WO2016027019A1 - Disque de dispersion pour la trituration a chaud d'une matiere fibreuse - Google Patents

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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C7/00—Crushing or disintegrating by disc mills
    • B02C7/11—Details
    • B02C7/12—Shape or construction of discs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/004—Methods of beating or refining including disperging or deflaking
    • D21D1/006—Disc mills
    • D21D1/008—Discs

Definitions

  • the subject of the present invention is the geometry of the teeth of a fast disperser packing disc for the hot trituration of a fibrous material such as, in particular, pulp, comprising on one of its faces a plurality of teeth arranged according to a series of concentric circles, each of said teeth having substantially a triangular prism shape and comprising, considering the direction of rotation of the dispersion disk, a front face, a rear face and two side faces.
  • the production of paper pulp from recycled materials assumes a pulping phase of the pulp and many other process steps including a step of dispersion (or trituration) hot, intended to unhook and / or reduce in size the impurities residuals, such as in particular ink or toner particles attached to the fibers.
  • the hot dispersion thus consists in reducing the impurities to an almost microscopic state by a mechanical grinding effect, and then depending on the case, to remove them or not by washing or by flotation.
  • a fast dispersing device which can comprise, in a conventional manner, two coaxial discs, respectively called Rotor and Stator, rotating at high speed against each other and each of the internal faces respective ones is lined with a plurality of teeth distributed in concentric rows. These together define a series of grooves and angles of attack acting mechanically on the dough.
  • the present invention therefore aims to overcome these various disadvantages and proposes to provide a dispersion disc of a fibrous material such as in particular paper pulp to promote the effects of friction and not shearing of the fibrous material, to improve the efficiency of the rapid dispersion process and to reduce the volume of waste while preserving the length of the fibers and their dewatering capacity.
  • a fibrous material such as in particular paper pulp
  • another object of the invention is also to provide a dispersion disk whose life span of the teeth is elongated.
  • the subject of the invention is a dispersion disc of the kind indicated in the preamble, characterized in that at least one of the angles of attack formed between the front face and each of the lateral faces of said tooth comprises a bevel extending over at least part of its height. According to a preferred embodiment of the invention, said bevel is at 45 °.
  • the invention also provides that the bevel extends over the internal angle of attack of the tooth by considering the center of the dispersion disc, when a single angle of attack is beveled.
  • the bevel can extend over each of the internal and external angles of attack of the tooth by considering the center of the dispersion disc.
  • the bevel can extend over the entire angle of attack and comprise two parallel sides each forming an angle of 135 ° with respectively a lateral face and the front face of the tooth.
  • the bevel can extend from the base of the tooth towards its apex and have a right-angled triangle shape of which two sides each form an angle of 135 ° with respectively a lateral face and the front face of the tooth. tooth.
  • the bevel may, alternatively, extend substantially over half the height of the angle of attack or substantially over one third of the height of the angle of attack.
  • FIG. 1 represents a partial view from above of a dispersion disc according to the invention in which the two angles of attack of each of the teeth are bevelled over their entire height
  • FIG. 2 is a view of a detail of two dispersion discs of FIG. 1 assembled to form a dispersion device
  • FIG. 3 is a view of a detail of two dispersion disks according to the invention assembled to form a dispersion device and in which the two angles of attack of each of the teeth are beveled on only part of their height.
  • the present invention relates to a dispersion disc 1, 10 for the hot trituration of a fibrous material such as in particular paper pulp, which conventionally comprises on one of its faces 2, a plurality teeth 3, 30 arranged in a series of concentric circles.
  • a dispersion disc 1, 10 for the hot trituration of a fibrous material such as in particular paper pulp, which conventionally comprises on one of its faces 2, a plurality teeth 3, 30 arranged in a series of concentric circles.
  • Conventionally two identical dispersion disks 1, 10 are intended to be rotatably mounted on the same axis, their respective faces 2, 20 facing each other.
  • a rotation disk 1, 10 defines a rotor 4, 40 rotating at high speed in a direction illustrated by the arrow O , R 'o, while the other dispersion disc 1 , 10, defines a stator 5, 50 which remains stationary or rotates at high speed in the opposite direction embodied by the arrow i, 'i with respect to the rotor 4, 40.
  • each of the teeth 3, 30 of a dispersion disk 1, 10 has substantially a triangular prism shape and comprises, considering the direction of rotation R 0 , R ' 0 , Ri, R' i of the disk 1, 10, a front face 6, 60, two side faces 7, 8, 70, 80, and a rear face 9, 90.
  • each of the bevels 13, 14 extends over the whole of the respective internal and external angles of attack 11 and comprises two parallel sides 15, 16 each forming an angle equal to 135 °. with respectively a lateral face 7, 8 and the front face 6 of the tooth 3.
  • each of the bevels 130, 140 extends over substantially half the height of the respective internal 110 and external 120 angle of attack, and has a shape of a right-angled triangle whose two sides 150, 160 form each at an angle of 135 ° with respectively a lateral face 70, 80 and the front face 60 of the tooth 30.
  • the angle of attack 11, 12, 110, 120 between the front face 6, 60 of a tooth 3, 30 and each of its lateral faces 7, 8, 70, 80 is softened which allows to moderate the mechanical action of a dispersion device formed by two dispersion discs 1 or two dispersion discs 10 on a fibrous material such as in particular pulp.

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Abstract

La présente invention concerne un disque de dispersion (1) pour la trituration à chaud d'une matière fibreuse telle que notamment de la pâte à papier, comportant sur une de ses faces (2) une pluralité de dents (3) disposées selon une série de cercles concentriques, chacune desdites dents (3) présentant sensiblement une forme de prisme triangulaire et comportant, en considérant le sens de rotation (R0) du disque de dispersion (1), une face avant (6), une face arrière (9) et deux faces latérales (7, 8), caractérisé en ce qu'au moins un des angles d'attaque (11, 12) formés entre la face avant (6) et chacune des faces latérales (7, 8) de ladite dent (3) comporte un biseau (13, 14) s'étendant sur au moins une partie de sa hauteur.

Description

Disque de dispersion pour la trituration à chaud d'une matière fibreuse.
La présente invention a pour objet la géométrie des dents d'un disque de garniture de disperseur rapide pour la trituration à chaud d'une matière fibreuse telle que notamment de la pâte à papier, comportant sur une de ses faces une pluralité de dents disposées selon une série de cercles concentriques, chacune desdites dents présentant sensiblement une forme de prisme triangulaire et comportant, en considérant le sens de rotation du disque de dispersion, une face avant, une face arrière et deux faces latérales .
La production de pâte à papier à partir de matières recyclées suppose une phase de défibrage de la pâte et de nombreuses autres étapes de procédés dont une étape de dispersion (ou de trituration) à chaud, destinée à décrocher et/ou réduire en taille les impuretés résiduelles, telles que notamment des particules d' encre ou de tonner attachées aux fibres .
La dispersion à chaud consiste donc à réduire les impuretés à un état quasi microscopique par un effet mécanique de broyage, puis selon les cas, à les évacuer ou pas par lavage ou par flottation.
Cette opération s'effectue généralement au moyen d'un dispositif de dispersion rapide qui peut comporter, de manière classique, deux disques coaxiaux, respectivement appelés Rotor et Stator, tournant à grande vitesse l'un contre l'autre et dont chacune des faces internes respectives est garnie d'une pluralité de dents distribuées en rangées concentriques . Ces dernières définissent ensemble une série de gorges et d'angles d'attaque agissant mécaniquement sur la pâte.
Il existe à l'heure actuelle sur le marché plusieurs types de disques de dispersion se différenciant les uns des autres par la géométrie de leurs dents . Ces dernières ont cependant pour caractéristique commune de présenter des arêtes vives, qui provoquent des contraintes de cisaillement lors du croisement des dents du Rotor avec les dents du Stator. Cet effet de cisaillement, généré par le passage d'une dent d' un disque de dispersion dans une gorge du deuxième disque en vis-à-vis, lorsque qu'il s'applique aux fibres, a pour inconvénient de générer des « fines » (poussières de fibres) et d'augmenter le degré Schopper de la pâte (effet de raffinage indésirable et réduction de sa capacité d' égouttage) .
Les fines produites ont tendance à résulter en une importante perte de matière première pour une usine à papier. Cette perte de matière première génère des frais supplémentaires et son impact économique peut être considérable.
Par ailleurs, il a également été constaté que la mise en œuvre des disques de dispersion classiques, dont les dents présentent des arêtes vives, a pour effet de réduire la quantité de fibres longues d'une pâte à papier. Or, les fibres longues sont indispensables pour conférer au papier sa résistance. Les usines de papier se voient par conséquent bien souvent dans l'obligation d' en rajouter par la suite dans la pâte lors de la fabrication du papier, ce qui suppose non seulement une étape mais également un volume de matière supplémentaire et donc des coûts de fabrication supplémentaires .
La présente invention vise par conséquent à pallier ces différents inconvénients et propose de fournir un disque de dispersion d'une matière fibreuse telle que notamment de la pâte à papier permettant de favoriser les effets de frottement et non pas de cisaillement de la matière fibreuse, de sorte à améliorer l'efficacité du procédé de dispersion rapide et à réduire le volume de déchets tout en préservant la longueur des fibres et leur capacité d' égouttage.
Par ailleurs, par effet induit, un autre objet de l'invention est également de proposer un disque de dispersion dont la durée de vie des dents est allongée.
A cet effet, l'invention a pour objet un disque de dispersion du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'au moins un des angles d' attaque formés entre la face avant et chacune des faces latérales de ladite dent comporte un biseau s 'étendant sur au moins une partie de sa hauteur. Conformément à une variante de réalisation préférentielle de l'invention, ledit biseau est à 45°.
L'invention prévoit également que le biseau s'étende sur l'angle d'attaque interne de la dent en considérant le centre du disque de dispersion, lorsqu'un seul angle d'attaque est biseauté.
Conformément à une autre variante de réalisation, le biseau peut s'étendre sur chacun des angles d'attaque interne et externe de la dent en considérant le centre du disque de dispersion.
Selon une possibilité de l'invention, le biseau peut s'étendre sur l'ensemble de l'angle d'attaque et comporter deux côtés parallèles formant chacun un angle de 135° avec respectivement une face latérale et la face avant de la dent.
Selon une autre possibilité, le biseau peut s'étendre depuis la base de la dent en direction de son sommet et présenter une forme de triangle rectangle dont deux côtés forment chacun un angle de 135° avec respectivement une face latérale et la face avant de la dent .
Dans ce cas, le biseau peut, de manière alternative, s'étendre sensiblement sur la moitié de la hauteur de l'angle d'attaque ou sensiblement sur le tiers de la hauteur de l'angle d' attaque .
La présente invention sera mieux comprise à la lecture des exemples détaillés de réalisation décrits en référence aux figures 1 à 3 annexées, fournies à titre d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles :
La figure 1 représente une vue partielle de dessus d'un disque de dispersion selon l'invention dans lequel les deux angles d'attaque de chacune des dents sont biseautées sur l'ensemble de leur hauteur,
- La figure 2 est une vue d'un détail de deux disques de dispersion de la figure 1 assemblés pour former un dispositif de dispersion, et
La figure 3 est une vue d'un détail de deux disques de dispersion selon l'invention assemblés pour former un dispositif de dispersion et dans lesquels les deux angles d' attaque de chacune des dents sont biseautées sur une partie de leur hauteur seulement .
En référence aux figures, la présente invention concerne un disque de dispersion 1, 10 pour la trituration à chaud d'une matière fibreuse telle que notamment de la pâte à papier, qui comporte de manière classique sur une de ses faces 2, 20 une pluralité de dents 3, 30 disposées selon une série de cercles concentriques. De manière classique deux disques de dispersion 1, 10 identiques sont destinés à être montés en rotation sur un même axe, leurs faces 2, 20 respectives se faisant face. Ils forment alors ensemble un dispositif de dispersion dans lequel un disque de rotation 1, 10, définit un rotor 4, 40 tournant à haute vitesse dans un sens illustré par la flèche 0 , R' o , tandis que l'autre disque de dispersion 1, 10, définit un stator 5, 50 qui demeure immobile ou tourne à haute vitesse dans le sens opposé matérialisé par la flèche i , ' i par rapport au rotor 4, 40.
Dans les exemples illustrés, chacune des dents 3, 30 d'un disque de dispersion 1, 10 présente sensiblement une forme de prisme triangulaire et comporte, en considérant le sens de rotation R0 , R' 0 , Ri , R' i du disque de dispersion 1, 10, une face avant 6, 60, deux faces latérales 7, 8, 70, 80, et une face arrière 9, 90.
Conformément à l'invention, dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, les faces latérales 7, 8 d'une dent 3 du disque de dispersion 1 sont reliées à la face avant 6 de la dent 3 par un angle d'attaque interne 11, externe 12 (en considérant le centre du disque de dispersion 1) , comportant chacun un biseau 13, 14 à 45°. Dans cette variante de réalisation, chacun des biseaux 13, 14 s'étend sur l'ensemble de l'angle d'attaque interne 11 et externe 12 respectif, et comporte deux côtés parallèles 15, 16 formant chacun un angle a égal à 135° avec respectivement une face latérale 7, 8 et la face avant 6 de la dent 3.
Dans l'exemple illustré à la figure 3, les faces latérales 70, 80 d'une dent 30 du disque de dispersion 10 sont reliées à la face avant 60 de la dent 30 par un angle d'attaque interne 110, externe 120 (en considérant le centre du disque de dispersion 10) , comportant chacun un biseau 130, 140 à 45°. Dans cette variante de réalisation, chacun des biseaux 130, 140 s'étend sur sensiblement la moitié de la hauteur de l'angle d'attaque interne 110 et externe 120 respectif, et présente une forme de triangle rectangle dont deux côtés 150, 160 forment chacun un angle de 135° avec respectivement une face latérale 70, 80 et la face avant 60 de la dent 30.
Grâce à de telles configurations, l'angle d'attaque 11, 12, 110, 120 entre la face avant 6, 60 d'une dent 3, 30 et chacune de ses faces latérales 7, 8, 70, 80 est adouci ce qui permet de modérer l'action mécanique d'un dispositif de dispersion formé par deux disques de dispersion 1 ou deux disques de dispersion 10 sur une matière fibreuse telle que notamment de la pâte à papier.
Avantageusement, à chaque croisement de dents 3, 30 sera ainsi produit un micro effet de compression de la matière fibreuse, qui s'apparente plutôt au travail d'un triturateur lent appelé aussi kneader, qu'à celui d'un disperseur rapide.
Le fait que la matière fibreuse subit localement un effet de compression, ce qui génère des frottements internes fibres à fibres, et non pas un cisaillement, permet avantageusement d'améliorer l'efficacité du procédé de dispersion et de réduire le volume de déchets tout en préservant la longueur des fibres. Par ailleurs, du fait que les angles d'attaque 11, 12, 110, 120 sont biseautés et l'efficacité accrue, on pourra réduire l'énergie spécifique appliquée et par conséquent la durée de vie des dents 3, 30, donc d'un disque de dispersion 1, 10.
Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples décrits ci-dessus sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, il pourrait par exemple être envisagé de ne biseauter que l'angle d'attaque interne 11, 110, d'une dent 3, 30 ou de prévoir un biseau 13, 14, 130, 140 s 'étendant sur une hauteur moindre, par exemple correspondant sensiblement au tiers de la hauteur d'un angle d'attaque 11, 110, 12, 120.

Claims

REVENDICATIONS
1. Disque de dispersion (1, 10) pour la trituration à chaud d'une matière fibreuse telle que notamment de la pâte à papier, comportant sur une de ses faces (2, 20) une pluralité de dents (3, 30) disposées selon une série de cercles concentriques, chacune desdites dents (3, 30) présentant sensiblement une forme de prisme triangulaire et comportant, en considérant le sens de rotation (R0, R' o , Ri , R' i) du disque de dispersion (1, 10), une face avant (6, 60) , une face arrière (9, 90) et deux faces latérales (7, 8, 70, 80), caractérisé en ce qu'au moins un des angles d'attaque (11, 12, 110, 120) formés entre la face avant (6, 60) et chacune des faces latérales (7, 8, 70, 80) de ladite dent (3, 30) comporte un biseau plan (13, 14, 130, 140) s'étendant sur au moins une partie de sa hauteur.
2. Disque de dispersion (1, 10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit biseau (13, 14, 130, 140) est à 45°.
3. Disque de dispersion (1, 10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le biseau (13, 14, 130, 140) s'étend sur l'angle d'attaque interne (11, 110) de la dent (3, 30) en considérant le centre du disque de dispersion (1, 10) lorsqu'un seul angle d'attaque (11, 12, 110, 120) est biseauté .
4. Disque de dispersion (1, 10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le biseau (13, 14, 130, 140) s'étend sur chacun des angles d'attaque interne (11, 110) et externe (12, 120) de la dent (3, 30) en considérant le centre du disque de dispersion (1, 10) .
5. Disque de dispersion (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le biseau (13, 14) s'étend sur l'ensemble de la hauteur de l'angle d'attaque (11, 12) et comporte deux côtés parallèles (15, 16) formant chacun un angle a de 135° avec respectivement une face latérale (7, 8) et la face avant de la dent (3) .
6. Disque de dispersion (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le biseau (130, 140) s'étend depuis la base de la dent en direction de son sommet et présente une forme de triangle rectangle dont deux côtés (150, 160) forment chacun un angle de 135° avec respectivement une face latérale (70, 80) et la face avant (60) de la dent (30) .
7. Disque de dispersion (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le biseau (130, 140) s'étend sensiblement sur la moitié de la hauteur de l'angle d'attaque (110, 120) .
8. Disque de dispersion (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le biseau (130, 140) s'étend sensiblement sur le tiers de la hauteur de l'angle d'attaque (110, 120).
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