Brevet FR2579113A1 — publié le 19860926

L'invention concerne un broyeur du genre décrit dans le brevet européen EP 0073609. Pour assurer la vidange de broyeurs de ce type, c'est-à-dire pour en éliminer les impuretés les plus grossières sans interrompre le fonc- tionnement du broyeur, on a imaginé de relier au broyeur un appareil destiné à opérer en tant qu'ensemble de circulation et de transport, ce qui engendre un courant de matière fortement chargé en impuretés en direction du broyeur, avec interposition d'un dispositif de tamisage dans le cir- cuit. Dans ce dispositif, les impuretés les plus grossières sont séparées, de façon qu'elles ne puissent s'accumuler dans de fortes proportions dans le broyeur. En outre, il est possible de prévoir,dans l'ensemble de circu- lation et de transport, une chambre pour pRte à papier finie, laquelle est séparée de la chambre de circulation par une plaque de filtrage. Cela permet également de débarrasser le broyeur d'une quantité supplémentaire de matière. Afin de pouvoir recueillir dans cet ensemble une fraction aussi élevée que possible d'impuretés, il est nécessaire de relier cet ensemble au broyeur,à proximité du fond de celui-ci, afin que meme les fractions lourdes desdites impuretés puissent parvenir dans cet ensemble. Toutefois, cela n'est pas souhaitable, car il peut en résulter une dété- rioration du rotor de cet ensemble et, de plus, même la fraction lourde des impuretés risque dD tre introduite dans le canal prévu pour cette fraction dans le broyeur, afin d'empêcher leur ré-introduction dans le cycle du broyeur. On a déjà proposé par la publication de la Conférence sur les Pates à Papier de 1984 (TAPPI Proceedings), pages 533 - 537, d'accoupler un tel ensemble de circulation et de transport à la vanne d'un broyeur. Dans ce document, l'ensemble précité est désigné comme étant un broyeur, ce qui, dans le fond, n'est pas tout-à-fait exact, attendu que l'action de désa- grégation produite est minime par rapport à celle assurée par un vérita- ble broyeur. La vanne du broyeur est réalisée cependant dans chaque cas conformément à ce que montre la Figure 4, de telle sorte qu'elle est dis- posée à peu près verticalement et orientée vers le haut, et que sa partie inférieure est raccordée à un sas destine à recueillir les impuretés les plus grossières. Il est bien entendu indispensable de monter une vanne de dimensions aussi importantes sur un broyeur et en outre il faut pré= voir un déversoir réglable dans la cuve, afin de pouvoir évacuer le cou- rant de matière traitée. Il est aussi possible, en outre, d'utiliser en tant qu'ensemble de circulation une pompe du type Vortex (à tourbillon) selon le brevet US 25791 1. - 2 no 4 370 172. En revanche, le problème que la présente invention a pour but de résoudre consiste à simplifier sensiblement la vanne du broyeur. Ce pro- blême est résolu suivant la présente invention par le fait que, grace à la section transversale croissante du passage d'écoulement de la vanne, soit progressivement vers la sortie, soit à travers une ouverture d'ad- mission de section réduite, dans une mesure correspondante, de cette vanne, on obtient une séparation rapide de la fraction plus lourde du courant de la matière extraite à travers cette vanne. En raison de la diminution de la vitesse du courant de matière dans la vanne, les frac- tions lourdes tombent plus loin, vers le bas, et se séparent ainsi du courant restant de la matière brassée. On peut, dans ces conditions, réaliser la vanne avec des dimensions relativement réduites, notamment dans le sens vertical, et la tubulure d'évacuation du courant de matière libérée des fractions lourdes à l'intérieur de la vanne est disposée horizontalement et sensiblement en alignement avec la lumière d'admission de la vanne à l'endroit o celle-ci se raccorde au broyeur. On décrira ci-après l'invention en se référant aux Figures 1 à 6 du dessin annexé qui montrent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention, avec différentes variantes de la vanne, la Figure 6 étant une vue en plan de la vanne représentée Figure 5. Si l'on se reporte tout d'abord à la Figure 1, on voit que le broyeur 1 présente un fond ou partie inférieure 1 incliné, c'est-à-dire conique ou tronconique, auquel une vanne 2 est raccordée dans le sens ra- dial. La vanne 2 présente dans sa partie supérieure une tubulure 4 d'en- trée de la matière et dans sa partie inférieure une tubulure 3 pour l'é- vacuation de la fraction lourde. La lumière d'admission 5 de la vanne 2 est rétrécie et prend naissance dans le fond de celle-ci. Cela réduit très sensiblement la vitesse d'écoulement du courant qui pénètre dans la vanne, de manière que les éléments les plus lourds ont une forte tendance à se précipiter vers le bas et, par conséquent, à se séparer du restant du courant de matière qui traverse la vanne. A la vanne 3 d'évacuation de la fraction lourde se raccorde une sorte de sas destiné à recueillir cette fraction et qui se compose généralement de deux tiroirs coulissants et parallèles, qui forment entre eux une chambre de séparation. Dans les autres Figures du dessin on a désigné les organes sem- blables par les mêmes chiffres de référence, auxquels on a ajouté un ou plusieurs signes "prime" ('). Dans le mode de réalisation que montre la Figure 2, la vanne 2' -3comporte un fond 7 incliné vers le bas et à l'extrémité duquel, là o se trouve la tubulure d'évacuation 4' de la matière, on obtient un élar- gissement graduel de la section transversale d'écoulement. La lumière d'entrée 5' de cette vanne se trouve donc à un niveau sensiblement plus élevé que celui de l'ouverture de sortie des fractions lourdes. La Figure 3 montre une variante de réalisation dans laquelle la vanne 2" est sectionnée verticalement à son extrémité opposée à la lu- mière d'entrée 5", la conduite 3" pour l'évacuation des fractions lour- des prenant naissance à cette extrémité pour s'incliner vers le bas. Dans ce cas, l'axe de cette tubulure d'évacuation des fractions lourdes est sensiblement parallèle au fond de la vanne. Ainsi qu'il ressort des Figures du dessin, cette vanne a des di- mensions relativement réduites, surtout dans le sens vertical; dans aucun cas, ces dimensions dépassent le haut du fond incliné, et en général elles sont même bien au-dessous du sommet de ce fond. La vanne constitue une simple botte, sans aucun élément encastré. La Figure 4 montre une variante de réalisation de la vanne 2' de la Figure 2, dans laquelle la tubulure supérieure d'évacuation (4' de la Figure 2) n'est pas exactement horizontale mais inclinée vers le haut par rapport à la vanne. Grâce à cette faible inclinaison, qui est inférieure à 15 , on peut éventuellement améliorer davantage la séparation des impu- retés lourdes. Enfin, la Figure 5 montre une variante dans laquelle le fond hori- zontal du broyeur s'élargit radialement en spirale dans le dernier quart de tour qui précède la vanne 2"', dans le sens de rotation du rotor 10 du broyeur. Cet élargissement est représenté en 12 sur la Figure 5 et abou- tit à une cavité 13 formée dans la partie inclinée ascendante du broyeur, qui se raccorde au fond horizontal. Grace à cette disposition, les parti- cules les plus lourdes parviennent encore plus facilement dans la vanne 2"'. Sur cette Figure 5 on a représenté en outre le montage du rotor grâce à un arbre 11. Des tubulures 14 sont prévues pour l'évacuation de la pâte à papier qui est séparée par le tamis 15 installé dans la chambre 16 à pâte à papier. C'est là le mode préféré de réalisation du broyeur, aussi en ce qui concerne les autres modes de réalisation, lequel n'est représenté que schématiquement sur les autres Figures. Enfin, on a également représenté en traits mixtes une poulie destinée à assurer, par une courroie de transmission (non représentée), l'entraînement de l'arbre 11. -4 - On peut encore prévoir que le diamètre moyen de la lumière d'ad- mission 5 de la vanne soit inférieur de 10, 20 ou 30% au diamètre inter- ne de l'ouverture supérieure d'évacuation 4 de la vanne 2, selon la me- sure dans laquelle sa forme diffère de la forme circulaire. Le résultat ainsi obtenu est que toutes les fractions qui parviennent à l'intérieur de la vanne, même au cas o elles ne constituent pas des fractions lour- des, peuvent sortir de la vanne à travers la tubulure supérieure d'éva- cuation, afin de ne pas engorger cette dernière. L'ouverture 3 destinée aux fractions lourdes est sensiblement plus grande que l'ouverture supé- rieure d'évacuation de la vanne 2. -5 - R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Broyeur, notamment du type vertical, à rotor de désagrégation tournant autour d'un axe vertical, équipé d'une vanne (2, 2', 2") fixée à l'extérieur de la paroi de la cuve du broyeur et communiquant avec l'intérieur de cette cuve, c a r a c t é r i s é par le fait que la vanne est prévue essentiellement près du fond de la paroi de la cuve du broyeur, avec une section transversale croissante vers son extrémité op- posée à sa lumière d'admission (5, 5', 5") et/ou avec une lumière d'ad- mission (5, 5', 5") correspondante et aussi prenant naissance entre la lumière d'admission (5, 5', 5") et l'extrémité opposée de la vanne, une tubulure (3, 3', 3") pour l'évacuation des fractions plus lourdes de la suspension, et en outre, à sa partie supérieure et à son extrémité oppo- sée à ladite lumière d'admission, une tubulure d'évacuation (4, 4'), à orientation d'abord sensiblement horizontale, qui aboutit à un ensem- ble de circulation et de transport, et que l'ouverture de sortie de cette tubulure d'évacuation (4, 4') sensiblement horizontale de la vanne (2, 2', 2") se trouve au maximum, simplement par son diamètre, à un niveau supérieur à celui de la lumière d'admission (5, 5', 5") de la vanne. 2. Broyeur selon la Revendication 1, caractérisé par le fait que la section transversale de la vanne s'élargit essentiellement vers le bas et en direction de la tubulure d'évacuation (3', 3") des fractions lourdes. 3. Broyeur selon l'une ou l'autre des Revendications 1 et 2, ca- ractérisé par le fait que l'extrémité de la vanne (2, 2', 2") qui se trouve à l'opposé de sa lumière d'admission (5, 5', 5") est sectionnée dans un plan sensiblement vertical et qu'à partir de cette extrémité la tubulure (3") d'évacuation des fractions lourdes s'incline vers le bas. 4. Broyeur selon l'une quelconque des Revendications 1 à 3, ca- ractérisé par le fait que la vanne (2, 2', 2") se raccorde au broyeur dans une direction sensiblement radiale. 5. Broyeur selon l'une quelconque des Revendications 1 à 4, ca- ractérisé par le fait que le point le plus élevé de la vanne (2, 2', 2"), dans le sens vertical, ne dépasse pas, au maximum, le bord supérieur du fond incliné, de forme tronconique, du broyeur. 6. Broyeur selon la Revendication 5, caractérisé par le fait que le bord extérieur du fond plat du broyeur, dans la zone du rotor central de désagrégation (10), s'élargit en formant un guide sensiblement en for- me de spirale vers la vanne (2"') dans le sens radial, ainsi que dans le sens de rotation du rotor (10), et cela au minimum dans le dernier quart 25791 1. -6- de cercle qui précède la vanne dans la zone du bord radial extérieur de la lumière d'admission de la vanne. 7. Broyeur selon l'une quelconque des Revendications 1 à 6, ca- ractérisé par le fait que le diamètre moyen de l'ouverture d'évacuation (5, 5"...) est inférieur de 10 à 30% au diamètre intérieur de la tubu- lure supérieure d'évacuation (4, 4') de la vanne.