Brevet FR2584306A1 — publié le 19870109

La présente invention concerne un dispositif de séparation d'impuretés non désirées à partir d'une suspension de pate contenant des fibres, ce dispositif présentant une fente circulaire continue, disposee entre une première et une seconde chambres, la suspension étant amenée à la première chambre par une entrée et la matière non désirée étant évacuée de cette chambre juste avant que la suspension ne s'écoule à travers la fente circulaire. La matière non désiree est évacuée vers un récipient collecteur, par l'intermédiaire d'une sortie de matière formée de fragments dispersés, ménagee dans la première chambre. Dans toutes les fabrications de pate de fibres, il existe des impuretés qui proviennent à la fois de l'extérieur et d'imperfections dans le processus de production lui-même. Les impuretés peuvent avoir une taille variant des particules de sable aux graviers, pierres, classés 6/80, parties d'électrodes de soudure et parties métalliques, en dehors des parties naturelles que la suspension peut contenir, formées de noeuds ou autres morceaux de bois. Le présent dispositif est spécialement destiné à séparer des particules et des objets d'un certain poids et d'une certaine taille, à partir de suspensions de pate de fibres qui doivent soit subir un traitement ultérieur dans des machines et un appareillage qui sont sensibles et qui peuvent être endommagés si la pate contient de tels particules ou objets, soit doivent être libérés dans la mesure la plus grande possible des impuretés non désirées, pour d'autres raisons. Les particules en tant que telles peuvent être si petites qu'elles traverseraient normalement la fente, mais de telles particules doivent être séparées grâce à l'utilisation du dispositif conforme à l'invention qui est présenté ci-dessous de manière plus détaillee. Conformément à l'invention, le dispositif de séparation de particules non désirées présentes dans une pâte de fibres, du type comprenant essentiellement un carter dans lequel est monté rotatif un arbre et qui est constitué d'une première chambre présentant une entrée pour la pâte et une sortie pour les particules non désirées, une seconde chambre présentant une sortie pour la pate dont ont été essentiellement extraites les particules non désirées, et une ouverture ménagée entre ces chambres, est caractérisé en ce qu'un disque fixe sur l'arbre est monté tournant dans l'ouverture, en formant une fente entre sa périphérie et la périphérie de l'ouverture, et en ce qu'un dispositif, disposé avant le disque, est monté rotatif en même temps que ce disque et est équipé d'organes en forme de dent qui traversent la fente suivant la direction radiale. On connaissait précédemment des dispositifs permettant de cribler une pâte de fibres et présentant une conception semblable au dispositif conforme à l'invention, c'est-à-dire avec au moins une fente circulaire continue à travers laquelle peuvent s'écouler les parties acceptées de la suspension de pate, alors que les particules non désirées ne sont pas admises. Un exemple d'un tel crible est représenté dans la brevet américain US 4.231.881. Le crible conforme à ce brevet présente deux fentes circulaires qui permettent le passage radial de la pate acceptée et dans lesquelles est placé un dispositif de nettoyage se présentant sous la forme d'un racle ou lame destiné à éjecter ou a rejeter les particules éventuellement Immobilisées dans les fentes. Le dispositif conforme à l'invention tel que décrit plus précisément cidessous, diffère de celui de ce document, entre autre du fait que la suspension de pâte ne s'écoule pas radialement vers l'intérieur, mais axialement, et que, conformément à l'invention, un dispositif rotatif en forme de roue dentée et placé avant la fente pour éjecter les particules éventuellement non désirées vers une sortie distincte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexes sur lesquels: la figure 1 représente une coupe latérale prise à travers un dispositif conforme à l'invention comportant un disque denté typique, la figure 2 représente une vue de ce disque avec ses dents, tel qu'il apparalt a partir de la droite sur la figure 1 si l'on regarde directement dans l'entrée. Le dispositif de la figure 1 est essentiellement constitué d'un carter 1 présentant une première chambre offrant une entrée 2 pour la suspension 3 et une sorite 6 pour les impuretés non désirées 7. La seconde chambre du carter présente une sortie 4 pour les suspensions 5 dont ont été extraites les particules non désirées. Un arbre 10, entrainé par un dispositif moteur Il est monté tournant a l'intérieur de ce carter. Cet arbre est porté par un dispositif de palier et étanchéité 12 et il pénètre sur une certaine distance à l'intérieur du carter. A l'extrémité la plus éloignée de cet arbre dans le carter, à la limite entre les première et seconde chambres, un disque circulaire 13 est fixé sur cet arbre, ce disque formant une fente 15 entre sa périphérie et un anneau 14 fixe dans le carter. Un peu plus loin, un disque denté de conformation spéciale 16 présentant la forme conforme à la fig. 2 est fixe sur l'extrémité de l'arbre à l'extérieur du disque 13. Ce disque 13 et le disque denté 16 sont fixe sur l'arbre d'une manière convenable à l'aide d'un dispositif 17. Une roue de pompage 18 présentant des ailes ou aubes conformées convenablement pour extraire et pomper se trouvent fixées sur l'arbre dans la seconde chambre 4 du carter. Il est représenté schématiquement audessous du dispositif un système permettant de recueillir et d'évacuer les particules étrangères non désirees et qui est constitué d'une tuyauterie 20 ayant en pratique de préférence sensiblement la même dimension que la sortie 6, une vanne 21, un récipient 22 présentant une tuyauterie de sortie 23 et une vanne 24. A la partie inférieure du récipient, on peut ajouter un liquide 26, couramment de l'eau, par l'intermédiaire d'une entrée 25, de facon à réaliser un petit écoulement de liquide vers le haut à travers le récipient 22 et la tuyauterie 20, si bien que ce système ne se trouve pas rempli de fibres provenant de la suspension et contiendra donc essentiellement les particules non désirées. La figure 2 représente la partie en forme de roue dentée 16 qui est constituée d'un certain nombre de dents 30 qui, sur leur bord d'attaque lorsqu'on regarde la direction de rotation, forment un angle A avec le bord t10 arrière de la dent précédente qui lui-même est avantageusement radial. La direction de rotation est indiquée par la flèche 31. Le trou 32 est destiné au dispositif de fixation 17. Un cercle tracé en passant par la pointe des dents, autour de l'axe de l'arbre, devrait avantageusement présenter un diamètre quelque peu plus grand que le plus petit diamètre de l'anneau 14, et un cercle tracé en passant par le creux des dents devrait avantageusement être quelque peu plus petit que le diamètre du disque 13. De cette manière, une partie du profil des dents doit apparaître dans la fente 15 située entre le disque 13 et l'anneau 14, au cours de la rotation de l'arbre et des autres parties rotatives. L'ouverture disponible pour l'écoulement de la pâte de fibres sera constituée, au sens le plus large, par l'espace ouvert existant entre les dents apparaissant dans les fentes. Sur la figure, la distance entre le disque d'entrée 16 et la bague 14 est représentée relativement plus grande qu'elle n'est en réalité, étant donné qu'il suffit que les dents du disque denté présentent un faible jeu par rapport à la surface de l'anneau 14. La dimension diamétrale de la fente ellemême peut toutefois être considérablement plus grande, par exemple 10 à 30 mm. Si l'on se reporte à la figure 2, l'angle A peut avantageusement être de à 75 , si bien que, au cours de sa rotation suivant la direction de la flèche 31, le disque denté projette de la meilleure manière les particules éventuelles non désirées qui se déplaceront en passant sur le disque denté vers l'extérieur et vers l'arrière. La suspension de pâte de fibres 3 qui s'écoule dans le dispositif à partir de la droite sur la figure 1, se trouve poussée de force vers l'extérieur jusqu'à la fente afin de la traverser. Simultanément, il est prévu pour le dispositif que la section transversale de l'entrée 2 soit considérablement plus grande que la section transversale totale de la fente, grâce à quoi, au cours de son passage, la pâte doit subir une vitesse qui va en s'accélérant, et elle se trouve également fluidisée en fonction de la concentration. Les particules non dé6siées éventuelles présentes dans l'écoulement de pâte 3, et plus particulièrement les particules les plus lourdes, ne seront pas capables d'accélérer suffisamment pour passer librement à travers la fente 15, grâce à quoi ces particules se trouveront frappées par une ou plusieurs des dents et projetées vers l'extérieur contre la périphérie du dispositif, dans la première chambre, et elles tomberont finalement, soit directement, soit après avoir été frappées par une ou plusieurs dents, dans la sortie 6 o ces particules chutent à travers la tuyauterie 20, la vanne ouverte 21 et jusque dans le récipient 22. Les particules non désirées les plus lourdes subiront un "rebondissement" plus loin et plus rapidement vers l'extérieur que les particules les plus légères. Au cours du fonctionnement, la vanne inférieure 24 est fermée. Simultanément, une quantité convenable de liquide 26 est introduite par l'entree 25 sous forme d'un léger écoulement a contre-courant à l'encontre de la matière qui tombe, et cet écoulement vers le haut devrait être suffisamment important pour que des fibres entraînées éventuelles provenant de la suspension de pate soient conduites vers le haut à travers la tuyauterie 20 et en retour jusque dans la suspension, mais cependant pas au point que la suspension de pate se trouve inutilement diluée. A intervalles convenables, les vannes sont commutées, si bien que 21 se ferme et 24 s'ouvre, de sorte que la matière non désirée quitte le dispositif, comme indiqué par la flèche 7. Au cours de l'écoulement de la pate de fibres acceptée A travers la fente 15, une certaine chute de pression surviendra pour des raisons naturelles que l'on peut toutefois compenser grâce a la rotation de la roue de pompage 18 dans la seconde chambre. De ce fait, la pression de la pate 5 quittant le dispositif peut même être quelque peu plus élevée que la pression de la pate 3 arrivant à ce dispositif. Le séparateur de matière formée de fragments dispersés fonctionne toutefois également sans la roue de pompage. Le dispositif peut fonctionner en temps que séparateur pour des particules non désirées dans une pate de fibres de faible concentration, tout aussi bien que pour une pâte dite à consistance moyenne, c'est A dire entre 5 et 15%, étant donné que la conception et la vitesse de rotation du rotor peuvent être prévues de facon que la pate soit fluidisee au cours de son trajet A travers la fente 15. Il est naturel que des particules non désirées ayant une taille supérieure A l'ouverture de la fente ne puissent pas passer à travers cette fente, mais il a été démontré au cours d'essais pratiques que des particules considérablement plus petites que l'ouverture de la fente se trouvent également séparées, par classement, d'une manière efficace, au moyen du disque denté 16 qui tourne en avant de la fente. Dans certains cas, il peut s'avérer avantageux de donner au disque denté 16 un autre agencement que celui représenté sur la figure 2, les dents pouvant par exemple être remplacées par des organes en forme de doigts inclinés, ceux-ci pouvant également être réalisés legèrement élastiques afin de réduire l'impact 2584306 plus particulièrement contre les particules plus lourdes, et à accroître simultanément l'effet de projection au cours de leur retour élastique. Le dispositif convient particulièrement pour être installé dans une ligne de soufflage provenant d'un lessiveur continu de pâte afin de séparer des particules qui peuvent créer un endommagement pour l'appareillage de traitement qui suit. Il peut en fait être réalisé pour n'importe quelle pression couramment existante supérieure à la pression atmosphérique. La vitesse normale de rotation est d'approximativement 1500 tours par minute et la taille du moteur est de 75 à kW pour des productions de pâte de 500 à 1000 tonnes/24h. existant couramment dans l'industrie. REVENDICATIONS 1. Dispositif de séparation de particules non désirées présentes dans une pate de fibres, du type comprenant essentiellement un carter dans lequel est monté rotatif un arbre (10) et qui est constitué d'une première chambre présentant une entrée (2) pour la pate et une sortie (6) pour les particules non désirées, une seconde chambre présentant une sortie (4) pour la pate dont ont été essentiel- lement extraites les particules non désirées, et une ouverture ménagée entre ces chambres, caractérisé en ce qu'un disque (13) fixé sur l'arbre est monté tournant dans l'ouverture, en formant une fente (15) entre sa périphérie et la périphérie de l'ouverture, et en ce qu'un dispositif (16), disposé avant le disque, est monté rotatif en mime temps que ce disque et est équipé d'organes en forme de dent (30) qui traversent la fente suivant la direction radiale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes en forme de dent (30) présentent leur bord d'attaque, considéré suivant la direction de rotation (31), qui est incliné par rapport au rayon, si bien que les particules qui parviennent entre les dents se trouvent projetées vers l'extérieur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dents (30) sont constituées par des organes en forme de doigts inclinés. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les doigts sont légèrement élastiques dans le plan de rotation. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale de passage de la fente (15) est considérablement plus petite que la section transversale de l'entrée (2). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'est fixé sur l'arbre et dans la seconde chambre une roue (18) présentant des ailes ou aubes permettant d'évacuer la pate de fibres nettoyée des particules non désirées. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la roue (18) présente des ailes ou aubes qui donnent à la pate de fibres une pression accrue suivant la direction d'évacuation. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes en forme de dent (30) sont conformés de facon que, et se déplacent à une vitesse telle que, la pate de fibres se trouve fluidisée et peut de la sorte traverser plus facilement la fente (15). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la concentration de la pâte de fibres se trouve à l'intérieur de la gamme de consistance moyenne de 5 à 15%.