Brevet FR2538013A1 — publié le 19840622

TAMIS A DISQUE PLAT SOUS PRESSION POUR PRODUITS DE CONS I STANCE MOYENNE La présente invention concerne un procédé et un ap- pareil pour tamisage de suspensions de consistance moyenne, en particulier d'une pâte de bois ayant une consistance d'environ 6 à 15 % de matières solides Quand on manipule la pâte de bois, il est nécessaire parfois d'enlever les éclats, les saletés et autres impuretés de la pâte Il est hautement souhaitable de pouvoir effectuer ce tamisage sans dilution de la pâte La dilution suivie d'un réépaississe- ment exige un appareillage supplémentaire coûteux et une assez forte dépense d'énergie. Selon la présente invention, on peut tamiser la pâte de bois de consistance moyenne et des suspensions ana- logues pour éliminer les éclats, les saletés et les autres impuretés sans avoir d'abord à diluer et ensuite à réépais- sir la suspension Ces résultats avantageux peuvent être obtenus par utilisation d'un appareil simple, relativement bon marché, ayant une longue durée-de service et capable d'effectuer efficacement les opérations de tamisage. Selon le procédé qui fait l'objet de l'invention, on tamise une suspension d'une matière fibreuse cellulosi- que pulvérisée ou une suspension analogue ayant une consis- tance d'environ 6 à 15 % de matières solides, de préférence, d'environ 8 à 14 % de matières solides,-pour séparer les substances à rejeter de la suspension On utilise un tamis constitué d'un plateau sensiblement plat monté dans une chambre comprenant une entrée de suspension, une sortie de suspension sur le côté du tamis opposé à celui de l'entrée de la suspension et une sortie des substances à rejeter Le procédé consiste: a) à faire passer la suspension sous pression dans la chambre; b) à effectuer la fluidisation de la suspension dans la zone du tamis, tout en maintenant la suspension sous pression; c) à obliger la suspension fluidisée à passer finalement ou bien à travers le tamis vers la sortie de la suspension, ou bien vers la sortie des -2 substances à rejeter; et d) à effectuer continuellement le passage de la suspension qui traverse le tamis à travers la sortie de suspension et le passage des substances à rejeter à travers la sortie des substances à rejeter. De préférence, on effectue la fluidisation en uti- lisant un disque monté en rotation à côté du tamis et en faisant tourner ce disque à grande vitesse (par exemple 1500 tours/minute) De préférence, on admet la suspension dans la chambre le long de l'axe de rotation du disque, le tamis étant annulaire et entourant l'entrée La sortie de la suspension et la sortie des substances à rejeter peuvent être toutes deux radiales. Une seconde chambre ayant des composants identiques peut être prévue en liaison avec la première chambre Dans un tel cas, la sortie des substances à rejeter de la secon- de chambre communique avec l'entrée de-la suspension dans la première chambre, et la sortie de la suspension de la première chambre comprend l'entrée de la suspension dans la seconde chambre Si on le désire, on peut également prévoir plusieurs chambres supplémentaires. Un appareil, selon la présente invention, peut com- prendre un tamis annulaire sous forme d'un plateau sensible- ment plat monté dans une chambre fermée Une entrée à la chambre est sensiblement concentrique avec le tamis, et une sortie de suspension de la chambre est sur le côté du tamis opposé à celui de l'entrée Un disque comprenant une pre- mière et une seconde faces est monté de manière à être pa- rallèle au tamis et seulement très peu espacé axialement de celui-ci. La première face du disque présente une série d'ai- lettes montées sur lui et s'étendant à peu près radialement à partir du disque, chaque ailette ayant une partie termi- nale disposée radialement vers l'extérieur depuis la péri- phérie du disque Une sortie pour les substances à rejeter s'étend radialement vers l'extérieur depuis la chambre à côté de la périphérie du disque. -3- Il est fréquemment souhaitable d'assurer la remise en circulation d'une certaine quantité des substances à re- jeter, afin de réduire le gradient de la consistance à par- tir de l'entrée de la suspension et jusqu'à la sortie des substances à rejeter Dans ce but, on peut pratiquer une série d'ouverturesdans le disque à côté de son centre, les ouvertures étant sur la même ligne que l'entrée de la sus- pension Une série de pales de turbine peuvent être montées sur la seconde face du disque, dans une direction sensible- ment radiale et en-dedans de la périphérie du disque pour faciliter la remise en circulation. L'invention a pour but principal d'assurer l'enlè- vement efficace des éclats, des saletés et des matières analogues à rejeter à partir de suspensions de matières fi- breuses cellulosiques pulvérisées ou similaires d'une con- sistance moyenne. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre en regard des dessins annexés, sur lesquels: Za figure 1 est une vue de côté, partiellement en coupe transversale et partiellement en élévation, d'un ap- pareil typique de tamisage selon l'invention la figure 2 est une vue en plan observée dans le sens des flèches 2-2 de la figure 1, du disque rotatif dans l'appareil de la figure 1 Za figure 3 est une vue en plan du disque de la figure 2 en regardant la face opposée de celui-ci (suivant les flèches 3-3 de la figure 1); et Za figure 4 est une vue schématique de côté, par- tiellement en coupe transversale et partiellement en éléva- tion, d'un appareil typique de tamisage à deux stades selon la présente invention. Un appareil typique de tamisage, selon l'invention, est désigné par la référence d'ensemble 10 sur la figure 1. L'appareil 10 comprend une chambre de tamisage 12 définie par une enceinte 14, l'enceinte 14 et la chambre 12 étant, -4- de préférence, de section transversale circulaire Une en- trée de suspension 15 sert à introduire une suspension dans la chambre 12 Une sortie de suspension 16 s'étend radiale- ment vers l'extérieur depuis l'enceinte 14 et une sortie 17 de substances à rejeter s'étend également radialement vers l'extérieur à partir de l'enceinte 14 La suspension est maintenue sous pression dans la chambre 12 et on peut faci- liter cet établissement de pression en donnant à l'entrée une surface de section transversale plus grande (par ex- emple de 25 cm de diamètre) que les surfaces des sections transversales combinées de la sortie de suspension 16 (par exemple 10 cm de diamètre s'évasant vers l'extérieur jusqu'à un diamètre de 20 cm) et de la sortie des substances à re- jeter 17 (par exemple 7,5 cm de diamètre) Une contre-pres- sion est également établie par des soupapes de commande et des canalisations fixées à la sortie de suspension 16 et à la sortie des substances à rejeter 17. A l'intérieur de la chambre 12, est monté un tamis annulaire sous forme d'un plateau sensiblement plat 18 pou- vant présenter une grande variété d'ouvertures de tamisage. Par exemple, la surface de tamisage peut être constituée par des trous percés ou poinçonnés ou encore par des fentes usinées, telles que les fentes radiales minces usinées 19 que l'on voit sur la figure 1 De préférence, le tamis 18 est construit de manière à-pouvoir supporter une différence importante de pressions (par exemple A P = 2,1 kg/cm 2) Des bagues de support 20 ou des organes analogues sont montés, de préférence, en position fixe dans la chambre 12 (par ex- emple par soudage à l'ajutage d'entrée 15 et à la périphé- rie de l'enceinte 14) pour constituer des moyens de montage du tamis 1 S Des boulons 21 ou des éléments analogues peu- vent servir à relier le tamis 18 aux bagues dé montage 20, le tamis 18 étant monté de façon à en permettre un rempla- cement facile Bien entendu la sortie 16 de la suspension est sur le côté du tamis 18 opposé à celui comprenant l'en- trée 15 de la suspension. -5- Egalement à l'intérieur de la chambre 12, est monté un disque 23 Ce disque 23 est monté de façon à être sensi- blement parallèle au tamis-18 et, de préférence, à être ro- tatif autour d'un axe comprenant la ligne centrale de l'en- trée 15 de la suspension Un arbre 25, des paliers 26 et une collerette 27 de montage de l'enceinte constituent une partie des moyens de montage du disque 23 dans la chambre 12 en vue de la rotation autour de son axe De préférence, l'axe est horizontal bien qu'il puisse avoir l'une quelcon- que des orientations très variées, le fonctionnement de l'appareil 10 n'étant pas tributaire de l'orientation en ce qui concerne la force de gravitation Une source d'énergie classique (non représentée) est en liaison de fonctionnement avec l'arbre 25 pour effectuer une rotation à grande vitesse du disque 23 (par exemple 1500 t/mn), la vitesse de rota- tion étant suffisante pour fluidiser la suspension admise dans la chambre 12 même si la consistance de cette suspen- sion est de 6 à 15 % environ de matières solides. Le disque 23, comme on le voit plus clairement sur la figure 2, comprend une première face 29 la plus proche du tamis 18, qui comprend une série d'ailettes 30,-31 mon- tées sur ce tamis Les ailettes 30, 31 s'étendent d'une fa- çon sensiblement radiale (de préférence elles sont en arc de cercle) et au moins certaines des ailettes ont des par- ties terminales (voir les parties terminales 30 ' et 31 ' sur la figure 2) qui s'étendent radialement vers l'extérieur depuis la périphérie 32 du disque 23 Des boulons de monta- ge 34 peuvent assurer le montage des ailettes 30 et 31 sur la face 29 Les ailettes 30 et 31 produisent des impulsions de pression et/ou de la turbulence dans la suspension pen- dant sa progression entre le tamis fixe 18 et le disque rotatif 23, ce qui oblige une partie de la suspension à traverser les fentes 19 dans le tamis 18 et rejoindre en- suite la sortie 16 de la suspension, alors que le restant de la matière de suspension (les substances à rejeter) est obligé de passer radialement vers l'extérieur en direction -6- de la périphérie de l'enceinte 14 En étendant les parties ' et 31 ' essentiellement à la périphérie intérieure de l'enceinte 14 et à une position adjacente à la sortie 17 des substances à rejeter, on maintient la suspension à l'état fluidisé pendant toute la-durée du déplacement depuis l'entrée 15 jusqu'à la sortie 17 des substances à rejeter. Le disque 23 présente également une ouverture cen- trale 33 avec une rainure de clavette 35 pour recevoir l'arbre 25 et une clavette associée à l'arbre 25 Des moyens sont également prévus pour définir une série d'ouvertures 36 dans-une partie centrale du disque 23 autour de l'ouver- ture 33 Les ouvertures 36 sont disposées radialement vers l'intérieur de la partie la plus radialement intérieure des ailettes 30 et 31 Les ouvertures 36 permettent également la remise en circulation d'une certaine quantité de la subs- tance à rejeter, comme on le verra plus loin. La seconde face du disque indiquée par 38 à l'opposé de la première face 29 apparaît clairement sur la figure 3. Cette face comporte une série de pales ou ailettes de tur- bine dirigées à peu près radialement 40 Les ailettes 40 peuvent être recourbées en arc à peu près de la même façon que les ailettes 30 et 31 et des boulons communs 34 de mon- tage peuvent être prévus pour monter les pales 40 et les ai- lettes 30, si on le juge utile De préférence, les pales 40 s'étendent de façon à rester en-dedans de la périphérie 32 du disque 23 et leurs parties les plus radialement inté- rieures ne s'étendent pas autant radialement vers l'inté- rieur que les ouvertures 36 de remise en circulation des substances à rejeter. On va maintenant étudier le fonctionnement du mode de réalisation des figures 1 à 3 Lors du fonctionnement de l'appareil 10 des figure-s 1 à 3, une pate de bois ou une suspension analogue d'une consistance d'environ 6 à 15 % est envoyée dans le -sens de la flèche horizontale sur la fi- gure 1 dans l'entrée 15 de la suspension Le disque 23 tour- ne à grande vitesse et effectue la fluidisation de la pâte, -7- qui s'écoule radialement vers l'extérieur dans la chambre 12 entre le tamis 18 et le disque 23 Les ailettes 30 et 31 produisent des impulsions sous pression et/ou une turbulen- ce, de sorte que la pâte fluidisée est obligée de traverser les fentes 19 du tamis et finalement aboutir à la sortie 16 de la pâte, alors que les particules plus lourdes, les éclats, les saletés et les matières similaires à rejeter doivent être dirigés radialement vers l'extérieur (mais pas directement contre la face du tamis 18), la suspension con- tenant les matières à rejeter étant maintenue à l'état flui- disé pratiquement sur tout le trajet jusqu'à la sortie 17 des substances à rejeter. Une certaine partie des substances à rejeter est intérieurement recyclée pour réduire le gradient de consis- tance depuis l'entrée 15 jusqu'à la sortie 17 des substan- ces à rejeter Les pales de turbine 40 balaient la chambre des substances à rejeter (la surface sur le côté du disque 23 opposé à l'entrée 15) pour maintenir la zone des subs- tances à rejeter dans un état actif et pour fournir une pression supplémentaire pour forcer les substances à reje- ter hors de la sortie 17 et pour faciliter une cefrtaine re- mise en circulation Les ouvertures 36 permettent à une cer- taine proportion de la substance à rejeter de traverser le disque 23 pour aboutir à la face avant de celui-ci, en vue d'un mélange avec la suspension dans l'entrée 15 et un nou- veau passage entre le tamis 18 et le disque 23. Dans le mode de réalisation représenté sur la figu- re 4, deux unités de tamisage selon l'invention sont en li- aison de fonctionnement Alors que deux unités seulement de ce type sont représentées en liaison de fonctionnement, on pourrait connecter de façon fonctionnelle un nombre quelcon- que de telles unités Sur la figure 4, les structures qui correspondent à celles sur les figures 1 à 3 portent les mêmes références numériques précédées d'un " 1 " et les struc- tures de la seconde unité de tamisage dans le mode de réa- lisation de la figure 4 sont indiquées par la même référen- ce numérique que dans le premier mode de réalisation mais en les faisant précéder du chiffre " 2 " au lieu du chiffre Dans le mode de réalisation selon la figure 4, la suspension passe dans l'entrée 115 par les zones ouvertes définies entre les croisillons 48 fixant le disque 123 à l'arbre rotatif 125 Les ailettes 130 sont prévues sur la face du disque 123 opposée à l'entrée 115, le disque 123 étant essentiellement parallèle au tamis 118 dans lequel sont pratiquées des fentes 119 Le tamis annulaire 118 pré- sente un agencement intérieur de portée 50 pour recevoir l'arbre 125, le tamis 118 restant fixe pendant que l'arbre tourne par rapport à celui-ci La suspension ne peut pas s'écouler au-delà de l'agencement de portée 50 mais doit s'écouler soit par les fentes 119 dans le tamis 118, soit par la sortie 117 des substances à rejeter. La sortie 116 de la suspension constitue l'entrée de suspension pour la chambre de tamisage suivante qui com- prend un tamis 218 présentant des fentes 219, un disque 223 monté par des bras de croisillon 248 sur l'arbre rotatif 125 et ayant des ailettes 230 sur le di-sque, une sortie 217 pour les substances à rejeter et une sortie 216 pour la suspen- sion La sortie 217 pour les substances à rejeter est en liaison de fonctionnement avec l'entrée 115 de la première chambre de tamisage Si on le désire, la sortie 216 pourrait être en liaison de fonctionnement avec l'entrée d'une cham- brle suivante de tamisage et la sortie des substances à re- jeter de ladite chambre suivante pourrait être reliée à l'en- trée 116 de la seconde chambre. On voit que selon la présente invention, on dfspose d'un procédé d'un appareil simples mais pourtant efficaces pour tamiser des suspensions d'une consistance moyenne. Il va de soi qu'on peut apporter diverses modifica- tions aux modes de réalisation qui *ont été décrits sans sor- tir pour cela du cadre de l'invention. 99- REVENDICATIONS 1. Appareil pour tamiser une suspension comprenant un tamis annulaire sous forme d'un plateau sensiblement plat ( 18); une chambre fermée première et une seconde faces, caraetérisé en ce que la pre- mière face du disque ( 23) présente une série d'ailettes ( 30, 31) montées sur le disque et s'étendant à peu près ra- dialement à partir de celui-ci, au moins certaines ailettes ayant une partie terminale disposée radialement vers l'exté- rieur depuis la périphérie de ce disque ( 23); des moyens pour monter ce disque en rotation dans ladite chambre, le disque étant sensiblement parallèle au tamis et lesdites ailettes étant espacées d'une petite distance axiale du ta- mis, ladite sortie ( 17) pour les substances à rejeter s'éten- dant radialement vers l'extérieur de la chambre et en posi- tion adjacente à la périphérie du disque. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour définir une série d'ouvertures ( 36) dans le disque à côté de son centre. 3 Appareil selon la revendication 2, caractériesé en ce que les ouvertures dans le disque sont en alignement avec ladite entrée de la suspension. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ouvertures dans le disque sont toutes radia- lement à l'intérieur des parties des ailettes les plus ra- dialement intérieures, et en ce qu'une série de pales de turbine sont montées sur la seconde face du disque et s'éten- dent à peu près radialement. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites pales de turbine sont en dedans de la périphérie du disque et lesdites ouvertures dans le disque -10 - sont radialement à l'intérieur des parties le plus radia- lement intérieures desdites pales de turbine - 6. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la chambre constitue une première chambre, le tamis cons- titue un premier tamis ( 118) et le disque constitue un pre- mier disque ( 123), caraetérisé en ce qu'il comprend une se- conde chambre; un second tamis ( 218) sous forme d'un pla- teau plat; des moyens pour monter le second tamis dans la seconde chambre à peu près parallèlement au premier tamis; la sortie ( 116) de suspension de la première chambre cons- tituant une entrée de suspension dans la seconde chambre; une sortie ( 216) de suspension de la seconde chambre;-une sortie ( 217) de substances à rejeter de la seconde chambre, ladite sortie étant en communication avec l'entrée de sus- pension dans la première chambre; et des moyens pour mon- ter le second disque de manière qu'il soit sensiblement parallèle au second tamis et adjacent à ce second tamis. 7. Appareil selon la revendication 1, cazactéx Zsé en ce que le tamis est sensiblement vertical, l'axe de ro- tation du disque est sensiblement horizontal et l'entrée présente une surface de section transversale plus grande que les surfaces des sections transversales combinées des sorties. 8. Procédé pour tamiser une suspension ayant une consistance d'environ 6 à 15 % de matières solides, pour séparer les substances à rejeter de la suspension, et uti- lisant un tamis fixe sous forme d'un plateau sensiblement plat monté dans une chambre ayant une entrée pour la sus- pension, un disque rotatif monté de façon tournante à côté du tamis, une sortie de suspension sur le côté du tamis op- posé à celui de l'entrée de la suspension et une sortie pour les substances à rejeter, ce procédé consistait à fai- re passer la suspension dans la chambre sous pression et à l'obliger soit à passer à travers le tamis soit à être dé- chargée comme substance à rejeter, caractérise en ce qu'il consiste à effectuer la fluidisation de la suspension sur 11 - la surface du tamis tout en maintenant la suspension sous pression grâce à une rotation à grande vitesse du disque; à obliger la suspension fluidisée finalement à passer soit à travers le tamis vers -la sortie de la suspension soit vers la sortie des substances à rejeter; et à effectuer continuellement le passage de la suspension qui traverse le tamis vers la sortie de la suspension et de la substance à rejeter vers la sortie des substances à rejeter. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on remet en circulation une portion de la matière séparée à rejeter vers une partie centrale du disque, pour un écoulement à l'état fluidisé au-delà du tamis, grâce à la présence d'une série de trous dans la partie centrale du disque et à la présence de nervures de turbine sur le côté du disque opposé au tamis. 10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la chambre constitue une première chambre, caractérisé en ce qu'on envoie la suspension ayant passé à travers le ta- mis de la première chambre vers une seconde chambre compor- tant un second tamis sous forme d'un plateau sensiblement plat; on effectue la fluidisation de la suspension dans la seconde chambre et on l'oblige soit à traverser le second tamis au sein d'un courant de suspension de sortie soit à rejoindre un second courant de substances à rejeter; et on remet en circulation la suspension du second courant des substances à rejeter pour retour à l'entrée de la suspen- sion dans la première chambre de suspension.