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"Procédé et dispositif de traitement des matières pâteuses avant séchage".
Lorsqu'on soumet des matières pâteuses à un trai- tement mécanique, tel qu'un mélange, transport, division ou une projection, leur comportement est très différent en ce qui con- cerne la liquidité, la ténacité et l'homogénéité. Ces masses sont constituées par une partie liquide et une partie à parti- cules solides. Le comportement dépend, en premier lieu, de la proportion pondérale de la partie liquide à la partie solide.
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Souvent la structure des particules solides, à savoir leur grandeur et leur forme, sont d'une plus grande importance.Dans certains procédés, on désire une liquidité aussi élevée que pos- sible de la pâte, par exemple pour le mélange, le transport ou la projection. D'autre part, il peut y avoir intérêt à obtenir, après une opération.de division, des structures, telles que des cordons, des fils ou des pièces, qui aient une stabilité de forme aussi grande que possibleCes exigences se contredisent dans la solution de certains problèmes et exigent un compromis convenable.
De plusil peut se produire une démixtion au cours du mélange, du transport ou de la division, soit que de grandes parties du liquide se séparent et que la masse devienne hétéro- gène, soit par agglomération de particules solides comme dans le procédé de barattage, à la suite de quoi la masse ne devient pas hétérogène mais plus liquide. Finalement, le phénomène de thixotropie joue un rôle plus ou moins décisif, c'est-à-dire prend une constitution dans laquelle les substances peuvent montrer un-comportement très différent en ce qui concerne la li- quidité et la ténacité suivant la durée et la nature d'un mouve- ment imposé et suivant la durée et le nombre des intervalles dans ce mouvement.
En règle générale, les gâteaux de filtration créent des difficultés lorsqu'on les soumet à un traitement mécanique.
Le degré des difficultés peut être très différent selon la dif- férence des constitutions et le problème technique posé. Il est extrêmement difficile de traiter des substances dont les parti- cules solides ont une petite grosseur, en particulier inférieure à 100 , par exemple inférieure à 10 ou même inférieure à 5 . On mentionnera à titre d'exemples des substances organi- ques et minérales du domaine des produits intermédiaires chimi- ques et des matières colorantes, par exemple des naphtols (ary-
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lides de l'acide betahydroxynaphtol'que), des pigments colorés azoïques, des colorants d'anthralane et des colorants de cuve.
De plus, la forme des particules joue un rôle important, par
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exemple dans le cas des colorants organiques (pigments ou au- tres) qui, pour des raisons de coloration, par exemple pour avoir un pouvoir tinctorial élevé, doivent avoir des particu- les extrêmement fines qui se présentent sous la forme de molé- cules organiques très compliquées.
La présente invention a pour objet un procédé en continu pour mettre sous la forme de fils ou de cordons des substances qui sont difficiles à traiter. Les fils ou cordons obtenus ont une stabilité de forme si élevée qu'on peut les transporter comme agrégat, par exemple en couche d'une hauteur de 40 mm, et les amener à un procédé de séchage où la gran- de surface de matière entrant en contact avec l'air chaud en écoulement permet un séchage court et doux.
On connaît des procédés qui permettent le traite- ment de pâtes moins difficiles. Dans ces procédés,on utilise, par exemple, des cuves ayant des fonds perforés et on produit des cordons en forçant la matière à travers les ouvertures, par exemple au moyen d'un système de pales rotatives ou de cylin- dres roulants.
Avec les substances compliquées, il est difficile, de presser des cordons en continu par de grandes ouvertures, par exemple par des ouvertures ayant un diamètre de 10 mm sans appliquer des mesures spéciales, car des ponts se forment par refoulement des particules solides au-dessus et dans les ouver- tures, ce qui rend impossible une opération en continu. Pour fins cette raison, il est impossible de produire des fils/ayant par exemple un diamètre de 1 mm, à partir de telles substances sans utiliser la combinaison de mesures et de tours de main. Il va de soi qu'il y a des substances avec lesquelles même des mesu- res spéciales ne donnent pas de résultats.
Or,la demanderesse a trouvé un procédé selon, lequel on peut transformer en continu des matières pâteuses difficiles, en particulier des gâteaux de presse de colorants organiques, en cordons filamenteux ayant une forme stable,de sorte qu'on
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peut les charger sur des' séchoirs.
La matière pâteuse est pressée au moyen d'un appa- reil d'alimentation générateur de pression, par exemple une pompe, et un tube dans un cylindre horizontal, qui est muni,sur le côté inférieur, en direction longitudinale, d'une ou plusieurs rangées d'ouvertures. Dans le cylindre se trouve un organe apro- prié, un racloir ou un fil à couper., par exemple,qui est conçu de façon à pouvoir tourner à l'intérieur et autour de l'axe du cylindre, eh venant, par un.,mouvement alternatif ou rotatif, en contact direct avec la surface perforée du au voisinabe immé- diat de celle-ci, ledit organe ne couvrant chaque fois qu'une partie de la surface perforée et glissant continuellement au- dessus de toutes les ouvertures.
Dans la mise en oeuvre du procédé conforme à l'in- vention il est avantageux de décharger la matière divisée sur des surfaces de transport qui se meuvent en continu en dessous du dispositif de division, par exemple sur la banae d'un sécheur à bande, et qu'on adapte, d'une part, la pression uans le cylin- dre, et la vitesse du mouvement de l'organe dans le cylindre, avec, d'autre part, la vitesse de déplacement des surfaces de transport pour que la vitesse de sortie de la matière des ouvertures du dispositif de division soit au moins le double de la vitesse de déplacement des surfaces de transport.
La description qui va suivre en regard du dessin unique annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particu- larités qyi ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de ladite invention.
Un dispositif conforme à l'invention qui s'est révé- lé avantageux comprend:un appareil générateur de pression pour l'alimentation, par exemple une pompe ; uncylindre horizontal ± lui faisant suite, fermé aux deux bouts et muni d'ouvertures du
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côté- inférieur sur toute sa longueur; un tube d'amenée de la ma- 'K"? f-J >I:"''' litière, '* disposé sur le cylindre perpendiculairement à son axe en ? '-'- ' '.
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haut ou sur le côté, au milieu ou à une extrémité du cylindre; puis dans le cylindre un organe animé d'un mouvement alternatif ou rotatif autour de l'axe du cylindre, sur cet organe portant un ou plusieurs éléments, par exemple des racloirs étroits ou des fils à couper,qui glissent directement sur les ouvertures se trouvant du côté inférieur du cylindre. Dans la zone per- foréela forme du cylindre peut s'écarter de la forme annulaire et présenter une élévation.
Il est avantageux que les sections transversales d'écoulement de la matière ne varient pas trop et présentent aussi peu d'obstacles que possible. Par conséquent, il est re- commandé de se servir d'éléments cylindriques comme tubes d'é- coulement. Pour amener la matière,on utilise des pompes qui, au passage, ne liquéfient la matière qu'à un degré minime mais désiré, ce qui peut être jbtenu, par exemple, avec des pompes à piston rotatif ou des pompes a engrenabes lorsqu'elles mar- chent lentement et que le côté d'aspiration et de refoule- ment sont bien étanches 1'un avec l'autre. Des pompes de ce genre n'aspirent les pâtes que sur de courtes distances,de sorte qu'en règle générale,la manière duit être amenée, par exemple au moyen de vis sans fin a double pales ne marcnant pas trop vite.
Les parties rotatives du dispositif d'extrusion doivent mélanger la matière aussi peu que possible, c'est-à- dire que les surfaces se déplaçant contre la matière doivent être aussi petites que possible, présenter peu de résistance et avoir un mouvement peu rapide. De plus,il est avantageux que,dans la direction axiale des cylindres perforés, à leur partie inférieure, les sections transversales soi-ent suffisam- ment grandes, sans obstacles, avec des transitions pas trop brusques. Pour transporter la matière de l'ouverture d'entrée à ou aux extrémités des cylindres) on peut disposer sur l'axe de rotation des ailettes ayant une inclination convenable, cons- tante ou variable par rapport à la direction axiale du dépla- cement.
Pour avoir des cordons satisfaisants, les racloirs glis-
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sant sur les ouvertures doivent être constitués par des bandes en tôles étroites, se déplaçant perpendiculairement, à une distance inférieure à 0,5 mm, (par exemple 0,01 mm de la sur- face perforée). Cette surface doit être usinée et polie en conséquence. De plus,il y a intérêt à ce que la paroi de la sur- face perforée ait une épaisseur inférieure au diamètre d'une ouverture. Le cylindre doit avoir un diamètre intérieur tel que le racloir ne touche la paroi que dans la zone perforée, pour éviter un mélange par frottement trop serré et inutile du racloir sur la paroi.
Le cylindre 1, qui peut être sensiblement plus long que représenté, par exemple environ 3 à 5 fois son diamètre, est pourvu d'un tube d'amenée 2 pour la matière. Dans l'axe du cylindre tourne un arbre 3 dans des paliers 4. Cet arbre est muni de bras 5 qui portent,à leurs extrémités,des racloirs 6.
La matière est extrudée hors des ouvertures 7, qui ont par exemple un diamètre de 3 mm. Dans la zone 8,il y a deux rangées d'ouvertures. Cette zone déborde un peu a l'intérieur du cylin- dre,de sorte que le racloir ne touche la paroi intérieure du cylindre que dans cette zone. La paroi dans la zone perforée a une épaisseur de 2,5 mm. La figure 2 est une coupe par la li- gne 9-9 de la figure 1.
La manière peut être mite sous la forme de cordons de la faon suivante :
Le produit, un pigment azoïque jaune par exemple, en- tre lentement dans le cylindre par le tube2 et avance graduelle- ment vers l'extrémité du cylindre. Sans rotation de la matière, l'écoulement se courbe vers le bas, vers la zone peforée sur laquelle glissent les racloirs à une vitesse de 0,3m/seconde, et à une distance de la zone perforée de, par exemple, 0,2 mm.
La matière sort-des ouvertures à une vitesse qui peut être de 0,08 m/seconde. La pression dans le cylindre est par exemple de 1,2 atmosphère manométrique. Les cordons qui sortent unifor- mément tombent sur une bande en tissu métallique située en des-
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sous a une distance de 50 mm, par exemple, et se déplaçant en direction transversale par rapport aux rangées d'ouvertures.
La bande a une vitesse d'avance de 0,02 m/seconde. Le rapport des vitesses fait que les cordons s'accumulent sur la bande, sous une forme lâche, avec une hauteur de 30 mm par exemple,et forment ainsi un agrégat uniforme à larges pores à travers le- quel on fait passer de l'air chaud de haut en bas ou inverse- ment pour le sécher. Lors du séchage, les cordons se rétrécissent de sorte que les espaces intermédiaires deviennent encore plus larges.
On peut introduire un tel agrégat de cordons au moyen d'un nombre approprié de rangées d'ouvertures et/ou en ralentissant la vinsse de la bande de séchage par rapport à la vitesse de sortie des cordons. modifications
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Il va de soi -lue des Xi10ÔeeC c3e EéaâxbsadxboiX' peuvent être apportes aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équi- valents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention.
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"Method and device for treating pasty materials before drying".
When subjecting pasty materials to mechanical processing, such as mixing, conveying, dividing or spraying, their behavior is very different with respect to liquidity, toughness and homogeneity. These masses consist of a liquid part and a solid particle part. The behavior depends, in the first place, on the weight ratio of the liquid part to the solid part.
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Often the structure of the solid particles, namely their size and shape, is of greater importance. In some processes, as high a liquidity as possible of the pulp is desired, for example for mixing, conveying or projection. On the other hand, it may be advantageous to obtain, after a splitting operation, structures, such as cords, wires or parts, which have as great a form stability as possible. These requirements contradict each other in the solution certain problems and require a suitable compromise.
In addition, demixing may occur during mixing, transport or division, either because large parts of the liquid separate and the mass becomes heterogeneous, or by agglomeration of solid particles as in the churning process, as a result of which the mass does not become heterogeneous but more liquid. Finally, the phenomenon of thixotropy plays a more or less decisive role, that is to say takes on a constitution in which the substances can show a very different behavior with regard to the liquidity and the tenacity according to the duration and the nature of an imposed movement and according to the duration and the number of intervals in this movement.
Generally, filter cakes create difficulties when subjected to mechanical processing.
The degree of the difficulties can be very different depending on the difference in constitutions and the technical problem posed. It is extremely difficult to process substances whose solid particles have a small size, especially less than 100, for example less than 10 or even less than 5. By way of example, organic and inorganic substances from the field of chemical intermediates and coloring materials, for example naphthols (ary-
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ides of betahydroxynaphtholque acid), azo color pigments, anthralan dyes and vat dyes.
In addition, the shape of the particles plays an important role, for
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example in the case of organic dyes (pigments or others) which, for coloring reasons, for example to have a high tinctorial power, must have extremely fine particles which are in the form of organic molecules very complicated.
The present invention relates to a continuous process for forming substances which are difficult to process in the form of threads or cords. The yarns or cords obtained have such a high form stability that they can be transported as aggregate, for example in a layer with a height of 40 mm, and brought to a drying process where the large area of incoming material. in contact with the hot flowing air allows a short and gentle drying.
Methods are known which allow the processing of less difficult doughs. In these processes, for example, vats having perforated bottoms are used and beads are produced by forcing the material through the openings, for example by means of a system of rotating blades or rolling rollers.
With complicated substances, it is difficult to squeeze cords continuously through large openings, for example through openings with a diameter of 10 mm without applying special measures, because bridges are formed by pushing solid particles above and in the openings, which makes continuous operation impossible. For this reason, it is not possible to produce wires / having, for example, a diameter of 1 mm, from such substances without using the combination of measurements and hand techniques. It goes without saying that there are substances with which even special measures do not work.
However, the Applicant has found a process according to which difficult pasty materials, in particular press cakes of organic dyes, can be continuously transformed into filamentous cords having a stable shape, so that
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can load them on 'dryers.
The pasty material is pressed by means of a pressure-generating feed apparatus, for example a pump, and a tube into a horizontal cylinder, which is provided on the underside, in the longitudinal direction, with one or more. several rows of openings. In the cylinder is a suitable member, a scraper or a cutting wire, for example, which is designed so that it can rotate in and around the axis of the cylinder, eh coming, by one. , reciprocating or rotating movement, in direct contact with the perforated surface of the immediate neighbor thereof, said member each time covering only a part of the perforated surface and continuously sliding over all the openings.
In carrying out the process according to the invention it is advantageous to unload the divided material onto conveying surfaces which move continuously below the dividing device, for example on the banae of a belt dryer. , and that one adapts, on the one hand, the pressure uans the cylinder, and the speed of the movement of the member in the cylinder, with, on the other hand, the speed of movement of the transport surfaces so that the exit speed of the material from the openings of the dividing device is at least twice the speed of movement of the transport surfaces.
The description which will follow with regard to the single appended drawing, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawing and from the text which is of course part of said invention.
A device according to the invention which has proved to be advantageous comprises: a pressure-generating apparatus for the supply, for example a pump; a horizontal cylinder ± following it, closed at both ends and provided with
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lower side over its entire length; a feed tube for ma- 'K "? f-J> I:"' '' litter, '* placed on the cylinder perpendicular to its axis at? '-'-' '.
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top or side, in the middle or at one end of the cylinder; then in the cylinder a member driven by a reciprocating or rotating movement around the axis of the cylinder, on this member carrying one or more elements, for example narrow scrapers or son to be cut, which slide directly on the openings located on the lower side of the cylinder. In the perforated area, the shape of the cylinder may deviate from the annular shape and show an elevation.
It is advantageous that the flow cross sections of the material do not vary too much and present as few obstacles as possible. Therefore, it is recommended to use cylindrical members as flow tubes. To supply the material, pumps are used which, on the way, only liquefy the material to a minimal but desired degree, which can be achieved, for example, with rotary piston pumps or gear pumps when they are required. run slowly and that the suction and discharge sides are sealed against each other. Pumps of this kind only suck the pasta over short distances, so that as a rule the way has to be fed, for example by means of double-bladed worms which do not run too fast.
The rotating parts of the extrusion device should mix the material as little as possible, that is, the surfaces moving against the material should be as small as possible, have little resistance and have a slow movement. In addition, it is advantageous that, in the axial direction of the perforated cylinders, at their lower part, the cross sections are sufficiently large, without obstacles, with not too abrupt transitions. For conveying material from the inlet opening to (or ends) of the cylinders, fins may be disposed on the axis of rotation having a suitable, constant or variable inclination with respect to the axial direction of movement.
To obtain satisfactory cords, the scrapers slide
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The openings must be formed by strips of narrow sheets, moving perpendicularly, at a distance of less than 0.5 mm (eg 0.01 mm from the perforated surface). This surface should be machined and polished accordingly. In addition, it is advantageous for the wall of the perforated surface to have a thickness less than the diameter of an opening. The cylinder should have an internal diameter such that the scraper only touches the wall in the perforated area, to avoid too tight and unnecessary friction mixing of the scraper against the wall.
The cylinder 1, which may be substantially longer than shown, for example about 3 to 5 times its diameter, is provided with a supply tube 2 for the material. In the axis of the cylinder rotates a shaft 3 in bearings 4. This shaft is provided with arms 5 which carry, at their ends, scrapers 6.
The material is extruded out of the openings 7, which for example have a diameter of 3 mm. In zone 8 there are two rows of openings. This area protrudes a little inside the cylinder, so that the scraper only touches the inner wall of the cylinder in this area. The wall in the perforated area has a thickness of 2.5 mm. Figure 2 is a section taken along line 9-9 of Figure 1.
The way can be moth in the form of cords in the following way:
The product, for example a yellow azo pigment, enters the cylinder slowly through tube 2 and gradually advances to the end of the cylinder. Without rotation of the material, the flow curves downwards, towards the perforated area on which the scrapers slide at a speed of 0.3m / second, and at a distance from the perforated area of, for example, 0.2 mm.
The material exits the openings at a speed which can be 0.08 m / second. The pressure in the cylinder is, for example, 1.2 manometric atmospheres. The cords which come out uniformly fall on a strip of metal fabric located below.
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under at a distance of 50 mm, for example, and moving transversely to the rows of openings.
The belt has a feed speed of 0.02 m / second. The speed ratio causes the beads to accumulate on the web, in a loose form, with a height of for example 30 mm, and thus form a uniform large pore aggregate through which air is passed. hot from top to bottom or vice versa to dry it. When drying, the cords narrow so that the spaces between them become even wider.
Such an aggregate of cords can be introduced by means of an appropriate number of rows of openings and / or by slowing the flow of the drying belt with respect to the exit speed of the cords. modifications
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It goes without saying that Xi10ÔeeC c3e EéaâxbsadxboiX 'can be made to the embodiments which have just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without going beyond the scope of the present invention.