Brevet FR2617518A1 — publié le 19890106

2617518- On connait déjà des appareils de classage (par exem- ple d'après le brevet britannique n 618 316) dans lesquels une suspension de fibres est classée à l'aide-d'un disque rotatif, plat et circulaire de classage, et dans lesquels les fibres collectées sur le disque et séparées d'une liqueur de lessivage sont retirees du disque de classage dans une autre zone à l'aide de jets d'un autre liquide, par exemple d'eau propre, dirigés contre la face arrière du disque, si bien que les fibres sont transférées et mises en suspension dans un liquide différent du premier. L'invention concerne un problème analogue de trans- fert de fibres d'un liquide & un autre par utilisation d'un disque rotatif plat de classage, mais l'invention a pour objet la résolution du problème plus difficile qui est la réalisation d'un tel transfert de fluide avec utilisation d'une surpression qui est appliquée aux fibres et au liqui- de et qui est pratiquement maintenue. En principe, cette caractéristique est rendue possi- ble par utilisation d'un réservoir résistant à la pression, ayant une cloison le séparant en deux chambres entre les- quelles un échange est réalisé par utilisation d'un disque de classage qui est logé sans jeu dans une fente formée dans la cloison. Le disque est fixé à un arbre rotatif et qu'il passe successivement dans les chambres et permet ainsi le transfert des particules collectées sur le disque de classage d'un côté de la cloison vers l'autre côté de celle-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe transversale d'un premier mode de réalisation d'appareil selon l'invention; la figure 2 est une coupe par un plan horizontal repéré par la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe agrandie d'une partie formant un disque de classage de l'appareil, suivant la ligne IIIIII de la figure 2; et la figure 4 est une coupe par un plan horizontal d'un second mode de réalisation d'appareil de classage selon l'invention. L'appareil de classage représenté sur les figures 1 à 3 comprend un réservoir fermé, résistant & la pression, en particulier à une pression élevée de l'ordre de 10 bars, et ayant la forme approximative d'une enveloppe sphérique aplatie, pour des considérations relatives à la résistance mécanique. Le réservoir est composé de deux moitiés symé- triques et sensiblement identiques 11, 13 reliées dans un plan horizontal par des brides annulaires opposées 15, 17. Une garniture annulaire 19 est serrée dans le joint. L'in- térieur du réservoir est.divisé par une cloison verticale centrale comprenant une partie supérieure 21 solidaire de la moitié supérieure 11 du réservoir et une partie infé- rieure 23 solidaire de la moitié inférieure 13 du réser- voir. Les parties de paroi sont sensiblement plates et sont disposées diamétralement dans le réservoir qu'elles divi- sent ainsi en deux chambres séparées A et B. Les bords libres opposés des parties de paroi aboutissent à des flasques 25, 27 partant en sens opposés et dont la largeur augmente vers le périmètre du réservoir. De tels flasques supérieur et inférieur sont placés à une certaine distance l'un de l'autre si bien qu'une fente horizontale de largeur uniforme est formée entre eux. La fente permettrait la communication entre les espaces formés de part et d'autre de la paroi intermédiaire si le disque de classage, décrit dans la suite, n'y était pas introduit. Le disque de classage, désigné dans sa totalité par la référence 29, est composé de deux disques de classage 33 et 35 de même dimension, horizontaux, plats et parallèles, et d'une étoffe 31 & mailles fines, serrée entre eux (voir figure 3). Les disques de support ont un certain nombre de découpes opposées 37, 39 quiles traversent et dans les- quelles la toile est libre. Les découpes 37 du disque supérieur forment des logements dont l'étoffe forme le fond et qui sont ouverts vers le haut si bien que le matériau fibreux peut être collecté et retenu dans les logements par l'étoffe de classage. Le disque inférieur 35 est plus mince que le disque supérieur 33 afin que la profondeur des logements poit accrue. Le centre du disque 29 de classage est fixé & un arbre vertical rotatif entrainé par un moteur (non représenté). L'arbre passe & l'intérieur de la partie supérieure 21 de paroi et son extrémité inférieure peut tourillonner dans une cavité formée dans la partie infé- rieure de paroi 23. Le disque de classage est disposé sur toute la section du réservoir et divise ses deux chambres en compar- timents supérieurs A, B et en compartiments inférieurs A2, B2. Le bord circulaire du disque dépasse dans une gorge annulaire formée entre les brides 15, 17. Ainsi, le bord du À15 disque de classage est guidé et supporté, si bien qu'un fléchissement qui pourrait être provoqué par les différen- ces de pression entre les deux côtés du disque est compen- sé. L'épaisseur du disque de classage correspond à la distance comprise entre les flasques 25, 27, si bien que la fente intermédiaire est fermée de manière étanche; cepen- dant, un certain jeu est possible afin que la rotation du disque ne soit pas freinée. Les chambres A et B de l'appa- reil de classage forment des parties séparées de circula- tion destinées à être reliées à des entrées 45, 49 et à des sorties 47, 51, à l'extérieur du réservoir. Lorsqu'une suspension de fibres de l'entrée 45 s'écoule verticalement vers le bas dans la chambre droite A1, A2, des fibres se 1 2 déposent sur l'étoffe, au fond des logements 37, et le liquide débarrassé des fibres s'échappe par la sortie 47. Lorsque les logements remplis de fibres ont été mis dans la chambre de gauche et lorsque un autre liquide est transmis par l'entrée 49, ce liquide entraîne les fibres hors des logements et forme une nouvelle suspension qui est évacuée par la sortie 51. Dans les deux trajets de circulation, des surpressions de même amplitude pratiquement peuvent régner si bien que les fibres sont transférées d'un liquide à l'autre avec conservation de la surpression. De faibles différences de pression peuvent exister du fait de la perte de charge présentée par la toile. En outre, il peut être avantageux qu'une petite surpression soit maintenue entre les chambres afin que les fuites aient le sens voulu. Les découpes 37, 39 formées dans le disque de clas- sage ont une configuration de secteurs radiaux séparés par des parties fermées 52 analogues à des rayons. La largeur des découpes, mesurée en direction périphérique, est par- tout légèrement inférieure à la dimension périphérique des flasques 25, 27. En conséquence, quelle que soit la distan- ce au centre du disque, une découpe ou un logement ne communique jamais avec les deux chambres. A l'exception de certaines fuites inévitables le long des faces supérieure et inférieure du disque de clas- sage, les liquides sont mélangés simplement par le fait que, pendant le mouvement-de rotation du disque, les cavi- tés qui ne sont pas remplies de fibres font circuler le liquide en alternance de part et d'autre de la cloison. En conséquence, les logements doivent être remplis de fibres autant que possible afin que le nombre de passages des logements d'un côté à l'autre de la cloison soit réduit autant que possible. Des essais réels ont montré que, si le liquide dont le fibres doivent être retirées est une liqueur ayant une teneur en fibres de 200 ppm et si les cavités sont remplies à 10 % de fibres et 90 % de liqueur, le transfert corres- pond seulement à 0,2 % du débit de liqueur. Le mode de réalisation représenté sur la figure 4 diffère de celui qu'on a décrit précédemment en ce que la cloison diamétrale 21, 23 est remplacée par une cloison constituée par deux parties 53, 55 de paroi plane faisant un angle aigu l'une avec l'autre. Le reste des références désigne les mêmes détails que sur la figure 1. Dans ce cas, l'intérieur du réservoir est divisé en deux chambres C et D ayant des dimensions périphériques différentes, par exemple % et 10 % respectivement de la section, et une plus grande partie du récipient est utilisée pour la collecte des fibres dans les logements car celle-ci prend plus de temps que leur extraction. Si le débit reste le même dans les deux chambres, cet appareil de classage donne une concentration d'un facteur 10, et cette valeur peut encore être accrue par réduction du débit dans la chambre la plus petite. Ce mode de réalisation est particulièrement favora- ble dans le cas de l'épuration d'une liqueur ayant une faible concentration de fibres. Le courant qui prélève les fibres contenues est de préférence transmis à un réservoir de traitement soumis à une surpression et dans lequel les fibres sont utilisées. Lorsqu'une chambre de l'appareil de classage est disposée dans une canalisation transportant la liqueur qui doit être évaporée et qui provient d'un lessiveur continu de cellu- lose, l'autre chambre peut par exemple être placée dans une canalisation de transport d'un liquide, par exemple un liquide de lavage, et de fibres en suspension vers un diffuseur sous pression ou analogue placé en aval, ou peut revenir vers le circuit de chargement de copeaux du lessiveur. Une autre utilisation possible de l'appareil de classage est la séparation des fibres d'un courant riche en fibres provenant d'un diffuseur sous pression et le trans- fert des fibres à une eau de lavage afin qu'elles revien- nent dans un courant de pâte. Evidemment, les modes de réalisation décrits précé- demment peuvent être modifiés dans leur détail. Ainsi, le réservoir peut avoir une forme cylindrique comportant des parties supérieure et inférieure en forme de dômes, et dans ce cas des butées empêchant la déformation du disque de classage sous l'action des grandes différences de pression doivent être disposées à l'intérieur du réservoir cylindri- que. A la place d'un élément de classage formé d'une toile métallique tissée, les logements peuvent avoir un fond constitué d'une mince plaque métallique fendue ou perforée. L'appareil a été décrit en référence à un écoulement verti- cal du liquide mais, dans certains cas, il peut être favo- rable d'incliner l'appareil sur le côté, les courants étant dirigés horizontalement ou en direction inclinée, ces dis- positions nécessitant le changement de position des rac- cords d'entrée et de sortie. Dans une autre variante, l'intérieur du réservoir est divisé par des cloisons verti- cales qui délimitent par exemple quatre secteurs permettant des circulations en parallèle en alternance vers le haut et vers le bas, si bien que les pressions appliquées au disque de classage sont réparties sur toute la circonférence et se compensent mutuellement. REVENDICATIONS 1. Appareil de classage destiné à séparer de petites particules, par exemple des fibres de cellulose, en suspen- sion dans un liquide de traitement, par exemple une liqueur de lessivage ou de blanchiment, d'un courant du liquide, et à introduire les particules dans un courant d'un autre liquide, les particules et les courants étant maintenus à une pression supérieure à la pression atmosphérique, carac- térisé par un réservoir fermé (11, 13) résistant à la pression, séparé par une cloison (21, 23) en deux chambres (A, B) ayant des entrées séparées (45, 49) et des sorties séparées (47, 51) pour les différents courants de liquide, et un disque circulaire (29) de classage transversal à la cloison et divisant les chambres (A, B) en compartiments séparés (A, A2 et B, B2), le disque étant disposé dans une fente formée dans la cloison et qu'il remplit pratique- ment, le disque étant fixé à un arbre rotatif (41) afin qu'il puisse pivoter entre les chambres et permette le transfert des particules collectées sur le disque de clas- sage d'un côté de la cloison à l'autre. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque de classage a des logements ouverts (37) ayant une sortie de classage, ayant de préférence une toile de filtration (31) destinée à collecter des fibres ou d'autres particules du courant de liquide qui circule lors- que les logements (37) se trouvent dans la première chambre (A), et à évacuer les fibres ou autres particules remplis- sant les logements par circulation en sens opposé d'un autre liquide lorsque les logements sont placés dans l'au- tre chambre (B). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le disque de classage comporte une étoffe (31) - serrée entre deux plaques planes parallèles (33, 35) ayant des cavités (37, 39) placées en face les unes des autres, les cavités (37) de l'une des plaques formant des logements destinés à retenir des particules ne traversant pas l'étoffe. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cavités (37, 39) ont la forme de secteurs, et en ce que les parties intermédiaires (52) sans cavité ont des dimensions telles qu'elles s'ajustent contre les bords de la fente formée dans la cloison pendant le passage des cavités dans la cloison et empêchent la communication entre les deux chambres. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que deux parties (21, 23) de la cloison, à proximité de la fente, aboutissent à des flasques (25, 27) ayant une largeur combinée qui dépasse la largeur des cavités (37, 39), si bien que les cavités, pendant leur passage dans.la cloison, ne sont jamais simul- tanément en communication avec les deux chambres (A, B). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que le-bord externe du disque de classage (29) est en butée contre une partie courbe sphérique ou cylindrique de l'enveloppe du réservoir. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bord du disque est supporté par l'enveloppe du réservoir. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le réservoir a un raccord (15, 17) disposé au niveau du disque (29) et en ce que le bord du disque dépasse dans le raccord. 9. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cloison comprend deux parties plates de paroi (53, 54, figure 4) formant un angle inférieur à 180 et séparant le réservoir en deux sections, une chambre relati- vement grande de collecte des particules et une chambre relativement petite d'extraction des particules. 10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (41) du disque est enfermé dans la cloi- son (21). 11. Appareil selon l'une quelconque des revendica.- tions 1 à 10, caractérisé en.ce que le réservoir est divisé par plusieurs cloisons, quatre par exemple, en plusieurs chambres dans lesquelles des courants parallèles de liquide sont destinés à circuler, les courants étant dirigés en alternance dans un sens et dans l'autre.