FR2706808A1

FR2706808A1 - Device for improving the efficiency of cylinder presses for extracting liquids and cylinder press equipped with such a device

Info

Publication number: FR2706808A1
Application number: FR9307711A
Authority: FR
Original assignee: FCB; MILLTECH INT
Current assignee: FCB; MILLTECH INT
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1994-12-30
Also published as: AU6487694A; BR9402540A

Abstract

The present invention relates to presses for extracting a liquid from a material, particularly a vegetable material, including two cylinders having parallel axes and between which the material is compressed in order to press out the liquid it contains. In order to increase the efficiency of these presses, it is proposed, in accordance with the invention, to exert a counterpressure on the material at the exit from the cylinders (10, 12). To this end, use may be made of a chute (14) placed at the exit from the passage formed between the cylinders (10, 12) and equipped with a barrier (16) creating a constriction in the chute.

Description

La présente invention concerne les presses pour l'extraction d'un liquide d'une matière, notamment d'une matière végétale, comportant deux cylindres à axes parallèles entre lesquels la matière à traiter est comprimée pour en exprimer le liquide qu'elle contient, la surface périphérique d'au moins un des cylindres comportant des rainures circulaires pour l'évacuation du liquide. The present invention relates to presses for the extraction of a liquid from a material, in particular from a vegetable material, comprising two cylinders with parallel axes between which the material to be treated is compressed to express the liquid that it contains, the peripheral surface of at least one of the cylinders having circular grooves for discharging the liquid.

Théoriquement, dans ces presses, la pression exercée sur la matière est maximale dans le plan contenant les axes des cylindres et le volume de jus extrait est égal à la différence entre les volumes, vides exclus, à l'alimentation et à la sortie des cylindres. On a en fait constaté que dans certaines applications, en particulier sur les moulins à canne, le volume de matière sortant des cylindres était supérieur à celui engendré par les cylindres et donc que le volume de jus extrait était inférieur à la valeur théorique. Ce phénomène appelé réabsorption a été expliqué de la façon suivante : le liquide exprimé doit traverser la couche de matière pour pouvoir s'en extraire en migrant vers les zones de plus faible pression que constituent les fonds des rainures des cylindres pour remonter ensuite le long de ces dernières, en sens inverse du déplacement de la couche. Or la perméabilité de la matière diminue au fur et à mesure que l'on progresse vers le plan des axes des cylindres ce qui fait que la pression maximale exercée par les cylindres sur la matière est atteinte en amont de ce plan, dans un plan appelé plan neutre à partir duquel le jus reste emprisonné dans la matière fibreuse de la couche La vitesse moyenne de la couche formée du mélange de matière et de jus emprisonné devient alors supérieure à la vitesse périphérique des cylindres et il se produit en quelque sorte une extrusion et/ou un glissement par rapport aux cylindres de la couche soumise à une pression constante, à travers la sortie du passage formé par les cylindres
L'inconvénient lié au phénomène de réabsorption est qu'une partie du liquide, qui aurait théoriquement dû être exprimée, traverse la zone de pression maximale pour être réabsorbée par la matière, lorsque celle-ci se dilate, à la manière d'une éponge, en sortant des cylindres et qu'une partie de l'énergie utilisée pour exprimer le jus est dépensée en pure perte.Theoretically, in these presses, the pressure exerted on the material is maximum in the plane containing the axes of the cylinders and the volume of juice extracted is equal to the difference between the volumes, voids excluded, at the supply and at the exit of the cylinders . It has in fact been found that in certain applications, in particular on rod mills, the volume of material leaving the cylinders was greater than that generated by the cylinders and therefore that the volume of juice extracted was less than the theoretical value. This phenomenon called reabsorption has been explained as follows: the expressed liquid must pass through the layer of material in order to be able to extract it by migrating to the areas of lower pressure that constitute the bottoms of the grooves of the cylinders to then rise up along the latter, in the opposite direction to the displacement of the layer. However, the permeability of the material decreases as one progresses towards the plane of the axes of the cylinders, which means that the maximum pressure exerted by the cylinders on the material is reached upstream of this plane, in a plane called neutral plane from which the juice remains trapped in the fibrous material of the layer The average speed of the layer formed of the mixture of material and trapped juice then becomes greater than the peripheral speed of the cylinders and there is somehow an extrusion and / or a sliding with respect to the cylinders of the layer subjected to a constant pressure, through the exit of the passage formed by the cylinders
The drawback of the reabsorption phenomenon is that part of the liquid, which theoretically should have been expressed, crosses the zone of maximum pressure to be reabsorbed by the material, when it expands, like a sponge , coming out of the cylinders and part of the energy used to express the juice is wasted.

Le but de la présente invention est de limiter voire d'éliminer ce phénomène, pour augmenter l'efficacité des presses à cylindres, en exerçant une contre-pression sur la matière à la sortie des cylindres, de façon à limiter le glissement et/ou l'extrusion de la couche et à forcer le drainage du jus et son écoulement dans les rainures du ou des cylindres non plus en sens contraire mais dans le même sens que celui du défilement de la matière. The aim of the present invention is to limit or even eliminate this phenomenon, in order to increase the efficiency of the cylinder presses, by exerting a back pressure on the material at the outlet of the cylinders, so as to limit slipping and / or extruding the layer and forcing the drainage of the juice and its flow in the grooves of the cylinder or cylinders no longer in the opposite direction but in the same direction as that of the movement of the material.

Le dispositif objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il est constitué par une goulotte placée à la sortie des cylindres et munie de moyens créant un étranglement s'opposant au déplacement du courant de matière poussé dans la goulotte par les cylindres et provoquant la mise en pression de la masse de matière entre les cylindres et ledit étranglement. The device object of the present invention is characterized in that it is constituted by a chute placed at the outlet of the cylinders and provided with means creating a constriction opposing the movement of the stream of material pushed into the chute by the cylinders and causing pressurizing the mass of material between the cylinders and said constriction.

Cet étranglement pourra être créé par un barrage disposé transversalement à l'intérieur de la goulotte et dont la hauteur pourra être ajustée, soit manuellement, soit automatiquement, pour régler la pression dans la masse de matière se trouvant entre les cylindres et le barrage. Ce barrage pourra être monté sur l'une des parois de la goulotte de façon à pouvoir être déplacé à travers cette paroi, et des moyens pourront être prévus pour régler la section de passage entre le barrage et la paroi opposée de la goulotte. This constriction can be created by a dam arranged transversely inside the chute and the height of which can be adjusted, either manually or automatically, to adjust the pressure in the mass of material between the cylinders and the dam. This barrier may be mounted on one of the walls of the chute so that it can be moved through this wall, and means may be provided for adjusting the passage section between the dam and the opposite wall of the chute.

Le barrage pourra comporter, du côté tourné vers les cylindres, une face inclinée dans le sens de déplacement de la matière dans la goulotte de telle sorte que la pression exercée par la matière sur le barrage tende à le déplacer pour augmenter la section du passage entre le barrage et la paroi opposée de la goulotte, et des moyens seront prévus pour exercer sur le barrage un effort prédéterminé tendant à le déplacer pour diminuer la section dudit passage. Ces moyens pourront être constitués par un ou plusieurs ressorts, contrepoids ou vérins reliés à un accumulateur hydropneumatique. The barrier may include, on the side facing the cylinders, a face inclined in the direction of movement of the material in the chute so that the pressure exerted by the material on the barrier tends to move it to increase the cross section of the passage between the dam and the opposite wall of the chute, and means will be provided to exert on the dam a predetermined force tending to move it to reduce the section of said passage. These means may be constituted by one or more springs, counterweights or jacks connected to a hydropneumatic accumulator.

Dans le cas où la matière pressée doit être soumise à une extraction par pression complémentaire nécessitant une imbibition préalable, le barrage pourra être creux et raccordé à une alimentation en liquide et comporter sur sa face tournée vers l'aval des perforations permettant l'apport du liquide d'imbibition dans la masse de matière. In the case where the pressed material must be subjected to an extraction by additional pressure requiring a prior imbibition, the dam may be hollow and connected to a liquid supply and have on its face turned downstream perforations allowing the contribution of imbibition liquid in the mass of matter.

L'invention a également pour objet une presse à cylindres caractérisée en ce que l'un au moins des cylindres comporte sur sa périphérie des rainures circulaires évasées, de préférence à section triangulaire, donnant en coupe axiale un profil en dents de scie, et au fond de ces premières rainures, des rainures étroites et profondes, de préférence à section rectangulaire, et en ce qu'elle comporte des moyens pour créer une contre-pression dans la couche de matière sortant du passage formé entre les cylindres. Ces moyens seront avantageusement constitués par un dispositif tel que décrit ciaessus. The invention also relates to a cylinder press characterized in that at least one of the cylinders has on its periphery flared circular grooves, preferably of triangular section, giving in axial section a sawtooth profile, and at bottom of these first grooves, narrow and deep grooves, preferably of rectangular section, and in that it comprises means for creating a back pressure in the layer of material leaving the passage formed between the cylinders. These means will advantageously be constituted by a device as described above.

La description qui suit se réfère au dessin l'accompagnant qui montre, à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation de l'invention et sur lesquels
La figure 1 est une représentation schématique d'une presse à cylindres équipée d'un dispositif conforme à l'invention, et
La figure 2 est une we en coupe partielle, suivant 2-2, de l'ensemble de la figure 1.The description which follows refers to the accompanying drawing which shows, by way of nonlimiting example an embodiment of the invention and on which
FIG. 1 is a schematic representation of a cylinder press equipped with a device according to the invention, and
FIG. 2 is a we in partial section, along 2-2, of the assembly of FIG. 1.

Sur la figure 1 on a représenté schématiquement une presse à deux cylindres 10, 12, destinée, par exemple, à l'extraction du jus d'une matière végétale, notamment du jus sucré des cannes à sucre. Le cylindre inférieur 12 ou les deux cylindres comportent sur leur périphérie des rainures circulaires, à section triangulaire, 38 donnant, en coupe axiale, un profil en dents de scie aux cylindres ; des rainures circulaires, étroites et profondes 36, sont usinées au fond de chacune des rainures 38. In Figure 1 there is shown schematically a press with two cylinders 10, 12, intended, for example, for the extraction of the juice of a vegetable material, in particular the sweet juice of sugar canes. The lower cylinder 12 or the two cylinders have on their periphery circular grooves, of triangular section, 38 giving, in axial section, a sawtooth profile to the cylinders; circular, narrow and deep grooves 36 are machined at the bottom of each of the grooves 38.

Cette presse est équipée d'un dispositif conforme à l'invention et constitué par une goulotte 14, placée à la sortie du passage formé entre les cylindres, sur laquelle est monté un barrage 16 créant un étranglement à l'intérieur de la goulotte. This press is equipped with a device according to the invention and consisting of a chute 14, placed at the outlet of the passage formed between the cylinders, on which is mounted a dam 16 creating a constriction inside the chute.

La goulotte a une section rectangulaire et comporte deux grands cotés 18, parallèles aux axes des cylindres, et deux petits côtés 20 perpendiculaires à ces axes. A l'extrémité de la goulotte attenante aux cylindres, les grands côtés 18 épousent le profil des cylindres pour éviter que la matière comprimée puisse s'échapper entre les cylindres et la goulotte. En particulier, lorsque les cylindres comportent des rainures circulaires à section triangulaire 38, comme représenté sur la figure 2, le bord des grands côtés est dentelé pour s'adapter à la surface des cylindres. Les petits côtés 20 de la goulotte se prolongent au-delà du plan P-P des axes des cylindres, ces prolongements étant disposés de part et d'autre des cylindres et pratiquement au contact des faces d'extrémité des cylindres. The chute has a rectangular section and has two long sides 18, parallel to the axes of the cylinders, and two short sides 20 perpendicular to these axes. At the end of the chute adjoining the cylinders, the long sides 18 conform to the profile of the cylinders to prevent the compressed material from escaping between the cylinders and the chute. In particular, when the cylinders have circular grooves of triangular section 38, as shown in FIG. 2, the edge of the long sides is serrated to adapt to the surface of the cylinders. The short sides 20 of the chute extend beyond the plane P-P of the axes of the cylinders, these extensions being arranged on either side of the cylinders and practically in contact with the end faces of the cylinders.

Le barrage 16 est constitué par un caisson, en forme de barre ou de poutre creuse, dont la longueur est égale à la largeur de la goulotte et qui est monté de manière étanche dans une ouverture découpée dans l'un des grands côtés de la goulotte. Cette ouverture est munie de rebords 22 entre lesquels le barrage peut coulisser et qui servent à guider ses déplacements transversalement à l'axe de la goulotte. Un ou plusieurs ressorts 24 poussent le barrage vers l'intérieur de la goulotte, et des butées, non représentées, limitent ses déplacements. The dam 16 is constituted by a box, in the form of a bar or hollow beam, the length of which is equal to the width of the chute and which is mounted in leaktight manner in an opening cut out in one of the long sides of the chute. . This opening is provided with flanges 22 between which the barrier can slide and which serve to guide its movements transverse to the axis of the chute. One or more springs 24 push the dam towards the inside of the chute, and stops, not shown, limit its movements.

La partie du barrage qui pénètre dans la goulotte a la forme d'un coin, sa face 26 tournée vers la sortie des cylindres étant inclinée de telle sorte que la résultante des forces de pression exercées sur cette face par la matière poussée dans la goulotte par les cylindres ait une composante parallèle aux rebords 22 qui tend à soulever le barrage à l'encontre de l'action du ou des ressorts 24 le tarage des ressorts détermine la pression dans la masse de matière située entre les cylindres et le barrage. The part of the dam which enters the chute has the shape of a wedge, its face 26 facing the exit of the cylinders being inclined so that the result of the pressure forces exerted on this face by the material pushed into the chute by the cylinders has a component parallel to the flanges 22 which tends to raise the dam against the action of the spring or springs 24 the setting of the springs determines the pressure in the mass of material located between the cylinders and the dam.

L'autre face inclinée 28 du barrage est percée de trous et un tuyau 30 est raccordé au barrage pour permettre d'imbiber la matière, en aval du barrage, avec un liquide approprié lorsque la matière doit être soumise à une nouvelle extraction par pression. La distribution du liquide d'imbibition à l'aval du barrage, dans une zone où la matière est en expansion, à la manière d'une éponge, permet de réaliser cette opération avec une efficacité maximale. The other inclined face 28 of the dam is pierced with holes and a pipe 30 is connected to the dam to allow the material to be imbibed, downstream of the dam, with an appropriate liquid when the material must be subjected to a new extraction by pressure. The distribution of the imbibition liquid downstream of the dam, in an area where the material is expanding, like a sponge, allows this operation to be carried out with maximum efficiency.

Lorsque la matière à traiter, par exemple de la bagasse, est amenée à l'entrée des cylindres, au moyen de la goulotte d'alimentation 32, elle est comprimée entre les cylindres, de telle sorte que le jus extrait par pression s'écoule à travers la couche de matière, puis sur les cylindres et est recueilli dans un collecteur 34 placé sous ces derniers. Le liquide peut être évacué, notamment dans les zones où la pression est élevée, par les rainures 36, ces rainures étant suffisamment étroites et profondes pour qu'elles ne puissent pas être colmatées par la bagasse et que, par conséquent, le jus puisse s'y écouler librement ; de telles rainures sont couramment utilisés sur les cylindres des moulins à canne, et connues sous le nom de rainures Messchaert. When the material to be treated, for example bagasse, is brought to the inlet of the cylinders, by means of the feed chute 32, it is compressed between the cylinders, so that the juice extracted by pressure flows through the layer of material, then on the cylinders and is collected in a collector 34 placed under the latter. The liquid can be evacuated, in particular in the zones where the pressure is high, by the grooves 36, these grooves being sufficiently narrow and deep so that they cannot be blocked by the bagasse and that, consequently, the juice can s '' flow freely there; such grooves are commonly used on the cylinders of rod mills, and known under the name of Messchaert grooves.

A la sortie du passage formé entre les cylindres, la bagasse est poussée par les cylindres dans la goulotte 14. Le barrage 16 fait obstacle à son avancement et crée une contre-pression dans la masse de matière située en amont, entre les cylindres et le barrage. At the outlet of the passage formed between the cylinders, the bagasse is pushed by the cylinders into the chute 14. The dam 16 impedes its advancement and creates a back pressure in the mass of material located upstream, between the cylinders and the barrage.

Cette contre-pression est réglée par tarage des ressorts 24 les moyens pour régler la force des ressorts 24 et, par conséquent, la contre-pression sont classiques et n'ont pas été représentés. A cause des frottements de la bagasse sur les parois de la goulotte, la pression dans le plan P-P des axes des cylindres est nettement supérieure à la pression s'exerçant sur le barrage ; des essais permettent de déterminer le tarage des ressorts pour obtenir une efficacité maximale de la presse. La contre-pression ainsi créée dans le plan P-P réduit très nettement la réabsorption et, par conséquent, améliore l'extraction.This back pressure is adjusted by taring the springs 24, the means for adjusting the force of the springs 24 and, consequently, the back pressure are conventional and have not been shown. Because of the friction of the bagasse on the walls of the chute, the pressure in the plane P-P of the axes of the cylinders is much higher than the pressure exerted on the dam; tests determine the calibration of the springs to obtain maximum efficiency of the press. The back pressure thus created in the P-P plane very clearly reduces the reabsorption and, consequently, improves the extraction.

il est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées au dispositif décrit par l'emploi de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. Par exemple, au lieu d'être constitué par un caisson prismatique, le barrage pourrait être constitué par un secteur de cylindre apte à pivoter autour de son axe disposé parallèlement aux axes des cylindres ; les ressorts poussant le barrage vers l'intérieur de la goulotte pourraient être remplacés par un ou plusieurs vérins reliés à un accumulateur hydropneumatique à pression contrôlée ou par un système de contrepoids. La position du barrage pourrait être asservie à la pression dans la goulotte déterminée à partir des indications d'un ou plusieurs capteurs de contraintes placés sur les parois de la goulotte. it is understood that all the modifications which can be made to the device described by the use of equivalent technical means are within the scope of the invention. For example, instead of being constituted by a prismatic box, the dam could be constituted by a cylinder sector able to pivot around its axis arranged parallel to the axes of the cylinders; the springs pushing the dam towards the inside of the chute could be replaced by one or more jacks connected to a hydropneumatic accumulator at controlled pressure or by a counterweight system. The position of the barrier could be controlled by the pressure in the chute determined from the indications of one or more stress sensors placed on the walls of the chute.

Pour certaines applications on pourra se dispenser d'équiper le barrage de moyens pour imbiber la matière, le barrage pouvant alors être constitué par une pièce pleine. For certain applications, it will be possible to dispense with equipping the barrier with means for soaking the material, the barrier then being able to be constituted by a solid part.

il faut enfin rappeler que le dispositif de l'invention peut s'adapter à toutes les presses existantes comportant au moins deux cylindres. Notamment, pour son adaptation à un moulin à canne classique, le dispositif sera de préférence installé à la sortie du passage formé entre le cylindre supérieur et le cylindre inférieur d'entrée, à la place du cylindre inférieur de sortie et de la bagassière. Le moulin ainsi transformé permettra d'extraire au minimum le même débit de jus qu'un moulin classique avec des frais d'investissement et des coûts de fonctionnement plus faibles, en particulier, grâce à l'écoulement du jus entre la surface des cylindres et l'extrémité attenant de la goulotte, l'usure de cette dernière sera nettement plus faible que celle des raclettes de nettoyage et autres pièces en contact avec les cylindres sur les moulins à canne classiques. Finally, it should be remembered that the device of the invention can be adapted to all existing presses comprising at least two cylinders. In particular, for its adaptation to a conventional rod mill, the device will preferably be installed at the outlet of the passage formed between the upper cylinder and the lower inlet cylinder, in place of the lower outlet cylinder and the bagassière. The mill thus transformed will make it possible to extract at least the same flow rate of juice as a conventional mill with investment costs and lower operating costs, in particular, thanks to the flow of juice between the surface of the cylinders and the adjacent end of the chute, the wear of the latter will be significantly lower than that of the cleaning scrapers and other parts in contact with the cylinders on conventional rod mills.

Claims

1. Device for improving the efficiency of cylinder presses for the extraction of a liquid from a material, in particular from a vegetable material, comprising two cylinders with parallel axes comprising circular grooves for the evacuation of the extracted liquid, characterized in that it consists of a chute (14) placed at the outlet of the passage formed between the cylinders (10-12) and provided with means (16) creating a constriction in the chute and causing the pressurization of the mass of material in the chute between the cylinders and said constriction.

2. Device according to claim 1, characterized in that said constriction is created by a dam (16) disposed transversely inside the chute (14) and the height of which can be adjusted, either manually or automatically, to adjust the pressure in the mass of material in the chute upstream of the dam.

3. Device according to claim 2, characterized in that said dam (16) is mounted on one of the sides (18) of the chute so as to be able to be moved through a wall of the chute, and means (24 ) are provided to adjust the passage section between the dam and the opposite wall of the chute.

4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that said dam (16) has a face (26) inclined in the direction of movement of the material in the chute (14) so that the pressure exerted by the material on the dam tends to move it to increase the section of the passage between the dam and the opposite wall of the chute, and means (24) are provided for exerting on the dam a predetermined force tending to move it to reduce the section of said passage .

5. Device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that said dam (16) is hollow and connected to a liquid supply (30) and has on its face (28) facing downstream of the perforations allowing the supply of a liquid in the mass of material having crossed the dam.

6. Cylinder press for the extraction of a liquid from a material, in particular from a vegetable material, comprising two cylinders with parallel axes, at least one of these cylinders having circular grooves for the evacuation of the liquid on its peripheral surface, characterized in that it comprises means (14-16) for creating a back pressure in the layer of material leaving the passage formed between the cylinders (10-12) and in that narrow grooves and deep (36) are machined at the bottom of each of the grooves (38) of the cylinder or cylinders.

7. Roll press according to claim 6, characterized in that said means are constituted by a device according to any one of claims 1 to 5.