WO2001038631A1 - Pulpeur destine au defibrage de matieres premieres du type papiers, cartons ou celluloses - Google Patents

Abstract

Pulpeur destiné au défibrage de matières premières du type papiers, cartons ou celluloses, comprenant une cuve (1) dont le fond est équipé de moyens d'évacuation (3) de la matière première défibrée.Il se caractérise en ce que ladite cuve (1) comprend au moins un rotor (5) apte à déstructurer la matière première, ledit (5) étant susceptible d'être positionné dans différentes zones réparties sur la hauteur de la cuve.

Description

PULPEUR DESTINE AU DEFIBRAGE DE MATIERES PREMIERES DU TYPE PAPIERS, CARTONS OU CELLULOSES

L'invention concerne un pulpeur destiné au defibrage de matières premières du type papiers, cartons ou celluloses.

Le defibrage de papiers au sein d'un pulpeur consiste à transformer des papiers secs et solides en pâte, cette opération étant également désignée par l'expression "remise en pâte".

Le pulpeur de l'invention s'applique plus particulièrement à la remise en pâte de toutes sortes de matières fibreuses, en balles ou en vrac, et plus particulièrement de vieux papiers bruns, de vieux papiers blancs en vue de leur désencrage par exemple, mais également à la remise en pâte de celluloses vierges.

Il convient de préciser que les vieux papiers, qu'ils soient bruns ou blancs, sont récupérés et stockés généralement sous forme de balles compactes, lesquelles sont conservées cerclées, de sorte à maintenir leur compacité.

Les balles de vieux papiers ne sont pas seulement constituées de papiers mais comprennent également un certain nombre d'impuretés du type feuilles de plastique, verre, métal, sable, pierres, cailloux etc, dont le volume et la masse peuvent représenter une part non négligeable de la balle.

Dès lors, il convient, s 'agissant de la remise en pâte de vieux papiers, d'éliminer l'ensemble des impuretés lourdes ou légères, de sorte que le papier issu de la remise en pâte soit facilement et commercialement réutilisable.

En revanche, ce problème ne se pose pas pour la remise en pâte de la cellulose vierge dans la mesure où les balles de cellulose vierge sont exemptes de toutes impuretés gênantes en principe.

La remise en pâte de ces différents types de papiers et cartons est effectuée dans des pulpeurs destinés à désintégrer la masse de matière première. Les balles de papiers sont simplement décerclées et le cas échéant ouvertes, avant d'être précipitées dans la cuve du pulpeur.

La remise en pâte des vieux papiers bruns contenant principalement des caisses carton et des sacs d'emballage, journaux, revues , nécessite une très forte proportion d'eau (la concentration en fibres est de l'ordre de 4 %), compte tenu des concepts actuels d'élimination de ces impuretés.

S'agissant de la remise en pâte des vieux papiers blancs, celle-ci est effectuée en dilution dans de l'eau, à des concentrations comprises entre 4 et 15 % en fibres sèches.

Enfin, la remise en pâte de la cellulose vierge peut être effectuée à moyenne ou haute concentration, c'est-à-dire de 5-6 % à 12-15 %. Cependant, pour les petites productions, la remise en pâte est souvent effectuée dans des pulpeurs conventionnels à des concentrations de l'ordre de 5 à 6 %.

Plusieurs pulpeurs ont été proposés pour la remise en pâte.

Le document FR-A-2 544 756 décrit un pulpeur dit "hélico" comportant une cuve cylindrique munie dans son fond d'une turbine en forme d'hélice à axe vertical imprimant à la matière un mouvement de circulation descendant axial, suivi d'un mouvement centrifuge ascendant à partir d'un fond lisse, puis tronconique, équipé de déflecteurs. Même si ce pulpeur présente l'avantage de bien désintégrer le papier, et de laisser les impuretés peu déchiquetées, notamment des feuilles de plastiques dans la masse de la pâte, il consomme cependant une d'énergie spécifique importante.

Le document FR-A-2 169 240 décrit un pulpeur pour la désintégration de balles de cellulose. Ce pulpeur comprend une cuve cylindrique au fond de laquelle est positionné un rotor à ailettes, dont les faces inférieures présentent un coupoir. Ce type de pulpeur, même s'il permet d'obtenir une désintégration de la matière première relativement satisfaisante, nécessite cependant la mise en œuvre d'une énergie importante pour permettre le brassage de la masse de fibres et d'eau. En pratique, l'énergie nécessaire à la désintégration du papier avec ce genre de pulpeurs se décompose, comme pour tous les pulpeurs conventionnels en, une énergie de désintégration proprement dite, et une énergie de circulation du mélange de papier et d'eau, nécessaire pour amener continuellement la matière première au contact avec le rotor, afin d'en assurer la désintégration. Ladite énergie de circulation peut atteindre ou dépasser suivant les pulpeurs, la moitié de l'énergie consommée totale.

L'article de SIEWERT intitulé "Der Bl-Pulper, ein neues Konzept zur Auflôsung bei hoher Stoffdichte" publié dans le magazine DAS PAPIER (Vol 41, n° 2, février 1987, pages 49-55) décrit un pulpeur dénommé bi-pulpeur muni, au- dessus de la cuve, d'une vis hélicoïdale rotative centrale plongeant dans la cuve, dont la fonction n'est pas de désintégrer mais de gaver le rotor de désintégration proprement dit, agencé à l'aplomb dans le fond de la cuve. Même si l'énergie nécessaire à la circulation de la matière première est diminuée, elle reste encore relativement élevée. En outre, ce système ne permet pas de travailler à de hautes concentrations de l'ordre de 12% mais à des concentrations de l'ordre seulement de 5 à 6%.

Par ailleurs, pour accélérer la désintégration du papier, on a proposé dans le document US-A-4 812 205 de préhydrater le papier avant son introduction dans le pulpeur. La préhydratation proposée est effectuée au moyen de jets de vapeur dans une enceinte à l'intérieur de laquelle le papier circule dans une vis sans fin. Si cette étape de préhydratation permet effectivement d'accélérer la désintégration du papier, celle-ci est cependant effectuée au sein d'une installation annexe conventionnelle ce qui ne permet pas de réduire sensiblement l'énergie totale consommée, et de plus, le coût de l'installation est fortement augmenté.

En d'autres termes, le problème que se propose de résoudre l'invention est de fournir un pulpeur destiné au defibrage de matières premières, dont le concept permet de réduire l'énergie consommée, en particulier l'énergie de circulation, par rapport aux pulpeurs de l'art antérieur, diminuant ainsi le coût de l'opération de remise en pâte des matières premières de type papiers, cartons ou celluloses.

Un autre objectif de l'invention est de proposer un pulpeur permettant d'effectuer la remise en pâte de papiers, de cartons ou de celluloses à des concentrations de fibres plus élevées, et ce, afin d'éviter de brasser autant d'eau que dans les pulpeurs antérieurs, et partant d'une part, de réduire le volume du pulpeur, et d'autre part, de réduire l'énergie spécifique consommée, pour obtenir, pour une production donnée, le même effet de désintégration.

Pour ce faire, l'invention propose un pulpeur destiné au defibrage de matières premières du type papiers, cartons ou celluloses, comprenant une cuve dont le fond est équipé de moyens d'évacuation de la matière première défibrée.

Ce pulpeur se caractérise en ce que ladite cuve comprend au moins un rotor apte à déstructurer la matière première, ledit rotor étant susceptible d'être positionné dans différentes zones réparties sur la hauteur de la cuve.

En d'autres termes, à la différence des pulpeurs conventionnels dont le rotor de désintégration est agencé en fond de cuve, le pulpeur de l'invention est équipé de rotors agencés sur toute ou partie de la hauteur de la cuve, ce qui permet d'une part, de diminuer la circulation de la matière première et donc l'énergie nécessaire à cette circulation et d'autre part, d'obtenir une désintégration homogène de la matière première.

Pour réduire la dépense d'énergie relative à la circulation de la matière première, la cuve est associée à des moyens permettant d'assurer le déplacement relatif de la matière première par rapport au rotor.

Selon une première forme de réalisation, le déplacement relatif de la matière première à l'intérieur de la cuve par rapport au rotor est obtenu en rendant le rotor mobile par rapport à ladite cuve ou inversement.

Selon une variante, dans laquelle la cuve et le rotor sont fixes l'un par rapport à l'autre, les moyens permettant d'assurer le déplacement relatif de la matière première contenue dans la cuve en direction du rotor, sont constitués par au moins un déflecteur mobile. Selon une forme de réalisation, de tels déflecteurs sont de préférence au nombre de trois, la cuve étant cylindrique ou cylindro-conique et ils sont entraînés en rotation parallèlement à la paroi de ladite cuve.

Il est bien entendu que l'énoncé de ces modes de réalisation n'est pas limitatif. En d'autres termes, conformément à l'invention, et contrairement aux pulpeurs de l'art antérieur dans lesquels le mélange de matière première et d'eau est mis en circulation par le rotor agencé en fond de cuve, nécessitant donc une énergie pour cette circulation importante, le rotor mis en œuvre dans le pulpeur de la présente invention se déplace dans la masse de la matière première dans la première forme de réalisation, alors que dans la seconde forme de réalisation, la masse de la matière première est déplacée en direction du rotor par l'action des déflecteurs. De la sorte, l'énergie de circulation est réduite d'au moins 50 à 80%.

En outre, tous les déplacements relatifs de la matière première par rapport au rotor permettent de soumettre toute la matière première à une action mécanique homogène, sans énergie perdue. Plus précisément, tous les éléments de papiers, cartons ou pâtes, reçoivent une quantité d'énergie similaire, alors que dans l'art antérieur, la quantité d'énergie reçue par chaque élément de pâte, ne peut être contrôlée par suite du mouvement de circulation, aléatoire et très variable. Dès lors, le defibrage doit être poursuivi pour la totalité de la pâte contenue dans le pulpeur jusqu'à ce que le degré de defibrage désiré soit obtenu pour chaque élément de la pâte. Or, dans la mesure où l'obtention de ce degré de defibrage implique qu'un certain nombre d'éléments de pâte ait déjà atteint le degré désiré, alors que d'autres éléments sont encore sous forme de pastilles, toute la pâte doit poursuivre la désintégration en pulpeur jusqu'à l'ouverture des dernières pastilles.

Selon une première forme de réalisation du pulpeur de l'invention, la cuve est cylindrique et le rotor est mû en rotation autour de l'axe central de ladite cuve.

Dans une seconde forme de réalisation du pulpeur de l'invention, la cuve est de forme parallélépipédique et le rotor est mû en translation parallèlement à l'un des côtés de ladite cuve.

Dans une troisième forme de réalisation du pulpeur, le rotor est fixe et la cuve se déplace. Selon ce mode de réalisation, la cuve est équipée de déflecteurs et déplace la pâte vers les rotors. Dans une quatrième forme de réalisation, le rotor et la cuve sont fixes, le déplacement de la matière première en direction du rotor étant obtenu par l'intermédiaire de déflecteurs mobiles.

Dans une cinquième forme de réalisation, le rotor et la cuve sont fixes, le déplacement de la matière première en direction du rotor étant obtenu en réduisant au maximum l'espace entre les parois de la cuve et le rotor.

Pour permettre de ramollir la matière première avant sa remise en pâte proprement dite, la cuve du pulpeur présente de haut en bas une première zone d'hydratation, le rotor étant positionné dans une seconde zone dite « de déchiquetage » de la matière première.

En d'autres termes, le pulpeur de l'invention permet au sein d'un même dispositif :

- tout d'abord, d'hydrater et donc de ramollir la matière première introduite dans l'enceinte, laquelle se présente généralement sous forme de blocs ou plaques issus de l'ouverture préalable de la balle, la phase d'hydratation étant effectuée au contact d'eau ; - puis, de déchiqueter, c'est-à-dire de diminuer la taille de ladite matière première préalablement ramollie, opération nécessitant donc une énergie réduite ;

- enfin, d'évacuer la matière première remise en pâte.

Dans une forme de réalisation avantageuse, la zone d'hydratation est équipée d'au moins deux vis verticales aptes à déstructurer les balles entières de matière première, en particulier de celluloses avant introduction dans la zone de déchiquetage du pulpeur proprement dite. En effet, l'agencement de vis verticales dans la zone d'hydratation permet de gaver le pulpeur de manière forcée et surtout régulière, ce qui conduit à une désintégration ultérieure homogène de la matière première au sein du pulpeur. Ce système est particulièrement avantageux pour la remise en pâte de cellulose, laquelle ne contient pas d'impuretés lourdes susceptibles de tomber dans la cuve du pulpeur et ainsi endommager les rotors. Bien entendu, le nombre de 2 vis n'est pas limitatif, et on peut parfaitement envisager la présence de 4 vis, qui présenteront l'avantage de maintenir la balle au- dessus de la cuve du pulpeur au fur et à mesure de sa déstructuration. En pratique, les vis sont animées d'un mouvement descendant et peuvent présenter un pas constant ou variable. Cependant, en cas de blocage, on peut prévoir que le sens des vis s'inverse alors, de manière à débloquer la balle.

Dans une forme avantageuse de réalisation, le sommet des vis est de forme conique de sorte à pouvoir accepter des balles de matière première de différentes tailles.

Pour permettre d'affiner le déchiquetage du papier, carton ou cellulose, c'est à dire réduire d'avantage la taille des morceaux de matière première subsistants, au moins un rotor est positionné dans une troisième zone dite de « defibrage » de la matière première.

En d'autres termes, le pulpeur de l'invention agit en deux, voire trois phases successives, respectivement :

• hydratation de la matière première,

• déchiquetage de la matière première,

• puis defibrage affiné de la matière première, ces opérations étant comme déjà dit, effectuées au sein d'une même enceinte.

En pratique, le rotor agencé dans la zone de déchiquetage désigné par la suite rotor de déchiquetage se présente sous forme d'au moins un disque équipé de dents. Cependant, l'homme du métier pourra choisir toute forme de rotor adéquate pour réaliser la fonction de déchiquetage, par exemple du type rotor plat, rotor hélicoïdal avec vis pleine ou vis sans âme.

De même et en pratique, le rotor présent dans la zone de defibrage désigné par la suite rotor de defibrage se présente sous forme d'une couronne équipée de dents. Cependant, l'homme du métier pourra choisir toute forme de rotor adéquate pour réaliser la fonction de désintégration, par exemple du type rotor plat avec ou sans barrettes, rotor hélicoïdal avec vis pleine ou vis sans âme.

Pour permettre le dépastillage de la matière première, c'est-à-dire l'individualisation des fibres qui la composent, au moins un rotor dit de dépastillage est positionné dans une quatrième zone dite « de dépastillage » de la matière première.

Bien entendu, le rotor de dépastillage présent dans la quatrième zone ne peut être assimilé au rotor de defibrage ménagé dans le fond d'un pulpeur conventionnel. En effet, alors que le rotor d'un pulpeur conventionnel travaille comme déjà expliqué sur de la matière première de taille variable, le rotor présent dans la quatrième zone du pulpeur de l'invention travaille sur de la matière préalablement défibrée et de taille homogène.

En pratique, le rotor de dépastillage est équipé de dents plus fines que celles du rotor de defibrage. Par ailleurs, il peut être également équipé de trous ou protubérances, permettant d'améliorer, par chocs hydrauliques, le dépastillage de la pâte. Cependant, l'homme du métier pourra choisir toute forme de rotor adéquate pour réaliser la fonction de dépastillage.

Par ailleurs, l'espacement des rotors en particulier lorsqu'ils se présentent sous forme de disques équipés de dent pourra varier non seulement sur une même zone mais également d'une zone à l'autre.

Par ailleurs et d'un point de vue pratique, le disque pourra être avantageusement remplacé par des dents individualisées travaillant comme le ferait un disque, permettant leur remplacement facile en cas d'endommagement.

Dans une première forme de réalisation, l'axe du rotor, que ce soit le rotor de déchiquetage, de désintégration ou de dépastillage, est parallèle à la paroi latérale de la cuve.

Dans une seconde forme de réalisation, l'axe du rotor, que ce soit le rotor de déchiquetage, de désintégration ou de dépastillage, est perpendiculaire à la paroi latérale de la cuve.

Dans une troisième forme de réalisation, la cuve est équipée de rotors à axe parallèle à la paroi latérale de la cuve et de rotors à axe perpendiculaire à la paroi latérale de la cuve. Dans une quatrième forme de réalisation, la cuve est équipée de rotors à axes inclinés et le cas échéant à axes horizontaux et/ou verticaux.

Bien entendu, tous ces rotors peuvent être, pour un même axe ou des axes distincts, de même diamètre ou de diamètres différents avec des profils similaires ou très différents afin de s'adapter au mieux à la phase de travail correspondante.

De même, le nombre de rotors n'est pas limité et est déterminé en fonction de la taille de la cuve, et de la production à réaliser.

Ainsi, lorsque la cuve est cylindrique et les rotors mobiles par rapport à la cuve, le nombre de rotors est déterminé en fonction de la distance entre l'axe central de la cuve et la paroi de celle-ci, de même qu'en fonction de la hauteur de la cuve, de l'énergie de defibrage choisie et de la production à traiter.

De même, lorsque la cuve est de forme parallélépipédique, le nombre de rotors est déterminé en fonction de la longueur de la cuve, mais également en fonction de la largeur et de la hauteur de la cuve, de l'énergie de defibrage choisie et de la production à traiter.

Avantageusement, la cuve est de forme oblongue et contient au moins deux rotors, préférentiellement des rotors de déchiquetage, de defibrage et de dépastillage montés chacun sur deux axes, encore désignés "arbres", parallèles à la paroi de la cuve, ladite paroi enveloppant l'ensemble des rotors. Dans ce cas, la distance entre la paroi de la cuve et les rotors est réduite de manière à diminuer au maximum la circulation de la matière première et donc la dépense d'énergie liée à cette circulation.

Dans tous les cas de figure, les rotors peuvent être montés sur un ou plusieurs arbres.

Ainsi et dans un premier mode de réalisation, les rotors de déchiquetage, les rotors de defibrage et les rotors de dépastillage de la matière première sont disposés sur un même arbre, parallèle à la paroi de la cuve, les rotors de déchiquetage étant disposés sur toute la zone de déchiquetage, les rotors de defibrage étant disposés sur toute la zone de defibrage et les rotors de dépastillage étant disposés sur toute la zone de dépastillage.

Dans un second mode de réalisation, les rotors de déchiquetage, de defibrage et de dépastillage sont disposés sur des arbres différents, les rotors de déchiquetage étant disposés sur toute la zone de déchiquetage, les rotors de defibrage étant disposés sur toute la zone de defibrage et les rotors de dépastillage étant disposés sur toute la zone de dépastillage.

Lorsque la cuve contient plusieurs arbres parallèles munis de rotors de déchiquetage, de defibrage et de dépastillage, lesdits rotors sont avantageusement intercalés sur toute la hauteur de la cuve en se recouvrant.

Lorsque la cuve est de forme cylindrique et munie d'un rotor mobile, pour permettre la rotation du rotor autour de l'axe central de la cuve, l'arbre sur lequel est fixé le rotor est maintenu par un bras horizontal solidaire de l'axe central de la cuve, sensiblement au niveau de son sommet, ledit bras horizontal étant mu en rotation au moyen d'un moteur.

Pour améliorer la rigidité du bras sur lequel est fixé le rotor, ledit bras est maintenu dans un cadre formé par deux bras horizontaux reliés à l'axe central de la cuve, respectivement au niveau de son sommet et de sa base, et par deux bras verticaux reliant les bras horizontaux, le cadre étant mu en rotation au moyen d'un moteur.

Lorsque la cuve est de forme parallélépipédique et muni de rotors mobiles, pour permettre le déplacement du rotor dans la cuve, l'arbre sur lequel est fixé le rotor est solidaire d'un chariot situé au sommet de la cuve, ledit chariot étant mû en translation au moyen d'un moteur.

Bien entendu, il est possible d'installer dans la cuve du pulpeur plusieurs bras ou chariots équipés de rotors pour obtenir, suivant la production, la matière et le travail désiré, la désintégration nécessaire.

Ainsi, on peut envisager la présence de plusieurs bras rotatifs ou chariots entraînant et supportant les disques rotors, lesquels peuvent travailler au même niveau, travailler en quinconce en étant décalés dans l'espace et/ou se recouvrir partiellement.

Bien entendu, les rotors sont entraînés au moyen d'un ou plusieurs moteurs positionnés, dans le cas où les rotors se déplacent par rapport à la cuve, au-dessus de ladite cuve.

En revanche, lorsque la cuve et les rotors sont fixes, les moteurs animant les rotors sont avantageusement agencés sous la cuve, de manière à disposer d'une accessibilité optimale au niveau du haut de la cuve.

Dans une forme de réalisation spécifique, pour augmenter d'avantage encore le gain d'énergie, le diamètre des rotors est réduit de sorte à concentrer les axes sur lesquels sont fixés les rotors sur une partie seulement de la surface de la cuve, la matière première étant conduite vers la zone occupée par les rotors par tout moyen connu.

En pratique, la matière première est conduite au niveau de la zone occupée par les rotors au moyen de déflecteurs.

Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'axe sur lequel sont fixés les rotors est animé d'un mouvement satellitaire grâce à une couronne et une zone dentée.

Cependant, le gain d'énergie est encore davantage augmenté lorsque le diamètre des rotors occupe au maximum la surface de la cuve ce qui implique, comme déjà dit, que l'espace entre la cuve et les rotors, qui sont alors fixes, soit réduit.

Un mode de réalisation particulièrement avantageux est celui selon lequel la cuve est de forme oblongue et enveloppe au moins deux rotors répartis chacun sur deux axes verticaux, les rotors étant décalés et se recouvrant partiellement. Dans ce mode de réalisation, il est avantageux de prévoir des stators agencés sur la paroi de la cuve de manière à s'intercaler entre les rotors, de manière à permettre le cisaillement de la matière première lors de son écoulement le long de la paroi. Comme déjà dit, le fond de la cuve comprend également des moyens d'évacuation de la matière première remise en pâte.

Dans une première forme de réalisation, la matière première est évacuée à la concentration de travail du pulpeur.

Dans une seconde forme de réalisation, l'évacuation de la matière première est effectuée à plus basse concentration après dilution.

Pour permettre d'évacuer la matière première au fur et à mesure de sa remise en pâte, les moyens d'évacuation se présentent sous forme d'au moins une vis d'extraction, avantageusement deux vis d'extraction.

Lorsque le pulpeur fonctionne en continu, on règle la vitesse de rotation de la vis afin qu'elle extrait autant de matière première remise en pâte que de matière première et d'eau ajoutées dans la cuve, de sorte que le niveau de la cuve reste constant.

Dans une autre forme de réalisation, les moyens d'évacuation sont constitués par une pompe, après éventuelle dilution ou non de la pâte au fond de la cuve.

Par ailleurs, pour optimiser la sécurité de l'utilisateur du pulpeur de l'invention et garder des abords propres, le sommet de la cuve est équipé de moyens de fermeture partielle.

En pratique, le moyen de fermeture se présente sous forme d'un couvercle ou casque présentant une ouverture destinée à assurer l'entrée de la matière première et de l'eau dans le pulpeur.

Avantageusement, le casque ou couvercle est équipé d'une vis hélicoïdale de gavage et/ou de désintégration préliminaire pour réduire la taille de la matière première à désintégrer atteignant le pulpeur proprement dit.

Les avantages de l'invention ressortiront mieux des exemples de réalisation suivants, à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une représentation schématique du pulpeur de l'invention selon une première forme de réalisation.

La figure 2 est une vue de dessus du pulpeur de la figure 1. La figure 3 est une représentation schématique du pulpeur de l'invention selon une seconde forme de réalisation.

La figure 4 est une vue de dessus de la figure 3.

La figure 5 est une vue schématique en élévation et en coupe d'une troisième forme de réalisation d'un pulpeur conforme à l'invention. La figure 6 est une vue de dessus de la figure 5.

La figure 7 est une représentation schématique du pulpeur de l'invention selon un quatrième mode de réalisation.

La figure 8 est une vue de dessus de la figure 7.

La figure 9 est une représentation schématique d'un mode de réalisation perfectionné de la figure 7.

On a représenté sur la figure 1 le pulpeur destiné à la remise en pâte de matière première du type papiers, cartons ou celluloses de l'invention dans une première forme de réalisation selon laquelle les rotors sont mobiles par rapport à la cuve. Ce pulpeur comprend une cuve cylindrique désignée par la référence générale (1) munie d'un axe central (2) et de moyens d'évacuation de la matière remise en pâte (3).

On trouve sur la hauteur de la cuve (1) réparties de haut en bas : • une première zone dite d'hydratation (A) de la matière première ;

• une seconde zone dite de déchiquetage de la matière première (B) ;

• une troisième zone (C) dite de defibrage de la matière première ;

• une quatrième zone (D) dite de dépastillage de la matière première.

Selon une première caractéristique de l'invention, la cuve (1) comprend au moins un rotor (5) mu en rotation autour de l'axe central (2) de la cuve.

Dans la forme de réalisation représentée, les rotors de déchiquetage (5 a), de defibrage (5b) et de dépastillage (5c) sont répartis sur différents axes verticaux (4,6,7) dans les différentes zones B, C et D. Pour permettre la rotation des axes sur lesquels sont fixés les rotors autour de l'axe central de la cuve, lesdits axes sont maintenus à l'intérieur d'un cadre désigné par la référence générale (8), constitué de deux bras horizontaux (9,10), dont les extrémités sont reliées par deux bras verticaux (11,12). Le cadre (8) est mu en rotation autour de l'axe central (2) de la cuve au moyen d'un moteur (13). Le cadre (8) est rendu solidaire de l'axe central (2) par tout moyen mécanique connu.

Sur la figure 2, on a représenté, vu de dessus, le pulpeur selon la figure 1. Comme le montre cette figure, le bras (9) est équipé de trois axes (4,6,7) supportant les rotors (5), les axes étant répartis régulièrement sur la longueur du bras (9). Cependant et comme déjà dit, le bras peut comprendre plus ou moins d'axes équipés de rotors en fonction du diamètre de la cuve, mais également de la nature de la matière première à désintégrer et de la production à traiter. Les axes équipés de rotors (4,6,7) sont mus en rotation au moyen d'un seul moteur (14) ou d'un moteur par axe.

Dans une seconde forme de réalisation représentée sur les figures 3 et 4, la cuve est de forme générale parallélépipédique. Dans ce cas, le bras (9) est fixé par chacune de ses extrémités sur un chariot (15), lequel est mu, au moyen d'un moteur non représenté, sur des rails (16). De la sorte, les rotors (5) sont mus en translation sur toute la longueur de la cuve parallélépipédique.

Selon ces deux modes de réalisation, les moyens d'évacuation (3) de la matière première remise en pâte sont représentés sur la figure sous forme de deux vis d'extraction. Ces deux vis d'extraction permettent de garder constant, moyennant l'adjonction d'eau et de matière première au sommet de la cuve, le niveau de ladite cuve, de sorte que le traitement peut être effectué en continu lorsque nécessaire. Cependant le pulpeur peut traiter toutes les matières premières fibreuses et l'installation peut fonctionner en discontinu.

Les figures 5 et 6 illustrent une troisième forme de réalisation selon laquelle la cuve (1) et les rotors (5) sont fixes l'un par rapport à l'autre, et ladite cuve (1) est de forme générale cylindrique dans sa partie supérieure (la) et de forme conique dans sa partie inférieure (lb). Dans un tel cas, le déplacement de la matière première à l'intérieur de la cuve (1) en direction des rotors (5) disposés en position centrale et au nombre de trois, est obtenu par l'intermédiaire de déflecteurs désignés par la même référence générale (P). Ces déflecteurs seront entraînés en rotation par un moto-réducteur (M), à l'intérieur de la cuve. Dans la forme de réalisation illustrée, les déflecteurs (P) comportent à leur base une partie pleine (PI) en forme de pale et sont reliés à un châssis (C) associé au moto-réducteur (M) par une structure ajourée constituée, dans la forme illustrée, de barreaux de liaison espacés les uns des autres.

Par rapport aux deux modes de réalisation précédemment décrits, une telle solution présente une très grande simplicité technique et permet d'éliminer tout problème d'étanchéité.

Sur les figures 7 et 8, on a représenté un quatrième mode de réalisation du pulpeur de l'invention selon lequel la cuve et les rotors sont fixes l'un par rapport à l'autre. Dans ce cas, la cuve (1) présente une forme générale oblongue (figure 8) et comprend des rotors de déchiquetage (5a), de defibrage (5b) et de dépastillage (5c) agencés sur deux axes verticaux (4, 6). Pour améliorer l'efficacité de la désintégration de la matière première mais également occuper le maximum de surface de la cuve, les rotors (5a,b,c) sont décalés et se recouvrent partiellement d'un axe vertical à l'autre. Les rotors sont mis en rotation sur eux même par des moteurs (17) agencés sous la cuve de sorte que l'accès de la matière première dans la cuve est facilité. Comme le montre la figure 8, le choix d'une cuve de forme oblongue permet de réduire au maximum l'écart existant entre la paroi (1) et les rotors (5) ce qui permet de diminuer la circulation de la matière première et donc l'énergie nécessaire à cette circulation. Par ailleurs, pour améliorer le cisaillement de la pâte, la cuve est équipée sur toute la hauteur de ses parois de stators (18) intercalés entre les rotors (5a,b,c). Enfin et de même que dans les autres modes de réalisation, le fond de la cuve est équipé d'une vis d'extraction (3).

Sur la figure 9, on a représenté un pulpeur similaire à celui représenté sur la figure 7 mais comprenant dans la zone d'hydratation deux vis (18, 19) destinées à déstructurer des balles entières (22) de matière première et notamment de celluloses avant leur introduction ultérieure dans la zone de déchiquetage. En pratique, ces vis sont animées d'un mouvement descendant et présentent des bords tranchants de pas constant. Dans le mode de réalisation représenté figure 8, le sommet (21) de chacune des vis présente une forme en cône permettant de recevoir des balles de matière première de tailles diverses. En pratique, les balles sont déversées entre les vis puis sont progressivement déstructurées grâce au mouvement descendant des deux vis. Ce système permet de gaver le pulpeur régulièrement en matière première autrement dit avec une taille de matière première homogène. Ce système présente donc l'avantage de réduire le travail du pulpeur qui n'aura plus à désintégrer de la matière première de tailles diverses.

Les avantages de l'invention ressortent bien de la description.

En effet le pulpeur de l'invention permet de remettre en pâte en continu ou en discontinu tout type de matières premières, que ce soit cellulose vierge, vieux papiers, etc., en mettant en œuvre une énergie consommée sensiblement moindre par rapport aux pulpeurs de l'art antérieur, et en obtenant une désintégration plus homogène.

Enfin, il peut être avantageux et économique d'introduire de la vapeur dans le pulpeur pour faciliter la désintégration de la pâte. Avec les pulpeurs travaillant en phase diluée et présentant une grande surface de contact avec l'air, l'utilisation de la vapeur est beaucoup plus importante et onéreuse pour obtenir le même résultat.

Claims

REVENDICATIONS

1/ Pulpeur destiné au defibrage de matières premières du type papiers, cartons ou celluloses, comprenant une cuve dont le fond est équipé de moyens d'évacuation de la matière première défibrée, caractérisé en ce que ladite cuve comprend au moins un rotor apte à déstructurer la matière première, ledit rotor étant susceptible d'être positionné dans différentes zones réparties sur la hauteur de la cuve.

2/ Pulpeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve présente de haut en bas une première zone d'hydratation (A) destinée à ramollir la matière première, au moins un rotor de déchiquetage (B) étant positionné dans une seconde zone dite « de déchiquetage » de la matière première.

3/ Pulpeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la zone d'hydratation est équipée d'au moins deux vis verticales aptes à déstructurer les balles entières de matière première avant leur introduction dans la zone de déchiquetage.

4/ Pulpeur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un rotor de defibrage est positionné dans une troisième zone dite de « defibrage » (C) de la matière première.

5/ Pulpeur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins un rotor de dépastillage est positionné dans une quatrième zone dite de « dépastillage » (D) de la matière première.

6/ Pulpeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor se présente sous la forme de dents individualisées.

7/ Pulpeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rotors de déchiquetage, les rotors de defibrage et les rotors de dépastillage de la matière première sont disposés sur un même axe, parallèle à la paroi de la cuve, les rotors de déchiquetage étant disposés sur toute la zone de déchiquetage, les rotors de defibrage étant disposés sur toute la zone de defibrage et les rotors de dépastillage étant disposés sur toute la zone de dépastillage. is

8/ Pulpeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuve est de forme oblongue et contient au moins deux rotors montés chacun sur deux axes parallèles à la paroi de la cuve, ladite paroi enveloppant l'ensemble des rotors.

9/ Pulpeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les rotors sont décalés et se recouvrent partiellement d'un axe à l'autre.

10/ Pulpeur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la paroi de la cuve est munie de stators intercalés entre les rotors.