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"APPAREIL POUR L'OBTENTION DE COURANTS DE MELANGE AQUEUX REPRESENTANT UN POIDS CONSTANT DE MATIERE EN SUSPENSION . "
La présente invention a pour but un appareil continu pour l'obtention de. courants de mélange aqueux représentant un poids constant de matière en suspension.
Elle convient particulièrement bien au traitement de mélanges formés par la suspension dans l'eau de particules d'origine végétale, animala ou. minérale, telles. cime., par ex., pâte à papier, à carton et analogue.
On connait des appareils dans lesquels Une variation de la densité du mélange qui les traverse soma pression con- stante, fait automatiquement varier en raison inverse la densi- té du. mélange en amont de l'appareil.
Les appareils de cette espèce connus à ce jour, sont
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basés sur la variation de la résistance au frottement se pro- duisant en cas de variation de la densité du courant de mélange aqueux et, comme ils ne tiennent pas compte de la variation du débit de ce courant, fonation de la densité, leur fonctionnement manque de précision et de rapidité et ne permet pas d'envoyer aux appareils d'utilisation un poids constant de matière à traiter.
Afin d'éluder ces inconvénients, l'appareil selon la présente invention est conçu. de manière telle qu'une variation de la densité du mélange qui le traverse sons pression constante, fait automatiquement varier en raison inverse, non seulement la densité du mélange en amont de l'appareil, mais aussi le volume débité par celui-ci, avec ce résultat que le courant de mélange aqueux quittant l'appareil représente un poids constant de ma- tière en suspension.
Dans ce but, selon l'invention, la constance de ce poids s'obtient automatiquement par la correction de la densité du mélange en amont de l'appareil et par une variation appro- priée simaltanée du volume débité par l'appareil. cet effet, selon l'invention, une partie du courant traversant l'appareil agit sur un organe susceptible de se dé- placer et relié par un moyen approprié à un dispositif contra- lant le débit du. mélange servant à corriger la densité et à an dispositif de contrôle du volume débité par l'appareil.
Dans une forme de réalisation particulièrement avan- tageuse de l'appareil, le dit orgcne mobile se trouve sous l'ac- tion du. poids d'un volume déterminé du mélange débité à travers l'appareil en courant continu, et sous pression constante.
Dans ce but, selon l'invention, l'appareil comporte sur le trajet du courant de mélange aqueux s'écoulant d'un ré- servoir à niveau constant, une surface mobile en hauteur, adap- tée à. supporter constamment une partie da dit courant et reliée par un moyen mécanique approprié, d'une part, à un robinet de
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d'autre part, à une vanne contrôlant l'orifice d'écoulement du: réservoir susdit, de façon à ce qu'un déplacement en hauteur de la dite surface, dû à la variation du poids de la partie du mé- lange qu'elle supporte, provoque la manoeuvre du dit robinet et la variation par la vanne susdite de la section de l'orifice d'écoulement du réservoir, et, partant, du débit de l'appareil.
Selon l'invention, la surface-support mobile susdite est avantageusement reliée par un système de leviers ou. analogue à un dispositif de commande unique agissant simultanément sur l'organe de réglage de la densité du. mélange aqueux en amont de l'appareil et sar une ou plusieurs vannes, dont l'une aontrôle le débit total de l'appareil en fonction de la densité, et l'antre le volume et la vitesse du. courant aqueux dirigé sur la dite surface-support,
Afin de réaliser un écoulement sans ramons du courant aqueux sur cette surface mobile, cette dernière est disposée au sommet d'un plan incliné que le courant eat obligé à. remonter sur son trajet dans l'appareil.
Afin d'augmenter l'action dûe au poids, l'invention prévoit en combinaison avec la dite surface mobile, un flotteur oscillant sur an axe fixé au-dessus de cette dernière perpendi- oulairement à la direction du courant aqueux, flotteur pouvant être sollicité par un contre-poids variable à venir se poser sur la surface de la nappe liquide coulant sur la surface-support mobile.
D'autres caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description des dessins ai-annexés, qui re- présentent schématiquement et à titre d'exemple non limitatif deux formes de réalisation de l'invention appliquées au traite- ment de la pâte à papier.
Dans ces dessins:
Fig. 1 représente une coupe de l'appareil'selon l'in- vention ;
Fig. 2 est une vue en plan d'une partie de l'appareil
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de la Fig. 1; Fig. 3 est une vue en plan d'un couloir faisant office de support mobile;
Fig. 4 montre en plan le flotteur suspendu au-dessus
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du dit support mobile;
Fig. 5 montre en élévation latérale une partie de l'appareil selon la Fig. 1;
Fig. 6 est une autre vue en élévation latérale d'une antre partie de l'appareil selon la Fig. 1;
Fig. 7 représente une variante du dispositif selon l'invention.
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Le courant de mélange à traiter, en ltoccurence, de la pâte à papier, venant par le tuyau 1 dtune cuve ou d'un appareil, arrive dans une caisse 2 (Fig. 1) séparée par une cloison 3 dtune seconde caisse 4e laquelle est à son tour séparée par une cloison 5 d'une troisième caisse 6. La paroi 5 fait l'office de barrage
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et maintient la pâte à une hauteur déterminée dans les omisses et 4. La partie de la pâte se déversant par-dessus la cloiòn 11, retonrne à sa source par le tuyau. 7 sans avoir été modifiée par l'appareil.
Dans le compartiment central 3, qui constitue ainsi un réservoir à niveau constant et dans lequel passe seulement la quantité de mélange déterminée par les besoins, sont placés un diffuseur 8 pour l'eau de réglage ou pour le mélange aqueux qui
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effootue la oorreation de le. densité, et un mélangeur, constitué, par ex., par deux palettes 9 tournant en sens inverse et comman- dées par une poulie 10. Ce compartiment 3 comporte dans son fond
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une oarertare 11, raccordée à an tuyau. 12 qai conduit le mélange tin orifice 13 à'ane caisse 14, lacluellee selon l'invention, constitue une seconde caisse à niveau constant.
Selon l'invention, l'orifice 13 est contrôlé par une vanne 15 qui détermine le volume utilisé et qui est susceptible
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d'être oommandée,d'nne part, à la main pour le réglage initial
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le volume de mélange à admettre dans la caisse 14 en fonction de sa densité.
Ainsi qu'il est surtout visible à la Fig. 2 la caisse 14 est délimitée latéralement par deux cloisons 16 formant trop- pleins et,devant,par une paroi 17 dans la partie inférieure de laquelle est pratiqué un orifice 18 contrôle par Une vanne 19.Il résulte de ce qui précède qu'une partie du mélange admis par la vanne 15 dans la caisse 14 peut se déverser par dessus les oloi- sons 16,tandis Que l'autre partie passe par l'orifice 18.
La vanne 19 contrôlant ce dernier orifice peut à son tour être réglée,d'une part,à la main et,d'autre partautomati- quement en fonction de la densité du. mélange aqueux.
Selon l'invention,la pâte ou le mélange s'écoulant par l'orifice 18 passe ensuite dans une troisième caisse 20,dans laquelle son poids agit sur un support mobile en hauteur et re- lié par un moyen mécanique approprié à la vanne 21 qui reçoit par le conduit 22 le mélange aqueux servant à régler la densité de la pâte et dont la quantité voulue est envoyée par le tube 23 au diffuseur 8 de la caisse 4.
Dans ce but, la pâte arrive dans la caisse 20 au pied d'un plan incliné 24 au sommet duquel se trouve placé un couloir 25 susceptible de se déplacer en hauteur sous l'action du poids de la pâte, sur le trajet de laquelle il est placé. Afin de fa- ciliter la circulation de la pâte, ce couloir est incliné dans le sens du mouvement de cette dernière, de sorte que la pâte arri- vant, grâce au plan incliné 24, sans aucun remous, dans le cou- loir 25 descend ce dernier pour rejoindre dans l'orifice 26 la pâte venant directement de la caisse 14 par dessus les déver- soirs 16. Le conduit 27 racaordé à l'orifice 26 dirige la partie de la pâte ayant traversé l'appareil vers l'endroit de son utili- sation.
Afin de pouvoir contrôler la vsnne 21 par le couloir mobile 25,selon l'invention, ce dernier est suspendu, par des ti-
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rants 28 et 29 à an fléau. 30 nrann1- IL --
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un couteau fixe 31 et suspendu., à son autre extrémité par une tige 32 à un fléau de bascule 33 en équilibre sur un couteau fixe 34 à l'aide du contrepoids 35.
Les oscillations du. fléau 30 dues aux variations du. poids de la pète s'écoulant par le couloir 25 sont ainsi trans- mises amplifiées par la tige 36 à une douille 37 adcptée sur un bras 38 solidaire d'une aime 39 tournant folle'sur un axe 40 et placée sans jeu latéral entre deux roues à rochets 41 et 42 calées sur l'axe 40 et ayant des dents inclinées en opposition.
Sur la came 39 reposent deux galets 43 dont les axes 44 sont fixés respectivement à. des cliquets 45 et 46 placés en opposition et susceptibles. de tourner sur leurs axes respectifs 47 et 48, fixés à un berceau 49 susceptible de tourner sur l'axe 40.
Suivant le sens de la rotation de la came déterminé par le mouvement du couloir 25, un des cliquets 45 ou 46 s'en- gage dans la roue à rochet correspondante, en solidarisant de ce fait, l'axe 40 du berceau. 49, toutefois uniquement dans un seul sens de rotation.
Cet axe 40 est connecté par l'intermédiaire d'un li- miteur de force 50 à un arbre 51 qui commande par an train d'en- grenages 52 l'axe 53 du papillon de la vanne 21.
L'effort nécessaire pour faire tourner l'arbre 51 est transmise d'une source de force appropriée par une poulie 54, un arbre 55 et un réducteur de vitesse 56 à un arbre 57 portant une manivelle 58 dont le bouton 59 s'engage dans le berceau 49.
Il résulte de ce qui précède que ce berceau est con- stmment animé d'un mouvement d'oscillation et, suivant la po- sition de la came 39, imprime à l'arbre 51 une rotation soit à droite soit à gauche.
Afin de permettre au couloir mobile 25 de contrôler la position des v?nnes 15 et 19, selon l'invention, l'arbre 51 attaque par un moyen approprié, tel qu'une vis sans fin 60 et
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une roue hél.icoinale 61. un arhra gg ,,4 -..,.-,--r-- n----
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liées, par exemple, pr des chaînes 64 et 65 aux roues 66 et 67 qui commandent, respectivement, par ex., par les vis sans fin et roues hélicoïdales 68 et 69 les tiges 70 et 71 des vannes 15 et 19 dont la première donne automatiquement le débit à poids constante et la seconde le débit à volume constant, en rapport a- veo les variations de densité de la pâte passant en ce moment sur le support 25.
Selon la présente invention l'action dûe au poids de la pâte se trouvant dans le couloir 25 petit être augmentée en faisant reposer sur la surface du courant aqueux un flotteur 72 ayant à peu. près la largeur du couloir et oscillant autour 8.' un axe 73 fixé aux parois de la caisse 20, le flotteur 72 étant chargé d'un contrepoids mobile 74 de manière à pouvoir exercer une pression variable sar la surface de la vsina liquide.
Il y a liea de faire remarquer que la partie de la veine liquide servant à déceler les variations de densité et jouant le rôle actif dans l'appareil, selon l'invention, est maintenus à volume constant.
L'appareil, selon l'invention, fonctionne de la ma- nière suivante:
L'arrivée de la pâte ayant été établie par le tuyau 1, on ouvre à la main la vanne 21,par exemple, à la moitié de son débit, puis à l'aide de la vanne 15 on règle à la main le débit correspondant au volume donnant le poids de matière désirée.
On règle ensuite à la main par la vanne 19, le débit de pâte sur le support mobile 25, nécessaire et suffisant pour l'établissement d'une veine liquide assez épaisse s'écoulant à une vitesse déter- minée, on presse sur cette veine le flotteur 72 par l'action du contre-poids curseur 74 et on équilibre alors l'ensemble en ame- nant le fléau 33 dans sa position horizontale par déplacement du contre-poids 35, de sorte que le bras 38 de la came 39 se trouve dans sa position horizontale dans laquelle les cliquets 45 et 46 n'engagent aucune des rouez à rochets 41 et 42 et, partant, l'ar- bre 51 reste immobile.
Les vannes 21, 15 et 19 conservent, par
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conséquent, leur position inchangée* Si., par ex., la pâte vient à. augmenter de densité, le couloir 25 descend, sons l'effet combiné du poids de la veine li- quide et de la réaction sur le flotteur 72.
La came 39 tourne alors, par ex., dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et le cliquet 46 engage la roue 42, de manière à faire tourner l'arbre 51 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui provoque une plus grande ouverture de la vanne 21, qui, don- nant plue de mélange de réglage dans le diffuseur 8, diminue la densité de la pâte. La. nouvelle ouverture de la vanne 21 se maintient jusqu'à ce que la densité de la veine aqueuse sur le support mobile 25 soit revende à. sa valeur initiale, ce qui pro- voquera une remontée du support 25 et an étranglement correspon- dant de la section de passage de la vanne 21.
Durant la varia- tion de l'ouverture de la vanne 21, l'arbre 51 a simultanément relevé la vanne 19, de manière que le débit de la pâte par l'orifice 18 se maintient constant malgré l'augmentation de sa densité* Pendant cette même période, l'arbre 51 a également agi Bar la vanne 15 en diminuant la section de passage de l'orifice 13, de manière à maintenir le poids constant de matière en sus- pension dans le courant aqueux pénétrant dans la caisse 14.
Il va de soi que * lorsque la densité de la pâte dimi- nue, les différents organes mobiles de l'appareil effectuent des mouvements en sens inverse.
Il va de soi que les dispositifs mécaniques décrits ci-dessus peuvent être remplacés par des dispositifs électriques télémécaniques ou autres.
Il résulte de ce qui précède que, grâce à la présente invention, la variation de la densité de la pâte n'exerce aucune influence sur le volume du courant passant sur le sapport mobile 25 et que le débit de ce courant restant constant malgré les va- riations de la densité, le support mobile 25 n'enregistre pas d'indications faussées par la variation de débit.
Enfin, la présence du flottear 72 ne risque pas d'ame-
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ner de fausses indications comme 'est le cas. dans les appareils connue basés. uniquement sur l'action de frottement et où il est employé seul, car 'le poids de la veine liquide sur le support 25 et la constance de son volume éliminent toutes lea anomalies.
La Fig. 7 représente une alternative de l'invention convenant particulièrement bien pour traiter de très petites quantités de pâte. Dans cette forme de réalisa%ion, la seconde caisse à niveau constant de la Fig. 1 avec sa vanne 15 est sup- primée et une sente vanne 19 règle le débit de la pâte dirigée sur le support mobile 25.
Il va de soi que la. présente invention n'est nullement limitée à ses formes de réalisation décrites et représentées, car ces dernières peuvent être modifiées, selon les exigences de la pratique on de la construction, sans se départir de ce fait du domaine de l'invention.