateurs, et qui délivrent une pâte de concentration variable contenant des polluants de toute nature; cette pâte est ensuite envoyée dans des trommels trieurs, généralement en forme de cylindre rotatif d'axe horizontal à paroi perforée qui séparent la pâte des impuretés de plus grosse dimension par tamisage de la pâte à travers les perforations; la pâte ainsi obtenue, qui peut sans difficulté être reprise par pompage, est alors envoyée vers des phases d'épuration plus fine. Les trommels trieurs connus présentent divers inconvénients. En effet, la pâte entrant dans le tambour perforé s > é- paissit aussitôt, le tambour agissant comme un filtre laissant passer l'eau et non les fibres, de sorte que, pour obtenir un résultat appréciable,il faut prévoir un tambour de grande dimension avec un rinçùge intérieur intense qui abaisse la concentration jusqu'à 1 % à 1,5 t ce qui entraîne tous les inconvénients d'une grande consommation d'eau ainsi que la nécessité de reconcentrer ensuite la pâte; et il est à remarquer que si l'on prévoit des barres internes en vue de malaxer et relever la pâte par la rotation du tambour, ce résultat n'est pas sensiblement amslioré : le colmatage du tambour n'est évité que par l'emploi de jets d'eau interne puissants qui ruissèlent et traversent les perforations sans entraîner la pâte si ce n'est au prix d'une dilution excessive, Pour remédier à ces inconvénients, le trommel trieur selon l'invention est caractérisé en ce que la paroi perforée du tambour cylindrique rotatif horizontal comporte des auges ou gouttières sensiblement parallèles à l'axe,les unes internes et les autres externes, certaines au moins de ces auges étant disposées par paires, une auge de chaque paire étant placée sur la surface interne du tambour et l'autre sur la surface externe sensiblement au même emplacement et en regard de la précédente avec laquelle elle communique par des perforations du tambour, lesdites auges étant orientées de telle sorte que leur ouverture précède leur fond dans le sens de rotation du tambour, et en ce qu'une alimentation en eau des auges externes est associée audit tambour. Grâce à l'association d'auges externes et internes l'eau est introduite modérément dans la pate avec laquelle elle se mélange très efficacement, et lorsque les auges internes laissent retomber la pâte sur la zone inférieure du trommel, celle-ci traverse les orifices du tambour sans les colmater. L'expérience montre qu'avec un tel dispositif une pâte entrant dans le tambour à l'une de ses extrémités à une concentration de l'ordre de 3 t à 5 g (30 à 50 gril de matières sèches) est rapidement triée, la p#te traversant les orifices sans les colmater, tandis que les polluants (feuilles plastiques, ficelles etc.) sont retenus et rejetés à l'autre extrémité du tambour, la concentration de la pâte sortante pouvant être maintenue aux environs de 3 t. L'invention prévoit les dispositions préférentielles suivantes 1) Les perforations sont de l'ordre de 5 mm de diamètre au moins. 2) La vitesse linéaire du tambour est de l'ordre de 5 à 20m/min. 3) Le diamètre du tambour est supérieur à 1,500 mm de l'ordre de 1.500 mm à 2.500 mm. 4) Les auges externes ont, en section, une dimension circonférentielle supérieure à leur dimension radiale. 5) Les auges internes ont, en section, une dimension radiale supérieure à leur dimension circonférentielle, 6) Les paires d'auges sont décalées d'environ 200 à 409 sur la circonférence du tambour. 7) L'alimentation en eau des auges externes est réalisée au moyen de godets montés circonférentiellement sur la paroi externe du tambour, communiquant avec les auges, et plongeant dans un réservoir dans la partie inférieure de leur parcours. 8) L'alimentation en eau des auges externes est réalisée au moyen d'ajutages ou déversoirs placés au-dessus du trajet des auges et déversant l'eau par gravité ou-pression dans les auges, des moyens de réglage du débit étant prévus. 9) Le tambour est muni, à son extrémité de sortie, de pales internes disposées en hélice ou en spirale pour faciliter la sortie des rejets. 10) Les gouttières sont légèrement inclinées vers la sortie pour faciliter la circulation dans le tambour. 11) Les gouttières sont réalisées par tronçons étagés en escalier pour faciliter l'écoulement de la pâte vers la sortie. 12) A l'entrée du tambour est prévue une zone de bain de dilution formée d'une gouttière torique coaxiale au tambour, de diamètre externe voisin de celui du tambour, solidaire de l'entrée de ce dernier et munie d'obstacles de brassage transversaux à la gouttière, une arrivée d'eau terminée par un ajutage interne dirigé vers l'intérieur de la gouttière étant associée à cette dernière. L'invention est illustrée par le dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue perspective schématique du dispositif selon l'invention La figure 2 est une variante de la figure 1, La figure 3 est une vue schématique latérale de l'appareil ; La figure 4 est une coupe selon A-A de la figure 3 La figure 5 est une variante de l'invention La figure 6 illustre schématiquement une variante de l'hélice de sortie La figure 7 est une section transversale de détail au niveau des auges 4 et 5 La figure 8 est une variante de la figure 7. En se reportant à ces figures, on voit que le dispositif selon l'invention est essentiellement constitue par un tambour cylindrique 1, d'axe horizontal 2, muni de perforations 3 ; le tambour 1 est rotatif selon l'axe 2, par exemple, par roulement sur les galets 6 (figure 3) sa paroi est munie d'auges longitudinales 4 et 5 internes et externes disposées par paires se faisant sensiblement face de part et d'autre de la paroi comme représenté, c'est-àdire avec le fond Sa d'une auge externe approximativement au niveau de l'ouverture 4b d'une auge interne (figure 8), et avec des perforations 3a dans la paroi 1 au voisinage du fond Sa de l'auge externe ou dans la partie de cette auge qui est adjacente au tambour 1, tandis qu'il n'y a pas de perforations dans la zone correspondante de l'auge 4, ou que ces perforations sont bouchées par les boulons 20 ou la paroi des auges 4. Cette disposition est la disposition préférée de l'invention ; néanmoins on peut également disposer les auges internes ou externes à l'état décalé comme représenté figure 8, la paroi du tambour 1 ne comportant pas de perforations dans la zone 18 séparant une auge interne 4 de l'auge externe 5 qui la précède dans le sens de rotation du tambour. A ce tambour est associée une arrivée d'eau externe alimentant les gouttières externes 5.Selon la figure 1, cette alimentation est réalisée par une noria de godets 7 puisant l'eau dans un réservoir 8 alimenté en 10 et la transférant dans les gouttières 5 par toute communication appropriée. Dans cet exemple, il y a un godet 7 en regard de chaque gouttière 5 et une perforation 9 à la base de chaque godet 7 qui assure le passage de l'eau dans les auges ou gouttières 5. Dans l'exemple de la figure 2, on a prévu une canalisation d'arrivée d'eau 10 au-dessus du passage des auges 5, cette canalisation étant munie d'une ou plusieurs ouvertures 11 de déversement d'eau dans les auges 5 ; une vanne 12 sert à régler le débit de l'eau ainsi déversée dans les auges 5. L'appareil selon l'invention est alimenté intérieurement en pâte provenant d'un appareil pulpeur ou défibreur, non représenté, et qui peut être directement accolé à l'entrée 13 du tambour. Il s'agira d'une pâte assez concentrée,comportant environ 3 à 5 t de matières sèches ou davantage (30 gr. à 50 gr. par litre), chargée de polluants tels que feuilles de plastique, et se présentant sous la forme d'une bouillie ou d'une purée. Le fonctionnement du dispositif est le suivant du fait de la rotation du tambour, la pâte est reprise par les auges internes 4 et soulevée pour retomber lorsque les auges internes atteignent la zone supérieure de leur parcours; les auges externes 5, au cours de cette rotation se remplissent d'eau, et cette eau est transférée dans les auges ou gouttières internes 4 par les perforations 3a du tambour, ce qui dilue légèrement la pâte. Lorsque les gouttières internes 4 sont en position haute, elles déversent la pâte ainsi diluée sur la partie inférieure du tambour et la bonne pâte traverse alors directement les perforations du tambour sans les colmater tandis que les polluants sont retenus. L'expérience montre qu'il n'est pas nécessaire de procéder à un lavage interne des perforations 3 par jets d'eau pour éviter le colmatage et que l'appareil fonctionne avec le seul apport d'eau externe.Alors que le lavage interne exige des jets puissants et un gros débit d'eau, l'addition d'eau externe par gouttières selon l'invention consomme relativement peu d'eau et ne dilue pas la pâte de façon excessive : l'augmentation de dilution est de l'ordre de i %, la pâte sortant par exemple à 4 t environ pour une pâte entrant à 3 t environ. Comme représenté, les auges 4 et 5 sont orientées en fonction du sens de rotation 14 de telle sorte que leurs ouvertures précèdent leurs fonds dans le sens du déplacement. Leurs formes pourront être très variées, néanmoins, il est préféré d'utiliser des auges 4 d'extension radiale supérieure à leur profondeur (figure 7) tandis que les auges 5 ont une profondeur ou dimension circonférentielle supérieure à leur extension radiale. Le rôle des auges 4 est en effet de relever la pâte et de l'étaler en couche relativement mince, tandis que les auges 5 doivent couvrir un certain nombre de perforations 3 pour assurer le transfert de l'eau dans les auges 4. Pour faciliter la progression de la pâte de l'entrée 13 vers la sortie 16, il est avantageux de donner une légère pente vers la sortie 16 aux gouttières 4 et 5 ou de les disposer en escalier comme représenté figure 5. Dans ce cas, si l'alimentation est faite par un système du type représenté figure 1, on prévoira de préférence autant de norias à godets 7 que de série d'auges disposées circonférentiellement. Pour faciliter la sortie des polluants, il est avantageux de disposer en 17, dans la sortie 16, des aubes ou pales en forme d'hélice ou en spirale, soit continues (figure 5) soit discontinues (figure 6). Selon l'appareil pulpeur défibreur ou désintégrateur préparant la pâte destinée au trommel selon l'invention, la pâte entrant en 13 sera à une concentration pouvant varier entre 3 t et 15 t de matières sèches. Le trommel perfectionné selon l'invention étant particulièrement adapté à traiter des pâtes à des concentrations d'environ 3 t à 5 , il est préférable de diluer les pâtes de concentration plus élevée préalablement à leur entrée dans le trommel. A cet effet, l'invention prévoit d'associer au trommel une zone d'entrée formant bain de dilution et d'homogénisation. Cette zone (figure 5) est constituée d'une gouttière torique 19 solidaire de l'entrée du tambour 1, approximativement de même diamètre externe, et munie de cloisons, obstacles ou pales de brassage 20 ; il est en outre prévu une arrivée d'eau 21 terminée par un ajutage 22 interne au dispositif et dirigé vers l'intérieur de la gouttière et vers sa partie inférieure. La pâte concentrée entrant dans le trommel trieur de l'invention est alors brassée dans la gouttière 19 et mélangée à l'eau de dilution arrivant en 22 avant de pénétrer dans le tambour perforé 1 et elle est ainsi amenée à la concentration désirable. Certaines -valeurs dimensionnelles ont également une importance notamment a) le diamètre des perforations 3 qui sera de préférence supérieur à 5 mm, la limite supérieure étant déterminée par la dimension des contaminants qu'il s'agit d'éliminer. Au-dessous de cette valeur, en effet, le rendement de l'-appareil baisse notablement. b) Le diamètre du tambour sera supérieur à 1,5 mètre et de préférence de l'ordre de 1,5 à 2,5 mètres. Le diamètre de 1,5 m fournit une hauteur de chute suffisante pour un rendement élevé. Au-dessus de 2,5 m l'appareil devient exagérément volumineux. c) La vitesse linéaire ou périphérique du tambour 1 sera de l'ordre de 5 m à 20 m/seconde. En effet, si l'appa- reil tourne trop vite la pâte ne se mélange pas convenablement à l'eau additionnelle introduite par les auges externes et il se produit des colmatages. Si l'appareil tourne trop lentement, il faut réduire le rythme d'introduction de la pâte pour éviter le bourrage. d) Les paires d'auges 4 et 5 seront décalées d'environ 200 à 400 sur la circonférence ; au-dessous de cette valeur l'espace entre paires d'auges n'est pas suffisant pour un triage efficace ; au-dessus de cette valeur, le nombre d'auges devient insuffisant pour éviter le colmatage, A titre d'exemple non limitatif, le tambour 1 pourra avoir par exemple un diamètre de l'ordre de 2 mètres pour une longueur de l'ordre de 1,50 mètre, ses perforations étant des trous de 6 mm de diamètre de 10 mm d'entraxe. La vitesse de rotation du tambour sera de 10 m/sec. à la périphérie, les paires de gouttières pourront être disposées avec un écart angulaire de 300. Un tel appareil délivre de la pâte à une concentration de 3 à 5 % environ. Bien entendu, ces dimensions varieront avec la capacité de production recherchée; mais pour obtenir la même capacité de production avec un trommel trieur de type classique, il faudrait une longueur de trommel 2 ou 3 fois supérieure et une arrivée d'eau de rinçage à débit élevée disposées à l'intérieur du tambour, la pâte obtenue voyant sa concentration abaissée à environ 1 e ou 1,5 t. Diverses modifications peuvent être apportées au dispositif sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que, la disposition préférentielle par paires de gouttières 4 et 5 se faisant face est encore respectée si les gouttières externes précèdent légèrement des gouttières 4 dans le sens de la rotation, le transfert d'eau se faisant par ruissellement le long de la paroi interne du tambour qui les sépare et qui n'est pas perforée dans cette zone 18 (figure 8). il peut également être prévu des gouttières internes 4 ou arêtes de brassage en surnombre par rapport aux gouttières externes. REVENDICATIONS 1. Trommel trieur perfectionné pour l'industrie de la pâte à papier constitué essentiellement par un tambour cylindrique rotatif (1) d'axe horizontal (2) et à paroi munie de perforations (3), caractérisé en ce que ladite paroi (1) porte des auges ou gouttières sensiblement parallèles à l'axe, les unes internes (4) et les autres externes (5), certaines au moins de ces auges étant disposées par paires, une auge de chaque paire étant placée sur la surface interne du tambour et l'autre sur la surface externe sensiblement au même emplacement et en regard de la précédente, avec laquelle elle communique par des perforations du tambour, lesdites auges étant orientées de telle sorte que leur ouverture (4b, 5b) précède leur fond (4a, 5a) dans le sens de rotation du tambour, et en ce qu'une alimentation en eau des auges externes est associée audit tambour. 2. Trommel trieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation en eau des auges externes (5) est réalisée au moyen de godets (7) montés circonférentiellement sur la paroi externe du tambour, communiquant avec les auges (5), et plongeant dans un réservoir (8) dans la partie inférieure de leur parcours. 3. Trommel trieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation en eau des auges externes (5) est réalisée au moyen d'ajutages ou déversoir (11) placés audessus du trajet des auges (5) et déversant l'eau par gravité ou pression dans les auges (5) des moyens (12) de réglage du débit étant prévus. 4. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les auges externes ont en section une dimension circonférentielle supérieure à leur dimension radiale. 5. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les auges internes ont, en section,une dimension radiale supérieure à leur dimension circonférentielle. 6. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les auges internes et externes sont décalées, la paroi du tambour (1) ne comportant pas de perforations dans la zone (18) séparant une auge interne (4) de l'auge externe (5) qui la précède dans le sens de la rotation du tambour, 7. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les paires successives d'auges (4 et 5) sont décalées d'environ 200 à 400 l'une de l'autre sur la circonférence du tambour (1). 8. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tambour est muni, à son extrémité de sortie, de pales internes disposées en hélice ou en spirale pour faciliter la sortie des rejets. 9. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gouttières sont légèrement inclinées vers la sortie pour faciliter la circulation dans le tambour. 10. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gouttières sont réalisées par tronçons étagés en escalier pour faciliter l'écoulement de la pâte vers la sortie. 11. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les perforations (3) du tambour ont un diamètre au moins égal à 5 mm. 12. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre du tambour est supérieur à 1,5 m. 13. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse linéaire de la périphérie du tambour est de l'ordre de Sm à 20m/ seconde. 14. Trommel trieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'entrée du tambour est prévue une zone de bain de dilution formée d'une gouttière (19) torique coaxiale au tambour, de diamètre externe voisin de celui du tambour (1), solidaire de l'entrée de ce dernier, et munie d'obstacles de brassage (20) transversaux à la gouttière, une arrivée d'eau (21) terminée par un ajutage interne (22) dirigé vers l'intérieur de la gouttière (19) étant associée à cette dernière.