INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Une variante de ce second mode de réalisation est illustrée sur la figure 4. Cette variante se distingue de celle de la figure 3 par le fait que la plaque centrale 48, qui servait initialement de second disque circulaire pour chacun des sélecteurs 42, 44, est supprimée. Le mode de fonctionnement de cette variante est exactement le même que celui décrit cidessus en liaison avec la figure 3. Avantageusement, on applique aux disques 46, 50 des tensions U+ et U identiques en valeur absolue, mais de signes opposés, par exemple positive sur la partie supérieure et négative sur la partie inférieure, de façon à avoir un potentiel voisin de 0 dans l'axe de symétrie du dispositif, qui correspond sensiblement à la zone d'introduction des particules.
Si les particules portent des charges positives et négatives, les particules sélectionnées par la fente 52 seront de charge négative, tandis que celles sélectionnées par la fente 54 seront de charge positive.
Le mouvement des particules dans la zone 55 se fait sous l'action conjuguée - de l'écoulement d'air radial et laminaire, au débit 2Qot - du champ électrique E imposé entre les disques et qui induit une vitesse de dérive VE dont le sens dépend du signe de la charge des particules, - du champ de pesanteur, qui induit une vitesse de sédimentation Vs, qui se superpose à la vitesse VE pour les particules sélectionnées par la fente 54 et qui s'oppose à la vitesse de dérive VE pour les particules sélectionnées par la fente 52.
De même que dans le cas du premier mode de réalisation et la première variante du second mode de réalisation, il est possible de montrer que, pour une particule de mobilité Z et de temps de relaxation T, les champs électriques de sélection E- et E+ pour l'extraire respectivement par les fentes 54 et 52 sont données par les équations (8) et (9).
Dans le cas de l'exemple décrit ci-dessus comme dans le cas du premier mode de réalisation, les particules sélectionnées peuvent être dirigées vers tout dispositif approprié, par exemple un dispositif de collection des particules, ou de détection pour compter les particules. De même, peuvent également être prévus des moyens d'analyse des données, du type microordinateur spécialement programmé.
Enfin, les deux variantes exposées ci-dessus en liaison avec les figures 3 et 4 peuvent fonctionner, avec non plus des disques 46, 50, munis de fente de sortie, mais avec des disques pleins sur lesquels sont réalisés des dépôts. A toute distance r, les propriétés de ces dépôts sont régies par les équations (8) et (9), en remplaçant r1 par r.
Quel que soit le mode de réalisation envisagé, des moyens peuvent être prévus pour faire varier le champ électrique dans l'un ou l'autre des sélecteurs, et/ou le ou, les, débit(s) Q,, Q'O des gaz de balayage.
Lorsqu'un tel dispositif est couplé à un détecteur de particules pour les compter, on obtient alors un spectromètre de particules qui permet, si on connaît par exemple la masse volumique des particules, d'établir un spectre en charge et en dimension des particules.
On a déjà vu que, à partir de la mobilité électrique Z et du temps de relaxation 1, il était possible de réaliser un dispositif donnant - la masse des particules sélectionnées, en particulier dans le cas où elles sont sphériques, avec des diamètres supérieurs ou égaux à 0,1 um (pour une taille inférieure, la masse est très faible, les forces de gravitation ne jouent quasiment plus aucun rôle dans le dispositif), - la masse volumique des particules, là encore pour des particules sphériques de diamètres supérieurs ou égaux à 0,1 um.
De même, à partir des équations ci-dessus, pour des particules de masse volumique à peu près connues, il est possible de calculer un couple de tensions ou de champs électriques à appliquer, afin de sélectionner des particules de diamètre dp et de charge n fixé.
Réciproquement, la donnée des tensions, ou des champs électriques, et du débit Q,, détermine le diamètre dp et l'état de charge n des particules qui seront sélectionnées. Par conséquent, le dispositif est non seulement un sélecteur, mais également un générateur de particules de caractéristiques (dp, n) fixées ou bien encore de caractéristiques (Z, T) fixées.
Si, en outre, on dispose de particules portant un nombre de charges élémentaires fixées, il suffit de déterminer les couples de tension ou de champ électrique à appliquer à l'appareil pour sélectionner des particules d'un diamètre dp donné.
Réciproquement, en mesurant, pour différents couples de tensions ou de champs électriques appliqués au dispositif, la concentration des particules qui sortent du sélecteur (notamment pour un sélecteur "en série", c'est-à-dire du type représenté sur les figures 1 et 2), il est possible de remonter à la granulométrie de l'aérosol, c'est-à-dire à la distribution en taille de l'aérosol. A cette fin, il faut tenir compte de l'état de charge de l'aérosol à analyser (qui est, on l'a vu, connu), de la fonction de transfert du sélecteur et de ses différents paramètres (paramètre géométrique et paramètre de débit). Cette opération peut être effectuée pour différents nombre de charges élémentaires fixées, et on arrive ainsi à caractériser l'aérosol en dimension et en charge.
Les grandes lignes du traitement mathématique, pour accéder à la fonction de distribution en dimension inconnue de l'aérosol échantillonné, peuvent être résumées de la façon suivante. Pour un couple de tensions V1, V2 appliqué à deux sélecteurs disposés en série, la réponse R(V1,V2) d'un détecteur placé en aval du deuxième sélecteur est donnée par la relation où Qa représente le débit d'injection des aérosols, Fn N(dp)ddp la fonction de distribution inconnue.Si on applique plusieurs couples V1, V2, on obtient différentes réponses R(V1,V2) et ainsi un système d'équations qui permet de déterminer la fonction N(dp) ddp par des techniques mathématiques d'inversion classiques.
Dans le cas du sélecteur fonctionnant "en parallèle" (du type de celui décrit sur les figures 3 et 4), pour chaque valeur de la tension établie entre les différents disques, on sélectionne, respectivement dans les parties inférieure et supérieure, des particules ayant des valeurs déterminées pour la mobilité électrique et le temps de relaxation. Ainsi, en mesurant, pour chaque tension, les concentrations des particules qui sortent par les parties inférieure et supérieure du dispositif, il est possible de remonter à la granulométrie de l'aérosol, en tenant compte, là encore, de l'état de charge de l'aérosol, des fonctions de transfert et des différents paramètres de l'appareil.
Enfin, quel que soit le mode de réalisation envisagé, si la loi de charge est inconnue, il est possible, pour un diamètre de particule dp fixé, de déterminer les tensions ou les champs électriques qu'il faut appliquer pour sélectionner différentes charges élémentaires. On mesure ensuite la concentration de particules qui sortent du sélecteur, pour les tensions ou champs électriques ainsi déterminés. On obtient donc, pour un diamètre fixé, la répartition des particules en fonction de leur charge, c'est-à-dire leur distribution de charges. Si ceci est réalisé pour différents diamètres dp, fixés, on peut alors caractériser les particules en charge et en diamètre.
Dans le cas des pâtes à papier fabriquées à partir de plantes annuelles, seules les pâtes chimiques présentent de hautes résistances mécaniques correspondant à des longueurs de rupture supérieures ou égales de 5 500 à 6 000 mètres ; dans le cas de pâtes fabriquées à partir de plantes pérennes, certaines pâtes mi-chimiques peuvent atteindre ces valeurs de résistances. On sait que la longueur de rupture représente la longueur d'une bande de largeur quelconque mais uniforme, supposée suspendue par une de ses extrémités, se rompant sous l'effet de son propre poids. Cette longueur de rupture- se calcule par la 1 06.RT formule où : 15g.G - RT est la résistance à la rupture par traction exprimée en newtons (norme NFQ 03002), - G est le grammage de la pâte (masse par m2) et, - g est l'accélération de la pesanteur (9,8 m/s/s).
Il existe par ailleurs des procédés de traitement de plantes en vue de fabriquer à partir de celles-ci des composants d'aliments pour le bétail. Un de ces procédés, dit de vapocraquage, consiste à soumettre la matière première lignocellulosique à une pression et une température élevées (de l'ordre de 20 à 30 bars et de 2100 C à 2400 C) puis à lui faire subir une brusque décompression en vue de déstructurer le végétal par cette détente explosive et ainsi d'améliorer sa digestibilité. De par sa nature même, un tel procédé conduit à une dégradation importante des matières lignocellulosiques, c'est-à-dire à une rupture importante des fibres due à la brusque détente et une hydrolyse intense des constituants hémicellulosiques et cellulosiques de la matière végétale.
Ce procédé de vapocraquage a été proposé pour réaliser des pâtes à papier de très basse ou de basse qualité essentiellement à partir du bois ; les unités expérimentales réalisées permettent de fabriquer ce type de pâtes avec des rendements supérieurs à 80 %. Dans certaines unités, le vapocraquage est combiné à un traitement au sulfite de sodium Na2SO3 et également parfois à la soude avec des teneurs en soude faibles, inférieures ou égales à 2 % (proportion pondérale de soude rapportée à la matière sèche lignocellulosique). Il convient de souligner que le procédé de vapocraquage, qui impose des contraintes mécaniques très élevées à la matière lignocellulosique, réalisant une rupture importante des fibres, paraît a priori incompatible avec l'obtention de pâtes de bonne qualité ayant des longueurs de rupture supérieures ou égales à 5 500 mètres, car l'obtention d'une telle qualité exige que les fibres soient préservées. Ainsi, toutes les propositions d'utilisation du vapocraquage pour réaliser des pâtes à papier se cantonnent à la fabrication de pâtes de très basse ou basse qualité du type purement mécanique ou chimicomécanique.
Il faut noter par exception aux observations ci-dessus que le document : "B.V. KOKTA et al., Cellulose Chem. Technol, 26, 107-123 (1992)" étudie les possibilités d'obtenir une pâte de bonne qualité en utilisant le procédé de vapocraquage ; ce document paraît montrer que cela est possible mais en utilisant une forte proportion de sulfite de sodium (16 %), de sorte que ce procédé est soumis aux défauts des procédés chimiques grande quantité de produits chimiques utilisés rendant onéreux leur recyclage (au surplus, on sait que le sulfite de sodium pose des problèmes de recyclage particulièrement difficiles à résoudre).
A l'heure actuelle, les seuls procédés d'obtention de pâtes de bonne qualité à partir de plantes annuelles (longueurs de rupture supérieures ou égales à 5 500 mètres) sont les procédés chimiques, traditionnels ou dérivés, qui utilisent des proportions très élevées de produits chimiques (en particulier 14 à 18 % de soude pour les procédés chimiques traditionnels et 16 % de sulfite pour le procédé évoqué dans la publication précitée) et qui, pour les procédés traditionnels, présentent de faibles rendements compris entre 45 % et 55 %. En ce qui concerne les plantes pérennes, certains procédés mi-chimiques permettent d'atteindre ces valeurs mais uniquement avec certains bois (résineux), les performances étant beaucoup plus faibles avec d'autres bois ou avec les plantes annuelles.
La présente invention se propose de fournir un procédé de fabrication de pâte à papier à partir de plantes annuelles ou pérennes, qui conduise à des pâtes de bonne qualité (en particulier longueur de rupture au moins égale à 5 500 mètres) et qui bénéficie d'un rendement de 60 à 70 %, très supérieur au rendement d'obtention des pâtes chimiques de qualité analogue. Elle vise un procédé qui permette d'obtenir ces performances quelle que soit la nature des plantes utilisées.
A cet effet, le procédé de fabrication de pâte à papier conforme à l'invention se caractérise en ce que - on imprègne une matière première lignocellulosique à base de plantes annuelles, ou pérennes ou de résidus de ces plantes au moyen d'une solution aqueuse de soude de façon que la proportion pondérale de soude contenue dans ladite matière lignocellulosique soit sensiblement comprise entre 3 % et 10 % rapportée à la matière sèche et que le taux pondéral d'hydratation de ladite matière cellulosique après imprégnation soit au moins égal à sensiblement 40 %, - on soumet ensuite la matière lignocellulosique ainsi imprégnée à un vapocraquage, en réalisant une mise en pression de celle-ci à la vapeur saturée suivie d'une détente brutale, - et on sépare la fraction solide constituant la pâte à papier, de la phase aqueuse et des produits hydrosolubles.
Le procédé de l'invention est issu de la constatation surprenante suivante : lorsqu'on réalise un vapocraquage de matières lignocellulosiques en présence d'une proportion pondérale de soude comprise entre 3 % et 10 %, on évite une dégradation des fibres et on préserve la qualité papetière de celles-ci malgré les contraintes élevées subies, et ce, quel que soit le type de plantes (annuelles ou pérennes). On obtient ainsi des pâtes très résistantes de qualité correspondant à celle des pâtes chimiques, avec un rendement très supérieur à celui des procédés chimiques (rendement de l'ordre de 60 à 70 % dans les expérimentations effectuées). L'invention permet ainsi, par rapport aux procédés chimiques traditionnels ou dérivés, d'une part d'obtenir un poids de pâte supérieur rapporté au même poids de matière première lignocellulosique, d'autre part d'utiliser des quantités beaucoup plus faibles de produits chimiques (moins de 10 % de soude) ; ces quantités moindres de soude utilisées représentent un avantage économique essentiel en pratique puisqu'elles conduisent à une réduction considérable des coûts de recyclage de ce produit. Il faut souligner que l'utilisation de la soude représente un avantage essentiel par rapport à d'autres réactifs chimiques utilisés tel que le sulfite, car la soude est, par nature, facile à recycler chimiquement (transformation en carbonate de sodium, incinération et caustification à la chaux).
Les mécanismes par lesquels la soude, en quantité appropriée, vient se combiner au vapocraquage pour réaliser le défibrage tout en préservant la qualité papetière des fibres sont difficiles à expliquer ; les hypothèses suivantes peuvent toutefois être avancées 1) Une partie de la soude introduite dans les proportions visées réagit avec les acides organiques libérés par hydrolyse des constituants les plus fragiles de la matière sous l'effet de la température. La soude et les acides libérés se neutralisent et le milieu de cuisson reste légèrement basique grâce à la soude n'ayant pas réagi. Le phénomène d'autohydrolyse dans ces conditions de pH basique est inhibé, ce qui se traduit par une augmentation de rendement en pâte et une préservation des fibres de cellulose qui ne sont pas attaquées.
2) La quantité de soude restante (soude n'ayant pas réagi avec les acides organiques) permet quant à elle une légère solubilisation des hémicelluloses et des lignines qui constituent le liant essentiel entre les fibres de sorte que la matière première imprégnée qui est soumise au vapocraquage présente une élasticité très supérieure à son élasticité d'origine et supporte mieux la brusque détente ; dans ces conditions, cette détente est apte à réaliser une libération des fibres (le taux d'hydratation prévu favorisant cette libération) tout en limitant les ruptures dégradantes de ces dernières. Au contraire, dans les procédés de vapocraquage connus, mis en oeuvre en l'absence de soude ou avec des proportions inférieures ou égales à 2 % (généralement comprises entre 0,5 % et 1 %), la matière première très structurée bénéficie d' une élasticité moindre et subit l'explosion dans des conditions très dommageables pour les fibres.
Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre à partir de plantes, parties de plantes ou mélanges de plantes du groupe suivant - plantes annuelles (coton, chanvre, lin...), - pailles de céréales (blé, orge, seigle, avoine, triticale, riz...), - plantes pérennes (bambou, roseau, sisal, feuillu, résineux ...), - résidus agricoles (bagasse de canne à sucre, bagasse de sorgho sucrier...).
Le procédé est particulièrement intéressant pour les plantes annuelles, car il permet une excellente valorisation de produits considérés aujourd'hui comme de seconde catégorie, et ce, sans présenter les défauts des procédés chimiques.
De préférence, on réalise un hachage préalable de la matière lignocellulosique de façon à la réduire en fragments de longueur sensiblement comprise entre 0,5 et 15 centimètres. On augmente ainsi la surface spécifique de contact des matières premières avec la soude et la vapeur saturée.
Il semble que l'on obtienne une qualité de pâtes maximale en ajustant les paramètres de la façon suivante - proportion pondérale de soude sensiblement comprise entre 4 % et 8 %, - taux d'hydratation sensiblement compris entre 55 % et 85 %.
Selon un premier mode de mise en oeuvre, l'imprégnation est réalisée par immersion de durée comprise entre 10 et 30 minutes, dans une solution aqueuse de soude de concentration sensiblement comprise entre 5 et 15 g/l, avec un hydrovolume (poids de solution/poids sec de matière lignocellulosique) sensiblement compris entre 8 et 20. Ce mode de mise en oeuvre conduit à des équipements simples et peu onereux.
Selon un autre mode de mise en oeuvre, l'imprégnation est réalisée par pulvérisation sur la matière première cellulosique d'une solution aqueuse de soude de concentration sensiblement comprise entre 10 et 25 g/l en quantité appropriée pour atteindre la proportion pondérale et le taux d'hydratation précités, la matière lignocellulosique subissant un malaxage au cours de ladite pulvérisation.
Le dispositif d'asservissement 8 comporte une bielle 54 montée à pivotement, par son extrémité 55, autour d'un axe 56 parallèle à l'axe 30 lié au bouton de sélection 3 de la distribution de l'air. L'autre extrémité 57 de la bielle 54 porte un pion 58 coopérant avec une rainure 60 réalisée dans une plaque 11 de fermeture du support de l'ensemble 1. Un ressort de rappel 59 permet au pion 58 de rester en contact avec la face inférieure 61 de la rainure 60. La roue dentée 41 est portée par un axe 43, parallèle à l'axe 30 lié au bouton de sélection 3 de la distribution de l'air, monté à rotation dans les plaques de fermetures 11 et 13 du support de l'ensemble de commande 1. L'axe 43 est porteur d'une came 44 disposée de façon à avoir la possibilité d'être en interférence avec le déplacement du pion 58 dans la rainure 60.
La came 44 comporte une partie 46 en arc de cercle de rayon R, centrée sur l'axe 43, et tangent au pion 58 lorsque ce dernier est localisé à l'extrémité 64 de la rainure 60.
La figure 2 représente les différentes zones dans lesquelles le dispositif d'asservissement 8 est inopérant. Le pion 58 en relation avec le disque 50 de commande par l'intermédiaire de la bielle 54 peut parcourir la rainure 60 de l'extrémité 62 à la zone 63, délimitée par une position de la came 44 correspondant, dans notre exemple de réalisation, à l'arrêt du chauffage.
Dans ce cas de figure la bague 4 de commande de chauffage et le bouton 3 de sélection de la distribution de l'air ne sont jamais en interaction.
Tel que représenté à la figure 3, le pion 58 entre en contact avec la came 44 positionnée, par exemple en position chauffage arrêté, lors de la rotation du bouton 3 de sélection vers la position désembuage. Dans le cas où la came 44 est dans une position autre que celle citée précédemment, le pion 58 rencontre ladite came 44 dans une autre partie de la rainure 60, délimitée par la zone 63 et l'extrémité 64, et représentant l'écart entre deux positions qui se suivent dans la possibilité de sélection offerte par le bouton 3. L'extrémité 64 correspondant à la sélection commandant le réglage d'une position de la bague de commande 4.Les deux positions sont en particulier, dans l'exemple de réalisation, la dernière sélection correspondant au désembuage du pare-brise et étant en rapport avec l'extrémité 64 de la rainure 60 et l'avant dernière sélection correspondant à une répartition de l'air ventilé dans l'habitacle et étant en rapport avec la zone 63.
Si la came 44 est dans une position correspondant au chauffage maximum, le pion 58 parcourt la rainure 60 jusqu'à l'extrémité 64 de cette dernière sans agir sur ladite came 44, tel que représenté à la figure 5.
Tel que représenté à la figure 4, au cours du déplacement du bouton de sélection 3 vers la position désembuage, le pion 58 entraîne la came 44 en rotation, autour de l'axe 43, commandant ainsi, par l'intermédiaire de l'engrenage constitué de la roue dentée 41 et du pignon 40, le pivotement de la bague 4 de commande vers la position chauffage maximum. Le maintien du pion 58 contre la came 44 est assuré par l'association de l'action du ressort de rappel 59 et de la retenue dudit pion 58 par l'intermédiaire d'un cran 45 réalisé sur ladite came 44.
La poursuite de l'action de pivotement du bouton de sélection 3 vers la position de désembuage permet d'échapper au cran 45 de la came 44, par l'intermédiaire d'un bossage 65 réalisé dans le parcours de la rainure 60, et reliant la face inférieure 61 de ladite rainure 60 à une face intermédiaire 66 tangente au rayon R de ladite came 44, tel que représenté à la figure 5.
Le pion 58 étant arrivé à l'extrémité 64 de la rainure 60, les mouvements dudit pion 58 et de la came 44 redeviennent indépendants l'un de l'autre, par conséquent l'occupant peut, s'il le souhaite, modifier le niveau de chauffage ou/et la sélection des sorties d'air, tel que représenté à la figure 6.
Le dispositif d'asservissement 8 peut-être utilisé dans une configuration classique à trois boutons. La bague de commande 4 étant alors remplacée par un bouton de commande directement lié à la roue dentée 41 et disposé coaxialement à cette dernière.
DESCRIPTION La présente invention est un accessoire de machine à tondre le gazon ou à débroussailler à lame(s) rotative(s). Directement interchangeable, elle est montée à la place de la lame de coupe standard pour effectuer la scarification du sol -FIG.1-.
Habituellement, la tonte d'un gazon est réalisée avec une machine de type tondeuse et la scarification (opération qui consiste en un grattage des mousses, des herbes sèches et des racines de gazon pour favoriser la pousse) est actuellement réalisé avec une autre machine bien distincte: le scarificateur. Qu'il soit à moteur électrique ou thermique, le scarificateur est d'un usage relativement fréquent (une à deux fois par an seulement) cette fréquence ne justifie pas l'acquisition de la machine par les particuliers compte tenu de son coût ce qui ouvre naturellement la voie à la location de ce type de machine. Le coût, certes modeste, de chaque location constitue néanmoins une dépense qui, cumulée, devient significative.
L'accessoire proposé ici au propriétaire d'une tondeuse à gazon, est une alternative moins onéreuse que la location ou l'achat d'un scarificateur.
Ils permet en effet d'effectuer la scarification avec la machine destinée à la tonte de gazon, après un simple montage de l'accessoire en lieu et place de la lame.
Il est composé de LA PLATINE, (1.1) destinée à la fixation sur la partie motrice en bout d'arbre moteur de la machine. Cette platine est prolongée à ses extrémités par LES DIABOLOS (l.Z). Chaque diabolo est une pièce hérissée de crocs (1.2.1) aux angles appropriés -FIG.2-. Il tourne librement autour de son axe (1.1.1) fixe à la platine . Il est arrêté à l'extrémité de son axe par une butée rapportée (1.2.2).