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PROCEDE DE TRAITEMENT DE LA LIGNO-OELLULOSE.
La présente invention a trait au traitement thermique auquel on soumet une matière ligno-cellulosique en vue de l'amener à l'état qui convient pour la raffiner et concerne plus particulièrement des perfectionnements apportés au procédé et à l'appareil faisant l'objet des brevets américains délivrés au nom de Asplund sous les numéros 2.008.892 et 2.145.851, tous deux déposés le 19 septembre 1934.
Dans ces brevets est représentée une chambre, ou zone, de traite. ment thermique close, maintenue sous une pression supérieure à celle de l'atmosphère et à une température supérieure à 100 C. à travers laquelle on fait passer la matière ligno-cellulosique à traiter. La matière traitée thermiquement est défibrée ou raffinée dans la même milieu de température et de pression que celui dans lequel elle a été traitée thermiquement.
L'invention vise à remédier aux inconvénients résultant de ce défibrage réalisé dans les conditions de chaleur et de pression en question. Elle a, en outre, pour objet d'enlever la matière traitée thermiquement de la chambre ou zone de chaleur et de pression avant de la soumettre à un traitement supplémentaire, ce qui permet de ré- gler soigneusement les conditions dans lesquelles ladite matière est convertie en fibres ou dans lesquelles ses fibres sont séparées. Un autre objet est d'enlever la matière traitée de la chambre de traite- ment thermique de telle manière que la décharge de la matière traitée
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ne s'accompagne d'aucune perte sensible et continuelle de vapeur d'eau.
Un autre objet est de régler la décharge dans l'atmosphère de la, matière traitée de telle manière que la. matière déchargée émerge sous une forme différente de celle initialement introduite. Un autre objet est d'effectuer cette décharge sous forme de masses filées sous pression, c'est à, dire obtenues par extrudage.
Dans les machines du type Asplund, le bois, ou autre matière ligno-cellulosique, est traité dans des conditions de chaleur et de pression telles que des acides organiques, ou acides de bois, sont engendrés accidentiellement dans la matière traitée comme résultat de la température de décomposition appliquée. De tels acides ont des ef- fets dégradants sur la cellulose que contient la matière. Un autre ob- jet de l'invention est de réduire au minimum les effets dégradants des acides engendrés de ce genre.
Conformément à une caractéristique a.vanta.geuse de l'invention, des réactifs chimiques capables de faire obstacle aux effets dégra- dants diacides de bois engendrés de ce genre sont, ou peuvent être, introduits dans la chambrede traitement thermique de telle manière que les acides en question peuvent être essentiellement neutralisés au moment et au lieu de leur génération.
Une autre caractéristique réside dans le fait que la masse cellulosique traitée thermiquement, dont les lamelles intermédiaires ligneuses ont été ramollies par le traitement thermique, est déchargée dans l'atmosphère, de préférence après qu'une certaine proportion de son humidité résiduelle, telle que la vapeur d'eau condensée, en a été retirée, et que la, dite masse a été mise à, même de se refroidir de la température élevée maintenue dans la chambre de chauffage sous pression jusqu'à un point qui, tout en étant inférieur à la température de cette chambre, est supérieur à la température à laquelle les incrustants ou la matière ligneuse des fibres traitées thermiquement subissent une solidification apprécia- ble.
Le traitement thermique semble en quelque sorte modifier les substances incrustantes de manière que leur état ramolli persiste ou se poursuive après que la matière a été enlevée de la zone de chauf- fage. Dans cet état, la masse est raffinée à une température inférieu-
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re à celle régnant dans la chambre de traitement.
Une autre caractéristique avantageuse découle des détails de construction grâce auxquels ,la pâte traitée thermiquement est déchar- gée à l'état filé sous pression. Ceci a pour effet de désagréger les copeaux ou autres formes particulaires qu'affecte la matière cellulo- sique introduite dans la chambre de chauffage sous pression. Une au- tre caractéristique avantageuse réside dans la production d'une pâte, dont la consistance est élevée et soigneusement réglée (faible te- neuf en humidité), ce qui permet d'effectuer le raffinage ou défibra- ge sur une matière de consistance élevée.
Une autre caractéristique avantageuse est que, en raison du fait que la pâte conditionnée ou traitée thermiquement mais non défibrée est déchargée dans l'atmos- phère, il suffit, pour certains types de pâte, de faire usage d'une seule station de raffinage au lieu d'être obligé d'appliquer le raf- finage habituel qui fait suite à la station de défibrage actuelle- ment nécessaire lorsque le défibrage et le conditionnement thermique sont effectués dans un milieu unitaire de chaleur et de pression.
Selon une autre caractéristique de l'invention, il est fait usa- ge, pour décharger la matière conditionnée ou traitée thermiquement, hors de la chambre de traitement thermique, d'un nouveau dispositif de décharge à vis de refoulement. Dans ce dispositif, des perfora- tions ou ouvertures sont prévues dans la paroi périphérique de la boite renfermant le dispositif, pour permettre au liquide de s'écou- ler par drainage ou d'âtre exprimé à travers ces ouvertures. Ces per- forations ou ouvertures tendent à s'obstruer par la matière cellulo- sique et, conformément à une autre caractéristique de l'invention, un dispositif automatique: est prévu pour les maintenir propres et dé- gagées, ou dans un état tel qu'elles ne font pas obstacle au passage du liquide à travers elles.
L'extrémité de sortie ou de décharge du dispositif déchargeur à vis de refoulement est pourvue d'un obtura- teur à orifice de filage réglable, et une autre caractéristique rési- de dans les détails de construction de cet obturateur ainsi que dans l'application d'un dispositifde poussée réglable servant à régir le mouvement de l'obturateur à partir de la position d'obturation jus- qu'à un degré d'ouverture déterminé de l'orifice de filage, ou réci-
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proquement, par rapport à l'ouverture de sortie du dispositif de dé- charge à vis de refoulement.
D'autres buts et caractéristiques aavantageux de l'invention se- ront mis en évidence au cours de la description qui suit.
Bien que le présent appareil soit capable de conditionner et de raffiner de nombreux genres et types de ligne-cellulose, il a. été conçu en vue de l'utilisation du bois à titre de matière première.
Lorsque le bois est utilisé, on le soumet habituellement à l'action d'une machine à débiter le bois en rognures ou gros copeaux. Ces ro- gnures sont alors introduites dans la chambre de chauffage sous pres- sion par une opération consistant à les comprimer sous forme d'un bouchon ou boudin essentiellement continu. Les rognures ou copeaux traités thermiquement sont ensuite dilatés et rendus plus ou moins duveteux. Si le bois ainsi conditionné a été traité de telle sorte que les rognures qui constituent la forme sous laquelle le bois a été initialement introduit sont désagrégées avant d'être raffinées, le raffinage se trouve facilité. En fait, on constate que le raffi- nage est rendu plus facile si le bois traité thermiquement est trans- féré au raffineur après avoir été filé sous pression.
L'extrudage du bois traité tend aussi à briser les fragmenta ou éclats longs et minces que les rognures sont susceptibles de contenir, et ceci con- tribue à éviter la présence de tels fragments dans la pâte défibrée finale.
Cet extrudage s'effectue dans le dispositif de décharge à vis et son caractère est régi par un obturateur conique prévu à l'orifi- ce de sortie de ce dispositif. Cet obturateur présente sur sa face des dents,nervures ou ailettes qui, au cours de la rotation dudit obturateur, entrent en contact avec le bois en cours de décharge.
Toutefois, indépendamment de sa rotation,l'obturateur est monté de manière à pouvoir être rapproché ou éloigné de l'orifice de sortie du dispositif de décharge, dans le but de régir les caractéristiques des portions filées ou d'obturer complètement cet orifice dans le cas où une interruption du fonctionnement serait envisagée ou pour quel- qu'autre raison. Ce mouvement de l'obturateur est commandé par un dispositif exerçant une poussée sur cet organe. Grce à cet obtura- teur, il est possible d'isoler l'orifice de décharge de la chambre
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de traitement thermique, de telle sorte qu'il ne s'effectue pour ainsi dire aucune perte de vapeur sous forme de fuites hors de cette chambre et que, par conséquent, une économie importante est réalisée dans la consommation de vapeur de cette chambre.
Alors que les machi- nes du type à milieu unitaire consomment une quantité de vapeur at- teignant une tonne par tonne de matière introduite,cette consommation est réduite approximatiment de moitié par l'application de l'inven- tion.
L'enlèvement de l'humidité résiduelle de la pâte traitée thermi- quement par le dispositif de décharge à vis est spécialement impor- tant lorsque la matière ligno-cellulosique a été traitée thermique- ment à un état non submergé dans un milieu gazeux, par opposition à son traitement à l'état submergé dans une liqueur de digestion. Ceci est dû. au fait que, dans la pâte ou matière traitée thermiquement, ceux des éléments normalement solubles dans l'eau, que contient la ligno-cellulose, qui ont été dissous,sont présents dans la solution sous forme de globules ou petites particules d'eau emprisonnés qui sont principalement soit adsorbés, soit absorbés par la pâte.
En d'autres termes, les particules d'eau ne sont pas mobiles comme elles le sont dans une position plus ou moins statique ou fixe à l'inté- rieur de la pâte, de sorte que les impuretés de ces particules ten- dent à faire subir à la pâte une nouvelle diminution de sa qualité au moins en raison du fait que.des constituants de couleur lui sont de nouveau communiqués. Une élimination prompte d'une telle solution est par conséquent avantageuse.
Le dispositif d'alimentation à vis de refoulement et le disposi- tif de décharge à vis de refoulement et de filage fonctionnent tous deux continuellement, au lieu du mode intermittent d'alimentation et de décharge dans l'atmosphère, appliqué jusqu'à ce jour. Il en ré- sulte que le fonctionnement de la présente machine est plus régulier, que sa demande de force motrice est uniformisée par la suppression des pointes et dépressions alternantes et que la matière ligno-cellulos.- que est traitée plus uniformément.
Le raffinage de la pâte s'effectue à la pression atmosphérique et à une température inférieure à 100 0. La température préférée est
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de l'ordre d'environ 93 C à 79 C, l'échelle pratique comprenant les températures auxquelles les incrustants des fibres ou agents de con- tamination ne sont pas solidifiés à un degré appréciable. Par le ré- glage de la pâte conditionnée telle qu'elle est fournie au raffi- neur, un contrôle soigneux de la consistance de la pâte peut être exercé pendant son raffinage ou défibrage. Plus la consistance est élevée et plus la pâte raffinée est homogène, outre que la propor- tion de fibres cellulosiques ayant été accidentellement raccourcies de manière indésirable est réduite au minimum.
La consistance préfé- rée est de l'ordre de 90% d'eau oumême moins, quoiqu'on puisse faire usage de la quantité d'eau normalement nécessa,ire, selon le raffi- neur utilisé, par exemple jusqu'à 98%. Le fait que le raffineur est alimenté d'une pâte conditionnée et filée en combinaison avec les facteurs de réglage et de contrôle sus-mentionnés se traduit par une diminution importante de la force motrice absorbée par le raffineur, sans tenir compte du fait que celui-ci fournit une pâte défibrée su- périeure. En fait, ce procédé permet de réaliser un raffinage si par- . fait que, dans certains cas, on peut se dispenser d'un raffinage se- condaire.
Non seulement ce procédé de raffinage permet de régler la consistance de la pâte, mais des adjuvants et agents d'addition peu- vent être fournis de façon qu'ils soient présents avant ou pendant le raffinage, de tels agents comprenant, entre autres, des matières asphaltiques, bitumineuses ou autres substances propres à, revêtir les fibres, celles-ci pouvant aussi comprendre des agents d'encollage ou des agents de protection contre l'inflammation;, la pourriture sè- che, le mildiou, etc..
Lorsqu'une matière ligno-cellulosique est soumise à. une tempé- rature suffisamment élevée pour effectuer la décomposition de quel- ques uns de ses constituants, certains acides organiques, dits "aci- des de bois" prennent naissance, entre autres l'acide acétique, l'aci. de formique, l'acide pyroligneux, etc...Cas acides ont a,u moins deux effets fâcheux, à savoir: 1) ils provoquent une dégradation de la cellulose; 2) ils font obstacle au conditionnement des incrustants non cellulosiques, tels que pectines, pentoses, cires, etc.., en rai- son du fait qu'ils occasionnent une condition acide dans la ligno- cellulose..
Ceci empêche, ou au moins diminue sérieusement, la saponi-
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fication, l'émulsionnement ou autre processus de solubilisation des incrustants, qui doit précéder leur élimination finale des fibres de cellulose. Il importe par conséquent que ces acides soient neutrali- sés en substance au fur et à mesure qu'ils prennent naissance et au lieu ou point de leur génération, afin qu'ils soient mis hors d'état d'exercer leur effet préjudiciable au fur et à mesure qu'ils prennent naissance.
Ce résultat est réalisé dans la mise en pratique de l'in- vention, en assurant la présence dans la ligno-cellulose, pendant le temps qu'elle subit une décomposition, d'un agent tel qu'un alcali ou base chimique, en quantité et concentration telles que cet agent neutralise les acides organiques en question à mesure qu'ils sont en- gendrés, de sorte qu'ils sont mis hors d'état d'exercer leurs effets nuisibles,* ou, en d'autres termes, qu'il ne s'effectue pour ainsi di- re aucune inhibition ou ralentissement de la solubilisation des in- crustants qui doivent être éliminés par le traitement thermique et le traitement de défibrage dans le but d'assurer la pureté du produit de cellulose final.
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Certains usages de la pâte cellulosique raffinée exigent que les fibres cellulosiques comportent, à l'état séché sur elles, sensi- blement tous les éléments solubles dans l'eau de la ligno-cellulose.
Lorsque l'appareil de cette invention devra servir à préparer une telle pâte, on n'y utilisera pas de produits chimiques neutrali- sants parce que le plein effet des acides de bois engendrés doit dans ce cas être mis à profit pour empêcher la solubilisation des incrus- tants. Au contraire, si l'on envisage d'éliminer une quantité appré- ciable de ces incrustants, de façon qu'ils n'apparaissent pas dans la pâte cellulosique qui constitue le produit final, il conviendra de faire usage de produits chimiques neutralisants, alcalins ou basiques.
Il importe que le réactif ou composé chimique utilisé pour neu- traliser les acides organiques engendrés convertissent promptement ces acides en produits de réaction qui sont inertes ou sans action préjudiciable sur la cellulose que contient la ligno-cellulose traitée thermiquement, Il faut par conséquent que l'agent chimique neutrali- sant possède des caractéristiques de neutralisation des acides, c'est à dire qu'il soit une base ou un alcali ou composé alcalin donnant
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naissance à une base. La soude caustique est le réactif neutrali- sant préféré. Il convient que le réactif soit soluble dans l'eau, au moins dans une mesure importante, afin de faciliter son introduction dans la chambre de traitement thermique close.
Parmi les réactifs de ce genre, on citera les hydrates et car- bonates de sodium, d'ammonium, de calcium et de magnésium; les sul- fites de sodium et d'ammonium; et les sulfures de sodium. Les hy- drates et carbonates de calcium et de magnésium sont toutefois rela- tivement moins solubles et l'on devra en tenir compte dans le calcul des quantités à appliquer. En se basant sur les réactifs neutrali- sants facilement solubles, tels que la soude caustique ou le carbo- nate de sodium, on pourra avantageusement utiliser, pour la neutra- et lisation, environ 1% à 3% de réactif (tel qu'il est acheté/avant dissolution) par rapport à la ligno-cellulose calculée à sec.
Plus particulièrement, on appliquera avantageusement, sur cette base des poids secs, environ une partie en poids de réactif pour cent parties en poids de ligno-cellulose admise à passer par minute à travers la zone de traitement thermique. Si la, durée du traitement thermique est moindre qu'une minute, la proportion de réactif devra être modifiée en conséquence.
L'invention est illustrée sur les dessins annexés qui en repré- sentent la, forme de réalisation actuellement préférée, mais il doit être bien entendu que ces dessins ont seulement pour objet de faire comprendre l'invention et n'ont aucun caractère limitatif, étant don- né que des modifications peuvent évidemment êtreapportées à la dis- position et aux détails de la construction sans sortir du cadre et de l'esprit de l'invention.
Sur ces dessins: Fig.l est une vue en plan de l'appareil, certaines parois étant supposées partiellement brisées pour exposer une partie de la vis d'alimentation et de la vis de décharge.
Fig.2 est une vue de coté par la ligne 2-2 de figure 1, certai- nes portions de paroi étant supposées brisées pour exposer une par- tie de la vis d'alimentation.
Fig.3 est une vue de côté par la ligne 3-3 de la fig.2, certai-
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taines portions de paroi étant supposées brisées pour exposer des parties du dispositif de décharge à vis,
Fig. 4 est une vue de détail, partiellement coupée et à grande 6chelle, d'une portion du mécanisme de décharge,
Fig.4a est une autre vue de détail partielle à grande échelle d'une portion de la figure 4,
Figs 5 et 6 sont des vues de détail partielles à grande échelle des dispositifs à vis d'alimentation et de décharge, respectivement, Fig.7 est une coupe transversale par la ligne 7-7 (fig. 5) et une coupe transversale équivalente de la figure 6, Fig.8 est une coupe transversale par la ligne 8-8 (fig.5) et une coupe transversale équivalente de la figure 6,
Fig.
9 est une coupe transversale par la ligne 9-9 (fig.6).
DESCRIPTION GENERALE DE L'APPAREIL.
La matière cellulosique utilisée comme matière première, par exemple du bois sous forme de gros copeaux ou rognures, pénètre dans l'appareil de traitement par l'intermédiaire d'une trémie d'en- trée ou collecteur I, d'où elle passe dans une unité ou section à vis d'alimentation F, qui comprime les copeaux sous forme d'un bou- din de matière qui est contraint à se visser continuellement dans une chambre de traitement thermique à vapeur à haute pression, T, cette chambre comprenant elle-même une section horizontale H dans laquelle le boudin est désagrégé, ou la matière déliée et rendue duveteuse par la chaleur et l'humidité auxquelles elle est soumise, ainsi que conditionnée par l'addition de certains agents chimiques dont il sera question plus loin,
et une section verticale V débou- chant dans la portion réceptrice d'une unité ou section de décharge à vis D communiquant avec une unité de commande de décharge et de réception P, pourvue d'une tuyauterie d'échappement 0 s'étendant vers le haut et d'une tuyauterie de décharge K s'étendant vers le bas et aboutissant à une unité de raffineur à disques rotatifs, R, dans laquelle s'effectue le défibrage de la matière.
Dans son passage à l'intérieur de la section de décharge à vis D, la matière traitée est de nouveau comprimée, en marne temps qu' elle est projetée et filée sous pression contre et à travers un ob-
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turateur rotatif G contrôlant la décharge. En étant ainsi filé sous pression à travers une ouverture ou conduit annulaire A, de forme évasée ou allant en s'élargissant, le boudin de matière comprimée est de nouveau subdivisé ou désagrégé en petites lanières ou cordons qui descendent dans l'unité de raffinage R.
La section horizontale E de la chambre de traitement thermique T est pourvue de deux tuyauteries d'admission Sl et S2, permettant l'introduction de vapeur à haute pression, et, le cas échéant, d'une tuyauterie d'admission 0, permettant l'introduction d'un agent de neutralisation chimique propre à empêcher la dégradation (selon qu' il peut être désirable).
L'appareil est monté sur dos fondations convenables, indiquées comme comprenant une fondation F12 pour l'unité ou section d'alimen- tation à vis et une fondation Dl pour l'unité de décharge à vis D.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'APPAREIL. a) Section d'alimentation à vis F.
La, section F comprend un organe à vis d'alimentation 10 compor- tant une vis proprement dite ou portion intérieure 11 et une portion d'arbre extérieure 12. La vis proprement dite comprend un corps rec- tiligne 13 et une portion intérieure conique à extrémité libre 14.
Elle est entourée par un boîtier 15 dans laquelle elle travaille et qui présente des trous ou perforations de drainage 16. Ce boitier comporte une embase 17 comportant une cuvette de drainage 18 desti- née à recevoir l'eau ou l'humidité exprimée du boudin de matière en cours de compression par la vis, la cuvette 18 étant pourvue d'une tuyauterie de vidange d'eau de drainage 19. L'arbre 12 est monté à rotation dans deux paliers à galets 20 et 21 et comporte un palier de butée à galets 22 servant à absorber la poussée qui réagit sur la vis lorsque celle-ci comprime la matière sous forme d'un boudin.
L'arbre 12 porte, calé. sur son extrémité libre, un grand pignon de transmission 23 recevant de l'énergie motrice d'un organe, représen- té sous forme d'un petit pignon 24, faisant partie d'une unité motri- , ce à réduction de vitesse.
En conformité avec la forme de la vis d'alimentation le boitier 15 comporte une portion de corps rectiligne 26 présentant une ouver-
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ture d'alimentation supérieure 27 et avec cette portion est assemblée à l'aide de brides, une portion de col ou tubulaire conique 28 qui entoure la portion extrême conique de la vis., Le boudin de matière comprimée est refoulé par la vis hors de l'extrémité du boitier dans un organe distributeur cylindrique creux 29 qui est assemblé à l'aide de brides, à ses extrémités, avec l'extrémité rétrécie de la portion conique du boitier, d'une part, et avec une portion à bride 30 de la section de traitement thermique T.
La portion conique 28 du boitier et l'organe distributeur 29 sont pourvus de cannelures lon- gitudinales intérieures 31 présentant des faces radiales longitudi- nales @ 32 dont le rôle est de réduire au minimum la rota- tion en bloc du boudin de matière comprimée. Ces faces 32 sont, de préférence, garnies de lames d'usure rapportées de façon amovible ou remplaéable 33, en une matière convenable telle que l'acier trem- pé. En empêchant le boudin de tourner avec la vis on provoque le frottement ou une action de pétrissage ou de lente agitation des particules ligno-cellulosiques entre elles, de sorte que les rognu- res ou copeaux de ligno-cellulose ont tendance à se briser.
La sec- tion de boitier 28 est composée de deux coquilles longitudinales sy- métriques qui sont boulonnées entre elles, en 28a (fig.7 et 8). Il en est de même de l'organe distributeur 29. b) Section de traitement thermique T.
La ligno-cellulose ou matière première ayant été convertie par compression en un boudin dans la section à vis d'alimentation F pas- se de cette section dans un organe tubulaire horizontal plus large, 34, assemblé à l'aide de brides au tube distributeur 29 et constitu- ant la position initiale de la section T. Une portion 35 de la paroi du tube 34 est bombée ou déprimée vers le haut et vers l'extérieur et pourvue de tuyauteries a robinets de commande S1 et S2 permettant l'introduction de vapeur d'eau à haute pression en vue du chauffage de la section de traitement thermique T. La vapeur est de préférence saturée et constitue dans ladite section une masse ou atmosphère ga- zeuse qui est à la température de ramollissement de la lignine mais qui ne risque pas de brûler ou de dégrader la cellulose.
Entre les deux tuyauteries à vapeur est disposée une tuyauterie à robinet de
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commande C permettant l'introduction d'un agent de neutralisation chimique dans la matière à traiter thermiquement. Il est désirable que cet agent entre en contact avec la matière traitée à un état fi- nement divisé, et c'est pourquoi on a indiqué en 36 un dispositif pulvérisateur auquel le fluide pulvérisateur sous pression est admis par un tuyau à robinet 37, l'agent chimique étant admis par un tuyau à robinet 38. Le large tube 34 est assemblé à l'aide de brides avec une tubulure latérale horizontale 39 faisant partie d'une tube vertical 40 dont le diamètre est plus grand que celui de la tubulure 39 afin d'assurer l'espace d'expansion nécessaire pour la matière traitée.
Le tuba 40 est pourvu d'une bride supérieure 41 à laquelle estassujetti un couvercle 42. La bride inférieure du tube vertical 40 est assujettie par des boulons à la bride supérieure d'un tube de remplissage 43, qui est lui-même assemblé à l'aide de brides avec la portion d'admission de la section de décharge à vis D. La matière cellulosique initiale est traités dans la section T à l'état non sub- margé sous une pression plus élevée que l'atmosphère. c) Section de décharge à vis D.
La matière traitée thermiquement et déliée passe dans la portion d'admission ou réceptrice 44 d'un boitier 45 enveloppant une partie de la vis de décharge 46, comprenant la. vis proprement dite ou por- tion extrême intérieure, 47, et un arbre ou portion extrême extérieu- re, 47a. L'arbre 47a est monté à rotation da,ns un palier 49 comprenant daux roulements à galets 50 et 61 et un roulement de butée 52. Il por- te, calé sur son extrémité extérieure libre, un pignon 53 recevant sa commande d'un dispositif indiqué en 54.
Le boîtier 45 est pourvu d'une embase 55 et le palier est pourvu d'une embase 56, ces deux embases étant montées sur la fondation D1, Le palier 49 et le boîtier 45 sont solidarisés par des liaisons à. boulons et écrous d'entretoiser:lent 4,sa, prévues de part et d'autre.
Le boîtier 45 comprend une portion tubulaire 57 assemblée à l'ai- de de brides avec le, portion réceptrice 44 et à l'intérieur de laquel- le la matière est soumise à une nouvelle compression ayant pour effet d'expulser le liquide ou l'humidité (tel que la vapeur condensée, avec ou sans agent chimique) par des trous de drainage 58 prévus à la
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base de la portion tubulaire 57, dans laquelle est fixée une chemise ou cylindre d'acier trempé 57a. Cette portion tubulaire 57 du boi- tier 45 pourra donc être également appelée ci-après "section de drai- nage". En tournant, la vis de décharge 46 refoule la matière dans et le long d'une portion distributrice tubulaire conique 59 qui est assemblée à l'aide de brides avec la portion tubulaire 57 et dans laquelle pénètre une portion conique à extrémité libre ou corne 60 de la vis 47.
La section 59 présente intérieurement des faces longi- tudinales 32 et des lames rapportées 33 du même genre et jouant le même rôle que les éléments de même désignation des portions 28 et 29 de la figure 6 (voir figure 8).
L'unité de régulation et de réception P du mécanisme de déchar- ge est assemblée à l'aide de brides avec la section distributrice conique 59 et comprend un boitier 62 pourvu d'une tubulure à bride 63 s'étendant vers le haut, en vue d'une communication avec l'atmos- phère, et d'une tubulure à bride 64 s'étendant vers le bas et ser- vant à transférer la matière filée sous pression au raffineur ou broyeur R qui effectue la séparation des fibres cellulosiques.
L'unité réceptrice P comprend, en outre, l'obturateur ou organe de butée flexible susmentionné G, présentant des rainures radiales E tournées vers la matière qui est refoulée vers elle par la vis de dé- charge. L'obturateur G est fixé à un arbre 66 monté à rotation dans une douille 67 et comporte une butée à galets 68 à l'extrémité inté- rieure de ladite douille 67 et un roulement de guidage à galets 69 à l'extrémité extérieure de cette douille, la dite douille étant dé- plaçable axialement, quoique incapable de tourner dans le boitier 62, et étant pourvue, à son extrémité intérieure, d'une face exté- rieure conique 70 qui ressemble à une face de soupape et qui est des- tinée à entrer en contact avec une face conique intérieure correspon- dante 71, analogue à un siège de soupape.
La douille 67 est guidée longitudinalement par une portion de moyeu ou de support intérieure 72, combinée avec une boite à garni- ture 72a, et par une portion de moyeu ou de support extérieure 73, combinée avec une boite à garniture 73a, les deux portions de sup- port constituant, en fait, une partie du boitier 62. Sur l'extrémité
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extérieure 74 de l'arbre 66 est calé un pignon 75 recevant sa comman- de d'un mécanisme moteur indiqué en 76.
Le boitier 62 comporte une section ou chambre de réception 77 qui est soumise à, la pression atmosphérique et par l'intermédiaire de laquelle la matière filée sous pression est refoulée de haut en bas vers le raffineur, pendant que les vapeurs s'élèvent et s'échap- pent par l'évent. Un assemblage à brides relie à cette section 77 une-section cylindrique 78 dans laquelle coulisse un piston ou plon- geur 79 monté sur la douille 67 et butant contre un épaulement 80 de cette douille de telle sorte que la pression de la vapeur d'eau ou autre fluide agissant sur la face extérieure 81 du piston produit une force de poussée ou réaction grâce à laquelle l'obturateur G offre un degré désiré de résistance ou de contre-pression à la ma- tière en train d'être refoulée et déchargée contre lui.
La grandeur de cette réaction peut être réglée par le réglage de la quantité de vapeur admise au cylindre 78, par exemple par un tuyau 82 pourvu d'un robinet de régulation 83. Le cylindre 78 est garni intérieure- ment d'une chemise en acier 78a.
En vue du guidage longitudinal, la douille 67 présente une rai- nure longitudinale extérieure 67a, dans laquelle est engagée libre- ment une goupille transversale 67b dont le rôle est aussi d'empêcher la rotation de la douille, cette goupille étant solidaire de la por- tion de support extérieure 73 avec laquelle elle est assemblée par un pas de vis en 67c.
Pour éviter le risque d'obstruction des trous de drainage 58 de la portion de boîtier tubulaire 57 par de la matière refoulée dans cette portion, on a prévu un dispositif de dégagement à mouvement de monte et baisse 84 comportant une rangée de doigts ou poussoirs 85 qui coïncident avec les trous de drainage; le mouvement alterna- tif communiqué à ce dispositif a pour effet que les poussoirs 85 s'engageant dans les trous 58 et s'en dégagent, alternativement,pour empêcher tout engorgement de ces trous.
Le dispositif 84 comprend un corps horizontal 86 sur lequel sont montés ou fixés les poussoirs 85, deux tiges-poussoirs vertica- les parallèles 87, 88, aux extrémités supérieures desquelles est as-
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sujetti rigidement le corps 86 et une crosse 89 fixée rigidement aux extrémités inférieures des tiges 87-88. Le dispositif 84 reçoit son mouvement de monte et baisse d'une bielle 90 commandée par un excentrique 91 actionné par,un ensemble moteur-réducteur 92.
Les tiges 87,88 sont guidées à leur extrémité supérieure par des boites à garniture 93 et 94 prévues au fond d'une chambre 97 représentée par une chemise partielle 97a entourant la moitié inférieure de la portion de boitier tubulaire 57 enveloppant le corps 86 du dispositif 84, cette chemise recevant le liquide de drainage expulsé par les trous 58 hors de la matière à pàte. Un bâti ou console 98 rendu soli- daire ou faisant partie de la chemise partielle 97a qui recueille le liquide exprimé et situé au-dessous de cette chemise porte les guides inférieurs 95, 96 des tiges-poussoirs 87, 88. Un tuyau 99 est prévu au fond de la chambre 97 pour l'évacuation de ce liquide.
A son extrémité intérieure (fig.4a), l'arbre 66 tourne dans une boite à garniture 100 comprenant une douille 101 vissée dans un élar- gissement 102 de la douille 67 et un presse-garniture 103, lui-même vissé dans la douille 101 et retenant la garniture d'étanchéité 104 à l'intérieur de cette douille. L'arbre 66 présente un prolongement extrême fileté 105 sur lequel se visse l'obturateur G, qui est pour- vu d'un rebord cylindrique 106 se logeant dans une rainure annulaire 107 aménagée entre la douille 101 et un second élargissement extrême 108 de la douille 67.
Le raffineur R recevant la matière filée sous pression et refor- mée qui émerge de la tubulure ou conduit de décharge K peut être du type Jordan ou d'un autre type dans lequel, par exemple, la matière passe par l'intervalle étroit L ménagé entre un disque de raffineur fixe R1 et un disque de raffineur rotatif R2.
109 désigne un indicateur électrique du pH de la matière en cours de traitement. On a représenté cet indicateur'comme travaillant dans le conduit K, mais il pourra, dans certains cas, être plus avantageux de le placer sur la tubulure d'évacuation du raffineur ou en quelque lieu convenable de la section de traitement thermique T. En observant cet indicateur l'opérateur est mis à même de régler le pH par l'ap- port réglé d'un alcali ou autre agent de neutralisation chimique, in-
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troduit par exemple par le tuyau C. Ceci permet d'élever et de main- tenir le pH à une valeur de 7, par exemple, ou plus élevée, par la neutralisation réglée des acides engendrés dans la pâte sous l'in- fluence des conditions du tra.itement thermique.
Ces acides sont ainsi neutralisés au lieu même où ils prennent naissance et avant qu'ils aient eu la possibilité d'avoir une action défavora.ble sur les carac- téristiques de la matière en coursde traitement, par exemple par in- tensification de sa couleur.
A Inachèvement de son traitement thermique dans la. section T, la matière est filée sous pression hors de ladite section en surmon- tant une contre-pression réglée, de telle sorte que, après son passa- ge ou mouvement tourbillonnant autour du bout d'arbre ou corne 60, la matière traitée et recomprimée émerge de l'intervalle annulaire évasé A sous forme de portions subdivisées ou de morceaux de bande- lettes étroites qui descendent dans le raffineur R. La matière ainsi filée émerge sous forme d'un courant évasé dont le diamètre est aussi grand que la partie la plus large de la cavité du boitier 57.
La matière ayant quitté la section de traitement thermique T peut être additionnée d'adjuvants chimiques ou substances modifica- trices convenables, introduits par exemple par un tuyau d'admission 110, dans le but de revêtir ou de soumettre à. quelque autre traite- ment désiré les fibres de la matière. C'est ainsi que des substances peuvent être ajoutées pour des buts d'encollage, de coloration, de protection contre l'inflammation, de protection contre la pourriture sèche et le mildiou, ou à, titre de charge.
La matière peut ainsi être réglée de façon qu'elle atteigne le raffineur R avec toute consistance désirée puisque son humidité a été exprimée au cours d'une nouvelle compression dans la section D2du dispositif de décharge à vie. Elle peut alors être de nouveau humec- tée d'eau,suivant qu'il peut être désirable, par exemple à l'aide du tuyau 110. Avec une matière de consistance'élevée on peut faire tra- vailler le raffineur avec un intervalle relativement grand entre les disques R1 et R2,
ce qui a pour effet que ce sont les forces inté- rieures de la matière plut8t que l'action d'arrachage directe des
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disques qui sont mises à profit pour effectuer le défibrage de la matière avec le minimum de rupture des fibres et la réduction au minimum de la force motrice exigée pour le fonctionnement du raffi- neur.
La présente invention 'offre ainsi un procédé et un appareil permettant d'effectuer le traitement d'une masse de matière cellulo- sique fibreuse à l'état non submergé, sous une pression supérieure à l'atmosphère et aux températures de ramollissement de la lignine, l'alimentation et la décharge se faisant d'une manière continue. La matière traitée est alors transférée à une station de raffinage des fibres dans des conditions facilement réglables. Pendant le traite- ment thermique, les acides de bois engendrés dans la matière peuvent être neutralisés de telle sorte qu'on obtient à volonté une pâte neutre ou une pâte alcaline.
EMI17.1
R E V E N D.1 0 A T I o N s ----------------------------------
1. Le procédé continu de traitement d'une matière ligno-cellu- losique en vue d'en obtenir une pulpe fibreuse, qui consiste à intro- duire cette matière dans une chambre close, à y soumettre la matière à une pression supérieure à la pression atmosphérique et à une tem- pérature supérieure à 100 C, en présence d'humidité, pendant un temps suffisant @ pour ramollir les incrustations liantes de ces fibres, et à convertir en fibres la dite matière, le procédé étant caractérisé par le fait que la matière chauffée, avant d'être trans- formée en fibres, est déchargée de la chambre par extrudage.