Brevet FR2557024A1 — publié le 19850628

L'invention se rapporte à un procédé pour éliminer du liquide d'une pulpe ou d'une bouillie contenant des substances sèches et du liquide selon lequel la pulpe est comprimée entre des fils pendant que ces derniers passent à travers des zones d'écrasement entre des cylindres en rotation. Un contact sensiblement linéaire avec les cylindres est créé dans les zones d'écrasement. L'invention s'applique aussi à une machine pour éliminer du liquide d'une pulpe ou d'une bouillie contenant des substances sèches et du liquide. La machine a des fils qui sont dirigés ensemble à travers des zones d'écrasement entre des cylindres en rotation. Il existe déjà un procédé de compression selon tequel le cylindre de pression d'une paire de cylindres d'écrasement est poussé en direction de l'arbre du cylindre fixe en position et perpendiculairement à la couche de pulpe. La couche de pulpe s'incurve sur le cylindre fixe avant l'écrasement. La course de déplacement du cylindre de pression est dirigée vers te centre du cylindre fixe et analogue à une circonférence lorsqu'un système à leviers est utilisé. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que le cylindre de pression est poussé entre deux cylindres montés fixes en position, contre ces derniers, et de cette façon une paire de zones d'écrasement est créée entre le cylindre de pression et les deux cylindres fixes. La machine conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un cylindre de pression qui peut être poussé entre deux cylindres montés fixes en position, contre ces derniers. Dans le procédé de l'invention le cylindre de pression est poussé comme un coin entre deux cylindres fixes. En controlant la direction de la force de pression exercée sur le cylindre de pression on peut diviser cette force en une force plus forte dans une zone d'écrasement de la paire des zones d'écrasement que dans l'autre zone. La série des zones d'écrasement peut facilement être augmentée. En ajoutant un cylindre fixe et un cylindre de pression de façon que ce dernier entre comme un coin entre te précédent cylindre fixe et le nouveau cylindre fixe, on crée deux zones additionnelles d'écrasement, c'est-à-dire une paire de zones d'écrasement. Une surface propre à l'exercice de la force peut être ajusteé pour chaque paire de zones d'écrasement. Quand on prevoit un entraînement en rotation sur les cylindres fixes chaque zone d'écrasement peut avoir un entraînement et de grandes forces d'écrasement peuvent être utilisées sans accroissement de la force de traction du fil. Pour l'élimination du liquide, le procédé a en plus l'avantage de plisser circulairement la couche de pulpe entre chaque opération d'écrasement, ce qui provoque un déplacement de manière circulaire des fils des uns par rapport aux autres -et une pression due à la contrainte des fils qui empêchent L'eau de retourner dans la couche de pulpe. Avec le mode d'écrasement conforme à l'invention, il est possible aussi de créer quatre zones d'écrasement réglables sur quatre cylindres. La machine a alors deux cylindres fixes et deux cylindres de pression poussés sur des côtés opposés des cylindres fixes. Après la pre mièvre paire de zones d'écrasement, la couche de pulpe tourne de 1800 autour du cylindre fixe. Les avantages de l'invention sont les suivants - plusieurs zones d'écrasement peuvent être placées avan tageusement dans un faible espace, - toutes les forces d'écrasement peuvent être facilement ajustées et choisies. La force de pression peut être aug mentée de sorte qu'elle est toujours plus grande dans la zone d'écrasement suivante que dans la zone précédente. Le processus de compression peut commencer avec une for ce plus faible auquel cas il n'existe aucun danger que la bouillie peu consistante soit extrudée entre les fils. A la fin du démarrage de grandes forces peuvent être uti lisées pour éliminer le liquide aussi bien que possible, - des forces d'écrasement importantes sont possibles à cau se de l'entraSnement de lacouche de pulpe (fil) dans les zones d'écrasement sans accroissement de la force de trac tion agissant sur le fil, - la compression continue due à la contrainte des fils, dans la couche de pulpe aussi entre les zones d'écrasement, empêche le liquide exprimé dans les zones d'écrasement d'imbiber à nouveau la couche de pulpe, - le plissement cylindriquement de la couche de pulpe et le mouvement de genre circulaire de ses surfaces l'une par rap port à l'autre toujours avant la prochaine zone d'écra sement ouvrent de nouveaux canaux pour le liquide rendant la déshydratation plus efficace. On expliquera maintenant ci-dessous liinven- tion en détail en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une représentation schématique d'une paire de zones d'écrasement vue de l'extrémité des cylindres, La figure 2 est une représentation schematique de plusieurs paires de zones d'écrasement vues de l'extrémité des cylindres, La figure 3 est une représentation schématique d'un système de quatre zones d'écrasement et de quatre cylindres vu de l'extrémité de ces derniers, La figure 4 montre une machine à zones d'écrasement réalisées au moyen d'un mécanisme à bras oscillant, La figure 5 montre la machine de la figure 4 vue de dessus. La figure 1 permet d'expliquer le principe d'une paire de zones d'écrasement selon l'invention et donne un exemple de division de la force : un cylindre de pression 1' est poussé avec une force F comme un coin entre deux cylindres fixes 2',2", de sorte qu'un contact Linéaire est créé avec ces deux cylindres fixes 2',2", faisant appa raire une paire de zones d'écrasement. Des composantes FN1 et FN2 de la force F agissent comme des forces d'écrasement dans ces zones.Quand on controle La direction de la force de pression F sur le cylindre de pression, on peut diviser la force en une force FN2, agissant dans une zone d'écrasement de la paire de zones d'écrasement, plus grande que L'autre force FN1. Des fils 11 et une couche de pulpe contenue entre eux passent à travers les deux zones d'écrasement. La figure 2 montre comment la série des zones d'écrasement peut faciLement être augmentée. Quand on ajoute un cylindre fixe 2 et un cylindre de pression 1" de façon que ce nouveau cyLindre de pression 1" entre comme un coin entre l'ancien et le nouveau cylindre fixe 2",2"', on fait apparaître deux zones d'écrasement suppLémentaires. Des forces F1, F2 et F3 agissent sur les cylindres de pression. Ces forces sont divisées en composantes FN1 et FN2, FN3 et FN4, FN5 et FN6. Une surface propre à chaque force peut être ajustée pour chaque paire de zones d'écrasement. Sur la figure 3 on peut voir une disposition de cylindres qui donne naissance à quatre zones d'écrasement ajustables sur quatre cylindres ; deux cylindres fixes 2',2" et deux cylindres de pression 1',1" poussés sur des côtés opposés des cylindres fixes. Après ta première paire de zones d'écrasement la couche de pulpe tourne de 1800 autour d'un cylindre fixe 2" ou, autrement dit, tourne par rapport à sa direction Des composantes Fin1, FN2, FN3, FN4 de la force agissent dans les zones d'écrasement. L'ensemble du montage nécessite seulement un très faible espace. Sur les figures 4 et 5 on peut voir une machine dans laquelle une force de pression F et la relation mutuelle des forces d'écrasement FN1 et FN2 peuvent être ajustées au moyen d'un mécanisme à bras oscillant. Un cylindre de pression 1 a été monté dans des paliers à une extrémité d'un levier 3. L'autre extrémité du levier 3 se divise en deux branches sur les deux côtés d'une douille de réglage 5 et chaque branche a été montée avec des coussinets reliés au point 4 à des goupilles. de la douille de réglage 5, et un point d'articulation 6 a été créé. Une force de pression F est transmise au point d'articulation 6 à partir d'un moteur, par exemple d'un vérin 7, par l'intermédiaire d'un bras oscillant 8 dont le point de support 9 se trouve entre le vérin 7 et le point d'articulation 6 et aussi près que possible de ce dernier. Quand on tourne une vis de réglage 10 ia douille de réglage 5 glisse en provoquant une extension du bras oscillant 8, de sorte que l'emplacement du point d'articulation 6 peut être réglé à des distances différentes du point de support 9. Le bras 8 est articulé avec le vérin 7. Quand on agence ce montage du bras pour que le centre du cylindre de pression 1 et ie point d'articulation 6 du levier 3 se trouvent au milieu des deux cylindres fixes 2 et sur la perpendiculaire à la ligne qui réunit Les centres de ces deux cylindres fixes 2, on crée la même force d'écrasement (FN1 = FN2) dans les deux zones d'écrasement. En ajustant la position du point d'articulation 6 à l'aide de la vis de réglage 10 pour qu'il soit plus proche du point de support 9, on augmente la force d'écrasement FN2 du côté du point de support par rapport à L'autre côté. La distance entre le point d'articulation 6 et le point de support 9 est diminuée en même temps de sorte que la force de poussée augmente sans contrôle du vérin 7. Une surface convenable de pression peut être réglée au moyen de ce vérin 7.Il existe un équipement correspondant aux deux extrémités du cylindre de pression 1. En faisant pivo ter le bras 3 on arrive à ce que le cylindre de pression 1, qui semble flotter librement, aille toujours contre les cylindres 2 indépendamment de la direction de la force de poussée F. Les cylindres peuvent être soit des cylindres lisses soit des cylindres à surfaces perforées. IL a été constaté, par des essais, comment différents paramètres en rapport avec l'invention affectent la Siccité finale de la pulpe. En regardant les résultats qui suivent des essais on doit se souvenir que chaque pourcentage additionnel gagné sur la siccité finale de la pulpe a une importance économique. Comme machine d'essai on a utilisé un montage à quatre zones d'écrasement sur quatre cylindres ; deux cylindres fixes 2 et deux cylindres de pression 1 (voir La figure 3). Une précompression avant les zones d'écrasement a été effectuée par plissement de la couche de pulpe dans des directions différentes, premièrement avec le plus-gros cylindre et ensuite avec le plus petit. La compression préalable a été 0,3...0,7 bars. La bouillie qui a été pressée était une bouillie perdue provenant d'une fabrique de pulpe et de papier et d'une installation d'écorçage. ESSAI 1 Effet du changement de direction de la force de pression F1 de la première paire de zones d'écrasement. Les paramètres suivants ont été tenus constants : - vitesse de la couche de pulpe 3 m/mn - consistance à L'entrée environ 2 % de substan ce sèche - largeur de la couche de pulpe - épaisseur de la couche de pulpe à L'entrée - contrainte sur les fils 7 kg/cm (largeur de fil) - forces sur la seconde paire de zones d'écrasement : FN = 70 kg/cm FN = 105 kg/cm - force de pression F1 du vérin 7 de la première paire de zones d'écrasement a été modifiée : - la direction de la force de pression F1 de la première paire de zones d'écrasement. Résultats 1. Force d'écrasement FN1 kg/cm 71 71 70 2. Force d'écrasement FN2 kg/cm 97 101 105 - Sissité finale de la pulpe en pourcentage de substance sèche 40,3 43,5 43,9 Appréciation du résultat : Un minime accroissement de la force FN2 de la seconde zone d'écrasement a un effet essentiel sur la siCcité finale de la pulpe. ESSAI 2 Effet du changement de direction de la force de pression F2 de la seconde paire de zones d'écrasement. Les paramètres suivants ont été tenus constants : - vitesse de la couche de pulpe 2 m/mn - consistance à l'entrée environ 20 % de subs tance sèche - largeur de la couche de pulpe - épaisseur de la couche de puLpe à L'entrée - contrainte des fils 6 kg/cm - forces de la première paire de zones d'écrasement (sensiblement constantes) a été modifiée - la direction de La force de pression F2 de La seconde paire de zones d'écrasement. Résultats 1. Force d'écrasement FN1 kg/cm 75 80 2. Force d'écrasement FN2 kg/cm 100 106 3. Force d'écrasement FN3 kg/cm 75 78 4. Force d'écrasement FN4 kg/cm 103 115 - Siccité finale de la couche de pulpe en pourcentage de substance sèche 42,3 43,8 Appréciation du résultat L'augmentation de la force FN4 de la quatrième zone d'écrasement provoquée par le réglage de la direction de la force de pression F2 de la seconde paire de zones d'écrasement augmente sensiblement la siccité finale de la pulpe. ESSAI 3 Effet du changement de La force de pression F1 de la première paire de zones d'écrasement. Les paramètres suivants ont été tenus constants - vitesse de la couche de pulpe 2 m/mn - consistance à L'entrée environ 22 % de subs tance sèche - largeur de la couche de pulpe - épaisseur de la couche de pulpe à l'entrée - contrainte des fils 6 kg/cm - la direction de- la force de pression F1 de la première paire de zones d'écrasement - forces de ta seconde paire de zones d'écrasement FN3 = 73 kg/cm FN4 = 108 kg/cm a été modifiée : - la force de pression F1 de la première paire de zones d'écrasement. Résultats : 1. Force d'écrasement FN1 35 52 60 75 2. Force d'écrasement FN2 51 70 85 103 - Siccité finale de la couche de pulpe en pourcentage de matière sèche 40,2 40,7 41,5 41,8 Appréciation du résultat L'augmentation de la force de pression F1 de la première paire de zones d'écrasement a un effet sur la Siccité finale de la pulpe. Résumé des essais 1 à 3 : Tous les réglages des forces d'écrasement en rapport avec l'invention et le nombre des zones d'écrasement ont un effet sur la siccité finale de la pulpe. REVENDICATIONS 1. Procédé pour extraire du liquide d'une pulpe ou d'une bouillie contenant des substances sèches et du liquide selon lequel la pulpe est pressée entre des fils (11) quand ceux-ci passent à travers des zones d'écrasement entre des cylindres en rotation (1, 2), avec un contact linéaire entre les cylindres dans les zones d'écrasement, un cylindre de pression (1) étant poussé entre deux cylindres montés fixes en position (2), contre eux, et créant ainsi une paire de zones d'écrasement entre le cylindre de pression et les deux cylindres fixes, caractérisé en ce qu'on règle la direction de la force de pression (F) du cylindre de pression (1) de façon que cette force se divise dans une zone de pression de la paire de zones de pression en une force (FN2) plus grande que l'au- tre force (FNl) de l'autre zone d'écrasement. 2. Machine pour extraire du liquide d'une pulpe ou d'une bouillie contenant des substances sèches et du liquide, comprenant des fils (11) qui sont conduits ensemble à travers des zones d'écrasement entre des cylindres en rotation (1, 2), avec un cylindre de pression (1) qui peut être poussé entre deux cylindres (2) montés fixes en position, contre eux, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen de poussée par lequel la force de pression (F) peut être dirigée de telle sorte que la force (FN2) avec laquelle le cylindre de pression (1) est poussé contre un cylindre monté fixe (2") est supérieure à la force (FN1) avec laquelle il est poussé contre l'autre cylindre monté fixe (2'). 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en plus des trois cylindres (1', 2', 2") un ou plusieurs autres cylindres montés fixes en position (2''', 2'''') et des cylindres de pression (1", 1''') en quantité correspondante dont chacun peut être poussé entre deux cylindres montés fixes en position (2), contre eux, et en ce que les deux forces de la paire de zones d'écrasement de chaque cylindre de pression (1) sont convenablement choisies. 4. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en plus des trois cylindres (1', 2', 2") un cylindre de pression (1") qui peut être poussé entre les deux cylindres montés fixes en position (2', 2"), contre eux, sur le côté opposé du cylindre de pression existant (1'), de sorte que les fils (11) sont conduits à travers quatre zones d'écrasement et que leur direction change de 180C entre la première et la dernière zone d'écrasement. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'un mécanisme d'entrainement est accouplé aux cylindres montés fixes en position (2). 6. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'un levier (3) est fixé à l'arbre du cylindre de pression (1) et l'autre extrémité de ce levier est articulée avec un bras (8) qui est articulé avec un vérin (7) et avec le bâti de la machine (9). 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que la distance entre le point de montage (6) du levier (3) et le point de support (9) du bras (8) est réglable.