Brevet FR2616358A1 — publié le 19881216

La présente invention concerne un mélangeur compor- tant une zone annulaire horizontale de mélangeage et d'af- finage qui est formée entre un rotor en forme de disque, constituant la partie inférieure, et une unité statorique séparable en particulier basculante, constituant la partie supérieure. Ce mélangeur peut être utilisé en particulier en tant que mélangeur à haut rendement pour l'affinage d'une matière préalablement broyée et son mélangeage avec des produits chimiques de blanchiment avant leur introduction dans une colonne de blanchiment. en particulier pour un blanchiment au peroxyde. Un mélangeur destiné à cette utilisation dans lequel des épaisseurs de matière d'environ 20 à 55% et de préfé- rence de 23 à 50% sont traitées, doit satisfaire aux condi- tions suivantes * mélangeage efficace des produits chimiques de blanchiment. faible consommation de produits chimiques, aucune modification de structure des fibres avant et après le mélangeage, zones d'effilochage et de mélangeage à pres- sion contrôlée, pénétration régulière des produits chimiques de blanchiment dans le cas d'épaisseurs de matière les plus élevées, consommation d'énergie la plus faible possible et par conséquent utilisation optimale du blanchiment à haute consistance, économie de produits chimiques de blanchiment par augmentation de l'épaisseur de la matière au cours du processus de blanchiment. Ces buts sont atteints au moyen du mélangeur suivant l'invention réalisé suivant la technique précitée, s'il comporte un intervalle de moûture réglable au moyen d'un dispositif de réglage mécanique et éventuellement, en cas de besoin, la partie stationnaire en regard du rotor en forme de disque peut être soulevée au moyen d"un système de purge rapide pneumatique et ainsi un colmatage de l'appareil peut être évité. En outre l'invention peut présenter-les carac- téristiques suivantes utilisables à volonté en combinaison les unes avec les autres: Le stator comporte un tube central pour l'alimenta- tion de la matière et des produits chimiques et la zone de mélangeage et d'affinage forme un intervalle présentant une section droite allant en diminuant vers l'extérieur, dans le sens radial, en particulier un intervalle en forme de coin. La configuration de l'intervalle est prévue réglable et en particulier le tube d'alimentation est relié à la surface de limitation de l'intervalle située du côté du stator et il est monté coulissant dans le stator, par rap port au rotor en forme de disque, dans l'axe du rotor. Le mélangeur comporte un dispositif de réglage mécanique pour le décalage du tube d'alimentation dans le stator, lequel comprend avantageusement un dispositif à engrenage qui actionne, par l'intermédiaire d'une couronne dentée entourant le tube d'alimentation et montée sur le stator par l'intermédiaire d'une bague de roulement à bil- les, des dispositifs d'élévation et d'abaissement répartis à distance les uns des autres autour du tube d'alimentation et qui prennent appui d'un côté sur le stator et de l'autre côté sur le tube d'alimentation. Une régulation des surcharges, avantageusement pneu- matique, produit, lors de l'apparition de forces axiales élevées dans l'intervalle, un agrandissement de l'intervalle sous l'influence de ces forces axiales. et en particulier un coulissement du tube d'alimentation dans le stator. La régulation des surcharges est pourvue d'une sécu- rité à l'égard des défaillances, de préférence une sécurité de blocage, qui empêche une augmentation de l'intervalle lors d'une défaillance de la régulation des surcharges et qui en particulier bloque un élément constitutif relié au tube d'alimentation à l'encontre de tout décalage axial. Le rotor en forme de disque tourne dans une chambre cylindrique pourvue d un orifice de sortie radial et le mélange est transporté radialement vers l'extérieur, à travers l'intervalle, dans un espace annulaire dans lequel tournent des palettes de transport montées sur le rotor. Le rotor en forme de disque est conformé, du côté du tube d'alimentation, de manière à présenter un profil d'entrée et de répartition et en particulier un capuchon de forme sensiblement tronconique pourvu de nervures de trans- port, afin d'assurer le transport de la matière à mélanger dans l'intervalle. Le rotor en forme de disque et ses paliers de monta- ge constituent une unité de construction qui peut être sépa- rée dans son ensemble de la partie inférieure du mélangeur, après soulèvement du stator, enlèvement d'organes de fixa- tions et désaccouplement du dispositif d'entraînement. De préférence le dosage des produits chimiques de blanchiment ajoutés est effectué directement avant l'intro- duction de la matière dans le mélangeur. Par exemple la matière première telle que de la pâte de bois, TMP ou CTMP, est prédéshydratée au moyen d'une presse à bande filtrante, habituellement une presse à double bande filtrante, elle est fractionnée dans un appareil d'effilochage fin etelle par- vient ensuite, par l'intermédiaire d'un transporteur à vis sans fin, à l'entrée du mélangeur, l'adjonction des produits chimiques de blanchiment ayant lieu avant l'entrée de la matière dans le mélangeur. Après passage à travers le mélan- geur la matière parvient à une colonne de blanchiment et elle est évacuée de celle-ci sous la forme d une matière blanchie. Au moyen du mélangeur suivant l'invention la bande de matière préalablement effilochée est décomposée en fibres individuelles. Du fait de la surface importante des fibres la solution d'agent de blanchiment pénètre rapidement et régulièrement dans les fibres. Le processus de mélangeage n'entraîne aucune modification de la fraction fibreuse. Du fait de la concentration plus élevée de produits chimiques dans le cas d'épaisseurs de matière plus importan- tes le processus de blanchiment est plus efficace. Ceci signifie des économies notables de produits chimiques de blanchiment et un degré de blanc plus élevé. La réduction du coût qui est obtenue au moyen du mélangeur suivant l'invention, dans le cas du blanchiment à haute consistance, est d'environ 20% -par rapport au procédé habituel. Du fait de la possibilité de réglage de l'intervalle du mélangeur on obtient une,zone d'effilochage et de mélan- geage à pression contrôlée si bien qu'aucune modification des fibres ne peut apparaitre. Dans ce but la régulation des surcharges suivant l'invention qui prévoit une décharge rapide des disques de mélangeage lors de l'apparition d'une pression axiale excessive, apparaît particulièrement essen- tielle. Une construction particulièrement avantageuse du mélangeur suivant l'invention est obtenue si le rotor en forme de disque, conjointement avec le disque d'effilochage qu'il porte, les paliers du rotor et son organe d'entraine- ment tel que par exemple une poulie à courroie, est réalisé sous la forme d'un ensemble unitaire pouvant être détaché de sa monture au moyen de quelques vis de fixation. On décrira ci-après l'invention à propos de la forme d'exécution actuellement préférée d'un mélangeur à haute consistance pour le blanchiment d'une matière dans la prépa- ration de la pâte, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en plan du mélangeur. La figure 2 est une vue en élévation, partiellement en coupe verticale, de l'ensemble du mélangeur dans lequel le mélangeur proprement dit est représenté tourné de 90o dans un but de clarification. Sur une embase 1 sont montés, l'un à côté de l'autre, un moteur d'entrainement 2 et un mélangeur propre- ment dit 3 qui sont reliés l'un à l'autre par un dispositif d'entraînement à courroies multiples 4. Le mélangeur 3 comporte un carter inférieur 5 vissé à l'embase et un carter supérieur 7 vissé sur le carter inférieur 5 et pouvant basculer par rapport à celui-ci autour d'un axe 6. Sur le fond 8 du carter inférieur 5 est vissée. au moyen de vis 9, une unité qui, une fois le carter supérieur 7 ouvert et les courroies d'entraînement 4 enlevées et après débranchement de conduites d'huile et dévissage des vis de fixation 9, peut être extraite du carter inférieur 5. Cette unité comprend un rotor 10 en forme de disque pourvu d'un disque de mélangeage rapporté 11, un arbre 12 d'entrainement du rotor solidaire d'une poulie à courroies 13 et d'un car- ter de paliers 14 disposé entre le rotor en forme de disque 10 et la poulie à courroies 13. Dans le carter de paliers 4 sont prévus un palier radial supérieur 15' et un palier ra- dial inférieur 16 pour le guidage de l'arbre du rotor 12, ainsi qu'un palier à rouleaux obliques 7 qui est interposé entre les précédents, afin d'encaisser les forces axiales s'exerçant en direction de l'embase 1. Les paliers 15 à 17 sont lubrifiés de la manière habituelle pendant la rotation et on voit sur la figure 2 la pompe à huile 18 et le réser- voir d'huile 19 ainsi qu' à gauche de la pompe à huile des raccords d'huile, représentés schématiquement, s'étendant jusqu'au carter de paliers 14. Le rotor en forme de disque 10 tourne dans une cham- bre cylindrique 20 qui, lorsque le carter supérieur 7 est fermé, est obturée vers le haut par le fond de ce carter et qui présente un orifice de sortie latéral 21 pour la sortie de la matière traitée dans le mélangeur. Pour le transport de la matière traitée dans le mélangeur en direction de l'orifice de sortie latéral 21 le rotor en forme de disque est pourvu de palettes de transport radiales 22, ainsi que de palettes de transport 23 dirigées vers le bas, les- quelles sont déplacées le long de la paroi latérale et du fond de la chambre cylindrique. Dans le carter supérieur 7 est disposé un tube 24 d'alimentation de la matière de telle façon que, lorsque le carter supérieur est fermé, l'axe du rotor en forme de disque et l'axe du tube d'alimentation coincident. Le diamètre du tube d'alimentation 24 est sensi- blement égal au diamètre interne du disque de mélangeage 11 monté sur le rotor en forme de disque 10. Le tube d'alimen- tation 24 forme une unité de construction avec une plaque de 26 16358 fond cylindrique annulaire 25 sur la face inférieure de laquelle est fixé un contre-disque de mélangeage 26 de telle façon que, lorsque le carter supérieur 7 est fermé, un intervalle de mélangeage, allant en se rétrécissant progres- sivement vers l'extérieur dans la direction radiale, soit formé entre le disque de mélangeage 11 et le contre-disque de mélangeage 26, les disques 11 et 26 présentant à cet effet des dentures correspondantes. Le rotor en forme de disque 10 porte, du côté du tube d'alimentation, une couron- ne de guidage 27 pourvue de nervures de transport courbes 28 qui canalisent, en direction de l'intervalle du mélangeur, la matière déplacée de haut en bas à travers le tube d'alimentation. L'unité de construction constituée par le tube d'alimentation 24, la plaque de fond 25 et le contre disque de mélangeage 26 est montée d'une manière déplaçable dans le carter supérieur 7 de telle façon que la configuration de l'intervalle du mélangeur puisse être modifiée. A cet effet sur le carter supérieur 7 est fixé un moteur d'entraînement 29 dont le pignon de sortie entraîne une couronne dentée 31 portée par le carter supérieur 7, par l'intermédiaire d'une bague de roulement à billes 30, cette couronne dentée 31 entourant le tube d'alimentation 24 en glissant sur celui- ci. Autour du tube d'alimentation 24 sont disposés, à la même distance les uns des autres, trois organes de réglage 32, de longueur variable, répartis régulièrement autour de l'axe du tube. Chacun de ces organes de réglage comporte un pignon de réglage 33 qui est en prise avec la couronne dentée 31. Par ailleurs ces organes de réglage prennent appui d'une part sur le carter supérieur 7 (sur le fond annulaire 34) et d'autre part sur une contre-plaque 36 de forme générale triangulaire, laquelle est fixée au tube d'alimentation 24 au moyen d'un anneau de blocage 35, si bien que les organes de réglages agissent entre le carter supérieur et le tube d'alimentation. Par conséquent, lorsque le mélangeur est fermé (le carter supérieur 7 étant vissé sur le carter inférieur 5) un allongement des organes de réglage 32, commandé par le moteur d'entraînement 29, provo- que un agrandissement de l'intervalle du mélangeur, tandis qu'un racourcissement des organes de réglage entraîne un rétrécissement correspondant de cet intervalle. Les pignons de réglage 33 peuvent comporterchacun un filetage interne qui est en prise avec un filet trapézoïdal se trouvant à la partie supérieure de l'organe de réglage 32 réalisé sous la forme d'un vérin pneumatique. Les organes de réglage 32 assurent de ce fait une régulation des surcharges du fait que, lors de l'apparition d'une pression axiale excessive dans l'intervalle du mélan- geur l'unité de construction constituée par le contre disque de mélangeage 26, la plaque de fond 25 et le tube d'alimen- tation 24 est soulevée par rapport au disque de mélangeage 11, le court temps de réponse étant obtenu semi automatique- ment par l'intermédiaire d'une soupape de limitation de pression, mais pouvant être également obtenu hydrauliquement ou mécaniquement. Les organes de réglage 32 présentent en outre une sécurité mécanique à l'égard des défaillences, non représen- tées, laquelle empêche un soulèvement automatique du contre disque de mélangeage 26 lors d'une défaillance de la soupape de limitation de la pression. REVENDICATIONS 1.- Mélangeur, en particulier- mélangeur à haut rendement pour l'affinage d'une matière préalablement broyée et son mélangeage avec des produits chimiques de blanchi- ment avant leur introduction dans une colonne de blanchi- ment, comportant une zone annulaire horizontale de mélan- geage et d'affinage qui est formée entre un rotor-en forme de disque (10), constituant la partie inférieure, et une unité statorique séparable (7), en particulier basculante, constituant la partie supérieure, caractérisé en ce qu'il comporte un intervalle de moûture réglable au moyen d'un dispositif de réglage mécanique (29,31,32,33) et éventuelle- ment, en cas de besoin, la partie stationnaire (11) en regard du rotor en forme de disque (10) peut être soulevée (18) au moyen d'un système de purge rapide pneumatique. 2.- Mélangeur suivant la revendication 1 caractéri- sé en ce que le stator comporte un tube central (24) pour l'alimentation de la matière et des produits chimiques et la zone de mélangeage et d'affinage forme un intervalle pré- sentant une section droite allant en diminuant vers l'exté- rieur, dans le sens radial, en particulier un intervalle en forme de coin. 3.- Mélangeur suivant la revendication 2 caractéri- sé en ce que la configuration de l'intervalle est prévue réglable et en particulier le tube d'alimentation (24) est relié à la surface de limitation de l'intervalle située du côté du stator et il est monté coulissant dans le stator, par rapport au rotor en forme de disque (10), dans l'axe du rotor. 4.- Mélangeur suivant la revendication 3 caractéri- sé en ce qu'il comporte un dispositif de réglage mécanique pour le décalage du tube d'alimentation (24) dans le stator, lequel comprend avantageusement un dispositif à engrenage qui actionne, par l'intermédiaire d'une couronne dentée (31) entourant le tube d'alimentation (24) et montée sur le sta- tor par l'intermédiaire d'une bague de roulement à billes (30), des dispositifs d'élévation et d'abaissement répartis à distance les uns des autres autour du tube d'alimentation (24) et qui prennent appui d'un côté sur le stator (34) et de l'autre côté sur le tube d'alimentation (24). 5.- Mélangeur suivant la revendication 4 caractéri- sé en ce qu'il est prévu une régulation des surcharges, avantageusement pneumatique, qui, lors de l'apparition de forces axiales élevées dans l'intervalle, produit un agran- dissement de l'intervalle sous l'influence de ces forces axiales, et en particulier un coulissement du tube d'alimen- tation dans le stator. 6.- Mélangeur suivant la revendication 5 caractéri- sé en ce que la régulation des surcharges est pourvue d'une sécurité à l'égard des défaillances, de préférence une sécu- rité de blocage, qui empêche une augmentation de l'interval- -le lors d'une défaillance de la régulation des surcharges et qui en particulier bloque un élément constitutif relié au tube d'alimentation (24) à l'encontre de tout décalage axial. 7.- Mélangeur suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6 caractérisé en ce que le rotor en forme de disque (10) tourne dans une chambre cylindrique (20) pourvue d'un orifice de sortie radial (21) et le mélange est trans- porté radialement vers l'extérieur, à travers l'intervalle, dans un espace annulaire dans lequel tournent des palettes de transport (22,23) montées sur le rotor (10). 8.- Mélangeur suivant l'une quelconque des revendi- cations i à 7 caractérisé en ce que le rotor en forme de disque (10) est conformé, du c6té du tube d'alimentation (24), de manière à présenter un profil d'entrée et de répar- tition et en particulier un capuchon (27) de forme sensible- ment tronconique pourvu de nervures de transport (28), afin d'assurer le transport de la matière à mélanger dans 1' intervalle. 9.- Mélangeur suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8 caractérisé en ce que le rotor en forme de disque (10) et ses paliers de montage (14-17) constituent une unité de construction qui peut être séparée dans son 26 16358 ensemble de la partie inférieure (5) du m.élangeur, après soulèvement du stator, enlèvement d'organes de fixations et désaccouplement du dispositif d'entraînement (34).