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Pile raffineuse.
L'invention concerne un appareil du genre comprenant un rouleau, ayant la forme d'un cylindre ou d'un cône, supporté de façon à pouvoir tourner autour de son axe, et une enveloppe entourant le rouleau. Un appareil de ce genre est utilisé com- munément pour le traitement mécanique de matières fibreuses en suspension dans l'eau et.est appelé "pile" dans la suite de la description. Il est bien entendu, cependant, que cette appellation ne limite aucunement l'invention, car l'appareil suivant l'inven- tion peut aussi être dénommé, par exemple,raffineuse, broyeuse, désintégrateur ou moulin.
Dans un appareil du genre mentionné ci-dessus, le traitement mécanique de la matière a lieu lorsque celle-ci passe centre surface du rouleau et la surface adjacente de l'enve-
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loppe. La pile est ordinairement munie de barreaux sur sa sur- face de travail. L'enveloppe est souvent aussi munie de bar- reaux sur sa paroi intérieure ou sur la partie de celle-ci qui coopère avec le rouleau.
Le rouleau dans un tel appareil est placé en général de façon excentrique par rapport à l'enveloppe, et est de pré- férence supporté de façon que son axe puisse être déplacé pa- rallèlement à lui-même pour régler les distances entre les sur- faces coopérantes du rouleau et de l'enveloppe.
On connaît des appareils dans lesquels l'enveloppe est fixe et le rouleau tourne et d'autres dans lesquels l'en- veloppe est également supportée de façon à pouvoir tourner.
La présente invention se rapporte au type d'appareil mentionné en dernier lieu, et l'invention consiste principalement en ce que l'appareil est muni d'un dispositif de réglage de la vi- tesse de rotation de l'enveloppe et du rouleau indépendamment l'un de l'autre.
L'enveloppe et le rouleau tournent de préférence dans le même sens,, mais à des vitesses différentes de sorte que des vitesses périphériques égales ou différentes peuvent être obtenues.
L'appareil peut être muni de deux moteurs dont l'un commande le rouleau et l'autre l'enveloppe. Le même moteur peut cependant aussi être employé pour commander à la fois le rou- leau et l'enveloppe. Dans ce cas, on intercale un changement de vitesse entre le moteur et le rouleau ou l'enveloppe. Le moteur peut être relié directement à. la fois au rouleau ou à l'enve- loppe et à un arbre intermédiaire muni d'une transmission ré- glable à courroie en forme de V ou analogue, pour l'enveloppe ou le rouleau.
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Si le rouleau tourne à une vitesse périphérique plus grande que l'enveloppe, il entraîne l'enveloppe lorsque l'ap- pareil est en marche, de sorte qu'il peut être nécessaire de freiner l'enveloppe. Ceci peut être réalisé au moyen d'un mo-, teur séparé, pouvant par exemple être construit de manière à tourner à un nombre de tours constant et maintenir ainsi cons- tante la vitesse de l'enveloppe. Le freinage peut cependant se faire aussi au moyen d'un changement de vitesse tel que décrit plus haut. Ce dispositif présente l'avantage que la force mo- trice consommée est en partie récupérée.
L'enveloppe doit tourner à une vitesse suffisante pour que la force centrifuge maintienne la matière contre sa péri- phérie. Comme résultat de ce mouvement forcé de la matière, l'ap- pareil peut traiter une matière de consistance quelconque. Ceci représente un avantage notable par rapport aux appareils utili- sés communément qui ne peuvent que difficilement traiter des matières d'une consistance supérieure à 8%.
L'appareil suivant l'invention peut travailler en continu ou en discontinu. Pour le travail en continu, l'appareil est construit de préférence de telle façon que l'enveloppe est entourée d'une carcasse fixe munie d'une ouverture d'entrée pour l'alimentation continue de la matière dans l'espace compris entre le rouleau et l'enveloppe, à l'extrémité de l'appareil, et d'une sortie pour le déchargement continu de la matière à l'au- tre extrémité.
Lorsque l'enveloppe et la matière tournent dans le même sens que le rouleau, cette rotation peut s'effectuer à une vitesse très grande, avec augmentation correspondante de la ca- pacité de l'appareil, sans qu'il soit nécessaire d'accélérer la matière plus que de coutume lorsqu'elle passe à l'endroit où:
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elle est travaillée. D'autre part, cette accélération peut être réduite par le choix d'une moindre différence de vitesse que celle ordinairement adoptée entre l'enveloppe et le rouleau.
Dans la plupart des appareils, le rouleau tourne à une vitesse périphérique d'environ 10 mètres par seconde par rapport à une enveloppe ou plaque fixe.
Dans l'appareil suivant l'invention, la matière à traiter est animée, peu de temps après son introduction dans l'enveloppe, de la même vitesse de rotation que celle-ci. La force motrice consommée pour cette accélération qui ne se pro- duit qu'une fois, est négligeable en comparaison du travail d'accélération que doit effectuer le rouleau chaque fois que la matière passe à l'endroit où elle est travaillée.
Il est à remarquer, comme il a déjà été dit antérieu- rement,qu'on connaît des piles dans lesquelles le rouleau et l'enveloppe sont supportés chacun de façon à pouvoir tourner, et tournent tous deux lorsque l'appareil est en marche. Dans ces appareils, ce n'est jamais que le rouleau ou l'enveloppe qui sont commandés à une vitesse réglable, tandis que la vi- tesse de rotation de l'autre partie tournante ne peut pas être réglée. C'est la possibilité de régler la vitesse de rotation tant du rouleau que de l'enveloppe indépendamment l'une de l'au- tre, suivant l'invention, qui rend possible les grands avan- tages décrits précédemment.
Pour que l'invention soit mieux comprise, on la décri- ra plus en détail ci-après, avec référence aux dessins annexés qui en représentent schématiquement deux formes de réalisation.
Sur le dessin, la Fig. 1 est une coupe schématique longi- tudinale d'un appareil suivant une forme de réalisation de l'in- vention, tandis que la Fig. 2 représente schématiquement la po- sition du rouleau par rapport à l'enveloppe dans une coupe per-
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pendiculaire a celle ae la Fig. 1. Les Figs. 3 et 4 sont des fi- gures correspondantes montrant une seconde forme de réalisa- tion de l'appareil suivant l'invention.
Dans les deux formes de réalisation, l'appareil con- siste en un rouleau 1 supporté de façon à pouvoir tourner, pour- vu à sa surface extérieure de barreaux 3 et enfermé dans une enveloppe 2, supportée également de façon à pouvoir tourner.
Chaque barreau 3 du rouleau possède une surface 4, coopérant avec la surface intérieure 5 de l'enveloppe. Celle-ci peut être munie de barreaux analogues, bas, larges ou munis de cannelures ou bien elle peut être lisse. La surface intérieure de l'enveloppe peut être cylindrique, conique ou de toute autre forme appropriée.
L'axe de rotation du rouleau est parallèle à l'axe de rotation de l'enveloppe et est disposé de façon excentrique par rapport à lui.
Dans la réalisation suivant la Fig. 1, le rouleau est supporté sur un arbre 6 tandis que l'enveloppe est supportée sur un autre arbre 7 relié de façon rigide à l'arbre 6. Le ré- glage des barreaux du rouleau par rapport à la surface inté- rieure de l'enveloppe est obtenu par déplacement du rouleau dans la direction axiale de l'arbre 6. Ce déplacement peut être réalisé de façon connue comme indiqué schématiquement sur le dessin.
Dans la réalisation représentée sur la Fig. 3, le rouleau 1 est supporté sur un manchon 8 excentré par rapport à l'arbre 9 sur lequel il peut tourner. La rotation du manchon 8 peut être produite au moyen d'un mécanisme comprenant un bras
10 disposé radialement à une extrémité du manchon et pourvu à son extrémité libre d'un secteur denté, et une roue dentée 12 engrenant le secteur denté et pouvant être mue au moyen d'une menivelle 14.
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L'enveloppe 2 peut ou bien être fixée à l'arbre 9 ou bien être supportée de façon analogue au rouleau sur un manchon excentrique 15 monté sur l'arbre 9 de façon à pouvoir tourner.
La rotation de ce manchon peut être effectuée de façon analogue au moyen d'un secteur denté tel que décrit antérieurement à pro- pos du rouleau, soit au moyen d'une manivelle pouvant être ca- lée, soit au moyen d'un levier sur lequel on peut placer des charges de différents poids. Dans ce dernier cas, un réglage automatique de la pression suivant laquelle les barreaux du rouleau sont appliqués contre la surface coopérante de l'en- veloppe, peut être obtenu.
Le rouleau et l'enveloppe peuvent par exemple être actionnés au moyen de transmissions à courroies. La dif- férence de vitesse entre le rouleau et l'enveloppe peut être réglée soit en réglant la vitesse du rouleau et en maintenant la vitesse de l'enveloppe constante, ou vice-versa. La trans- mission par courroie peut être calculée pour que la vitesse désirée de l'enveloppe puisse être réglée de telle sorte que la différence des vitesses périphériques entre l'enveloppe et le rouleau devienne nulle, ou bien l'enveloppe peut tourner à une vitesse périphérique plus faible ou plus grande que celle du rouleau.
L'enveloppe est entourée d'un carter fixe 16 pourvu d'une ouverture d'entrée 17 et d'une ouverture de sortie 18.
Da.ns le carter est prévu un canal annulaire19 par l'intermé- diaire duquel la matière est amenée à la sortie 18.
L'appareil représenté sur le dessin fonctionne comme suit :
La matière est introduite par une ouverture d'entrée 17 et est interceptée par quelques palettes 32 qui la lancent radialement vers l'extérieur. Par suite de la grande vitesse n
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.de rotation, la matière prend la forme d'un anneau sur la paroi . intérieure de l'enveloppe.
Le manchon 8 est mû au moyen de la manivelle 14 jus- qu'à ce que la distance ou la pression désirée entre les bar- reaux 4 et l'enveloppe 5 soit obtenue. Les barreaux pénètrent dans la couche de matière à grande vitesse et comme l'enveloppe tourne, une couche sensiblement plus épaisse de matière passe entre le rouleau et l'enveloppe que dans le cas de piles ordi- naires dans lesquelles les barreaux de la plaque correspondant à l'enveloppe de la présente invention, sont immobiles.
Dans l'appareil suivant l'invention, on obtient un effet différent selon que l'on opère en maintenant une certaine distance entre les deux surfaces de travail ou en exerçant une certaine pression entre ces surfaces. De plus un effet dif- férent est obtenu en travaillant avec des vitesses relatives différentes de ces surfaces. Comme chacune de ces surfaces tourne, il est possible de traiter des matières d'une consis- tance notablement plus élevée que d'ordinaire. A mesure que de nouvelles charges de matières sont introduites, elles sont pressées les unes sur les autres et se meuvent en direction de l'axe du rouleau de l'entrée vers la sortie de l'appareil où l'enveloppe est munie à sa périphérie d'ouvertures 33 à tra- vers lesquelles la matière est déchargée. Là matière est reçue par le canal 19 et déchargée de l'appareil par la sortie 18.
Les deux formes de réalisation de l'invention décri- tes plus haut sont destinées à fonctionner en continu, avec leurs arbres disposés horizontalement. Cependant, les arbres peuvent être disposés verticalement ou de façon inclinée, l'en- trée étant disposée à la partie supérieure et la sortie à la partie inférieure.
L'appareil suivant l'invention peut être modifié
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pour être employé, par exemple, dans des laboratoires. L'envelop- pe et le rouleau peuvent dans ce cas être montés de préférence sur des bras supportés de façon à pouvoir tourner, au moyen de manchons, sur un arbre verticale de manière que les axes de ro- tation du rouleau et de l'enveloppe puissent être réglés l'un par rapport à l'autre. Dans ce cas, le rouleau ou l'enveloppe peu- vent être supportés de manière à pouvoir être élevés ou abaissés l'un, par rapport à l'autre. Le ou les moteurs peuvent de préfé- rence être montés sur des bras disposés dans le prolongement des bras mentionnés en premier lieu, de manière à assurer l'équi- librage.
Dans la description qui précède, on n'a mentionné qu'un seul rouleau rotatif, mais l'invention n'est pas limitée à ce cas. Comme on le comprend aisément, l'appareil suivant l'invention peut être pourvu de deux ou de plusieurs rouleaux montésen parallèle, travaillant dans la même enveloppe.
L'invention n'est pas non plus limitée au traitement de matières fibreuses, en ce sens que l'appareil suivant l'in- vention peut être appliqué au traitement d'autres matières.
REVENDICATIONS.
1.- Appareil pour matières fibreuses, par exemple de la cellulose, comprenant un rouleau supporté de façon à pouvoir tourner autour de son axe, et une enveloppe entourant le rou- leau, caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens permettant de régler les vitesses de rotation du rouleau et de l'enveloppe indépendamment l'une de 1-'autre.
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Refining stack.
The invention relates to an apparatus of the kind comprising a roller, having the shape of a cylinder or a cone, supported so as to be able to rotate about its axis, and a casing surrounding the roller. An apparatus of this type is commonly used for the mechanical treatment of fibrous materials suspended in water and is referred to as a "stack" in the remainder of the description. It is understood, however, that this designation does not limit the invention in any way, since the apparatus according to the invention may also be referred to, for example, as a refiner, grinder, disintegrator or mill.
In an apparatus of the type mentioned above, the mechanical treatment of the material takes place when the latter passes through the center surface of the roll and the adjacent surface of the casing.
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loppe. The pile is usually provided with bars on its working surface. The casing is often also provided with bars on its inner wall or on the part thereof which cooperates with the roll.
The roller in such an apparatus is placed generally eccentrically to the casing, and is preferably supported so that its axis can be moved parallel to itself to adjust the distances between the overlays. cooperating faces of the roll and the casing.
There are known apparatuses in which the casing is fixed and the roller rotates and others in which the casing is also supported so as to be able to rotate.
The present invention relates to the last mentioned type of apparatus, and the invention consists mainly in that the apparatus is provided with a device for adjusting the speed of rotation of the casing and of the roller independently. one of the other.
The casing and the roller preferably rotate in the same direction, but at different speeds so that equal or different peripheral speeds can be obtained.
The apparatus can be fitted with two motors, one of which controls the roller and the other the casing. The same motor, however, can also be used to drive both the roller and the casing. In this case, a speed change is inserted between the motor and the roller or the casing. The motor can be connected directly to. both to the roller or casing and to an intermediate shaft provided with an adjustable V-shaped belt drive or the like for the casing or the roller.
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If the roller rotates at a peripheral speed greater than the envelope, it drives the envelope when the machine is running, so it may be necessary to brake the envelope. This can be done by means of a separate motor, for example, which may be constructed to rotate at a constant number of revolutions and thereby keep the speed of the envelope constant. However, braking can also be done by means of a gear change as described above. This device has the advantage that the driving force consumed is partly recovered.
The casing must rotate at a sufficient speed for the centrifugal force to hold the material against its periphery. As a result of this forced movement of matter, the apparatus can process matter of any consistency. This represents a notable advantage over the apparatuses in common use which can only with difficulty process materials of a consistency greater than 8%.
The apparatus according to the invention can work continuously or discontinuously. For continuous work, the apparatus is preferably constructed in such a way that the casing is surrounded by a fixed carcass provided with an inlet opening for the continuous supply of the material into the space between the roller and casing, at the end of the apparatus, and an outlet for continuous discharge of material at the other end.
When the casing and the material rotate in the same direction as the roller, this rotation can take place at a very high speed, with a corresponding increase in the capacity of the apparatus, without the need to accelerate. the material more than usual when it passes to the place where:
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it is worked. On the other hand, this acceleration can be reduced by choosing a smaller difference in speed than that usually adopted between the casing and the roller.
In most devices, the roller rotates at a peripheral speed of about 10 meters per second relative to a fixed envelope or plate.
In the apparatus according to the invention, the material to be treated is driven, shortly after its introduction into the casing, at the same speed of rotation as the latter. The driving force consumed for this one-time acceleration is negligible compared to the acceleration work that the roller has to do each time the material passes where it is being worked.
It should be noted, as has already been said previously, that piles are known in which the roller and the casing are each supported so as to be able to rotate, and both rotate when the apparatus is in operation. In these devices, it is never only the roller or the casing which are controlled at an adjustable speed, while the speed of rotation of the other rotating part cannot be adjusted. It is the possibility of adjusting the speed of rotation both of the roller and of the casing independently of one another, according to the invention, which makes possible the great advantages described above.
In order for the invention to be better understood, it will be described in more detail below, with reference to the accompanying drawings which schematically show two embodiments thereof.
In the drawing, FIG. 1 is a schematic longitudinal section of an apparatus according to one embodiment of the invention, while FIG. 2 schematically shows the position of the roll relative to the casing in a per-
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pendicular to that in FIG. 1. Figs. 3 and 4 are corresponding figures showing a second embodiment of the apparatus according to the invention.
In both embodiments, the apparatus consists of a roller 1 supported so as to be able to turn, provided on its outer surface with bars 3 and enclosed in a casing 2, also supported so as to be able to turn.
Each bar 3 of the roller has a surface 4, cooperating with the interior surface 5 of the casing. This can be provided with similar bars, low, wide or provided with grooves or it can be smooth. The interior surface of the envelope may be cylindrical, conical or any other suitable shape.
The axis of rotation of the roller is parallel to the axis of rotation of the envelope and is disposed eccentrically with respect to it.
In the embodiment according to FIG. 1, the roller is supported on a shaft 6 while the casing is supported on another shaft 7 rigidly connected to the shaft 6. The adjustment of the bars of the roller relative to the interior surface of the roller. The envelope is obtained by displacement of the roller in the axial direction of the shaft 6. This displacement can be carried out in a known manner as shown schematically in the drawing.
In the embodiment shown in FIG. 3, the roller 1 is supported on a sleeve 8 eccentric with respect to the shaft 9 on which it can turn. The rotation of the sleeve 8 can be produced by means of a mechanism comprising an arm
10 disposed radially at one end of the sleeve and provided at its free end with a toothed sector, and a toothed wheel 12 meshing the toothed sector and capable of being moved by means of a crank 14.
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The casing 2 can either be fixed to the shaft 9 or else be supported in a manner similar to the roller on an eccentric sleeve 15 mounted on the shaft 9 so as to be able to rotate.
The rotation of this sleeve can be effected in a similar manner by means of a toothed sector as described previously with regard to the roller, either by means of a crank which can be shunted, or by means of a lever on the roller. which we can place loads of different weights. In the latter case, an automatic adjustment of the pressure according to which the bars of the roller are applied against the cooperating surface of the casing can be obtained.
The roller and the casing can for example be actuated by means of belt drives. The speed difference between the roll and the casing can be adjusted either by adjusting the speed of the roll and keeping the speed of the casing constant, or vice versa. The belt transmission can be calculated so that the desired envelope speed can be adjusted so that the difference in peripheral speeds between the envelope and the roll becomes zero, or the envelope can rotate at a speed. device smaller or larger than that of the roll.
The envelope is surrounded by a fixed casing 16 provided with an inlet opening 17 and an outlet opening 18.
In the casing there is provided an annular channel 19 through which the material is fed to the outlet 18.
The apparatus shown in the drawing operates as follows:
The material is introduced through an inlet opening 17 and is intercepted by a few paddles 32 which launch it radially outwards. As a result of the high speed n
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.of rotation, the material takes the form of a ring on the wall. inside the envelope.
The sleeve 8 is moved by means of the crank 14 until the desired distance or pressure between the bars 4 and the casing 5 is obtained. The bars penetrate the layer of material at high speed and as the casing rotates a substantially thicker layer of material passes between the roll and the casing than in the case of ordinary stacks in which the bars of the corresponding plate to the envelope of the present invention, are stationary.
In the apparatus according to the invention, a different effect is obtained depending on whether one operates by maintaining a certain distance between the two working surfaces or by exerting a certain pressure between these surfaces. In addition, a different effect is obtained by working with different relative speeds of these surfaces. As each of these surfaces rotates, it is possible to process materials of significantly higher consistency than usual. As new loads of material are introduced, they are pressed onto each other and move in the direction of the axis of the roller from the inlet to the outlet of the apparatus where the envelope is provided at its periphery. openings 33 through which the material is discharged. The material is received through channel 19 and discharged from the apparatus through outlet 18.
The two embodiments of the invention described above are intended to operate continuously, with their shafts arranged horizontally. However, the shafts can be arranged vertically or at an incline, the inlet being at the top and the outlet at the bottom.
The apparatus according to the invention can be modified
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to be used, for example, in laboratories. The casing and the roller can in this case preferably be mounted on arms supported so as to be able to rotate, by means of sleeves, on a vertical shaft so that the axes of rotation of the roller and the roller. envelope can be adjusted relative to each other. In this case, the roll or the envelope can be supported so that it can be raised or lowered relative to each other. The motor (s) may preferably be mounted on arms arranged in the extension of the arms mentioned first, so as to ensure the balance.
In the foregoing description, only one rotary roller has been mentioned, but the invention is not limited to this case. As can easily be understood, the apparatus according to the invention can be provided with two or more rollers mounted in parallel, working in the same envelope.
The invention is also not limited to the treatment of fibrous materials, in that the apparatus according to the invention can be applied to the treatment of other materials.
CLAIMS.
1.- Apparatus for fibrous materials, for example cellulose, comprising a roller supported so as to be able to rotate about its axis, and a casing surrounding the roller, characterized in that it is provided with means for adjusting the rotational speeds of the roller and of the casing independently of one another.