FR2666598A1 - Procede de separation, notamment de tri ou de fractionnement d'une suspension de pate a papier. - Google Patents
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Abstract
Le procédé de séparation s'applique notamment au traitement d'une suspension (4) de pâte à papier à base de papier recyclé, contenant des impuretés (6) telles que des fragments de matières plastiques. Le procédé se déroule dans une chambre annulaire (1) entre au moins une surface de criblage (2) avec des passages (3) pour la sortie des fibres, et une paroi (14). La suspension de pâte est entraînée par des moyens rotatifs qui reprennent tout le long de la surface criblante (2) la matière (9) retenue par les orifices (3) et l'éloignent de la paroi (2) en la rejetant radialement dans le courant de la suspension (4) circulant dans la chambre annulaire, de manière à la mélanger intimement à la suspension (4), tout en empêchant le plus possible un mélange dans le sens axial. L'épaississement de la suspension et la concentration des impuretés sont ainsi transférées dans la zone inférieure, où une injection d'eau sert à diluer la suspension pour assurer le bon déroulement du procédé et pour séparer, par lavage, les impuretés des fibres. Les moyens rotatifs communiquent à la suspension un mouvement tourbillonnant qui provoque un mélange continuel, en sens radial, de la matière refusée (9) avec la suspension (4).
Description
PROCEDE DE SEPARATION, NOTAMMENT DE TRI OU DE
FRACTIONNEMENT D'UNE SUSPENSION DE PATE A PAPIER
L'invention a trait à un procédé de séparation,
notamment de tri ou de fractionnement, d'une suspension de pâte à papier.
FRACTIONNEMENT D'UNE SUSPENSION DE PATE A PAPIER
L'invention a trait à un procédé de séparation,
notamment de tri ou de fractionnement, d'une suspension de pâte à papier.
L'opération de tri est mise en oeuvre, par exemple dans une des phases de la préparation d'une suspension de pâte à papier à partir de vieux Papiers, dans le but d'éliminer de la suspension les impuretés génantes et indésirables, telles que des particules de matières plastiques ou divers agglomérats non dissous dans la suspension, en les séparant en tant que rejets (trop-plein) et en récupérant le plus possible de fibres de pâte à papier, en tant que produit. Les fibres longues sont séparées des fibres courtes par fractionnement. L'objectif du tri est d'éliminer aussi complètement que possible de la suspension les substances génantes, mais en maintenant en même temps les déperditions de fibres à un niveau aussi faible que possible.Ceci signifie que dans la fraction bonne (passante), il faut qu'il parvienne aussi peu que possible de substances génantes à travers les endroits de passage (tri par criblage), et que d'autre part qu'il y ait aussi peu que possible de fibres de papier restantes dans le rejet (trop-plein), et se perdant avec lui. Cet effet d'ensemble de tri, tel qu'il est souhaité, n'est obtenu que d'une manière non satisfaisante avec les techniques antérieures de traitement. Jusqu'à maintenant, il y a trop d'impuretés qui passent avec le produit, et trop de fibres de papiers qui restent dans le rejet (trop-plein) et qui se perdent. En outre, la sécurité de fonctionnement est souvent insuffisante, en ce qui concerne le colmatage du panier de criblage et le coincement d'impuretés entre le crible et le rotor.
Jusqu'à maintenant, on a utilisé divers moyens de nettoyage (rotors) qui dégagent la surface de criblage et les passages de cette surface, le plus souvent en tournant le long de cette surface, parfois avec addition d'eau dans l'espace de criblage. Les objectifs énoncés ci-dessus en ce qui concerne le tri s'appliquent aussi logiquement au fractionnement. De tels procédés, ainsi que des appareils pour leur mise en oeuvre, sont connus par exemple d'après le brevet français 1 472 743, le brevet français 1235229 et le brevet GB 1 205 354.
Ce qui a été insuffisamment résolu dans les procédés antérieurs et dans les appareils pour leur mise en oeuvre, est l'exécution correcte, telle que recherchée, des divers processus importants dans le tri par criblage, tels que l'introduction de la suspension dans le crible, la prévention du colmatage du crible, le mélange de la fraction rejetée de la suspension avec le restant de la solution, ainsi que l'introduction d'eau. Dans la pratique antérieure, on n'attache d'importance, essentiellement, qu'à la prévention du colmatage du crible, faute de quoi il se produit un mélange incontrôlé de la matière qui vient tout juste d'être rejetée avec le reste de la matière, aussi bien dans le sens radial que dans le sens axial. Beaucoup d'appareils de tri recyclent même dans l'intérieur de la machine la substance venant de la région de trop-plein vers la zone d'alimentation.Il en va de même pour l'eau de dilution, qui doit empêcher un épaississement excessif de la suspension dans la région de trop-plein et empêcher ainsi un blocage du rotor. Cet apport d'eau a lieu, soit trop tôt, parfois dès le début, ou trop tard, par exemple dans le trop plein, ou encore dans l'espace de tri, de manière tout à fait incontrôlée. Il résulte du mélange incontrôlé une dégradation de l'effet de tri, c'est-à-dire qu'il passe trop de matières génantes dans la fraction passante et trop de fibres dans le trop-plein (rejet). En outre, la sécurité de fonctionnement contre le blocage du rotor n'est pas assurée.
L'invention a pour but d'améliorer - le degré d'efficacité locale du tri; c' est-à-dire le
rapport entre la quantité de matières génantes rejetées
localement sur la surface de criblage et la quantité de
matières génantes apportées à l'emplacement concerné,
avec la suspension apportée en vue du tri,
c'est-à-dire que - le rapport entre la quantité de matières génantes (trop
plein) rejetées par l'appareil (en tant que machine, dans
son ensemble), et la quantité de matières génantes entrant
dans la machine doit être diminué, de même que la quantité
de fibres dans le trop-plein.
rapport entre la quantité de matières génantes rejetées
localement sur la surface de criblage et la quantité de
matières génantes apportées à l'emplacement concerné,
avec la suspension apportée en vue du tri,
c'est-à-dire que - le rapport entre la quantité de matières génantes (trop
plein) rejetées par l'appareil (en tant que machine, dans
son ensemble), et la quantité de matières génantes entrant
dans la machine doit être diminué, de même que la quantité
de fibres dans le trop-plein.
L'objectif indiqué ci-dessus est accompli, dans le procédé du genre mentionné au début, grâce aux dispositions énoncées dans la description plus détaillée ci-dessous.
Ce résultat est garanti grâce au fait que la matière rejetée localement aux endroits de passage, c'est-à-dire les substances génantes et les fibres restantes, sont dirigées systématiquement avec le reste de la matière apportée dans la chambre annulaire à cet endroit, en premier lieu par expulsion hors de la paroi criblante en direction radiale, vers la suspension présente à cet endroit et en attente de traitement, et sont mélangées complètement à celle-ci, de telle sorte que ce mélange de la matière rejetée avec la suspension circule, grâce à la circulation engendrée systématiquement dans la chambre annulaire, en direction axiale vers la paroi criblante, pour un nouveau tamisage.De cette manière, le mélange circulant vers la paroi criblante reste, pendant la plus grande partie de son temps de résidence, seulement peu chargé en substances génantes, donc susceptible d'être tamisé- efficacement, et ne commence à s'épaissir que dans la dernière section de la chambre annulaire. Dans cette section, le contenu de la chambre annulaire pourra, selon les besoins, être dilué par apport d'un liquide, pour permettre un nouveau tamisage afin de récupérer les fibres encore présentes à cet endroit, auprès des substances génantes, et d'empêcher un blocage du tamis, ou bien ce contenu épaissi est évacué dans cette région en tant que rejet épaissi, grâce à des dispositions constructives particulières.
Le procédé selon l'invention attache, certes, de l'intérêt à un bon nettoyage du tamis. Mais, avant tout, il mélange les solides retenus localement sur le tamis avec la suspension, de manière appropriée et de telle sorte que, pour un même degré local de l'efficacité de tamisage, comparé à d'autres méthodes de mélange, on obtient un meilleur effet d'ensemble du tamisage. En outre, dans une forme de mise en oeuvre, on introduit systématiquement la quantité nécessaire d'eau de dilution à l'endroit où a lieu, à cause du meilleur effet d'ensemble du tamisage, un plus grand enrichissement en substances génantes (et une plus grande concentration), et on obtient ainsi une plus grande sécurité de fonctionnement. Ceci tient notamment au fait que l'eau de dilution n'est ajoutée, selon une forme de mise en oeuvre particulièrement avantageuse, que quand elle est nécessaire. Selon une autre forme de réalisation, celle-ci fait intervenir des moyens qui évacuent, avec des dispositions appropriées, la suspension épaissie dQnDant lieu éventuellement à un blocage. Ou bien, les deux possibilités sont combinées.
D'autres variantes avantageuses de mise en oeuvre du procédé selon l'invention ressortent de la description ci-dessous.
L'objet de l'invention sera encore décrit et expliqué en plus grand détail. La description se réfère au dessin, dans lequel sont représentés schématiquement
Figure 1 un diagramme du procédé,
Figure 2 un autre diagramme du procédé,
Figure 3 une forme de mise en oeuvre du procédé,
Figure 4 une autre forme de mise en oeuvre du procédé,
Figure 5 et 6 respectivement, une forme de la chambre
annulaire,
Figure 7 une forme de réalisation de la chambre annulaire,
avec deux parois criblantes,
Figure 8 une forme du moyen faisant mouvoir le contenu de
la chambre annulaire,
Figure 9 une autre forme de ce moyen,
Figure 10 un rotor à ailettes,
Figure 11 un rotor à ailettes dans la chambre annulaire,
Figure 12 une forme de la surface criblante,
Figure 13 une autre forme de la surface criblante,
Figure 14 une forme particulière d'un appareil tamiseur,et
Figure 15 une forme de réalisation d'une surface criblante.
Figure 1 un diagramme du procédé,
Figure 2 un autre diagramme du procédé,
Figure 3 une forme de mise en oeuvre du procédé,
Figure 4 une autre forme de mise en oeuvre du procédé,
Figure 5 et 6 respectivement, une forme de la chambre
annulaire,
Figure 7 une forme de réalisation de la chambre annulaire,
avec deux parois criblantes,
Figure 8 une forme du moyen faisant mouvoir le contenu de
la chambre annulaire,
Figure 9 une autre forme de ce moyen,
Figure 10 un rotor à ailettes,
Figure 11 un rotor à ailettes dans la chambre annulaire,
Figure 12 une forme de la surface criblante,
Figure 13 une autre forme de la surface criblante,
Figure 14 une forme particulière d'un appareil tamiseur,et
Figure 15 une forme de réalisation d'une surface criblante.
Le procédé décrit ci-après sert au tamisage d'une suspension de pâte à papier 4, en particulier à base de vieux papier, dans laquelle peuvent se trouver, avec les fibres de pâte à papier, diverses substances génantes, telles que des morceaux de plastiques, des agglomérats non dissous et d'autres particules de matières indésirables.
Le procédé a pour but de retirer de la suspension, autant que possible, toutes les fibres de pâte à papier en tant que produit sans substances génantes, et d'extraire les substances génantes en tant que rejet, tandis qu'il ne doit se trouver dans le rejet qu'aussi peu que possible de fibres de pâte à papier. Un fractionnement de la matière fibreuse, qui devra être conduit avec une bonne caractéristique de séparation, ne sera pas décrit particulièrement ici. Ce qui est indiqué ici pour le tri est transposable par analogie au cas du fractionnement.
Le déroulement du tri, qui est représenté dans la
Figure 1 sous la forme schématique, a lieu dans un appareil ayant une chambre annulaire 1 qui est formée entre une surface criblante 2 courbe, en substance cylindrique, analogue à un tamis, et une paroi 14 qui la délimite d'autre part. La surface criblante présente des passages 3 à travers lesquels la suspension parvient, avec les fibres passantes, dans une chambre qui est délimitée par une paroi extérieure 13, pour être ensuite soutirée de cette chambre par un orifice d'évacuation du produit 7.
Figure 1 sous la forme schématique, a lieu dans un appareil ayant une chambre annulaire 1 qui est formée entre une surface criblante 2 courbe, en substance cylindrique, analogue à un tamis, et une paroi 14 qui la délimite d'autre part. La surface criblante présente des passages 3 à travers lesquels la suspension parvient, avec les fibres passantes, dans une chambre qui est délimitée par une paroi extérieure 13, pour être ensuite soutirée de cette chambre par un orifice d'évacuation du produit 7.
La suspension à traiter 4, contenant des impuretés, est introduite dans la chambre annulaire 1 par un conduite d'alimentation 5 et s'écoule en spirale dans la chambre annulaire 1 dont l'axe A est représenté en tireté, dans le sens axial de circulation (flèche B), tandis que les fibres traversent les passages de la paroi criblante 2 et que le rejet reste dans la chambre annulaire 1 en s'épaississant progressivement, avant d'être soutiré par un orifice d'évacuation du rejet 6.
La suspension contenue dans la chambre annulaire 1 est mise en mouvement par des moyens 8 appropriés à cet effet, qui seront décrits particulièrement par la suite, de manière à être entraînée en un courant tourbillionnant, de telle sorte qu'à hauteur de chacun des passages 3 le long de la surface criblante 2, la matière 9 non-passante, restant en arrière, qu'il s'agisse des fibres de papier qui n'ont pas encore été entraînées à travers les passages, ou des impuretés refusées, sont éloignées de la surface criblante, en substance dans le sens radial, et en fait en direction de la suspension 4 non encore tamisée qui circule dans la chambre annulaire aux endroits respectifs, et cette matière est complètement mélangée avec le courant en sens radial, chaque fois de manière continue aux endroits "M" à l'intérieur de la chambre annulaire 1 (Il y a un nombre infini d'endroits "M").Dans ce courant tourbillionnant produit systématiquement (il est indiqué dans la
Figure 1 par des flèches), on empêche toutefois le plus possible dans la chambre un mélange axial, ou un mélange dans le sens effectif du courant, ou bien en sens contraire, du contenu de la chambre annulaire 1 en cours de concentration dans le sens d'écoulement, avec la matière se trouvant dans les autres régions de la chambre annulaire 1 sous une concentration chaque fois plus ou moins forte, ceci de manière délibérée. La matière rejetée qui s'accumule dans la chambre annulaire 1 devant la surface criblante, pour la plus grande part, les impuretés, est continuellement repoussée radialement de la surface criblante par le mouvement tourbillionnant et par le courant engendré, ce qui la repousse dans la chambre annulaire où elle est mélangée à la suspension 4 présente dans cette section annulaire.Une fois que ce mélange relativement clairs provenant des divers endroits de mélange "M", dans lequel la matière rejetée par la paroi criblante 2, principalement les impuretés, et aussi les fibres restées en arrière, est mélangé en sens radial avec la suspension s'écoulant dans cette section annulaire, et se trouve réparti de manière homogène dans ce nouveau mélange, la suspension s'écoule dans la région suivante, dans le sens de l'écoulement de la suspension, de la surface criblante 2, de telle sorte qu'il se présente, pour être tamisée par la surface criblante, une suspension en circulation dans laquelle les fractions à séparer, les impuretés et les fibres, sont bien réparties et nagent avec une concentration aussi homogène que possible. Le processus qui vient d'être décrit est représenté de manière idéalisée dans la Figure 1.
Figure 1 par des flèches), on empêche toutefois le plus possible dans la chambre un mélange axial, ou un mélange dans le sens effectif du courant, ou bien en sens contraire, du contenu de la chambre annulaire 1 en cours de concentration dans le sens d'écoulement, avec la matière se trouvant dans les autres régions de la chambre annulaire 1 sous une concentration chaque fois plus ou moins forte, ceci de manière délibérée. La matière rejetée qui s'accumule dans la chambre annulaire 1 devant la surface criblante, pour la plus grande part, les impuretés, est continuellement repoussée radialement de la surface criblante par le mouvement tourbillionnant et par le courant engendré, ce qui la repousse dans la chambre annulaire où elle est mélangée à la suspension 4 présente dans cette section annulaire.Une fois que ce mélange relativement clairs provenant des divers endroits de mélange "M", dans lequel la matière rejetée par la paroi criblante 2, principalement les impuretés, et aussi les fibres restées en arrière, est mélangé en sens radial avec la suspension s'écoulant dans cette section annulaire, et se trouve réparti de manière homogène dans ce nouveau mélange, la suspension s'écoule dans la région suivante, dans le sens de l'écoulement de la suspension, de la surface criblante 2, de telle sorte qu'il se présente, pour être tamisée par la surface criblante, une suspension en circulation dans laquelle les fractions à séparer, les impuretés et les fibres, sont bien réparties et nagent avec une concentration aussi homogène que possible. Le processus qui vient d'être décrit est représenté de manière idéalisée dans la Figure 1.
Dans la Figure 2, la courbe C représente, ici aussi d'une manière idéalisée, à quel point reste faible dans le sens de circulation (flèche B), la concentration des impuretés dans la suspension à cribler, présente devant la surface criblante, du fait du mélange continuel de la matière rejetée 9 avec le volume restant de la suspension 4 se trouvant radialement à cet endroit. Elle montre en outre que ce n'est qu'à l'extrémité de la chambre annulaire, et donc à la fin de l'opération de criblage, qu'il se produit une concentration forte jusqu'à très forte devant la surface criblante et dans la chambre annulaire. Le taux de concentration devant la paroi criblante se voit sur l'axe horizontal du diagramme, tandis que l'ordonnée verticale caractérise, en direction du bas, les surfaces criblantes entre l'entrée et la sortie, rapportées à une même quantité passante de bon produit.La ligne D représente la concentration toujours constante, telle qu'elle se présente lors d'un mélange complet sur la longueur totale de la chambre annulaire, en sens radial et en sens tangentiel, comme c'est souvent le cas dans l'art antérieur. Dans ce cas, la teneur en impuretés de la suspension est déjà forte au début du criblage, ce qui signifie que l'effet total de séparation est nettement plus mauvais.
Il y a aussi des réalisations dans lesquelles les courbes de concentration se situent entre les courbes C et
D, ces courbes se trouvant très près de la courbe D parce qu'il n'a pas été procédé systématiquement à un mélange radial total et parce qu'un mélange axial n'a pas été empêché.
D, ces courbes se trouvant très près de la courbe D parce qu'il n'a pas été procédé systématiquement à un mélange radial total et parce qu'un mélange axial n'a pas été empêché.
D'après cette Figure 2, on peut voir l'avantage du procédé selon l'invention vis-à-vis du mélange en sens axial. La concentration des impuretés dans la suspension introduite dans le crible pour le processus de criblage est nettement plus petite, sur la plus grande longueur du trajet de la suspension. Ceci a pour résultat, avec un même degré local d'efficacité du criblage, une meilleure qualité du produit, une plus grande production par surface de criblage et moins de pertes de fibres.
Par une conformation appropriée de la chambre annulaire, on empêche largement le mélange du contenu de la chambre annulaire dans le sens axial ou de circulation, et on améliore le mélange radial. Les Figures 5 et 6 en représentent des exemples. A ce sujet, la Figure 3 sera décrite ultérieurement. Le criblage a lieu dans la chambre annulaire 1, laquelle peut présenter, dans le sens axial ou sens de circulation "B", tout au moins dans la région de la plus forte concentration, éventuellement aussi, comme sur le dessin, dans la région d'une concentration plutôt forte, une petite largeur libre 10 (distance entre les parois 2 et 8), et/ou un diamètre annulaire 11 plus ou moins grand que dans la région où commence le processus avec une concentration faible ou plutôt faible du contenu.
A cet effet, on peut aussi envisager une chambre annulaire dont la largeur libre augmente ou diminue progressivement le long d'une paroi délimitante conique. En général, la chambre annulaire doit être plutôt allongée, avec une petite largeur libre. Elle doit donc avoir, en coupe axial?, une forme surtout allongée, vue dans le sens axial de la circulation de la suspension 4. La région postérieure dans le sens de l'écoulement, avec un diamètre annulaire modifié et une largeur libre modifiée doit constituer plus de 10 à 50% de la longueur totale de la chambre annulaire.
Il y a lieu de voir le trajet d'écoulement de la suspension dans la chambre annulaire le long d'une hélice imaginaire, où le courant de rotation, provoqué par exemple par les éléments prévus pour dégager le crible, se superpose au courant axial.
Un liquide est introduit par une conduite 12, de préférence tout au moins dans la région où a lieu la concentration accrue, qui se produit dans le sens de circulation "B" vers l'extrémité de la chambre annulaire 1. Ainsi, le contenu de la chambre annulaire est dilué, tandis que les fibres de papier qui se trouvent encore éventuellement à cet endroit sont débarrassées des impuretés, par lavage, et redeviennent ainsi susceptibles d'être triées. Ce liquide de dilution devrait même, dans de nombreuses situations de traitement , être introduit dans la deuxième moitié, vue dans le sens de l'écoulement, de la chambre annulaire, le mieux étant d'introduire dans la chambre annulaire des quantités différentes de liquide par quelques conduites 12 réparties sur la longueur de la chambre annulaire.Il est possible de déterminer et de régler avantageusement l'introduction du liquide en mesurant le couple de rotation du moyen rotatif 8 destiné à agiter le contenu de la chambre annulaire 1, et d'utiliser cette valeur comme grandeur de réglage, par exemple pour commander le débit d'introduction du liquide.
La mise en oeuvre du procédé a lieu avec les moyens énoncés dans la revendication 1, qui doivent être utilisés pour obtenir le mouvement désiré selon l'invention et le guidage de la suspension à trier dans la chambre annulaire 1 et la régulation nécessaire de sa teneur en liquide dans les diverses sections axiales de son trajet dans la chambre annulaire. Pour obtenir le mélange radial désiré, le trajet de la matière repoussée en sens radial de la surface de criblage doit être relativement court, et la largeur libre 10 de la chambre annulaire 1 doit donc être beaucoup plus petite que sa longueur axiale.Il est nécessaire que cette chambre soit étroite, mais longue, afin d'empêcher le mélange, non désiré, des diverses concentrations d'impuretés dans le sens axial; ce mélange axial peut aussi être avantageusement diminué encore plus au moyen d'éléments judicieusement incorporés dans la chambre annulaire, ainsi que cela sera encore montré ultérieurement.
Le mélange intime est forcé par exemple grâce à des moyens en rotation par rapport à la surface criblante.Ceux
ci peuvent être sous la forme d'ailettes de profil approprié ou d'un cylindre avec des protubérances 90, 92, 93 et/ou des dépressions 91 qui peuvent aussi effectuer le mélange de manière pulsée, et en même temps maintenir dégagée la surface de criblage 2, ainsi que ces moyens sont connus sous une forme analogue. Des exemples de ces moyens sont représentés en particulier dans les Figures 8, 9, 10 et 11.
ci peuvent être sous la forme d'ailettes de profil approprié ou d'un cylindre avec des protubérances 90, 92, 93 et/ou des dépressions 91 qui peuvent aussi effectuer le mélange de manière pulsée, et en même temps maintenir dégagée la surface de criblage 2, ainsi que ces moyens sont connus sous une forme analogue. Des exemples de ces moyens sont représentés en particulier dans les Figures 8, 9, 10 et 11.
Pour obtenir le mouvement voulu du contenu de la chambre annulaire 1 et pour réaliser le mélange continuel et complet de la matière 9 repoussée de la surface criblante 2 avec le courant de la suspension 4 qui se trouve, à cet endroit, radialement vers l'extérieur, on peut aussi mettre avantageusement à contribution la théorie de l'écoulement et du tourbillionnement d'une suspension dans un espace annulaire cylindrique entre une paroi extérieure stationnaire et une paroi intérieure tournante (ou inversement).En tenant compte des propriétés du liquide et grâce à une conformation du diamètre de la chambre annulaire adaptée à ces propriétés, de même que la largeur libre et la longueur de la chambre, et grâce à la rotation appropriée d'une paroi intérieure (ou extérieure) 8, il est possible d'obtenir dans la chambre annulaire des filets tourbillonnants qui réalisent le mélange désiré, selon l'invention, du contenu et de son trajet dans la chambre annulaire. La Figure 4 représente de tels filets tourbillonnaires en coupe entre la surface criblante 2 stationnaire et la paroi intérieure 8 rotative, laquelle est disposée à une distance judicieuse de la surface criblante. Dans ces filets, dans le cas présent, la matière repoussée se mélange immédiatement à nouveau avec la suspension se trouvant localement radialement dans la chambre annulaire, de manière continuelle et complète.
Les filets tourbillonnaires présentent chaque fois, en coupe verticale, une composante de mouvement vers l'extérieur et vers l'intérieur, ainsi qu'une composante limitée de mouvement vers le haut et vers le bas, et en coupe horizontale, une composante de mouvement dans le sens de rotation de la paroi tournante 8. C'est ainsi que les filets circulent, sous l'effet du gradient de pression, entre la conduite d'alimentation 5 et l'orifice d'évacuation du rejet 6 sous la forme d'une hélice, indiquée en tireté dans la
Figure 4, dans la chambre annulaire, de telle sorte qu'il ne se produit aucun mélange appréciable dans le sens axial.
Figure 4, dans la chambre annulaire, de telle sorte qu'il ne se produit aucun mélange appréciable dans le sens axial.
Le contenu de la chambre annulaire, qui s'épaissit progressivement du fait de la perte de volume d'eau à travers la surface criblante 2, reste capable de s'écouler sur tout le trajet, ce qui peut être assuré, le cas échéant, par la dilution dans les régions postérieures du trajet. La paroi tournante, intérieure ou extérieure, doit être entendue comme un moyen tournant 8 approprié
On pourra avantageusement disposer un filetage sur le cylindre tournant 8. Ce filetage s'étend le long de la ligne en hélice 89, représentée en tireté, et il se compose de sections partielles disposées espacées à la suite les unes des autres le long de la ligne en hélice. Le pas de la ligne en hélice devrait être au maximum de 1 à 5. Le filetage ne s'étend pas jusqu'à la surface criblante 2.
On pourra avantageusement disposer un filetage sur le cylindre tournant 8. Ce filetage s'étend le long de la ligne en hélice 89, représentée en tireté, et il se compose de sections partielles disposées espacées à la suite les unes des autres le long de la ligne en hélice. Le pas de la ligne en hélice devrait être au maximum de 1 à 5. Le filetage ne s'étend pas jusqu'à la surface criblante 2.
Dans l'exemple de réalisation selon la Figure 3, le moyen tournant est une paroi 8 rotative par rapport à la paroi criblante stationnaire 2, et coaxiale à celle-ci.
Elle délimite la chambre annulaire 1, à une certaine distance de la surface criblante 2 et est disposée rotative par rapport à celle-ci. Lors de sa rotation, elle effectue simultanément l'expulsion, décrite ci-dessus, de la matière 9 repoussée de la paroi criblante 2, ainsi que son mélange avec la suspension 4 présente aux endroits "M" infiniment nombreux dans la chambre annulaire. Ainsi se forme l'écoulement tourbillionnaire décrit dans l'alinéa précédent, qui produit l'effet recherché. Comme disposition supplémentaire pour empêcher un mélange du contenu de la chambre annulaire dans le sens axial, la paroi 8 présente sur sa surface tournée vers la paroi criblante 2 quelques anneaux 83 dirigés en direction de la paroi criblante 2 et se dressant perpendiculairement au sens d'écoulement de la suspension. Ces anneaux forment dans la chambre annulaire 1 des compartiments ouverts entre eux et limitent, de manière particulièrement avantageuse, un mélange non désiré du contenu de la chambre annulaire dans le sens axial de l'écoulement. Dans un but de simplification, ces anneaux peuvent être disposés tangentiellement ou axialement, selon les cas d'application et le type de l'appareil cribleur, et selon que le sens de circulation de la suspension estplutôt axial ou tangentiel. Entre les anneaux 83 et la surface criblante 2 sont prévus des étranglements 87 pour intensifier le mouvement tourbillonnaire.
La paroi 8 pourra avantageusement porter, comme le représente la Figure 8, et plus particulièrement dans la région inférieure de la chambre annulaire 1, des éléments ajoutés 82 conformés de manière à intensifier le tourbillonnement . Elle pourra aussi être munie d'ouvertures 84 dans la région la plus basse de la chambre annulaire, pour soutirer une fraction du rejet à travers la paroi 8.
Dans une autre forme de réalisation, en particulier quand il n'y a pas d'addition de fluide diluant, il est avantageusement possible de prévoir dans la région inférieure des dispositifs d'évacuation et de transport qui assurent l'évacuation de suspensions, même contenant une forte concentration d'impuretés. Les ailettes 94 servent, par exemple, à cet effet.
La paroi cylindrique tournante 8 pourra avantageusement être munie, comme cela est représenté particulièrement dans la Figure 9, de protubérances 90, 92, 93 et/ou de dépressions 91 de formes diverses. Ce sont, par exemple, les protubérances hémisphériques 90; celles-ci peuvent aussi être de forme elliptique 92, 93 et être disposées dans le sens périphérique 92, dans le sens axial ou dans le sens tangentiel 93. Elles peuvent aussi être disposées le long d'une hélice imaginaire sur la paroi 8. Le cas échéant, une partie seulement de la paroi 8 pourra être munie de ces formations, comme l'indique la Figure 8.
Comme mentionné ci-dessus, le mouvement selon l'invention, de la suspension dans la chambre annulaire peut aussi être forcé au moyen de dispositifs mélangeurs ou évacuateurs de forme appropriée, avec des ailettes tournant dans la chambre annulaire 1. La Figure 10 représente un tel dispositif avec plusieurs ailettes disposées sur sa périphérie. Les profils 15 avec les ailettes 17 s'étendent dans la chambre annulaire 1.
Une autre variante du procédé est décrite en se référant à la Figure 7. La chambre annulaire 1 est prévue entre une surface criblante extérieure 2 et une surface criblante intérieure 21. Dans cette chambre annulaire 1 est montée rotative une paroi 8 à distance de la paroi criblante 2 et de la paroi criblante 21. Toutes ces parois et surfaces 2, 21 et 8 sont symétriques en rotation et complémentaires entre elles, et disposées concentriquement axialement. La suspension 5 à traiter est introduite dans les espaces annulaires intermédiaires 1 entre la paroi 81 et la surface criblante extérieure 2 et la surface criblante intérieure 21. Le produit 7 est évacué hors des espaces situés derrière les surfaces criblantes 2 et 21. Le rejet 6 est évacué hors des espaces intermédiaires annulaires 1.Un liquide de dilution du contenu des espaces intermédiaires annulaires 1 est introduit à travers les surfaces criblantes 2 et 21 par des conduits 12 qui peuvent déboucher à divers niveaux dans les espaces annulaires intermédiaires. Au lieu de la paroi rotative, on peut aussi utiliser des ailettes ou autres pour mettre en mouvement la suspension.
La paroi rotative 8 pourrait avantageusement être munie de cannelures axiales creuses 85, renfermant des canaux par lesquels le liquide diluant pourra être introduit par des ouvertures 86 (Figure 8). Par d'autres canaux ménagés dans de telles cannelures, une fraction du rejet pourrait être évacuée par les ouvertures 84. Les parois des cannelures creuses 85 en saillie sur la paroi 81 pourraient servir d'ailettes pour forcer le mouvement voulu de la suspension dans les espaces annulaires intermédiaires 1.
Mais le liquide peut aussi être introduit d'une autre manière dans la chambre annulaire : par exemple, au moyen du rotor à ailettes représenté dans la Figure 10.
Le liquide circule par le canal 16 dans le profil creux 15 et par les ouvertures 18 dans la chambre annulaire 1. Les ouvertures débouchent de part et d'autre du profil creux 15 dans la chambre annulaire 1.
Ainsi que le montre la Figure 11, le profil creux 15 est disposé dans la chambre annulaire 1 à distance de la paroi 14 et de la surface criblante 2. Son épaisseur 15' doit être supérieure à 1/5 de la largeur libre 10 de la chambre annulaire. La surface criblante 2 présente, dans le sens de passage de la suspension, des ouvertures de passage plus fines, 3 et 31, continues ou échelonnées.
Ceci doit réaliser une qualité constante de tri le long de la surface criblante. La paroi 14 présente des passages 19 disposés à des hauteurs diverses, par lesquelles diverses fractions de qualité différente du rejet peuvent être soutirées. Ces diverses fractions sont ensuite soumises à des traitements ultérieurs différents.
Selon la Figure 12, le liquide peut être introduit dans la chambre annulaire 1 par un perçage 20 dans l'épaisseur de la surface criblante 2. Des perçages 21 partent du perçage 20 vers la chambre annulaire 1 et peuvent être recouverts par des éléments recouvrants qui s'ouvrent dans la chambre annulaire. Dans la coupe axiale représentée à travers la surface criblante, les passages 3 traversant la surface criblante 2 ne sont pas visibles.
Selon la Figure 13, le liquide est introduit dans la chambre annulaire 1 par un tube 23 avec des ouvertures 24.
Le tube est monté sur le côté de la surface criblante 2 tourné vers la chambre annulaire.
Dans le cas représenté dans la Figure 14, la largeur libre de la chambre annulaire, qui est relativement large, est grande, mais par contre la longueur axiale de la chambre annulaire est relativement petite, par rapport à elle. Pour empêcher, dans ce cas, un mélange axial du contenu de la chambre annulaire, ou pour le minimiser, la paroi tournante 8 porte des anneaux 83 et la surface criblante fixe 2 porte des anneaux 87. Dans le sens axial, un anneau 87 fait toujours suite à un anneau 83. Entre les anneaux 83 et 87 et la paroi opposée, à savoir la paroi 8 ou la surface criblante 2, restent dégagés des étranglements 88 dans lesquels l'écoulement turbulent recherché, décrit ci-dessus, est chaque fois intensifié.
Dans la Figure 15 est représentée une forme de réalisation avantageuse de la surface criblante, vue en coupe axiale. La surface criblante 2 présente des passages 3 qui présentent, du côté tourné vers la chambre annulaire 1, des embouchures qui stélargissent de manière asymétrique par rapport à l'axe de perçage des passages.
Claims (26)
1. Procédé de séparation, notamment de tri ou de fractionnement, d'une suspension (4) de pâte à papier, avec des fibres de pâte à papier à récupérer en tant que produit (fraction passante) et des impuretés à éliminer par séparation en tant que rejet (trop-plein) et/ou une fraction passante à récupérer et une autre fraction en tant que trop-plein, dans une chambre annulaire (1) qui est délimitée par au moins une surface de criblage (2) cylindrique présentant des passages (3) analogues à ceux d'un tamis, la suspension (4) à traiter étant introduite dans la chambre annulaire (1) dans le sens d'écoulement (flèche B) superposé au courant de rotation, vers la surface criblante (2) par une conduite d'alimentation (5), le rejet étant évacué par un orifice de rejet (6) hors de la chambre annulaire (1) et le produit étant évacué hors de la chambre annulaire (1) en arrière de la surface criblante par un orifice (7) d'évacuation du produit, c a r a c t é r i s é en ce que le contenu de la chambre annulaire (1) est mis en rotation par des moyens rotatifs (8) appropriés, de telle manière que la matière rejetée (9) restant localement en arrière à chaque endroit le long de la surface criblante (2) au droit des passages (3) soit repoussée en sens radial loin de la surface criblante (2), en direction de la suspension (4) qui se trouve précisément à cet endroit, et soit mélangée intensivement à celle
ci, avant que ce mélange parvienne à nouveau jusqu'à la surface criblante, et en ce que, dans cette opération, un mélange du contenu en sens axial et/ou dans le sens de circulation soit largement empêché, de manière à empêcher un mélange entre elles des fractions du contenu de la chambre annulaire (1) tandis que ce contenu se concentre dans le sens de circulation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans une chambre annulaire (1) relativement étroite, ayant une faible largeur libre (10), qui est relativement longue dans le sens axial, ceci ayant pour effet d'empêcher ou de réduire au minimum le mélange dans le sens axial.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur libre (10) de la chambre annulaire (1) est inférieure à 20 mm.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre annulaire a, dans le sens axial, une longueur égale à 1 à 3 fois son diamètre.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour empêcher ou réduire au minimum le mélange dans le sens axial, il est mis en oeuvre dans une chambre annulaire (1) relativement large, avec une grande largeur libre (10), qui est courte en sens axial, tandis que des anneaux (87, Figures 14 et 15) répartis en sens axial et disposés au moins contre la surface de criblage (2), et des étranglements (88) ménagés entre ces anneaux et une paroi opposée (8) réalisent un mélange intime du contenu de la chambre annulaire (1) en sens radial.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans une chambre annulaire (1) dans laquelle est prévu un pas de vis (89) qui laisse libres des étranglements (88) en direction de la paroi (8) qui lui est opposée,le pas de vis étant inférieur à 1 sur 5.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans une chambre annulaire (1) qui présente, tout au moins dans la région où se produit la plus forte concentration du contenu, une largeur libre (10) autre, et/ou un diamètre annulaire (11) autre que dans la région initiale, de concentration plus faible (Figures 5 et 6).
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un liquide (12) de dilution du contenu est introduit dans la chambre annulaire (1), au moins dans sa région située dans le sens axial (flèche B) de 11 écoulement de la suspension (4) avant l'extrémité de la chambre annulaire où a lieu la plus forte concentration du contenu, afin de laver et de récupérer les fibres qui se trouvent encore à cet endroit, rejetées précédemment des passages (3), tout en réduisant simultanément le pourcentage d'impuretés dans ce mélange, et/ou le pourcentage de fibres dans le rejet.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le liquide est introduit par des orifices (20, 21
Figure 12) dans l'élément constituant la surface criblante (2).
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le liquide est introduit en sens radial par des orifices (12) qui aboutissent dans l'élément constituant la surface criblante (2).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par une garniture (22) recouvrant les orifices (21) aboutissant dans la chambre annulaire (1) pour le liquide (Figure 12).
12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le liquide est introduit par des canaux (86) ménagés dans le moyen rotatif (8) (Figure 8).
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les ouvertures de sortie du liquide sont disposées en des endroits de la paroi du moyen rotatif (8) où règne, pendant le fonctionnement, une pression statique moindre que dans la suspension environnante.
14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension se concentrant dans la région de plus forte concentration est entraînée par des moyens mécaniques supplémentaires en direction de l'orifice de sortie (7) - (Figure 8).
15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme moyen pour mouvoir le contenu de la chambre annulaire (1) une paroi (8) coaxiale à la surface criblante (2), de forme complémentaire à celle-ci, rotative à une certaine distance de celle-ci, en étant symétrique en rotation, sa rotation par rapport à la surface criblante agissant à la fois pour éloigner la matière refusée (9) de la surface criblante et pour la mélanger intimement (M) avec le courant (4) de la suspension (4) qui reste encore à traiter.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la paroi (8) du moyen rotatif présente des éléments saillants et des creux (90, 91, 92, 93) qui s'étendent en sens périphérique et en sens axial (Figures 8 et 9).
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les éléments (90, 91, 92, 93) ne sont prévus que dans une région partielle de la paroi (8)(Figure 8).
18. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme moyen pour mouvoir le contenu de la chambre annulaire (1) une paroi rotative (8) coaxiale à la surface criblante, conformée, en étant vue en sens périphérique, avec une distance variable par rapport à la surface criblante, dont la rotation, par rapport à la surface criblante, agit pour éloigner la matière rejetée (9) de la surface criblante et pour la mélanger intimement (M) avec le courant (4) de la suspension (4) qui reste encore à traiter.
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la différence d'écartement entre la paroi rotative (8) et la surface criblante, vue en sens périphérique aux différents endroits, se situe entre 10 et 25 mm.
20. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme moyen de mise en mouvement du contenu de la chambre annulaire (1), un rotor à ailettes (Figure 10) disposé dans la chambre annulaire.
21. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans une chambre annulaire (1) dont la paroi rotative (8) porte des anneaux (83) dirigés vers la surface criblante (2), perpendiculairement au sens axial (flèche B) de la chambre annulaire (1) - (Figures 3 et 4).
22. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans une chambre annulaire (1) dont la paroi rotative (8) porte au moins une languette saillante (Figures 3 et 4) dirigée vers la surface criblante (2), perpendiculairement au sens axial (flèche B) de la chambre annulaire (1), présentant un pas de vis défini en sens axial, analogue à une hélice.
23. Procédé selon la revendication 1, dans sa mise en oeuvre selon la revendication 21, caractérisé en ce que le pas de vis de la languette, mesuré dans le sens axial, est inférieur à 20 mm.
24. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans une chambre annulaire (1) dont la surface criblante (2) porte des anneaux (87, Figures 14 et 15) saillants dans la chambre annulaire (1), perpendiculairement au sens axial (flèche B) de la chambre annulaire (1).
25. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour régler l'apport de liquide (12) pour diluer le contenu de la chambre annulaire (1) on mesure, en tant que grandeur de réglage, le couple de rotation du moyen rotatif (8) mettant en mouvement le contenu de la chambre annulaire (1), tel que la paroi (8) avec les divers éléments rapportés sur sa surface (Figures 8 et 9).
26. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par une chambre annulaire (1) délimitée radialement à l'extérieur par une paroi criblante (2) stationnaire et radialement à l'intérieur par une deuxième paroi criblante stationnaire (21, Figure 7) disposée concentriquement, et dans laquelle est disposé un rotor concentrique, par exemple une paroi rotative (8, Figure 7), la suspension (5) à trier étant introduite entre la paroi (8) et les deux parois criblantes (2 et 21, Figure 7).
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Also Published As
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|---|---|
| FR2666598B1 (fr) | 1994-05-27 |
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