<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET DISPOSITIF DE DESAGREGATION DES CHUTES DE BOIS SPECIALEMENT POUR LA PREPARATION D'UNE MATIERE BRUTE DESTINEE A LA FABRICATION DU PAPIER.
On fabrique en général actuellement la matière ligneuse qui sert de point 'de départ pour la fabrication de la cellulose , du papier et du carton , en travail lant le bois à la meule , ce bois sous forme de tron- çons de billes coupés régulièrement , étant maintenu en contact avec une meule ,sous forte pression . Le procédé exige une dépense d'énergie trop considérable par rapport à son rendement , cette dépense provenant du fait que la masse de bois est amenée en une seule passe et à l'aide d'un outil qui travaille d'une manière
<Desc/Clms Page number 2>
unique ,de la forme longue qu'il présente à l'origine à la constitution d'une masse finement divisée .En outre , pratiquement, il est impossible de traiter de cette façon des chutes de bois irrégulières .
La présente invention permet d'obtenir une économie très élevée d'énergie mécanique par rapport à ce procédé oonnu, en ce sens que le bois ,,avant d'être réduit à son degré définitif de finesse , subit une désagrégation préalable ,effectuée de préférence en plusieurs stades.
Cette désagrégation préalable se fait par fente , par rupture et par section dans une seule machine , c'est- à-dire que l'on opère par des procédés qui nécessitent une dépense d'énergie notablement plus faible que le meulage qui était usité jusqu'ici . En outre ,le nouveau procédé et le nouveau dispositif présentent l'avantage essentiel de permettre de traiter les chutes de bois de tous genres qui sont irrégulières et qui s'accumulent dans l'industrie , afin d'en obtenir une fibre de bois de grande valeur , ce qui n'était pas possible avec les machines de préparation employées jusqu'à présent .
Conformément à la préwente invention, la désagréga- tion préalable se fait dans une sorte de concasseur, qui se compose essentiellement d'une enveloppe , de préférence cylindrique et munis, intérieurement de côtes obliques agissant'comme des lames , et d'un corps tournant dans cette enveloppe d'un mouvement de rotation relativement lent , ce corps tournant étant muni de côtes longitudinales agissant aussi à la manière de lames .
De préférence le corps tournant se rétréoib vers l'extrémité d'alimentation, en formant d'abord une surface légèrement conique , puis en revenant 'Vers l'axe de rotation par une inclinai son
<Desc/Clms Page number 3>
relativement brusque ) les côtes du corps tournant coopèrent avec celles de l'enveloppes pour produire la désagrégation du bois . Il est essentiel/qu'une des côtes au moins, ou une autre partie ayant reçu la forme voulue, du corps tournant , fasse saillie au-dessus de la partie de ce corps tournant qui se rétrécir rapidement vers l'axe de rotation .
Au moyen de ce dispositif,on obtient d'abord la transformation du bois grossier et de forme Irrégulière en un produit intermédiaire ayant une constitution assez uniforme , qui subit une division plus prononcée dans un second dispositifde désagrégation , lequel peut être réuni en une seule machine avec le précédent , et qui travaille comme celui-ci , mai s qui est plus court dans la direction de l'axe de rotation , et qui est équipé d'orges de désagrégation plus serrés . Apres quoi, on peut amener la masse à sa forme définitive dans une machine spéciale qui travaille d'une manière connue par mouture ou meulage , pour autant que l'on n'a pas déjà obtenu le produit définitif au cours de la désagré- gation précédente .
Aux dessins annexés , on a représenté à titre d'exemple deux dispositifs de désagrégation conformes à la présente invention et convenant particulièrement à sa mise en oeuvre.
La figure 1 montre en coupe verticale axiale un mode d'exécution d'un appareil vertical.
La figure 2 est une coupe horizontale suivant la ligne 1;-Il de la figure 1.
La figure 3 est une élévation latérale avec coupe partielle de la partie supérieure de l'appareil dans une position décalée de 90 par rapport à celle qui est représentée en fig.1.
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 4 est une ooupe axiale verticale dans une variante à axe de rotation horizontal de l'appareil .
Les figures 5 à 8 montrent à plus grande échelle un mode d'exécution particulier des organes de division de la seconde zone de désagrégation.
Les figures 1 à 3 représentent dono un mode d'exé- oution possible pour une disposition verticale de l'arbre, et la figure 4 , pour une disposition horizon- tale. Le choix de,l'une ou l'autre de ces dispositions est sans importance pour l'invention ,elle-même .
L'appareil de désagrégation des figures 1 at 3 oomporte essentiellement deux parties principales: l'enveloppe 1 ,qui, dans le cas représenté, est constituée par un cylindre creux vertical , et le corps tournant 3 fixé sur un arbre 2 animé d'un mouve- ment de rotation autour d'un axe vertical à l'intérieur de l'enveloppe . L'extrémité inférieure de l'arbre 2 repose dans une crapaudine 4 logée dans une ouverture 6 du bâti de base.=' 7 qui porte l'enveloppe . La orapaudine séappuie sur le bâti par l'intermédiaire de bras 6.
En haut 1,*arbre 2 repose dans un palier soutenu par un croisillon 8 dont les bras traversent l'extrémité supérieure ouverte de l'enveloppe 1. Intérieurement, l'enveloppe 1 présente des baguettes ou o8tes 9 fixes ayant un trajet oblique, c'est-à-dire un trajet en forme d'hélice. Ces côtes, dont les bords internes peuvent être à angles vifs , ne sont pas adaptées immé- diatement à l'enveloppe,dans l'exemple représenté,mais elles font parties de fourrures spéciales lb ayant la forme de sections de cylindre .
De cette façon on peut changer facilement les cotes fixes qui se sont émoussées ou qui se sont avariées. Cependant les cotes peuvent
<Desc/Clms Page number 5>
aussi former une seule pièce avec l'enveloppe .Dans tous les cas on emploiera avantageusement comme matière de 1'acier fondu .
D'une manière générale le corps tournant 3 a la forme d'une cloche dont la surface extérieure constitue une sorte de trone .de cône se rétrécissant légèrement vers le haut La bass du' tronc de cône constitue un cercle qui s'applique assez exactement au cylindre formé par les surfaces internes,des cotes 9. Il existe donc entre le corps tournant 5 et l'enveloppe 1., ou des cotes 9, un espace annulaire !tent la profondeur radiale augmente progressivement vers le haut ..et qui s'élargit brusque... ment d'une manière notable à sa partie supérieure .
Le corps tournant est muni de côtes 10 ; dans le cas représenté, il existe huit de ces cotes qui sont réparties régulièrement sur la périphérie Les cotes 10 peuvent former aussi une seule pièce d'acier fondu avec le corps tournant .Dans le cas représenté, elles sont cependant adaptées à des manchons spéciaux 10a de forme tronoonique, ces manchons étant fixés d'une manière interchangeable au corps tournant3.
Les dimensions ra-
EMI5.1
dialea. des côtes 10 varient.en !3à qens qu'environ jusqu'à mi-hauteur, de 1'enveloppe 1 y le.s surfao'es externes de ces o8tes , on ¯leur .bordi3, qui , se ¯.truv.:nt en avant dans le sens de rotation, se trouvent sur une .surface cylindrique qui est donnée¯par les bords internes des côtes fixes 9.
Les bords des côtes 10 lorsqu'on s'élève plus haut , prennent du retrait par rapport à cette surface cylindrique,) d'abord faiblement , puis plus fortement dans la région où le corps tournant passe de sa surface légèrement conique à sa partie supérieure aplatie . A la fin les cotes 10 viennent mourir sur le corps tournant 3 dans le voisinage de son moyeu 12
De cette façon, on obtient trois zones différentes
<Desc/Clms Page number 6>
de travailla zone supérieure 13, qui s'étend en hauteur environ depuis le sommet du corps tournant 3 jusqu'au bord supérieur de l'enveloppe 1 ,et.en direction radiale,
de la paroi interne de l'enveloppe jusqu'au moyeu 12 ou à l'arbre 2 du corps tournant 13 j une seconde zone 14 constituée par un espace annulaire qui se rétrécir progressivement suivant une surface conique ,environ jusqu'à mi-hauteur de l'enveloppe ; et une troisième zone 16 , dans laquelle les cotes 10 du corps tournant s'appliquent presque exactement contre les côtes 9 de l'enveloppe .Chacune des trois zones oooupe environ un tiers de la hauteur de l'enveloppe 1 .
L'une des côtes du oorps tournant 3, sur la figure 1 , oelle qui se trouve le plus à droite 16, est constituée d'une façon différente des autres , en ce sens que sa tranohe travail)ante s'étend de bas en haut,de façon à engendrer une surface cylindrique , tandis que son bord supérieur s'étend sensiblement jusqu'au bord supérieur de l'enveloppe 1 . Dans ces conditions , à l'intérieur de la zone 13 , il existe une surface d'entraînement qui remplit presque complè- tement la section de cette zone .
Sur la partie supérieure de l'enveloppe 1 , on a fixé une pièce rapportée 17 , qui forme trémie d'a- limentation pour la matière à traiter ,et qui porte le croisillon 8 pour le palier supérieur de l'arbre 2.
Au-dessus de ce palier ,une sorte de bloc 18 fait saillie de la paroi interne de la trémie 17 , dans un plan horizontal , et ce bloe, queconstitue un appui pour un dispositif de rupture qui sera décrit plus loin . Le bord 19 de¯ ce bloc , qui se trouve en avant dans le sens de rotation du corps 3 (le bloc lui-même ayant d'une manière générale une direction radiale)
<Desc/Clms Page number 7>
estdisposé en arrière du bord postérieur 30 - compté
EMI7.1
'"'"'' ' ' " ' ' ' " "- dans le sens de.91a.tion ... du bras du croisillon qui se trouve le plus proche du bloc, d'appui;
et la distance entre ce bord antérieur du bloc d'appui et ce bord postée rieur du bras est égale à l'épaisseur des planches ou des morceaux de bois qui seront habituellement travail= lés dans la machine . Cette distance peut être modifiée en déplaçant le bloc d'appui 18 dans le sens de la péri.-
EMI7.2
phérie , a#:'1n¯d!.ap:
tr¯l'appareil à des épaisseurs dif- férentes de bois à traiter
La partie inférieure du corps tournant 3 est reliée par des vis 21 à uncorps deroue 22 sur la périphérie
EMI7.3
23 duquel est clavetée une couronne deÏit6e à denture d'angle 24 ..Un pignon conique SE est en prise avec cette couronne , et ce pignon 35 est calé surun arbre moteur 28 réuni à une source d'énergie (non représentée) quelconque .
A la partie inférieure du corps tournant 3 s'adapte en 27 une bague 28 ayant des dimensions axiales relative- ment plus¯ courtes. Cette bague est munie extérieurement de côtes 29 dont le trajet est de préférence oblique
EMI7.4
par rapport à la génératrice de la surface cylindrique. Ces cotes 29 coopèrent avec des cotes ou baguettes fixes 30 de la partie¯ environnante 31 de l'enveloppe . De préférence les côtes 30 ont également une direction oblique et sont constituées d'une manière correspondante aux côtes 6 de l'enveloppe ,mais ,tout comme les côtes 29, en plus grand nombre que les côtes 5.
Les
EMI7.5
bords trvaila.ntGa.es côtes 29 s'appliquent à la surface cylindrique qui est donnée par les borda tranchants des côtes fixes 30 .La partie 31 de l'enveloppe est oonsti- tuée avantageusement par un certain nombre de secteurs
1 interchangeables.
<Desc/Clms Page number 8>
Le dispositif qui vient d'être décrit sert à la désagrégation finale ou à la division de la matière à l'état fin ; ;,il peut être disposé également indépen- damment de l'appareil de désagrégation préalable .Afin de permettre de régler le dispositif de désagrégation finale à différents de grés de finesse , les bagues ou secteurs qui portent les organes de désagrégation 29,30 seront de préférence faciles à démonter de manière à ce qu'on puisse sans difficultér les remplacer par des organes correspondants¯ présentant d'autres dispositifs @e désagrégation .
On peut , dans certaines oiroons- tances, utiliser au lieu. des organes qui ont été décrite et qui agissent à la manière de lames , des organes agissant comme des meules ou oomme des râpes . Des secteurs interchangeables munis de dents de râpe ont été représentés par exemple aux figs. 5 à & , les figs.7 et 8' montrant en élévation par dessus et en coupe un fragment d'un secteur , tel qu'on peut l'employer pour faire partie d'une bague 31 dans le mode d'exécution de la fig.l . Les figs.
6 et 6 représentent de la même ma- nière un fragment de secteur qui est destiné au dispositif de désagrégation finale dans un mode d'exécution qui sera décrit plus loin de la machine de désagrégation Misant l'objet de la présente invention.
Dans les deux cas les éléments de secteurs sont désignés par¯fila et 31b., les dents de râpe sont désignées par 30a, 30b,
Si , comme cela existe dans les modes d'exécution des figs. 1 à 4, la désagrégation finale et la désagréga- tion préalable se font dans une seule et même machine, il faut prendre garde que , en raison de l'accroissement de volume de la matière à mesure qu'elle se divise , des sections de passage de, plus en plus grandes sont nécessaires.
Oet accroissement des sections de passage peut être obtenu
<Desc/Clms Page number 9>
par augmentation du diamètre du ou des corps tournants - On obtient en même temps ainsi une vitesse périphérique plus considérable des organes de désagrégation ,vitesse plus considérable qui convient à l'obtention d'une division très fine de la matière . Une machine construite de cette façon est représentée par exemple en fig.4.
Une autre possibilité consiste à accroître la vitesse périphérique des organes coupants qui déterminent la désagrégation finale . Dans ce cas oes organes seront disposés de manière à avoir une rotation indépendante de celle du corps tournant 3 , cette rotation indépendante étant assurée par une oommànde spéciale.
Le mode d'exécution de la machine suivant fig. 4 se distingue de celui qui a été décrit ci-fessus, en dehors de la différence notable qui a été déjà indiquée pour les diamètres des pièces travaillantes du dispositif de désagrégation préalable d'une part, et du dispositif de désagrégation finale d'autre part, principalement par le fait qu'en fige 4 l'arbre 2a qui porte le corps tournant 3a en forme de clochest supporté horizontalement et est accouplé directement aveo l'arbre moteur 26a.
Le fonctionnement de la maohine suivant figs.1 à 3 est le suivant :
Le bois de ohutes qui s'accumule en fragments irré- guliers dans l'industrie du bois,est introduit dans l'enveloppe 1 par la trémie 17 Les petits fragments tom- bent directement dans l'espace annulaire 14 et y sont désé- grégés par coopération des cotes mobiles 10 du corps tour- nant 3 aveo les côtes fixes 9 de l'enveloppe , cette désa- grégation se faisant par section , cisaillement , rupture, écrasement et raclage . Ils forment ainsi une masse rela- tivement régulière qui progresse peu peu vers le bas le
<Desc/Clms Page number 10>
long des cotes en hélice 9 ,
et qui est réduite encore dans le dispositif de désagrégation finale entre les organes 29,30 .
Les fragments plus gros de bois restent d'abord dans la zone 13, où ils reposent sur le dessus du corps tournant 3. Ils sont principalement entraînas par la palette 16 qui fait saillie fers le haut, et cette palette les presse contre les côtes fixes 9. Suivant la forme et la constitution du morceau de bois, et suivant la position que ce morceau prend entre la pote fixe en question et la palette 16, la manière dont se fait la désagrégation diffère . S'il s'agit par exemple d'un rondin qui s'appuie par son cote longitudinal contre une cote , il se produit en général une section nette.
Les fragments provenant de cette section glissent alors dans l'espace conique 10 et sont redivisés ensuite sans difficulté . Si un rondin s'appuie bout pour bout contre une côte fixe , la palette 16 agit alors de façon à fendre et le traitement ultérieur des fragments est le même que dans le cas précédent .La désagrégation des morceaux de bois grossiers se fait d'une manière ap- propriée dans la partie supérieure de la machine pour S'autres positions.
Dans tous les cas,la machine, grâce à la disposition de la palette 16 qui se trouve dans la chambre 13, est susceptible de traiter les fragments les plus difficiles sans-que l'on ait une obstruction du dispositif de désa- grégation . Ce que la palette 16 ne fend ni ne coupe est suffisamment désagrégé par rupture, écrasement et cisail- lement , pour pouvoir entrer dans l'espace annulaire 14 qui se rétrécit vers le bas et pour y être soumis à la suite de la désagrégation .
Au lieu , comme dans le cas reprêaenté ,de ne prévoir qu'une seule palette du genre
<Desc/Clms Page number 11>
de la palette 16 en sailliedans la zone 13, on peut, suivant la grandeur de l' appareil , prolonger vers le haut plusieurs des o8tes 10 .
Si l'on a à travailler des morceaux de bois ayant une longueur relativement grande , oomme les chutes déquarrissage (provenant des bords) et les flaches qui se produisent dans les soieries dans les débitages des planches, il sera avantageux de les casser au préalable à l'aide du.bloc d'appui 18 . Ces morceaux de bois seront introduits , de la manière indiquée en fig.1 et, 8, dans la machine entre le bloc d'appui 18 et le bras approprié du croisillon de palier 8 jusqu'à ce qu'ils viennent s'appuyer sur le corps tournant 3 .
Il en résulte que,, lorsque celui-ci tournera, ces morceaux seront saisis par la palette 16 en saillie vers le haut, et .'ils seront brisés à une longueur qui correspond à la distance du bord inférieur du bras du croisillon au corps tournant.
Les morceaux cassés seront entraînés sans difficulté par ,les cotes du corps tournant et seront conduits à la désagré- gation normale . Le bloc d'appui supérieur 18 empêche le basculement du morceau de bois introduit sous l'action de la pression exercée sur son extrémité inférieure par la palette 16.Son, extrémité inférieure ayant été cassée , le morceau de bois glisse , sous l'action,de son propre poids ou,de la poussée exercée par l'ouvrier qui sert la machine , d'une quantité correspondante plus bas , si bien que son extrémité qui dépasse l'appui formé par le croisil- lon 8 , sera de nouveau saisie par la palette 16 et brisée.
Cette disposition permet de se passer de machiner auxi- liairea spéciales pour travailler préalablement (débiter) les chutes de bois irrégulières.
Le fonctionnement de la machine représentée en fig.4 est essentiellement le même que aelui qui vient d'être déorit , à part un certain nombre de différences oondi-
<Desc/Clms Page number 12>
tionnées par la position horizontale de l'arbre 2 . Dans ce cas le bois de chutes est jeté dans la trémie 17a.
Le transport vers la zone de division fine' est produit principalement par la force centrifuge, au lieu de l'être par la pesanteur. Le dispositif de division fine se distingue principalement de celui qui vient d'être décrit par le fait que les organes qui coopèrent pour produire cette division se trouvent dans des plans et qui sont plus ou moins perpendiculaires à l'axe de rotation .La sortie de la zone de division fine ou de seconde désagrégation est formée par une fente annulaire qui se trouve dans un plan vertical ,
cette fente étant entourée à une certaine distance par la partie corres- pondante de l'enveloppe la .La marohandise qui quitte la zone de division fine est projetée contre cette partie de l'enveloppe elle tombe alors par une ouverture inférieure 6a hors de l'enveloppe .
Dans certains cas il est avantageux, pour certains bois et pour certains degrés de finesse, de mettre en oeuvre le procédé en ajoutant de l'eau .
En dehors de la possibilité de fabriquer une masse de fibre de bois servant de point de départ à de nombreuses destinations industrielles, le procédé qui vient d'être décrit permet d'exploiter économiquement toutes sortes de chutes, qui se présentent dans l'industrie du bois.
Jusqu'ici, par suite du défaut de possibilitésappropriées d'utilisation, ces chutes devaient être brûlées dans des foyers , ce qui causait d'ailleurs encore des difficultés notables , Ces difficultés dans l'utilisation du bois sur des foyers.provenaient de l'irrégularité des chutes et de leur facile d'obstruction ,de la préparation douteuse à laquelle il fallait be soumettre pour le ohargemeht à la main,des foyers, de 1 mauvaise utilisa.. tion de la surface des grilles et du ontenu calorifique
<Desc/Clms Page number 13>
du bois.
Les avantagea qui résultent de la possibilité de traiter, conformément à la présente invention, les chutes de bois irrégulières, sont brièvement les suivants:
Bans le cas de la transformation du bois en fibre de bois
1 - obtention de la fibre de bois à partir des chutes de bois par un procédé simple,
2 - obtention d'une matière brute précieuse pour la fabrication de la pierre artificielle et du bois artificiel.
Dans le cas de l'utilisation des chutes de bois dans les foyers: 1 -. meilleure utilisation de la valeur calorifique du bois ,et, de la surface de grille de la chaudière , et , par suite , économie notable de combustible, ou accrois- sèment du rendement des installations existantes de vaporisation.. @
2 - économie notable sur les frais de transport, grâce à lapossibilité d'un chargement automatique et d'un transport automatique de la matière finement divisée.
3 - réduction du danger d'incendie dans les usines par évacuation continue des chutes.
4 - diminution considérable d'encombrement.
5 - propreté et facilité de surveillance des ex- ploitations.