WO2000050690A1 - Procede et moyens pour la filtration de la pate a papier - Google Patents

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WO2000050690A1
WO2000050690A1 PCT/FR2000/000468 FR0000468W WO0050690A1 WO 2000050690 A1 WO2000050690 A1 WO 2000050690A1 FR 0000468 W FR0000468 W FR 0000468W WO 0050690 A1 WO0050690 A1 WO 0050690A1
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WO
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screen
cavities
rotor
filtration
filtration device
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PCT/FR2000/000468
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English (en)
Inventor
Alain Serres
Alain Fernandez De Grado
Original Assignee
E & M Lamort
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
    • D21D5/023—Stationary screen-drums
    • D21D5/026—Stationary screen-drums with rotating cleaning foils

Definitions

  • the present invention relates to the problems of filtration of pulp and more particularly of pulp from the pulping of waste paper.
  • filters comprising a rotor and a stator, one of the two, hereinafter called a screen fulfilling the filtering function comprising holes such as slots or holes, the other hereinafter called unclogger, fulfilling the unclogging function comprising means intended to generate pressure pulsations to prevent clogging of the bores.
  • the screen can therefore be fixed or rotating and, conversely, the decolmator is rotating with a fixed screen and, fixed with a rotating screen.
  • the liquid can either flow through the screen from the outside to the inside (towards the axis), so-called centripetal operation, or from the inside to the outside, so-called centrifugal operation.
  • the dough arrives at one end of the cylindrical sieve, flows into the space between the cylindrical sieve and the decolmator, and exits at the other end.
  • the decolmator turns, it tends to drag the dough with it in rotation. If the decolmator is fixed, it is the filter which tends to drive the dough in rotation. In both cases, as the effect of unclogging by the pressure pulses caused by the unclogging device is directly linked to the speed difference between the decolmator and the dough, the more the dough progresses towards the end of the sieve, the less effective the unclogging and this while the sieve is more prone to clogging.
  • the long fibers have a harder time passing than the short fibers and therefore the proportion of long fibers compared to short fibers increases as the dough progresses, which accelerates both the flocculation process and the clogging process.
  • the zone of strong deflocculation can be a zone of violent agitation arranged at the entry of the sieve;
  • the present invention relates to a filtration apparatus or purifier of the type comprising a screen of cylindrical shape and a coaxial rotor provided with blades which produce pressure fluctuations to prevent clogging of said screen; said screen and said rotor comprising at least two parts, of substantially equivalent diameter, these parts being separated from each other by means intended to break the component of the speed of the liquid, which is parallel to the surface of the screen, and creating turbulence, characterized by the fact that said means are baffles constituted on the one hand by cavities arranged between the parts of the screen, the bottom of said cavities being possibly further from the rotor than the surface of the screen; and, on the other hand by annular deflectors carried by the rotor opposite each cavity; so that the majority of the liquid flow is forced to pass through the cavities.
  • the present invention may also comprise all or part of the following arrangements, taken together or separately: a - the sieve consists of a stack of rings, b - the sieve consists of a grid obtained by juxtaposition of bars, sometimes called wires, which are either parallel to the axis of rotation of the rotor, either perpendicular or inclined, c - the screen consists of a juxtaposition of grids as described in the previous paragraph, these grids being separated by crowns, d - the sieve consists of a perforated cylindrical sheet plate, with holes or slits, e - the sieve consists of a stack of perforated cylindrical sheets with holes or slits, f - the cavities are hollow parallelepiped volumes, g - the cavities are hollow cylindrical volumes, h - some cavities can be connected at their bottom to a dilution inlet which can be ensured by water or less designed paste less than the filtered dough.
  • the present invention also relates to the use of this device with regulating means allowing: a) either to adjust the speed of the rotor as a function of the pressure differential of the dough between the inlet of the device and one at less outlets accepted; b) either to adjust the rotor speed as a function of the flow rate (s) in at least one of the accepted product outlets; c) either by adjusting the rejection outlet flow rate of the apparatus as a function of the accepted flow rates and of the dilution flow rates measured to adjust the rejection rate of one or more parts of the screen; d) or by combining two or three of these means of regulation.
  • the present invention also relates to the implementation of the means described above for the filtration of paper pulp.
  • Figure 1 a first embodiment according to the invention comprising fins providing an area of strong deflocculation.
  • Figure 2 a second embodiment comprising a slowdown zone obtained by means of baffles.
  • Figure 3 a sectional view along AA of Figure 2.
  • Figure 4 an alternative embodiment of Figure 2.
  • Figure 5 a second alternative embodiment of Figure 2.
  • Figure 7 a fourth embodiment using the slowing means of Figure 2, in a centripetal filter.
  • Figure 8 a perspective view illustrating a sieve according to the invention.
  • FIG. 9 a perspective view illustrating the rotor intended to be placed inside the screen of FIG. 8.
  • Figure 10 a partial perspective view showing the interior of the screen of Figure 8.
  • Figures 11 and 12 two partial and large-scale views of Figure 10.
  • Figure 13 a partial view of the interior of an alternative embodiment of the screen of Figures 8, 10, 11 and 12.
  • Figure 14 a partial view of an alternative embodiment of a filter element according to the invention.
  • Figure 15 a partial view of another alternative embodiment of a filter element screen according to the invention.
  • Figure 16 a vertical sectional view of a filter element according to the invention.
  • Figure 17 an exemplary embodiment of a filtration apparatus.
  • the sieve is constituted, as described in patent EP 0 707 109 by a stack of circles 1 of U-section, pressed against each other by means of two end rings 2 and 3 assembled to one another by tie rods 4 which make it possible to establish a prestress.
  • the bases of the U are provided with holes (whether slits or holes).
  • the dough arrives in the filter through its end located on the left of the figure (on the side of the crown 2) and emerges through its opposite end (on the side of the crown 3) by circulating in the space 6 located between the decolmator 5 and the sieve as indicated by the arrow fl.
  • turbulence is created by fins 10 fixed on the decolmator and fins 11 fixed on the screen.
  • These fins 10 and 11 may be radial or inclined and may have inclinations in the opposite direction.
  • the shapes of the fins 10/11 are such that they overlap one another.
  • a series of baffles are placed in the sieve which slow down the rotary movement of the dough.
  • one or more circles 1 are replaced by a plurality of partitions 20, parallel to the axis of the filter which, with the edges of the two rings 1 which surround it, constitute a plurality of parallelepipedic cavities. C arranged around the entire circumference of the sieve.
  • annular partition 21 is arranged perpendicular to the axis of the filter and carried by the rotor 5.
  • the flow of dough is deflected by the annular partition 21 and strikes the partitions 20 which are linked to the sieve and crosses the cavities C to return to the space 6.
  • Fluidization is understood to mean an agitated and flock-free state of the dough which promotes flow in the openings, holes or slots of the sieve.
  • the screen is divided into two parts; a first part upstream of the crown of cavities C and a second part downstream, these two parts being separated from each other by the crown of cavities C.
  • the baffle 20/21 is arranged in the middle of the screen; in Figure 4 it is arranged near the end, that is to say where the clogging effects are greatest due to the thickening of the dough.
  • Figure 5 combines the provisions of Figures 2 and 4.
  • Figure 6 combines the provisions of Figures 1 and 2.
  • FIG. 7 represents a centripetal filter which uses the means of FIG. 2. The same elements have the same references.
  • the sieve 1 is located inside the decolmator 5.
  • the dough arrives through the end of the sieve and circulates in the space 6 located between the sieve 1 and the decolmator 5.
  • the dough is deflected by the annular partition 21 and strikes the partitions 20.
  • Figures 8 to 18 show an alternative embodiment of 'the apparatus implementing the method according to the present invention.
  • Figure 8 shows a cylindrical screen 30 which consists of bars 31 arranged vertically next to each other with a slight clearance (between 0.05 mm and 1 mm) and fixed on horizontal rings 32, 33, 34, 35, 36 and 37. These rings 32 to 37 are crossed by tie rods 38, parallel to the axis of the cylinder, these tie rods 38 being fixed to the two end rings 32 and 37, so that the assembly is held by tightening the tie rods 38.
  • FIG. 9 shows the rotor 40 which is placed inside the sieve of FIG. 8.
  • This rotor is a cylinder which has three annular rings 41, 42, and 43. In the areas between the annular rings are arranged blades 45, usually called “foils" in the pulp industry.
  • the foils 45 have the function of causing pressure / vacuum pulsations which tend to prevent clogging of the screen.
  • the rings 41 to 43 are arranged on the rotor so as to be opposite the rings 33, 34 and 35.
  • the annular rings 41, 42 and 43 define four zones of the rotor 40.
  • the shape, number and inclination of the blades or foils 45 can vary from one zone to another.
  • Figure 10 shows the screen of Figure 8 seen from the inside.
  • crowns 33, 34 and 35 are hollow so as to define cavities C.
  • the cavities C are not made as in the case of FIGS. 1 to 7 where the screen was made up of U.
  • the crowns 33, 34, 35 are constituted by a ring comprising a multitude of parallelepipedic cavities having practically the same shape as the cavities C of FIGS. 1 to 7.
  • Certain cavities C of the crowns 33 and / or 34 further comprise orifices which are connected to conduits 50 for dilution arrival.
  • FIGS. 11 and 12 are detailed views, on a larger scale of FIG. 10.
  • FIG. 13 illustrates a variant according to which, instead of having the parallelepipedic cavities C, there are cylindrical cavities or blind holes D, some of which can be connected to conduits 50.
  • the annular ring of the rotor 41 (42,43) which cooperates with the ring 33 (34, 35) is arranged so as to to be practically at the middle of the cavities C or cylindrical holes D.
  • the arrow F illustrates how dough coming from the zone located below the crowns 33, 41 is forced to enter a cavity C or D, this cavity and the crown 41 forming a baffle which considerably slows down the speed of the dough.
  • FIG. 15 illustrates another alternative embodiment in which the same elements have the same references.
  • the screen 30 is fixed and placed outside the rotor 40 which carries foils 45.
  • the ring 41 of the rotor 40 is opposite the ring 33 of the screen 30 so that the cavities C of said ring 33 form with the annular crown 41 a series of baffles.
  • a pipe 50 which is a water pipe.
  • the filtration element according to the invention can comprise, from top to bottom:
  • the filter element constituted by the screen 30 and the rotor 40 is thus divided into three zones X, Y and Z starting from the bottom.
  • the dough to be cleaned arrives at Q at the base of the device.
  • Zone X has an outlet 60 for so-called “accepted” products, that is to say products which have passed through the screen 30; zone Y has an outlet 61 for accepted products and zone Z an outlet 62 for accepted products.
  • the device has a cover 63, an outlet R for discharges.
  • the speed of the rotor 40 can be adjusted as a function of the pressure differential between the inlet Q into the apparatus and at least one of the pressures prevailing in the outlet conduits for the accepted products 60, 61, 62. It is also possible to adjust the speed of the rotor 40 as a function of one or more of the flow rates in the pipes 60, 61 or 62.
  • the sieve can be produced in many ways either by stacking U-shaped rings of FIGS. 1 to 7, or by stacking grids obtained by juxtaposition of bars in FIGS. 13 and 14, or by stacking perforated cylindrical sheets or with slots of figure 16.
  • they can be constituted by plates 70, in the mass of which grooves 71 have been dug with circular cutters, the slots then being machined with circular saws.
  • edges of the cavities C or D are exactly at the same level as that of the internal wall of the screen 30.

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Abstract

Procédé pour la filtration de pâte à papier au moyen d'un appareil qui comporte un rotor et un stator; l'un des deux, le filtre (1), comporte des perçages de types fentes ou trous et l'autre, le décolmateur, comporte des moyens destinés à générer des pulsations de pression; consistant à contrer le colmatage progressif des perçages du filtre et la floculation progressive de la pâte lors du cheminement de la pâte entre le rotor et le stator en créant des zones de défloculation et/ou d'augmentation de la vitesse relative entre la pâte et le décolmateur.

Description

PROCEDE ET MOYENS POUR LA FILTRATION DE LA PATE A PAPIER
La présente invention se rapporte aux problèmes de la filtration de la pâte à papier et plus particulièrement de la pâte à papier provenant de la mise en pulpe de vieux papiers.
Il est connu, dans la technologie de la pâte à papier d'employer divers appareils de filtration soit pour éliminer des corps étrangers soit pour classer les fibres de pâte à papier selon leur longueur soit encore pour augmenter la concentration de la pâte à papier par élimination partielle d'eau.
Parmi les appareils de filtration connus figurent des filtres comprenant un rotor et un stator, l'un des deux, ci-après appelé tamis remplissant la fonction de filtrage comportant des perçages tels que des fentes ou des trous, l'autre ci-après appelé décolmateur, remplissant la fonction de décolmatage comportant des moyens destinés à générer des pulsations de pression pour empêcher le bouchage des perçages. Le tamis peut donc être fixe ou tournant et, à l'inverse, le décolmateur est tournant avec un tamis fixe et, fixe avec un tamis tournant. De plus le liquide peut soit s'écouler à travers le tamis de l'extérieur vers l'intérieur (vers l'axe), fonctionnement dit centripète, soit de l'intérieur vers l'extérieur, fonctionnement dit centrifuge.
Dans ce type d'appareil, la pâte arrive à une extrémité du tamis cylindrique, s'écoule dans l'espace compris entre le tamis cylindrique et le décolmateur, et ressort à l'autre extrémité.
Au fur et à mesure que la pâte progresse dans le filtre, elle devient de plus en plus épaisse.
Cet épaississement progressif de la pâte produit plusieurs effets : un effet de floculation de la pâte et un effet de colmatage du tamis.
Même si la pâte admise a été au préalable bien défloculée, il risque d'y avoir apparition de flocs au fur et à mesure de sa progression ; plus la floculation est importante, plus le colmatage est important.
Si le décolmateur tourne, il a tendance à entraîner la pâte avec lui en rotation. Si le décolmateur est fixe, c'est le filtre qui a tendance à entraîner la pâte en rotation. Dans les deux cas, comme l'effet du décolmatage par les pulsations de pression provoquées par le décolmateur est directement lié à l'écart de vitesse entre le décolmateur et la pâte, plus la pâte progresse vers l'extrémité du tamis, moins le décolmatage est efficace et ceci alors que le tamis a plus tendance à se colmater.
En outre, avec un tamis à fentes fines les fibres longues ont plus de mal à passer que les fibres courtes et donc la proportion de fibres longues par rapport aux fibres courtes augmente au fur et à mesure de la progression de la pâte, ce qui accélère à la fois le processus de floculation et celui de colmatage.
Il résulte de cette accumulation de phénomènes une réduction progressive de la production par unité de surface du tamis au fur et à mesure de la progression de la pâte dans le filtre.
De nombreux brevets ont eu pour objet de contrer cette réduction progressive de la productivité du filtre en intervenant, au cours du trajet le long du tamis, afin de créer des zones de forte défloculation, et/ou de fort ralentissement de la pâte. En particulier, dès 1968 dans son brevet français 1.539.816 la demanderesse a proposé de disposer des obstacles ayant pour but de briser la composante parallèle à la surface du tamis de la vitesse du liquide.
Dans le brevet US 4.383.918 on a proposé de disposer entre le tamis et le rotor des obstacles provoquant des turbulences. Dans le brevet FR 2.613.390, également au nom de la demanderesse on a proposé de séparer le tamis en plusieurs portions et d'introduire de l'eau de dilution entre les portions du tamis.
Dans le brevet anglais GB 2.222.967 on a proposé d'installer deux tamis séparés par des ailettes fixes placées entre la surface des tamis et le rotor. Tous ces dispositifs ont peu à peu amélioré le fonctionnement des appareils de filtration constitués d'un tamis et d'un décolmateur mais de façon encore insuffisante.
Selon la présente invention :
- la zone de forte défloculation peut être une zone d'agitation violente disposée à l'entrée du tamis ;
- la zone d'augmentation de l'écart de vitesse peut être une ou plusieurs chicanes ; les zones de défloculation et d'augmentation de l'écart de vitesse peuvent être combinées. La présente invention concerne un appareil de filtration ou épurateur du type comportant un tamis de forme cylindrique et un rotor coaxial muni de pales qui produisent des fluctuations de pression pour empêcher le colmatage dudit tamis ; ledit tamis et ledit rotor comportant au moins deux parties, de diamètre sensiblement équivalent, ces parties étant séparées les unes des autres par des moyens ayant pour but de briser la composante de la vitesse du liquide, qui est parallèle à la surface du tamis, et de créer des turbulences caractérisé par le fait que lesdits moyens sont des chicanes constituées d'une part par des cavités disposées entre les parties du tamis, le fond desdites cavités étant éventuellement plus éloigné du rotor que la surface du tamis ; et, d'autre part par des déflecteurs annulaires portés par le rotor en face de chaque cavité ; de telle sorte que la majorité du flux liquide soit obligée de traverser les cavités.
La présente invention peut comporter en outre tout ou partie des dispositions suivantes, prises ensemble ou séparément : a - le tamis est constitué par un empilage d'anneaux, b - le tamis est constitué d'une grille obtenue par juxtaposition de barreaux, appelés parfois fils, qui sont soit parallèles à l'axe de rotation du rotor, soit perpendiculaires soit inclinés, c - le tamis est constitué d'une juxtaposition de grilles telles que décrites au paragraphe précédent, ces grilles étant séparées par des couronnes, d - le tamis est constitué par une plaque de tôle cylindrique perforée, à trous ou à fentes, e - le tamis est constitué par un empilage de tôles cylindriques perforées à trous ou à fentes, f - les cavités sont des volumes creux parallélépipédiques, g - les cavités sont des volumes creux cylindriques, h - certaines cavités peuvent être reliées en leur fond à une arrivée de dilution qui peut être assurée par de l'eau ou de la pâte moins concentrée que la pâte filtrée. La présente invention vise aussi l'utilisation de cet appareil avec des moyens de régulation permettant : a) soit d'ajuster la vitesse du rotor en fonction du différentiel de pression de la pâte entre l'entrée de l'appareil et l'une au moins des sorties acceptées ; b) soit d'ajuster la vitesse du rotor en fonction du ou des débits dans l'une au moins des sorties de produits acceptés ; c) soit en ajustant le débit de sortie de refus de l'appareil en fonction des débits acceptés et des débits de dilution mesurés pour régler le taux de refus d'une ou de plusieurs parties du tamis ; d) soit en combinant deux ou trois de ces moyens de régulation.
La présente invention vise également la mise en œuvre des moyens ci- dessus décrits pour la filtration de la pâte à papier.
A titre d'exemples non limitatifs et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés :
Figure 1 : un premier exemple de réalisation selon l'invention comportant des ailettes réalisant une zone de forte défloculation.
Figure 2 : un deuxième exemple de réalisation comportant une zone de ralentissement obtenue au moyen de chicanes. Figure 3 : une vue en coupe selon AA de la figure 2.
Figure 4 : une variante de réalisation de la figure 2.
Figure 5 : une deuxième variante de réalisation de la figure 2.
Figure 6 : un troisième exemple de réalisation selon l'invention combinant une zone de défloculation selon la figure 1 et une zone de ralentissement selon la figure 2.
Figure 7 : un quatrième mode de réalisation utilisant les moyens de ralentissement de la figure 2, dans un filtre centripète.
Figure 8 : une vue en perspective illustrant un tamis selon l'invention.
Figure 9 : une vue en perspective illustrant le rotor destiné être placé à llntérieur du tamis de la figure 8.
Figure 10 : une vue partielle en perspective montrant l'intérieur du tamis de la figure 8.
Figures 11 et 12 : deux vues partielles et à grande échelle de la figure 10.
Figure 13 : une vue partielle de l'intérieur d'une variante de réalisation du tamis des figures 8, 10, 11 et 12.
Figure 14 : une vue partielle d'une variante de réalisation d'un élément filtrant selon l'invention.
Figure 15 : une vue partielle d'une autre variante de réalisation d'un tamis d'élément filtrant selon l'invention. Figure 16 : une vue en coupe verticale d'un élément filtrant selon l'invention.
Figure 17 : un exemple de réalisation d'un appareil de filtration.
Dans toutes les figures 1 à 7, le tamis est constitué, comme cela a été décrit dans le brevet EP 0 707 109 par un empilage de cercles 1 à section en U, pressés les uns contre les autres au moyen de deux couronnes d'extrémités 2 et 3 assemblées l'une à l'autre par des tirants 4 qui permettent d'établir une précontrainte. Les bases des U sont munies de perçages (que ce soient des fentes ou des trous).
La pâte arrive dans le filtre par son extrémité située à gauche de la figure (du côté de la couronne 2) et ressort par son extrémité opposée (du côté de la couronne 3) en circulant dans l'espace 6 situé entre le décolmateur 5 et le tamis comme indiqué par la flèche fl.
Il est à noter toutefois que l'invention n'est pas limitée à cette structure particulière de tamis mais est applicable à tout tamis cylindrique comme cela sera décrit ci-après.
Selon l'exemple illustré à la figure 1 des turbulences sont créées par des ailettes 10 fixées sur le décolmateur et des ailettes 11 fixées sur le tamis.
Ces ailettes 10 et 11 peuvent être radiales ou inclinées et peuvent avoir des inclinaisons en sens inverse. De préférence, comme cela est représenté à la figure 1 les formes des ailettes 10/11 sont telles qu'elles s'imbriquent les unes dans les autres.
On obtient ainsi dans la zone où se trouvent lesdites ailettes une violente agitation qui réalise une bonne défloculation de la pâte.
Selon l'invention on peut, au lieu de créer une zone de défloculation à l'entrée du filtre, créer une zone de ralentissement de la vitesse à laquelle la pâte est entraînée.
Dans ce but, comme cela est illustré aux figures 2 et 3, on dispose dans le tamis une série de chicanes qui ralentissent le mouvement tournant de la pâte.
En se reportant à ces figures on voit que l'on remplace un ou plusieurs cercles 1 par une pluralité de cloisons 20, parallèles à l'axe du filtre qui avec les rebords des deux anneaux 1 qui l'encadrent constituent une pluralité de cavités parallélépipédiques C disposées sur tout le pourtour du tamis.
En face de ces cloisons 20 est disposée une cloison annulaire 21 perpendiculaire à l'axe du filtre et portée par le rotor 5. Ainsi, comme cela est représenté par la flèche f2, le flux de pâte est dévié par la cloison annulaire 21 et vient heurter les cloisons 20 qui sont liées au tamis et traverse les cavités C pour retourner dans l'espace 6.
Cela provoque un ralentissement de la vitesse de rotation de la pâte et, en même temps, une agitation de la pâte qui a un effet de défloculation et de fluidisation.
On entend par fluidisation un état agité et sans floc de la pâte qui favorise l'écoulement dans les ouvertures, trous ou fentes du tamis.
Il en résulte que le tamis est divisé en deux parties ; une première partie en amont de la couronne de cavités C et une deuxième partie en aval, ces deux parties étant séparées l'une de l'autre par la couronne de cavités C.
Il en résulte également que le rotor est divisé en deux parties par la cloison circulaire 21.
A la figure 2, la chicane 20/21 est disposée au milieu du tamis ; à la figure 4 elle est disposée à proximité de l'extrémité, c'est-à-dire là où les effets de colmatage sont les plus importants du fait de l'épaississement de la pâte.
La figure 5 réunit les dispositions des figures 2 et 4.
La figure 6 réunit les dispositions des figures 1 et 2.
La figure 7 représente un filtre centripète qui utilise les moyens de la figure 2. Les mêmes éléments portent les mêmes références.
Sur cette figure le tamis 1, se trouve à l'intérieur du décolmateur 5. La pâte arrive par l'extrémité du tamis et circule dans l'espace 6 situé entre le tamis 1 et le décolmateur 5.
Dans une zone du tamis 1 les cercles à section en U sont remplacés par des cloisons 20, parallèles à l'axe du cylindre et le décolmateur 5 comporte une cloison annulaire 21.
Comme dans le cas de la figure 2, la pâte est déviée par la cloison annulaire 21 et vient heurter les cloisons 20.
Les figures 8 à 18 représentent une variante de réalisation ' de l'appareil mettant en oeuvre le procédé selon la présente invention.
La figure 8 représente un tamis cylindrique 30 qui est constitué de barrettes 31 disposées verticalement les unes à côté des autres avec un léger jeu (compris entre 0.05 mm et 1 mm) et fixées sur des couronnes horizontales 32, 33, 34, 35, 36 et 37. Ces couronnes 32 à 37 sont traversées par des tirants 38, parallèles à l'axe du cylindre, ces tirants 38 étant fixés aux deux couronnes d'extrémités 32 et 37, de sorte que l'ensemble est maintenu par le serrage des tirants 38.
La figure 9 représente le rotor 40 qui est placé à l'intérieur du tamis de la figure 8. Ce rotor est un cylindre qui comporte trois couronnes annulaires 41, 42, et 43. Dans les zones comprises entre les couronnes annulaires sont disposées des pales 45, appelées usuellement «foils» dans l'industrie de la pâte à papier.
Les foils 45 ont pour fonction de provoquer des pulsations de pression/dépression qui tendent à empêcher le colmatage du tamis. Les couronnes 41 à 43 sont disposées sur le rotor de façon à être en face des couronnes 33, 34 et 35.
Il sera expliqué ci-après comment les couronnes 33, 34 et 35 du tamis 30, coopèrent avec les couronnes 41, 42 et 43 du rotor pour former des chicanes.
Comme on le voit sur la figure 9 les couronnes annulaires 41, 42 et 43 définissent quatre zones du rotor 40.
La forme, le nombre et l'inclinaison des pales ou foils 45 peuvent varier d'une zone à l'autre.
La figure 10 représente le tamis de la figure 8 vu de l'intérieur.
On voit que les couronnes 33, 34 et 35 sont creuses de façon à définir des cavités C.
Dans cet exemple, comme le tamis 30 est fait de barreaux 31 juxtaposés, les cavités C ne sont pas faites comme dans le cas des figures 1 à 7 où le tamis était constitué par des U.
Comme on le voit à la figure 10 les couronnes 33, 34, 35 sont constituées par un anneau comportant une multitude de cavités parallelepipediques ayant pratiquement la même forme que les cavités C des figures 1 à 7.
Certaines cavités C des couronnes 33 et/ou 34 comportent en outre des orifices qui sont reliés à des conduites 50 d'arrivée de dilution.
Les figures 11 et 12 sont des vues de détail, à plus grande échelle de la figure 10.
La figure 13 illustre une variante selon laquelle, au lieu de disposer des cavités parallelepipediques C on dispose des cavités cylindriques ou trous borgnes D, certains pouvant être reliés à des conduites 50. Comme cela est illustré à la figure 13 (trous borgnes D) et à la figure 14 (cavités parallelepipediques C) la couronne annulaire du rotor 41 (42,43) qui coopère avec la couronne 33 (34, 35) est disposée de façon à être pratiquement au niveau du milieu des cavités C ou trous cylindriques D. La flèche F illustre comment de la pâte venant de la zone située en dessous des couronnes 33, 41 est forcée à entrer dans une cavité C ou D, cette cavité et la couronne 41 formant une chicane qui ralentit considérablement la vitesse de la pâte.
On voit sur cette figure que les barrettes 31 sont maintenues par des cerclages 31a.
La figure 15 illustre une autre variante de réalisation dans laquelle les mêmes éléments portent les mêmes références.
Dans cet exemple le tamis 30 est fixe et placé à l'extérieur du rotor 40 qui porte des foils 45. La couronne 41 du rotor 40 est en face de la couronne 33 du tamis 30 de façon à ce que les cavités C de ladite couronne 33 forment avec la couronne annulaire 41 une série de chicanes.
Sur cette figure, dans le fond de la cavité C arrive une conduite 50 qui est une conduite d'eau.
Cela permet de combiner l'action de ralentissement provoquée par les chicanes C à une action de dilution de la pâte, qui a tendance à s'épaissir au fur et à mesure qu'elle traverse l'appareil de filtration.
En se reportant à la figure 17 on voit que l'élément de filtration selon l'invention peut comporter, du haut vers le bas :
- une couronne d'extrémité supérieure 32 pour le tamis 30, - une couronne intermédiaire 33 comportant une pluralité de cavités C, dont certaines sont reliées à des conduites 50 de dilution,
- une deuxième couronne intermédiaire 34, analogue à la couronne 33,
- une couronne d'extrémité inférieure 37, reliée à la couronne 32 par des tirants, non représentés, - une couronne annulaire 41, portée par le rotor, et située en face des cavités C de la couronne 33 pour définir avec elle une pluralité de chicanes,
- une deuxième couronne annulaire 42, portée par le rotor, située en face des cavités C de la couronne 34. L'élément de filtration constitué par le tamis 30 et le rotor 40 est ainsi divisé en trois zones X, Y et Z en partant du bas.
La pâte à épurer arrive en Q à la base du dispositif.
La zone X comporte une sortie 60 pour les produits dits «acceptés» c'est-à- dire qui ont traversé le tamis 30 ; la zone Y comporte une sortie 61 pour les produits acceptés et la zone Z une sortie 62 pour les produits acceptés.
Il est bien évident que la pâte va avoir tendance à s'épaissir et à floculer au fur et à mesure qu'elle passe d'une zone à l'autre.
Comme on l'a dit l'épaississement provoque une baisse de l'efficacité du décolmatage qui doit être compensée par exemple par une vitesse plus élevée et donc une consommation d'énergie plus importante. L'introduction d'eau dans les conduits 50 qui débouchent dans certaines cavités C ou D de la couronne 34 et de la couronne 33 permet de contrer cet épaississement et ainsi permet de réduire la vitesse du rotor et donc d'économiser de l'énergie. A sa partie supérieure l'appareil comporte un couvercle 63, une sortie R pour les rejets.
On peut ajuster la vitesse du rotor 40 en fonction du différentiel de pression entre l'entrée Q dans l'appareil et l'une au moins des pressions régnant dans les conduits de sortie des produits acceptés 60, 61, 62. On peut également ajuster la vitesse du rotor 40 en fonction d'un ou plusieurs des débits dans les canalisations 60, 61 ou 62.
Dans l'un ou l'autre cas cela permet de réduire la vitesse de rotation du rotor 40 et donc de réaliser une économie d'énergie.
Le tamis peut être réalisé de multiples façons soit par empilage d'anneaux à section en U des figures 1 à 7, soit par empilage de grilles obtenues par juxtaposition de barreaux des figures 13 et 14, soit par empilage des tôles cylindriques perforées à trous ou à fentes de la figure 16.
Ainsi, par exemple, elles peuvent être constituées par des plaques 70, dans la masse desquelles on a creusé avec des fraises circulaires des rainures 71, les fentes étant ensuite usinées avec des scies circulaires.
Il est à noter qu'en disposant les pales 45 de decolmatage de façon inclinée on obtient une sorte de pompage qui accélère la circulation dans l'appareil. Il est aussi à noter que le rotor 40 étant divisé en autant de portions que le tamis 30 on peut à chaque portion du rotor disposer des pales 45 différentes quant à leur nombre, leur forme et leur inclinaison.
De la même façon les différentes portions du tamis peuvent être de constitutions différentes.
Dans tous les exemples représentés, les bords des cavités C ou D sont exactement au même niveau que celui de la paroi interne du tamis 30.
Il est possible de les disposer de façon qu'ils fassent légèrement saillie à l'intérieur du tamis 30, mais à condition que cela n'empêche pas l'introduction du rotor 40 dans le tamis 30, c'est-à-dire que les couronnes annulaires telles que 41, 42 etc.. puissent passer.

Claims

REVENDICAπONS
1. Appareil de filtration du type comportant un tamis (30) de forme cylindrique et un décolmateur (40) muni de pales (45) qui produisent des fluctuations de pression pour lutter contre le colmatage dudit tamis, ce dernier étant en au moins deux parties de diamètre sensiblement équivalent séparées les unes des autres par des moyens ayant pour but de briser la composante de la vitesse du liquide, qui est parallèle à la surface du tamis et de créer des turbulences, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont des chicanes constituées d'une part par des cavités disposées entre les parties du tamis, et d'autre part par des déflecteurs annulaires (41, 42...) portés par le décolmateur (40) en face de chaque couronne (33, 34...) du tamis portant les cavités, de telle sorte que la majorité du flux liquide soit obligée de traverser les cavités.
2. Appareil de filtration selon la revendication 1 dans lequel le tamis (30) peut être constitué de toute manière appropriée.
3. Appareil de filtration selon la revendication 1 dans lequel le tamis (30) est constitué par un empilage d'anneaux.
4. Appareil de filtration selon la revendication 1 dans lequel le tamis (30) est constitué par un empilage de grilles, chaque grille étant obtenue par la juxtaposition de fils (31) soit sensiblement parallèles à l'axe de rotation du rotor (40) soit perpendiculaires à cet axe, soit inclinés.
5. Appareil de filtration selon la revendication 4 dans lequel le tamis (30) comporte une seule grille.
6. Appareil de filtration selon la revendication 1 dans lequel le tamis (30) est constitué par un empilage de tôles cylindriques à trous ou à fentes.
7. Appareil de filtration selon la revendication 6 dans lequel le tamis (30) comporte une seule tôle.
8. Appareil de filtration selon la revendication 1 dans lequel les différentes parties du tamis (30) sont constituées de façons différentes les unes des autres.
9. Appareil de filtration selon la revendication 1 dans lequel les différentes parties du tamis (30) sont séparées les unes des autres par des cavités ménagées dans des couronnes annulaires (33, 34,...).
10. Appareil de filtration selon la revendication 9 dans lequel les cavités sont parallelepipediques (C).
11. Appareil de filtration selon la revendication 8 dans lequel les cavités sont des volumes creux cylindriques (D).
12. Appareil de filtration selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11 dans lequel certaines cavités sont reliées à un conduit de dilution (50).
13. Appareil de filtration selon la revendication 1 dans lequel le décolmateur
(40) est un cylindre muni d'autant de couronnes annulaires faisant cloison (41, 42...) que le tamis (30) comporte de couronnes annulaires munies de cavités, lesdites couronnes faisant cloison (41, 42...) du décolmateur (40) étant situées en face des cavités de façon à former avec elles des pluralités de chicanes.
14. Appareil de filtration selon la revendication 13 dans lequel le nombre, le type, l'épaisseur et l'inclinaison des pales (45) portées par le rotor (40) peuvent varier entre les cloisons annulaires (41, 42...).
15. Procédé d'utilisation d'un appareil de filtration selon les revendications précédentes pour le traitement de la pâte à papier.
16. Procédé d'utilisation d'un appareil de filtration selon la revendication 15 selon lequel chaque partie (X, Y, Z) de l'appareil de filtration comporte une sortie de produits acceptés (60, 61, 62), chaque couronne annulaire (33, 34) du tamis (30) comporte éventuellement une arrivée de dilution, l'appareil de filtration comportant en outre une entrée Q, une sortie R des rejets selon lequel en jouant sur les réglages des sorties de produits acceptés, de la sortie des rejets et des arrivées de dilution par les canalisations (50), on peut réduire la vitesse de rotation du rotor (40) de façon à ce qu'elle soit la plus basse possible afin d'économiser l'énergie, tout en maintenant un faible débit des rejets.
17. Procédé d'utilisation d'un appareil de filtration selon la revendication 16 selon lequel on ajuste la vitesse du rotor (40) en fonction du différentiel de pression entre l'entrée (Q) dans l'appareil et l'une au moins des pressions régnant dans les conduits (60, 61, 62) de sortie des produits acceptés.
18. Procédé d'utilisation d'un appareil de filtration selon la revendication 16 selon lequel on ajuste la vitesse du rotor (40) en fonction du ou des débits de produits acceptés sortant en (60,61,62).
19. Procédé d'utilisation d'un appareil de filtration selon la revendication 16 selon lequel on ajuste le taux des refus d'une ou plusieurs parties du tamis en ajustant le débit de sortie des refus de l'appareil R en tenant compte des débits acceptés et des débits de dilution.
20. Procédé d'utilisation d'un appareil de filtration selon au moins deux des revendications 17,18 et 19.
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