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Monsieur Fredrik GREWIN à Hallstavik (Suède).
"Procédé et dispositifs de traitement continu de déchets de papier, de vieux papiérs, de fibre de bois, de cellulose, etc.."
Cette invention a pour objet un procédé et les dispositifs correspondants pour le traitement continu des déchets de papier, de vieux papiers, de fibre de bois, de cellulose, etc.. et le transport de ces matières entre plusieurs endroits distants les uns des autres, endroits où elles sont obtenues, et la machine de réduction, Elle a pour but de supprimer le travail à la main nécessité par le ramassage, le transport et le traitement de la ma- tière et l'épaississement de la masse jusqu'à un degré de siccité quelconque.
Dans la fabrication du papier, on sait qu'il
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se produit sur les machines qui constituent le groupe final de la machine à papier, en particulier lorsqu'il s'agit de machines à papier à grande vitesse, d'assez grandes quantités de déchets qui remplissent rapidement, sous forme de tas non serrés, l'espace qui se trouve sous la partie finale de la machine. Ces déchets sont constitués par les bandes découpées continuellement par la décou- peuse à rouleaux ou la découpeuse en long, et les quan- tités de papier de chutes qui se produisent'irréguliè- rement lorsque la feuille de déchire sur les cylindres refroidisseurs, les calandres 'et la machine à rouleaux.
Dans les installations connues jusqu'ici pour le trai- tement de ces masses de déchets, les déchets sont trans- portés à la main ou au moyen de wagonnets dans des tam- bours de trempe et des défibreuses débroyeurs où la feuill- le de papier est partiellement ramollie après avoir été légèrement humectée, puis transformée en une pâte formée de grumeaux ou en forme de bouillie. Les déchets peuvent ensuite être renvoyés dans l'opération de fabrication du papier à un endroit quelconque. Le traitement des vieux papiers, de la pâte de bois, de la cellulose, etc.. a lieu d'une façon analogue. La matière est géné- ralement conservée sèche et transportée dans cet état, à la main ou au moyen de wagonnets, aux défibreuses ou aux broyeurs, qui ramollissent la pâte brute et la dis- solvent pour la transformer en une sorte de bouillie.
Toutes ces installations exigent beaucoup de travail pour le transport de la matière des endroits, en partie assez éloignés les uns des autres, où elle est produite ou em- magasinéà jusqu'à la machine de trempe ou de broyage.
En outre, ces installations dlemmagasinage et de traite- ment exigent beaucoup de place et par conséquent un sup- plément de constructions, et elles entraînent aussi, du fait que la matière est traitée à l'état relativement sec, une augmentation de la consommation de force et du nom- bre
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bre des machines. Les risques d'incendie sont très grands dans ces installations et il faut des mesures de précau- tion particulières telles que la séparation entre le sé- choir monté dans le souterrain de la machine à papier et la calandre ainsi que l'appareil à rouleaux, cette séparation exigeant une cloison résistant au feu et dont la construction entraine des frais d'installation très élevés.
Outre les installations citées, on en connait d'autres dans lesquelles la matière en feuille est broyée dans des défibreuses telles que des broyeurs à meules et transformée en matière humide en forme de grumeaux. Ces installations ont aussi, en plus de la grande dépense de force, l'inconvénient d'exiger, par suite du travail pé- riodique beaucoup de personnel pour le transport et le service, et que la réduction des fibres est encore ren- due plus coûteuse par le supplément de travail de broya- ge, par exemple à la pile hollandaise.
L'invention a pour but de modifier radicale- ment et-de perfectionner le mode de traitement usité aujourd'hui pour les déchets, les vieux papiers, etc.. et ne répondant plus à l'état actuel de l'industrie, ni aux progrès et au perfectionnement des machines à papier modernes . Un humectage àbondant et efficace du papier empêche l'accumulation de grandes quantités de papier volumineux et supprime les difficultés de l'enlèvement des quantités de déchets qui se produisent d'une façon tout 1 fait irrégulière quant au temps et à la quantité. Toute la main d'oeuvre auxiliaire néces- saire jusqu'ici pour le transport du papier et le ser- vice des machines de traitement,-est supprimée et la grande dépense de force des installations de réduction est réduite.
Un autre but très important de l'invention con-
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siste à supprimer tout risque d'incendie qu'entraine, pour les bâtiments et-les machines à papier, la masse ¯ de déchets chargés d'éléctricité statique à un haut de- gré, La décharge de 1'électricité, décharge qui peut provoquer facilement une inflammation à cause de la présence de poussière de papier et de-.gaz d'huile com- bustibles, est rendue impossible par l'humectage in- tense effectué aussit8t que les déchets se produisent.
En outre, le ramollissement complet du papier dans une auge montée sous la machine à papier a pour but de réduire l'opération de dissolution. Au moyen de la ma- chine de dissolution qui constitue une partie principale de l'invention, en combinaison avec la pompe de circula- tion, on cherche à obtenir une réduction intégrale de la fibre, de façon à produire une bâte prête à être tra- vaillée à la cuve, n'exigeant aucun traitement supplémen- taire et,pouvant être renvoyée immédiatement dans la fa- brication du papier. On obtient en outre ce résultat que la densité de la bouillie de fibres entièrement ré- duite s'adapte à la densité de la pâte dans la cuve de réduction ou à tout autre point d'apport à la fabrication.
IJinvention comporte donc un arrosage abondant des déchets qui se produisent de façon irrégulière, cet arrosage ayant lieu aux endroits mêmes, ou près des en- droits où les déchets se produisent dans la machine à papier, ainsi que l'accumulation des déchets ainsi humec- tée dans une auge, leur apport continuel à la machine de dissolution qui fait suite à cette auge, et la dissolu- tion proprement dite de la pâte en cycle dans une cuve de déchirage et une pompe rotative.
On peut agencer l'apport des déchets de pa- pier à l'auge collectrice et à la cuve à déhhets, d'une façon particulièrement avantageuse, en montant sur la
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machine à papier, aux endroits où se produisent les plus grandes quantités de déchets, par exemple dans le voisi- nage du lisseur, de l'appareil à rouleaux et de la décou- peuse à rouleaux, un bâti en forme de trémie dont les parois comportent, des interruptions à travers lesquelles les parois intérieures de la trémie-.peuvent être arro- sées avec de l'eau.
De cette façon la langueur de la cuve destinée à contenir les déchets et la longueur de l'appareil de dissolution ne sont plus égales à toute la largeur de la machine à papier et on évite sûrement que des parties des déchets ne tombent à c8té pendant le remplissage.
Cet humectage des déchets a lieu delà façon suivante. Des jets d'eau agissent de chaque c8té de la feuillè de papier.produite et transportent cette feuille vers le bas, dans une direction déterminée et par un mouvement commandé. Les déchets qui se produisent en plusieurs endroits distants les uns des-autres sont re- cueillis dans une aug/re remplie d'eau qui se trouve au- dessous et complètement ramollis. Les dimensions de l'auge sont telles que celle-ci puisse contenir les plus grandes quantités de papier qui se produisent et qui sont.indiquées par l'expérience,et les débiter après trempage en quantités à peu près uniformes.
Le transport continu jusqu'à la machine de dissolution proprement dite a lieu au moyen d'un courant deliquide entrant au début de..la cuve ou au moyen de transporteurs appropriés, le liquide de transport pouvant être une eau résiduelle contenant des fibres ou une eau char- gée de pâte et prélevée à l'opération de dissolution, puis mélangée avec plus ou moins de déchets de papier incomplètement divisés, qui sont obligés de traverser la machine de dissolution encore une fois pour y subir un nouveau traitement.
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La machine de dissolution, qui est généralement montée directement à la suite de l'auge, mais qui peut aussi être installée séparément dans une autre combinai- son, dans ce but ou dans un but analogue, est constituée par un bac ouvert en haut et comportant un arbre de bat- toir excentré par rapport à l'axe longitudinal du c8té de l'entrée et portant des disques de battoir. Ces disques exercent sur le papier ramolli uneaction de déchirage, de battage et de pétrissage, qui peut être facilitéepar des plaques ou organes analogues montées de façon à s'en- gager entre les disques. Le pouvoir dissolvant de la ma- chine est très grand par rapport à ses dimensions, l'ar- bre de battoir agissant constamment sur la matière, qui ne peut pas s'échapper et qui revient toujours à portée d'un disque de battoir ou de ramassage.
Ce fait active. la dissolution de la pâte jusqu'à un haut degré qui, par ailleurs, dépend de la qualité de la matière à dissoudre, c'est à dire de l'intensité de l'encollage et du ramol- lissement antérieur. C'est ainsi qu'avec des papiers peu encollés et avec une bonne trempe préalable on peut dé- jà obtenir une réduction complète des fibres par un court traitement dans la machine, tandis qu'une introduction répétée dans la machine de dissolution est nécessaire pour les papiers bien encollés.
C'est pourquoi, conformément à l'invention, On monte à la suite de l'appareil de dissolution un récipient servant à séparer la pâte entièrement ou, partiellement dissoute. Ce récipient peut être fait d'une seule pièce pour le traitement de papiers déterminés de façon qu'une partie de la pâte séparée puisse être envoyée immédia- tement au point d'utilisation au sortir du récipient, le reste servant à humecter et à transporter le papier ob- tenu. Toutefois, dans la plupart des cass toute la pâte séparée de l'appareil de dissolution devra être encore
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soumise une ou plusieuts fois à l'action dissolvante de l'arbre de battoir. A cet effet, le récipient est fait en deux parties.
La pâte sortant de l'appareil de disso- lution et passant à travers un râteau ou un tamis est renvoyée par une pompe centrifuge qui, de son cote, se- conde énergiquement la dissolution, au début de l'auge, où elle contr&bue à ramollir et à transporter le papier.
Ce n'est que la pâte dissoute sortant de la circulation par un autre râteau plus fin qui est envoyée par une pompe au point d'utilisation.
Dans les dessins annexés, qui représentent un exemple de dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé d'après l'invention :
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un appa- reil de distribution. en
Fig. 2/est un plan,
Fig. 3 représente, en coupe dans la direction du mouvement du papier, l'application de la machine de dissolution à titre d'exemple à une machine à papier, . Fig. 4 est un plan de cette disposition,
Fig. 5 représente un autre exemple d'appli- cation à une machine à papier montée en partie seule- ment sur un souterrain,
Fig. 6 est un plan de cette disposition,
Fig. 7 représente, en coupe dans la direction du mouvement du papier, un mode de construction parti- culièrement avantageux de l'auge de trempe,
Fig. 8 est une coupe de ce dispositif trans- versalement à la direction du mouvement du papier dans le sens longitudinal.
Ainsi que le montrent nettement Figs. 1 et 2, la machine de dissolution conforme à l'invention est cons- tituée par une auge de trempe A remplie d'eau, une cuve
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de déchirage B adaptée à cette auge et une pompe rotati- ve D aspirant hors d'un récipient c1 du coffre collec- teur C, récipient séparé de la cuve par une paroi d'ac- cumulation b3 en forme de rateau ou de tamis. La pâte partiellement dissoute accumulée dans ce récipient c1 est. renvoyée en majeure partie par la pompe D, à tra- vers une tuyauterie d1, à l'auge de trempe A qui est montée sur des supports a1 et dans laquelle elle entre assez uniformément répartie et à une/grande vitesse par des ajutages d2. La pâte se mélange dans cette auge avec la matière en feuilles, qu'elle humecte et qu'elle transporte à la cuve B.
Un arbre d'agitateur a2 portant des bras agitateurs a3 enfonce les feuilles en partie encore volumineuses et sert ainsi à compléter le ra- mollissement. Un tuyau d'arrosage d3 nettoie les bras a3, en enlevant les feuilles qui auraient pu être entrainées vers le haut. Le volet d'accumulation a4 à position réglable, a pour but de retenir les feuil- les qui flottent en haut et de les envoyer aux bras de battoir b2de l'arbre rotatif b1, ainsi que de ré- gler l'accumulation dans l'auge A.
Une assez petite partie de la quantité de pâte transportée par la pompe est envoyée, dans un tuyau à ajutages d4, en vue d'une nouvelle dilution et d'un nouveau transport de la pâte, au point d'in- troduction, où les bras de battoir b2 découpent la matière en feuilles entre les plaques b4 en forme de couteaux. Cela a pour effet d'intensifier sensible- ment le travail de déchirage et de dissolution de la -cuve dans laquelle la matière est maintenue en cir- culation par les bras de battage montés en spirale.
Un rouleau rotatif à brosses ou à picots b5 ou un râcloir à mouvement alternatif b6(fig;5) entrain par
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l'arbre bl de la cuve aumoyen d'une manivelle, servent à maintenir propre la paroi d'accumulation perforée en forme de tamis ou de râteau, et à l'empêcher de s'en- gorger.
Il ne peut donc entrer dans la récipient c1 en avant de la pompe D que les particules de matière déjà partiellement dissoutes qui traversent plusieurs fois la pompe spécialement construite pour une petite hau- teur de refoulement et un grand travail de réduction, et qui sont ainsi broyées uniformémeht. Par suite du court cirduit de la pompe, circuit dans lequel la matiè- re en feuilles absorbe l'humidité de la pâte, celle-ci peut être pressée rapidement et amenée à un degré de siccité quelconque ainsi qu'à une réduction complète des fibres.
Uneautre pompe centrifuge E, commandée par une soupape e2 à flotteur.2 1 aspire la pâte contenue dans un deuxième récipient collecteur ± 2 séparé du ré- cipient c1 par une paroi à tamis ou à déversoir c3, La pompe transporte la pâte entièrement broyée au point d'utilisation au moyen de la tuyauterie e3 en conti- nuant à la dissoudre.
La machine de dissolution en question peut être montée en un endroit quelconque de la fabrication pour le traitement de papier en feuilles, de cellulose, de pâte de bois, etc.,, La matière est envoyée $ l'auge de trempe d'une façon quelconque.
Figs. 3 et 4 servent d'exemple du traitement des déchets d'une machine à papier au moyen de la machi- ne de dissolution en question. Les déchets qui se pro- duisent en d'vers endroits, en partie très éloignés les uns des autres, par exemple par moments au passage dans le gtoupe final, et continuellement dans les découle uses à rouleaux ou les découpeuses en long, représentent, sui- vant la nature de la sorte de papier traitée, une pro- portion plus ou moins grande de la production totale,.
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Lorsqu'il y a beaucoup de déchets, ceux-ci entravent le service de la machine à papier et peuvent accroître con- sidérablement les risques d'incendie, surtout lorsque la machine à papier est commandée électriquement.
Conformément à l'invention, une auge A montée sous la machine à papier et ayant une longueur quelconque sert à contenir les déchets de papier qui tombent et à les transporter à la cuve de déchirage au moyen du courant de pâte entrant dans des ajutages d2. Des tubes d'asper- sion f1 montés à différents endroits mpuillent les dé- chets pendant leur chute. Ces tubes, ainsi que l'auge A, suppriment tout risque d'incendie, ce qui fait que la prime d'assurance est réduite et que les frais de cons- truction peuvent être diminués. Les parois et 2 sont obliques, pour que les déchets transportés par des tu- bes à air ou à aspersion d'eau f2 puissent tomber le long de ces parois. Celles-ci réduisent la longueur de l'auge et ont par conséquent pour:effet d'économiser de la place .
Il est avantageux due la longueur de la cuve de déchirage B ne dépende pas de la largeur de l'auge A, qui règne sur toute la largeur de la machine à papier. La pompe de circulation D et la pompe E peu- vent aussi être montées par exemple au milieu des ré- cipients collecteurs clet c2.
Figs. 5 et 6 représentent, à titre de nouvel exemple du montage de la machine de dissolution, une installation de traitement des déchets d'une machine à papier montée partiellement sur souterrain, Lorsque la place manque, l'auge A peut être remplacée par un trans- porteur à chaînes H ou un transporteur analogue, sans supprimer les avantages de la construction compacte et de l'absence de tout risque d'incendie. Des tubes d'as- persion f3 mouillent le papier et les chaines h1, qui sont par exemple garnies de lattes h4et qui sont mises
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en mouvement par des noix h2 montées sur des arbres h3, transportent à la cuve de déchirage B les déchets qui ont été humectés.
Des équerres 2 servant de racloirs introduisent le papier dans la cuve et un racloir à position réglable h6 sert à retenir les quantités de déchets un peu.. grandes. Des parois inclinées g3per- mettent également dans ce cas de donner une forme com- pacte à l'installation, en amenant au point d'entrée des bras de battoir, au moyen de tubes à soufflage ou à aspersion f4, les déchets qui se produisent à des endroits éloignés.
En figs. 5 et 6 le racloir mobile b6est re- présenté par exemple de façon à être actionné par l'ar- bre de la cuve au moyen d'une manivelle b7fonctionnant dans une coulisse b8.
On peut encore mentionner cet autre avan- tage de l'instalationk, que le transport des feuilles à la main par du personnel de service chargé spécia- lement de ce travail est supprimé. Ce transport est assuré automatiquement et continuellement par les tu- bes à aspersion, la pompe de circulation, la pâte en circulation ou le transporteur à chaines. Les frais de transport, qui sont élevés, sont ainsi supprimés.
D'ailleurs conformément à l'invention, la dissolution elle-même n'exige plus aucun travail manuel, car 1' installation une fois réglée continue à fonctionner automatiquement, Elle compense automatiquement les ir- régularités dans la production ou l'arrivée des dé- chets, vieux papiers, etc.., les volets d'accumulation a4 et h6 retenant la matière de façon qu'elle soit ra- mollie d'une façon plus intense. Le ramollissement in- tense du papier a aussi pour effet de réduire le tra- vail de broyage de la cuve de déchirage, qui exige ainsi peu de farce.
Le travail de dissolution des parcelles de matière les plus petites est assuré par la pompe de circulation, qui fonctionne d'une façon
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uniforme et sûre et qui a en outre l'avantage que sa dépense de force est également minime, parce que la hauteur de refoulement est petite.
Le procédé d'après l'inventiqn a encore l'avan- tage d'assurer un travail de dissolution rapide et de permettre de traiter rapidement la matière à dis- soudre lorsque les sortes et les nuances changent rapidement.
Dans la forme d'exécution des fig. 7 et 8, au- dessus d'une cuve B, dans laquelle .est monté un rotor b1 portant des 'bras de battoir b2, se trouve un bâti A en forme d'entonnoir aboutissant à l'étage de la machine à papier, Les parois transversales 4 et
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les parois loneitudinales ±5 de ce bâti sont inclinées vers l'intérieur du c8té de la cuve B, ce qui fait que cette cuve peut avoir, dans les deux sens, des dimen sions sensiblement plus petites que l'orifice d'entrée des déchets à l'extrémité supérieure de l'entonnoir A.
Pour qu'aucune accumulation ne se produise, lors- que les déchets tombent, sur les parois g4et g5 de l'en- tonnoir, qui sorit aussi inclinées que possible, ces pa- rois comportent, conformément à l'invention, des in- terruptions avantageusement horizontales, à travers lesquelles les parois intérieures de l'entonnoir A peuvent être continuellement rincées avec de l'eau.
De cette façon les déchets de papier qui tombent sont déjà, au moment où ils rencontrent les parois de l'en- tonnoir, saisis par un courant d'eau qui descend et entraînée vers le bas, ce qui les empêche sûrement de rester accrochés aux parois de l'entonnoir.
Dans l'exemple en question, les parois sont fai- tes de façon à être constituées par différentes zones se recouvrant comme des écailles, et au point de re- couvrement de deux zones successives est ménagé, entre les surfaces des parois, un intervalle dans lequel se trouve un tube à aspersion f2. Pratiquement deux
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zones successives des parois peuvent se rejoindre de façon à être reliées entre elles, comme dans l'exemple représenté, par un fer en U ouvert vers le bas et à l'in- térieur duquel le tube à aspersion peut être monté,
La cuve de préparation est reliée latéralement par un trop-plein, par exemple une plaque perforée b3, à un canal d'écoulement c1 dans lequel les déchets pas- sent lorsqu'ils sont suffisamment divisés.
Le reste dela construction peut être semblable aux exemples re- présentés en figs. 1 et 2,3,et 4 ou 5 et 6.
Le procédé décrit ci-dessus pour la dissolution de déchets produits dans la machine à papier, ainsi que les dispositifs décrits pour..sa mise en pratique, peu- vent être appliqués aussi dans le même ordre d'idées à la dissolution de vieux papiers, de chutes de papier, de cellulose, ou de fibre de bois.