<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé et'appareil pour l'épuration de mélanges liquides hétérogènes".
La présente invention a pour objet un dispositif pour l'épuration et le classement continus de mélanges liquides hétérogènes, et en particulier de la pâte à papier.
On connaît des dispositifs épurateurs de pâte à papier qui ne visent qu'à une extraction centrifuge des impuretés lourdes de la pâte. Dans ces dispositifs, la pâte à papier arrive tangentiellement dans un récipient conique fixe, où elle prend un mouvement garatoire. Un orifice réglable permet d'évacuer continuellement les impuretés à la périphérie supérieure du récipient. La pâte sort par un tube central. Les appareils de ce genre ne peuvent permettre ni l'extraction des impuretés légères,
<Desc/Clms Page number 2>
ni le classement proprement dit de la matière qui y est traitée.
D'autres dispositifs comportent un tamis cylindrique fixe à la surface interne duquel la-,,pâte, arrivant axialement, est projetée en rejaillissant sur des surfaces déflectrices coniques. De l'eau de dilution est également divisée et projetée sur le tamis, par le même moyen.
Ces appareils ne sont que tamiseurs, et non pas classeurs. Ils provoquent en outre une dilution indésirable de la pâte, due à l'eau qui y est introduite.
Il existe enfin des tamis rotatifs dans lesquels des organes en forme de c8ne, tournant avec le tamis,.constituent des chicanes destinées à répartir la masse à traiter sur toute la surface tamisante, également conique, sous l'effet de la force centrifuge. L'axe qui supporte ces c8nes est creux et percé de trous par lesquels de l'eau de lavage peut être introduite de façon intermittente dans le dispositif. Celui-ci, de même que le précédent, ne peut fournir que deux catégories de produit : qui est retenu à l'inté- rieur du tamis, et celui qui a pu le traverser. Ils ne travaillent ni l'un ni l'autre par gravité.
L'appareil épurateur et classeur qui fait l'objet de l'invention, est essentiellement caractérisé par plusieurs cônes creux ouverts par le bas, disposés en série àl'intérieur d'un récipient fixe et fermé, au-dessous du tube de sortie de la pâte, co-axialement au récipient, et fixés à un tube d'évacuation qui comporte des ouvertures débouchant à l'intérieur desdits cônes. Cet appareil est destiné en premier lieu à débarrasser les matières liquides hétérogènes, et notamment la pâte à papier, non seulement des impuretés
<Desc/Clms Page number 3>
lourdes, mais encore :des impuretés légères, en agissant par centrifugation continue, et non par tamisage. Il peut de la même façon, servir aussi à classer ces matières, par ordre de densités.
La matière à traiter, arrivant à grande vitesse tangentiellement à la paroi interne du récipient fixe, le remplit complètement, sous une certaine charge, et tous les orifices de sortie de matière partent du centre du récipient.
La disposition particulière des cônes a pour but d'amorcer au sein de la masse occupant le récipient, à la périphérie de celui-ci, un courant descendant dont l'effet s'ajoutera à celui de la pesanteur, pour activer le dépôt des impuretés lourdes à la partie inférieure dudit récipient, d'où elles sont ensuite évacuées par une canalisation. spéciale.
De plus, ces cônes empêchent le tourbillon central (effet de typhon) dû. à la grande vitesse du liquide, de se former entre le fond de l'appareil et le point de sortie supérieur de la masse épurée.
Il devient ainsi possible d'augmenter la vitesse de circulation de la matière, dans l'appareil (jusque et au delà de 30 mis au lieu de 5 mis environ dans les appareils actuels), en vue de multiplier les effets de la force centrifuge, partant les différences de densité, et d'obtenir de la sorte, outre un débit plus important de l'appareil, toutes choses étant égales d'ailleurs, une finesse plus grande de la séparation et de la classification.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, un mode d'exécutiond'un appareil épurateur statique et continu de pâte à papier, établi suivant l'invention.
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 1 est une vue en coupe verticale de l'appareil.
La figure 2 est une vue partielle en coupe suivant la ligne A-A de la figure 1.
L'appareil est constitué par une enceinte fixe métallique comportant une partie cylindrique 1, et à ses extrémités supérieure et inférieure, de parties tronconiques 2 et 3. La partie 2 est surmontée d'une partie cylindrique 4 de petit diamètre sur laquelle est fixée l'arrivée tangentielle 5 de pâte à épurer.
A l'intérieur du cylindre 4 est disposé un tronc de cône 6 relié à une tuyauterie, et destiné à recueillir ,et évacuer le liquide chargé d'impuretés légères. Un tuyau 8, disposé suivant l'axe vertical de l'appareil, et descendant jusqu'à la.partie cylindrique 1, sert à reprendre la pâte épurée.
La partie tronconique 3 est terminée à son extrémité inférieure par un dispositif d'évacuation 9. Ce dispositif peut être à fonctionnement continu (tube relié à un bac de décantation) ou intermittent (sas relié au bac de rassemblement des matières lourdes). Une série de c8nes successifs 10, 11, 12, 13 est disposée suivant l'axe de l'appareil, dans les parties 1 et 3. Ces cônes sont montés sur un tube 14 relié à un autre tube 15 débouchant à l'extérieur de l'appareil. Des trous 16 mettent l'intérieur des' cônes en communixation avec l'intérieur du tube 14.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant:
La pâte à épurer, entraînée au moyen d'une pompe (non représentée) arrive en 5 à grande vitesse, de l'ordre de 20 à 40 mètres par seconde. Cette arrivée tangentielle
<Desc/Clms Page number 5>
de la pâte imprime au liquide un mouvement de rotation rapide 9. l'intérieur de l'enceinte 1-2-3-4. Sous l'effet de la force centrifuge, les matières lourdes sont projetées sur la paroi 1-2 d'où elles decendent le long de la paroi 3 jusqu'en 9 d'où elles sont évacuées.
Les matières moins lourdes restent en suspension dans le liquide; bien que sollicitées en partie par la force centrifuge, elles ne parviennent pas jusqu'à la paroi de l'appareil. Elles sont reprises par le c8ne 6 et sont évacuées de façon continue par la canalisation 7. Elles sont conduites à un bac de décantation (non représenté); le liquide récupéré après dépôt des impuretés revient à la fabrication. La pâte épurée est recueillie au moyen de la canalisation 8, au centre de l'appareil. Elle est conduite directement à la fabrication.
Les cônes superposés 10-11-12-15, disposés à la partie inférieure de l'enceinte fixe 1 suivant son axe, empêchent les matières lourdes d'être entraînées par le courant créé par le tuyau d'évacuation de la pâte épurée 8.
Le tuyau 14-15 sert à la fois à supporter les cônes 10 à 13, à assurer le nettoyage desditscônes et à l'évacuation d'une fraction de la pâte à papier.
Si l'on examine, du point de vue théorique, la façon dont se comporte le liquide ou le ffluide en mouvement dans la portion cylindrique située en dessous de l'ouverture du tuyau 8, on voit que ses molécules sont sollicitées par trois forces. a) par la force centrifuge C qui les classe par ordre de densité C = P x V2 (cette force est relativement g R considérable par rapport aux deux autres, parce que V est grand).
<Desc/Clms Page number 6>
b) par la force! due au mouvement du liquide créé par le débit du tuyau 8. c) par l'action de la pesanteur p.
Si donc l'on crée un mouvement descendant au sein du liquide, on aura en même temps créé une force nouvelle P qui s'ajoutera à celle de la pesanteur (p). Ce mouvement descendant résulte de l'effet du tuyau 14, 15, et de celui des ouvertures qui sont prévues sur ce tuyau, à l'intérieur des cônes et à un niveau supérieure à celui de leur bord ; le tuyau 14, 15 peut être dirigé aussi bien vers la partie inférieure que vers la partie supérieure de l'appareil; dans ce cas il est placé concentriquement au tuyau 8. Seuls les cônes doivent conserver l'orientation figurée. La tendance à la séparation des matières lourdes, laquelle existait déjà grâce à p et à C, sera augmentée proportionnellement à la valeur de cette nouvelle force P.
A aucun moment au cours de leur mouvement descendant, les parties lourdes ne peuvent ainsi être sollicitées par la force! opposée aux deux forces p, P.
L'appareil précédemment décrit n'a été indiqué qu'à titre d'exemple de réalisation de l'invention. Il peut comporter toutes variantes d'exécution désirables, ainsi que toutes modifications de forme appropriées à l'épuration du mélange liquide envisagé.
Il est évident que cet appareil décrit peut s'appliquer à toute épuration de liquides hétérogènes autres que la pâte à papier.