FR2981663A1 - Peigne pour rouleaux de pressage de moulin pour l'extraction de jus de canne constitue d'un assemblage de sous-ensembles - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un peigne (2a, 2b, 6a, 6b) destiné à coopérer avec un rouleau de pressage (1a, 1b, 1c) d'un moulin pour l'extraction de jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produit, ledit peigne (2a, 2b, 6a, 6b) comprenant un ensemble de dents (16) alignées sur un même axe et destinées à épouser le profil denté (5a, 5b, 5c) dudit rouleau de pressage (1a, 1b, 1c) de façon à éviter toute fuite de bagasse et de nettoyer les dents (14) du rouleau de pressage (1a, 1b, 1c), caractérisé en ce que ledit peigne (2a, 2b, 6a, 6b) comprend plusieurs sous-ensembles indépendants les uns des autres, chaque sous-ensemble présentant au moins une dent , chaque sous-ensemble étant manipulable et apte à être assemblé de manière amovible sur un support dudit peigne (2a, 2b, 6a, 6b), lesdits sous-ensembles étant aptes à coopérer mutuellement pour obtenir ledit ensemble de dents dudit peigne (2a, 2b, 6a, 6b).

Description

La présente invention concerne un peigne destiné à coopérer avec un rouleau de pressage d'un moulin pour l'extraction de jus de canne à sucre, et plus particulièrement un perfectionnement des peignes racleurs et des bagassières de moulins pour l'extraction du jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produits. Un système de pressage pour extraire le jus sucré de la canne à sucre qui sera transformé en sucre ou en éthanol est généralement composé de 4 à 7 moulins presseurs disposés en série, chaque moulin participant à l'extraction du jus.

On connaît de l'état de la technique un moulin conventionnel composé de trois à six rouleaux, dont au moins trois rouleaux presseurs disposés en triangle et tournant dans des sens opposés. Ces rouleaux presseurs créent deux zones successives de pression de la canne préalablement shreddée encore appelée bagasse. Entre ces deux zones se trouve une bagassière qui permet de guider la canne tout en la gardant compactée. Les rouleaux presseurs ont un profil à denture triangulaire pour favoriser l'accrochage de la canne sur les rouleaux et éviter qu'elle ne glisse. Cela conduit à une meilleure efficacité du pressage. A la base des dents se trouvent éventuellement des gorges, appelées canaux Messchaert, pour une meilleure évacuation du jus. Les rouleaux presseurs sont soumis en permanence à l'érosion de la bagasse qui les use fortement avec le temps. Sur ses deux extrémités opposées, la bagassière épouse le profil des deux rouleaux presseurs inférieurs. Elle comporte ainsi à chaque extrémité un peigne ayant un ensemble de dents qui se placent entre celles des rouleaux. Ces peignes permettent la séparation jus/bagasse, évitent toute fuite de bagasse et nettoient les dents des rouleaux. Les peignes de la bagassière sont usinés directement dans celle-ci. Il ne s'agit pas de pièces rapportées. En sortie de moulin, un peigne inférieur et un peigne supérieur sont destinés à nettoyer les rouleaux presseurs inférieur et supérieur.

Un autre type de moulin est notamment décrit dans le brevet FR 2 910 026, déposé au nom du demandeur. Il comprend une seule paire de rouleaux presseurs et un dispositif aval comprenant un canal anti-expansion à l'intérieur duquel la nappe des produits pressés est dirigée, évitant notamment que celle-ci ne réabsorbe du jus. Les rouleaux de ce type de moulins sont similaires à ceux des moulins conventionnels.

Dans un tel moulin, deux peignes, un peigne supérieur et un peigne inférieur, dont les fonctions sont les mêmes que celles des peignes d'une bagassière, sont placés entre les rouleaux et le canal anti-expansion. Ces peignes sont des pièces usinées fixées sur le canal anti-expansion. Dans un souci de clarté, nous utiliserons le terme « peignes » 10 pour désigner indifféremment les extrémités dentées d'une bagassière ou les peignes de la demande de brevet précitée. Les peignes sont des pièces en acier soumises à une usure très forte ou à des chocs avec des éléments métalliques pouvant être présents dans la canne suite à des incidents opératoires. Ils doivent ainsi être remplacés 15 régulièrement. Avec un moulin conventionnel, l'usure des peignes nécessite le remplacement de la bagassière alors que pour un moulin décrit dans la demande de brevet précitée, seuls les peignes sont remplacés. Le poids d'une bagassière est très élevé, plusieurs centaines de kilogrammes. Celui des peignes est plus faible mais est aussi supérieur à 100 kg. Le remplacement 20 d'une bagassière ou d'un peigne est une opération délicate en raison du poids de la pièce et de l'accessibilité réduite liée à la présence des rouleaux et d'autres organes mécaniques. Il nécessite l'utilisation d'outillages de manutention, comme un palan, et monopolise généralement plusieurs opérateurs. Il s'agit ainsi d'une opération de maintenance relativement lourde 25 ayant un impact sur la productivité de l'usine. Bien qu'un peigne endommagé sur quelques dents entraine une baisse de l'efficacité du moulin, le remplacement de celui-ci n'est réalisé que lorsqu'il est suffisamment endommagé pour justifier l'arrêt de l'installation pendant la durée de l'intervention. 30 La denture des peignes a pour fonction d'opérer la séparation jus/bagasse, d'éviter toute fuite de bagasse et de nettoyer la denture triangulaire des rouleaux. En revanche, les peignes ne pénètrent pas les éventuels canaux Messchaert qui sont nettoyés par un dispositif distinct. L'invention a pour objectif de pallier les différents inconvénients de ces techniques connues.

Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un tel peigne qui soit simple et facile à changer. Un objectif de l'invention est de fournir une telle technique, qui permette de simplifier le changement des dents d'un peigne, et donc de réduire les coûts correspondants.

Un autre objectif de l'invention est, au moins dans un mode de réalisation en particulier, de fournir un peigne permettant de compenser les côtes défectueuses liées à la fabrication et l'usure. Encore un autre objectif de l'invention est, au moins dans un mode de réalisation particulier, de fournir un peigne racleur pour rouleaux de pressage de moulin pour l'extraction de jus de canne qui permette une meilleure séparation du jus et de la bagasse, et plus particulièrement de fournir une interface peigne/rouleau plus étanche de façon à diminuer les fuites de bagasse. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un peigne destiné à coopérer avec un rouleau de pressage, d'un moulin pour l'extraction de jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produit, ledit peigne comprenant un ensemble de dents alignées sur un même axe et destinées à épouser le profil denté dudit rouleau de pressage de façon à éviter toute fuite de bagasse et de nettoyer les dents du rouleau de pressage. Selon l'invention, ledit peigne comprend plusieurs sous-ensembles indépendants les uns des autres, chaque sous-ensemble présentant au moins une dent, chaque sous-ensemble étant manipulable et apte à être assemblé de manière amovible sur un support dudit peigne, lesdits sous-ensembles étant aptes à coopérer mutuellement pour obtenir ledit ensemble de dents dudit peigne.

Le poids d'un sous-ensemble est avantageusement limité à quelques kilogrammes, par exemple 10 kilogrammes. Ce poids limité facilite la prise en main du sous-ensemble par l'opérateur et sa mise en place sur le moulin ou son démontage. Il n'est ainsi plus nécessaire de faire appel à des moyens de manutention comme un palan pour la manipulation des peignes. De plus, le remplacement d'un peigne peut être fait aisément par un seul opérateur et dans de bonnes conditions de sécurité. Selon un mode de réalisation de l'invention, le nombre de dents d'un sous-ensemble est compris entre 1 et 10, et préférentiellement inférieur à 5. Chacun des sous-ensembles peut ne comporter qu'une seule dent. Pour un moulin conventionnel, la bagassière est réalisée selon l'invention non plus en une seule pièce mais avec des peignes venant se fixer sur celle-ci. La division d'un peigne en plusieurs sous-ensembles permet de ne remplacer qu'un seul sous-ensemble lorsque les autres parties du peigne sont en bon état. Le remplacement limité à la partie endommagée du peigne, et non à sa totalité, permet de réduire le coût de maintenance de l'installation. Le remplacement d'un sous-ensemble peut être réalisé plus rapidement qu'un remplacement complet. Il est ainsi possible de maintenir les peignes en bon état en changeant les sous-ensembles qui le nécessitent dès qu'ils sont endommagés. Comparée à l'état de la technique où les peignes ne sont changés que lorsque leur niveau d'usure est important, en ayant ainsi une période de fonctionnement plus ou moins longue à efficacité réduite, l'invention permet de conserver un rendement optimum de l'installation. Selon un mode de réalisation, chaque sous-ensemble présente des moyens de réglage de sa position latérale sur le support dudit peigne selon une direction parallèle à l'axe du rouleau de pressage. Cette disposition permet avantageusement de compenser les côtes défectueuses liées à la fabrication et l'usure. Selon cette dernière approche, lesdits moyens de réglage peuvent être constitués par un ou plusieurs trous oblongs. Selon un aspect avantageux de l'invention, chaque dent 5 constitutive d'un sous-ensemble dudit peigne possède une forme hyperbolique afin de permettre un contact surfacique avec le profil denté des rouleaux de pressage. Il en résulte un moindre risque de fuite de bagasse une plus grande efficacité de nettoyage des dents des rouleaux. Le profil des dents des 10 peignes selon cette version se caractérise par des surfaces courbes, résultant de l'intersection de plans avec un cône, plus facilement réalisables avec des sous-ensembles comportant peu de dents. Cette forme particulière des surfaces de contact des dents du peigne permet un contact plus intime entre le rouleau et le peigne, et nécessite 15 un ajustage plus précis entre les dents du peigne et celles du rouleau. Le fait de permettre le réglage latéral de chaque sous-ensemble par rapport au support du peigne permet, selon un mode de réalisation avantageux, de faciliter cet ajustage. L'invention concerne également un moulin pour l'extraction de 20 jus de la canne à sucre comprenant un rouleau de pressage de profil denté, ainsi qu'un peigne conforme à 1"invention, dont la denture épouse le profil denté du rouleau de pressage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode 25 de réalisation particulier de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique d'un moulin dit conventionnel, - la figure 2 représente une vue schématique d'un moulin 30 comprenant une seule paire de rouleaux presseurs et un dispositif aval comprenant un canal anti-expansion, - la figure 3 représente une vue schématique montrant le détail du profil d'un rouleau et d'un peigne, - la figure 4 représente une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un sous-ensemble d'un peigne conforme à l'invention selon un 5 premier mode de réalisation, le sous-ensemble ne comportant qu'une seule dent de forme hyperbolique, - la figure 5 représente une vue schématique d'un exemple de montage d'un sous-ensemble comprenant une seule dent sur son support, selon un troisième mode de réalisation de l'invention, 10 - la figure 6 représente une vue schématique d'un assemblage de sous-ensembles sur le support de peigne formant un peigne conforme à l'invention selon un quatrième mode de réalisation, - la figure 7 représente une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un sous-ensemble d'un peigne conforme à l'invention selon un 15 second mode de réalisation, le sous-ensemble ne comportant qu'une seule dent à surface de contact plan. Comme précédemment évoqué, le principe général de l'invention repose sur la mise en oeuvre d'un peigne 2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b destiné à coopérer avec un rouleau de pressage la, 1 b, lc, 8a, 8b, d'un moulin 20 pour l'extraction de jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produit. Le peigne 2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b comprend un ensemble de dents 16 alignées sur un même axe et destinées à épouser le profil denté 5a, 5b, 5c, 9a, 9b dudit rouleau de pressage 1 a, 1 b, 1 c, 8a, 8b, de façon à éviter toute fuite de bagasse et de nettoyer les dents 14 du rouleau de pressage 1 a, 25 1 b, 1 c, 8a, 8b. Selon l'invention, le peigne 2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b comprend plusieurs sous-ensembles 30 indépendants les uns des autres, chaque sous-ensemble 30 présentant au moins une dent 16, chaque sous-ensemble étant manipulable et apte à être assemblé de manière amovible sur un support 17 30 dudit peigne 2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b, lesdits sous-ensembles 30 étant aptes à coopérer mutuellement pour obtenir ledit ensemble de dents dudit peigne 2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b. Sur la figure 1, nous pouvons voir schématiquement représenté un moulin conventionnel utilisant des peignes 2a, 2b, 6a, 6b conformes à l'invention. Il comprend trois rouleaux presseurs la, lb, lc, et une bagassière 2 placée entre les deux rouleaux inférieurs lb et 1 c. Les rouleaux comprennent chacun un profil denté 5a, 5b, 5c sur leur circonférence. La bagassière 2 comporte à chaque extrémité 2a, 2b un peigne ayant une multitude de dents qui se placent entre celles des rouleaux et qui permet la séparation jus/bagasse, évite toute fuite de bagasse et nettoie les dents des rouleaux. La canne préalablement shreddée encore appelée bagasse arrive dans le moulin selon la direction représentée par la flèche 3. Elle est pressée une première fois entre les rouleaux la et 1 c. Elle est ensuite canalisée entre la bagassière et le rouleau la avant d'être à nouveau pressée entre les rouleaux la et lb, les peignes 6a et 6b servant à nettoyer les dents desdits rouleaux la et lb. La bagasse est ensuite évacuée dans la direction représentée par la flèche 4 en direction d'un autre moulin placé en série ou vers la chaudière ou le stock de bagasse. Sur la figure 2, nous pouvons voir schématiquement représenté un moulin du type décrit dans la demande de brevet français FR 2 910 026 et utilisant des peignes 7a, 7b conformes à l'invention II comprend deux rouleaux presseurs 8a, 8b, équipés de profilés dentés 9a, 9b. La canne préalablement shreddée ou la bagasse arrive dans le moulin selon la direction représentée par la flèche 10. Après être pressée entre les rouleaux 8a et 8b, elle est canalisée dans le dispositif aval 11 comprenant un canal anti- expansion 12 à l'intérieur duquel la nappe des produits pressés est dirigée, évitant notamment que celle-ci ne réabsorbe du jus. Deux peignes 7a, 7b sont fixés sur le dispositif aval 11. Ils permettent la séparation jus/bagasse, évitent toute fuite de bagasse et nettoient les dents des rouleaux. La bagasse est ensuite évacuée dans la direction représentée par la flèche 13 en direction d'un autre moulin placé en série ou vers la chaudière ou le stock de bagasse. Sur la figure 3, nous pouvons voir schématiquement représenté le détail du profil denté d'un rouleau 9a (ou 5b) et d'un peigne 7a (ou 2a). Le rouleau comprend des dents 14 et à leur base des gorges 15, encore appelées canaux Meeschaert pour une meilleure évacuation du jus. Le peigne 7a comprend des dents 16 venant se placer entre les dents 14 du rouleau. Ces dents 16 ne pénètrent pas les gorges 15. Sur la figure 4, nous pouvons voir schématiquement représenté un exemple de réalisation d'une dent d'un peigne selon l'invention. Le profil 20 est la résultante de l'intersection de plans (les faces supérieure et inférieure du peigne) avec un cône (une dent d'un rouleau). On obtient des hyperboles dont la forme varie entre la partie inférieure et la partie supérieure de la dent du peigne. Les dents peuvent être protégées par un revêtement dur 21. Le profil hyperbolique obtenu permet un contact surfacique avec le rouleau de pressage et permet ainsi un meilleur raclage de la denture du rouleau de pressage. Selon un autre mode de réalisation, illustré à la figure 7, les dents 16 d'un sous-ensemble 30 de peigne présentent un profil conduisant à un contact avec les dents des rouleaux sur une génératrice. Ce profil est constitué de surfaces planes et est connu de l'état de la technique en tant que tel. Les dents 16 des peignes 2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b sont généralement revêtues d'un dépôt de métal dur permettant d'augmenter leur résistance à l'usure. Ce dépôt est appliqué par soudure. Il peut être aussi appliqué par un procédé sous vide en phase vapeur de type PVD (Physical vapor deposition). La réalisation des peignes 2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b en sous- ensembles selon l'invention facilite la réalisation du dépôt et en limite son coût. Le profil denté 5a, 5b, 5c, 9a, 9b d'un rouleau peut ne pas être uniforme sur sa longueur en raison d'une usure différentielle ou de chocs avec des parties dures mélangées avec la canne. Selon l'invention, les sous-30 ensembles 30 sont montés sur leur support 17 avec des moyens permettant de régler, lors du montage, la position relative de leur(s) dent(s) dans le profil du rouleau et par exemple la position latérale des dents. Par exemple à la figure 5, nous pouvons voir schématiquement représenté en vue de dessus un exemple de montage d'un sous-ensemble 30 d'un peigne comprenant une seule dent 16, ledit sous-ensemble étant fixé sur son support 17 grâce à un organe de fixation tel qu'une vis. Le sous-ensemble 30 comporte un trou oblong 18, traversé par ledit organe de fixation, permettant de régler sa position latérale par rapport au rouleau 9a, selon une direction parallèle à l'axe du rouleau de pressage, et ainsi d'ajuster la position de la dent du sous-ensemble par rapport aux dents 14 du rouleau. Après cet ajustement, le sous-ensemble 30 est maintenu sur son support 17 par l'organe de fixation, notamment en serrant la vis 19. Eventuellement, selon un exemple non illustré, les moyens de réglage peuvent permettre de régler la profondeur de pénétration de la ou les dents du sous-ensemble entre les dents du rouleau.

Eventuellement, selon un autre exemple non illustré, lesdits moyens de réglage peuvent permettre de régler non seulement la position latérale du sous-ensemble, mais également la profondeur de pénétration des dents du sous-ensemble entre les dents du rouleau. Il est ainsi possible de conserver une position relative optimale entre chaque sous-ensemble et le rouleau, sur toute la longueur du rouleau, en effectuant des réglages périodiques. La figure 6 est une vue schématique d'un assemblage de sous- ensembles 30 formant ainsi un peigne 2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b destiné à coopérer avec le profil denté des rouleaux de pressage.

On notera que deux sous-ensembles 30, voisins, d'un même peigne conforme à l'invention sont assemblés sur le support 17 du peigne, bord à bord, de telle façon à interdire toute fuite de bagasse au niveau de la zone 50 entre les deux bords contigus des deux dits sous-ensembles. A cet effet, les deux bords contigus des deux sous-ensembles peuvent être jointifs, ou encore présenter un jeu suffisamment faible pour interdire le passage de la bagasse.

La longueur des rouleaux varie selon les moulins, notamment en fonction de leur capacité de production. L'invention permet de réaliser les peignes par un assemblage de sous-ensemble, notamment standards, limitant ainsi les études nécessaires à chaque réalisation et les risques d'erreurs.

De manière avantageuse, l'utilisation de pièces standards facilement interchangeables facilite également la gestion du stock de pièces de rechange. Outre les moulins conventionnels et ceux décrits dans la demande FR 2 910 026, l'invention peut être mise en oeuvre sur tous types de 10 moulins pour l'extraction du jus sucré de canne afin d'accroître leurs performances, notamment les moulins à deux rouleaux décrits dans la demande de brevet US 6 039 276 et la demande de brevet WO 02/092859, ou encore dans les moulins de la demande de brevet AU 1999 28114. L'intérêt est d'autant plus important pour les moulins ne comprenant pas d'origine de 15 bagassière ou de peignes. La présente demande concerne, outre l'invention, selon un exemple non représenté sur les figures, un peigne constitué d'un élément d'un seul tenant et muni de dents de forme hyperbolique, ainsi qu'un moulin pour l'extraction de jus de canne à sucre comprenant un tel peigne.

20 Tel que précédemment décrit, le profil des dents est alors la résultante de l'intersection de plans (les faces supérieure et inférieure du peigne) avec un cône (une dent d'un rouleau). On obtient des hyperboles dont la forme varie entre la partie inférieure et la partie supérieure de la dent du peigne.

25 Ce type de peigne est apte à être monté sur les moulins actuels notamment illustrés aux figures permettant un meilleur rendement. Le demandeur se réserve le droit de déposer une demande divisionnaire sur cette seconde invention. Naturellement, d'autres modes de réalisation auraient pu être 30 envisagés par l'homme du métier sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) destiné à coopérer avec un rouleau de pressage (1a, 1 b, 1c, 8a, 8b,) d'un moulin pour l'extraction de jus de canne à sucre à partir d'une nappe de produit, ledit peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) comprenant un ensemble de dents (16) alignées sur un même axe et destinées à épouser le profil denté (5a, 5b, 5c, 9a, 9b) dudit rouleau de pressage (1a, 1 b, 1 c, 8a, 8b,) de façon à éviter toute fuite de bagasse et de nettoyer les dents (14) du rouleau de pressage (1a, 1 b, 1 c, 8a, 8b,), caractérisé en ce que ledit peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) comprend plusieurs sous- ensembles (30) indépendants les uns des autres, chaque sous-ensemble (30) présentant au moins une dent (16), chaque sous-ensemble étant manipulable et apte à être assemblé de manière amovible sur un support (17) dudit peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b), lesdits sous-ensembles (30) étant aptes à coopérer mutuellement pour obtenir ledit ensemble de dents dudit peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b).
2. 2. Peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) selon la revendication 1, dans lequel le nombre de dents (16) d'un sous-ensemble (30) est compris entre 1 et 10 et préférentiellement inférieur à 5.
3. 3. Peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) selon la revendication 2, 20 dans lequel chacun des sous-ensembles (30) ne comporte qu'une seule dent (16).
4. 4. Peigne (7a, 7b) selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel chaque sous-ensemble (30) présente des moyens de réglage de sa position latérale sur le support (17) dudit peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) selon 25 une direction parallèle à l'axe du rouleau de pressage (1a, 1 b, 1 c, 8a, 8b).
5. 5. Peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel chaque dent constitutive d'un sous-ensemble (30) dudit peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) possède une forme hyperbolique (21) afin de permettre un contact surfacique avec le profil denté (5a, 5b, 5c, 9a, 9b) 30 des rouleaux de pressage (1a, 1 b, 1 c, 8a, 8b).
6. 6. Peigne selon la revendication 4 ou 5, dans lequel lesditsmoyens de réglage sont constitués par un ou plusieurs trous oblongs (18).
7. 7. Moulin pour l'extraction de jus de la canne à sucre comprenant un rouleau de pressage (1a, 1 b, 1 c, 8a, 8b) de profil denté, ainsi qu'un peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, la denture du peigne (2a, 2b, 6a, 6b, 7a, 7b) épousant le profil denté (5a, 5b, 5c, 9a, 9b) du rouleau de pressage (1a, 1 b, lc, 8a, 8b).