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TOUR D'EXTRACTION POUR MATIERES VEGETALES A L'ETAT DE DIVISION.
L'invention Concerne une tour d'extraction pour matières vé- gétales à l'état de divisions notamment les betteraves sucrières.
La tour selon l'invention est construite de façon à assurer un avancement extrêmement Uniforme de la matière traitée sur toute la sec- tion de la tour, évitant ainsi les inclusions d'air -nuisibles dans la mas- se. Dans la tour établie selon l'invention l'opération d'extraction n'est pas semblable à celle qui a lieu dans les installations à fonctionnement continu connues à ce jourmais est similaire au fonctionnement continu d'une batterie de diffuseurs et présente, comme caractéristique essentiel- le, l'avantage d'une construction extrêmement simple, qui ne nécessite que la moitié des matériaux requis jusqu'à présent,, ce qui réduit le.coût de la construction, tout en ne nécessitant qu'une seule commande principale.
De plus., cet appareil continu permet pour la première fois de traiter des matières brutes, par exemple les fragments (ou cossettes) froids de végétaux, directement dans l'appareil, la chaleur étant fournie par des moyens appropriés prévus dans le mécanisme. Par contre, les mé- canismes continus antérieurs, destinés au même but, exigeaient des appa- reils de chauffage compliquéspour le réchauffage des matières fragmentées, afin d'alimenter l'appareillage en matières portées à la température né- cessaire pour le procédé d'extraction.
L'invention consiste à établir une tour d'extraction compor- tant à son extrémité supérieure une entrée pour l'eau fraîche et à son ex- trémité inférieure une sortie pour le- jus d'extraction, cette tour encla- vant une vis sans fin d'extraction qui occupe la section de cette tour et sert à transporter les matières de bas en haut, le diamètre de l'arbre de la vis sans fin ou hélice étant égal à un tiers environ du diamètre de la tour, et la vis sans fin enroulée sur cet arbre ayant un pas de 1: 3 tout au plus.
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L'arbre de la vis sans fin a de préférence la forme d'un tu- be central à extrémité inférieure fermée, et qui peut .présenter une forme conique, tube par lequel la matière est introduite directement dans le com- partiment d'extraction contenant la vis sans fin précitée. Ce tube peut également servir comme compartiment pour le traitement préalable de la ma- tière, laquelle est introduite dans ce tube soit par en-dessus, soit par en-dessous, afin d'allonger le trajet de diffusion.
De plus, il est également avantageux de disposer dans le tu- be central un convoyeur d'alimentation hélicoïdal ou une vis sans fin, qui transporte la matièrè vers le bas et dont l'extrémité inférieure communique, par des organes d'inversion convenables, avec l'extrémité inférieure de la vis sans fin, laquelle transporte les matières de bas en haut.
Il est particulièrement avantageux d'utiliser le tube cen- tral comme un arbre sur lequel tourne le convoyeur ou la vis sans fin d'extraction et de prévoir un mécanisme de commande à l'extrémité supérieu- re de ce convoyeur au-dessus du sommet de la tour, tandis que le convoyeur d'alimentation tourne autour de son propre axe et est muni d'un mécanisme de commande séparé, relié à son extrémité inférieure qui ressort au-dessous de la tour.
Cette dernière construction offre l'avantage que la vitesse de rotation du convoyeur d'alimentation pour la matière brute peut être réglée selon les circonstances, de sorte que celui-ci peut servir d'héli- ce doseuse pour cette matièreo
Il est également avantageux d'interrompre la continuité de l'hélice par intervalles, en déterminant ainsi des bords de poussée ra- diaux se recouvrant mutuellement à la manière de tuiles, tout en laissant un intervalle de quelque 10 mm aux points de"recouvrement, pour permettre le passage du jus brut. Ainsi, le trajet du jus peut être raccourci et la résistance à l'écoulement peut être réduite ; de plus, on peut prévoir des éléments retardateurs fixes pour ralentir l'écoulement de la matière à l'état divisé aux points d'interruption de l'hélice.
Finalement, la commande pour la nouvelle construction peut être rendue sûre et conforme à la fonction du dispositif, si l'on prévoit une soupape d'étranglement dans le tuyau de sortie du jus, ainsi qu'un flot- teur actionné par le niveau du jus dans la tour et qui contrôle cette sou- pape d'étranglement.
D'autres avantages apparaîtront d'eux-mêmes à la lecture de la description ci-après et à l'examen des dessins annexés, lesquels font partie de la présente demande et dans lesquels les mêmes chiffres désignent des organes identiques ou correspondants.
Dans ces dessins :
La fig. 1 montre une tour d'extraction selon l'invention, par- tie en élévation et partie en coupe.
La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, de l'extrémi- té inférieure de la tour, l'arbre de la vis sans fin d'alimentation étant creux, au moins jusqu'à la zone de pré-pulpe, située dans le bas.
Les fige 3 et 4 montrent une variante de la vis sans fin d'extraction, respectivement en plan et en coupe longitudinale.
Les fig. 5, 6 et 7 sont, respectivement, des élévations et des plans d'autres variantes de la vis sans fin d'extraction.
La fig. 8 est une coupe longitudinale d'une tour d'extrac- tion comprenant un arbre de vis sans fin d'extraction, dont le diamètre
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augmente graduellement vers son extrémité de décharge.
La fig. 9 est une coupe analogue d'une tour comportant une vis sans fin dont le pas diminue graduellement vers son extrémité de déchar- geo
La fig. 10 montre l'extrémité supérieure d'une tour d'ex- traction présentant une entrée étranglée pour la masse de fragments végé- taux appelés à être pompés dans la tour.
,
La figo 11 est une coupe longitudinale partielle d'une tour d'extraction,dans laquelle l'introduction des fragments végétaux ou cos- settes par pompage s'opère d'en baso
La figo 12 est une coupe d'une variante dans laquelle la vis sans fin d'extraction et la vis d'alimentation sont montées sur un support commune
La figo 13 est une coupe de la partie inférieure d'une tour dans laquelle les cossettes sont introduites par en base
La figo 14 est une coupe de l'extrémité supérieure d'une va- riante dans laquelle les cossettes sont introduites par en haut.
La figo 15 est une variante d'une tour, partie en coupe et partie en élévation, comportant un tube d'alimentation creux qui pénètre d'en bas dans le tube,central portant la vis sans fin d'extraction.
Dans ces dessins, le chiffre 1 désigne un tamis prévus sur un convoyeur ou transporteur primaire 2, lequel amène la matière à l'extré- mité supérieure du tube 4 situé au centre d'une tour d'extraction 3o Ce tube porte un pignon d'entraînement 5 à son extrémité supérieure qui émer- ge au-dessus de la touro Un convoyeur à hélice 6, servant au transport vers le bas tourne à l'intérieur du tube et transporte la matière vers le bas dans celui-ci, l'arbre 7 de ce convoyeur ressortant de l'extrémité inférieure de la tour 3 et portant à son extrémité inférieure un pignon 8.
Le tube central sert d'arbre rotatif creux pour l'hélice d'extraction ro- tative 9, la section transversale de la. tour étant complètement occupée par ce tube et l'hélice d'extraction 9. Le diamètre du tube central 4 égal - environ un tiers du diamètre de la tour, tandis que le pas de l'héli- ce transporteuse 9 est d'environ 1 : 3. Avec de telles proportions., on obtient une section d'alimentation sensiblement carrée entre-deux spires successives de l'hélice d'une part et les parois de l'arbre d'hélice et de la tour d'autre parte
Un guide d'inversion d'alimentation 10, en tôle., en forme de cône évasés s'étend à partir de l'extrémité inférieure du tube centrale lequel se termine près de l'extrémité inférieure de la tour.
Ce guide se dirige vers l'extérieur et vers le bas et prend ensuite la forme d'un ta- mis 11 qui s'évase à la manière d'un cône en direction du convoyeur d'ex- traction 9o Dans l'espace annulaire délimité par les éléments 10911 se trouvent des répartiteurs radiaux 12 en forme d'ailettesdont le profil correspond à la section de cet espace annulaireo
La partie supérieure de la tour d'extraction est munie d'un raccord 13 pour l'amenée d'eau fraîche dans l'intérieur de la tour et, en un point situé plus bas. d'un raccord 14 pour l'admission d'eau sous pres- sion.
L'extrémité inférieure de la tour est munie d'un tuyau 15 pour l'évacuation du jus bruto Ce tuyau peut contenir une soupape d'étrangle- ment 16 commandée par un flotteur 17 régi à son tour par le niveau du jus dans la tour. La partie supérieure de la tour est en outre équipée de convoyeurs à hélice 18 pour l'enlèvement de la matière épuisée de la tour.
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La matière qui doit être soumise à l'extraction et qui peut consister par exemple en cossettes de betteraves, est amenée dans le tube central de la tour à l'aide du tamis 1 et du convoyeur 2. A partir de . l'entrée du tube 4, la matière est soumise à l'action d'un transporteur 6 et est entraînée vers le bas dans le tube 4. Au cours de son trajet, cet- te matière est comprimée et est finalement amenée à l'organe de transfert
10, 11, qui la dirige vers le convoyeur-élévateur, cette matière étant influencée par les organes répartiteurs 12 lors de son passage vers ce convoyeur.
Ce dernier entraîne. la matière vers le haut, contre le cou- rant de liquide d'extraction ascendant, ce qui constitue le procédé idéal, en ce sens que à mesure que la matière épuisée remonte et s'épuise de plus en plus, elle rencontre le liquide de moins en moins complètement saturé de sucre ou autres matières solubles en solution dans ce liquide.
De cette façon, la matière complètement épuisée atteint finalement les convoyeurs 18 qui la décharge de la tour. Au contraire, le liquide com- plètement saturé quitte la tour par le canal ou tuyau de sortie 15 et, lorsqu'il est fait usage d'une soupape d'étranglement, ce liquide est évacué en une quantité régie par la résist due au poids de la masse de cossettes qui s'accumule dans la tour.
Gomme montré dans la fig. 1, l'extrémité inférieure de la tour peut être munie de tuyaux d'admission 19 pour un agent de chauffage, ce qui permet de réchauffer les matières à la température voulue, même avant le début de l'opération de diffusion.
Selon la fig. 2, l'arbre 7 du convoyeur d'alimentation est creux au moins jusqu'à la zone de pré-pulpe, et est muni à cet endroit d'orifices de sortie 20, tandis que son extrémité inférieure est reliée par un tuyau 21 au canal de sortie 15 de la tour 3 en vue de l'évacuation du jus brut. A l'intérieur du tube central 4, et à un certain écartement de celui-ci, se trouve un tamis cylindrique 22 qui s'étend jusqu'à un mètre au-dessus du niveau des orifices 20. Au-dessous du niveau supérieur du jus, le tube central présente la forme d'un cylindre 23 à double paroi, pour permettre l'introduction de l'agent de chauffage entre ces parois.
On obtient ainsi que la matière qui se déplace vers le bas peut entrer en contact intime avec le liquide de diffusion, même avant d'atteindre le convoyeur d'extraction, de sorte que l'extraction commence- ra en ce point. Le jus traverse le passage 21 vers l'arbre creux 7 et se dirige depuis celui-ci, à travers les passages 20,20, vers l'espace situé à l'extrémité inférieure du tube 4 autour du convoyeur d'alimentation.
L'action qui s'opère ici peut être renforcée par l'introduction d'un agent de chauffage fluide, par exemple de la vapeur ou de l'air chaud, entre les doubles parois 23. L'air résiduel contenu dans la masse de cossettes est entraîné vers le haut le long de l'enveloppe-tamis 22.
Comme montré dans les fige 3 et 4, l'hélice 9 peut être in- terrompue par des intervalles s'étendant sur un 1/2 tour à 2/3 de tour, de telle façon que les bords de poussée ou d'attaque ainsi formés se recou- vrent mutuellement en projection verticale. On dispose dans ces interval- les des éléments retardateurs fixes 24 qui s'interposent dans le trajet de la matière traitée en mouvement. Ces retardateurs retiennent la matière afin d'en assurer un déplacement uniforme, tandis que les interruptions dans l'hélice raccourcissent le trajet du jus et réduisent la résistance à l'écoulement de celui-ci. Cette construction offre l'avantage particu- lier qu'elle dispense de la construction, très coûteuse., d'une hélice con- tinue. Les petits segments d'hélice ne nécessitent qu'un travail de fa- çonnage peu important.
La fig. 5 représente une partie d'une,.-hélice d'extraction composée de plusieurs éléments 9' en forme de segments. Ces segments se recouvrent à la manière de tuiles,en laissant entre eux des intervalles 9"
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pour le jus brut, d'une hauteur de 10 mm environ.
L'hélice d'extraction de la fig. 6 est munie d'ouvertures 25 pour l'écoulement du jus. Ces ouvertures sont recouvertes sur leur côté supérieur et/ou inférieur par des écrans déflecteurs 26 qui guident les matières par-dessus les ouvertures et empêchent l'obstruction de celles-ci.
L'élévation en coupe et le plan de la fig. 7 montrent une tour d'extraction comportant des retardateurs 27 qui s'étendent jusqu'à l'arbre 4 de l'hélice. Cette dernière présente des interruptions 28 qui, lors de la. rotation de l'hélice, permettent le passage des retardateurs 27.
Ces interruptions sont recouvertes par des clapets mobiles 29 maintenus normalement fermés par l'action de ressorts plats 30. En rencontrant les retardateurs 27, les clapets sont repoussés par ceux-ci , par ailleurs, ' ils empêchent la matière traitée de retomber à travers les interruptions.
Un autre perfectionnement apporté par la présente construc- tion consiste en une réduction de la section de l'espace de pression, cet- te réduction se produisant progressivement et en rapport avec le volume dé- croissant de la masse de cossettes en mouvement à mesure que celles-ci sont déplacées par l'hélice d'extraction et épuisées de plus en plus. Ceci peut être réalisé soit en réduisant le pas du convoyeur hélicoïdal de bas en haut, soit en donnant à 1-'arbre, du convoyeur d'extraction une section croissante vers la sortie comme montré par exemple dans la fig. 8.
Du point de vue de la construction, il peut être avantageux que la diminution du pas de convoyeur d'extraction et l'accroissement de la section du trans- porteur central aient lieu d'une manière non pas progressive mais graduel- leo La fig. 9 montre un exemple d'une tour comportant une hélice d'extrac- tion 9 dont le pas décroît par degrés.
Les cossettes peuvent être amenées à la, tour d'extraction par des moyens autres qu'un transporteur hélicoïdal, par exemple à l'aide d'une pompe. Dans ce dernier cas., le tube central 4, dans 1a fig. 9 par exemple peut être à double parole et la paroi intérieure peut être munie, à une hauteur de 1 à 2 mètres au-dessus du niveau du jus dans l'espace d'extraction extérieure, d'orifices 31, ainsi que de canaux de drainage si- tués à l'extrémité inférieure de ce tube, comme montré en 32, pour le liqui- de pompé.
Le liquide traverse ensuite la masse des cossettes vers le tamis conique 11 et se dirige de là vers l'extérieur de la manière habi- tuelle, à travers le passage de sortie 15 pour le jus brut. Dans ce cas, les cossettes ne doivent pas être nécessairement écrasées et l'arbre 6 peut être solide. Dans cette variante de l'invention, le convoyeur d'alimenta- tion ne doit plus s'étendre jusqu'à l'extrémité de chargement.\) mais il'suf- fit qu'il aboutisse aux convoyeurs de décharge 18. Dans ce cas, il est en outre avantageux de prévoir un tube de plus petit diamètre à l'extrémité supérieure du tube 4, au-dessus des convoyeurs 18 (figo 10) et de faciliter ainsi le montage du pignon d'entraînement supérieur 5 du tube central 4.
Lorsqu'on adopte les deux solutions'mentionnées en dernier lieu., l'arbre 7 du convoyeur d'alimentation peut être plein; d'autre part, cet arbre peut être creux (fig. 11) et peut servir à recevoir les cossettes fluidifiées venant d' en bas. La matière fluidifiée est alors déchargée dans le tube central 4 à travers des ouvertures 33 de l'arbre creux 7 au- dessus du niveau du jus dans l'espace d'extraction proprement dito Cette variante de l'invention offre l'avantage que l'extraction du sucre commen- ce immédiatement après l'introduction des cossettes.
D ans la variante de la fig. 12, le tube central 4 constitue l'arbre pour les deux hélices 6 et 9, dont les filets sont dans ce cas de sens opposés.
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Comme montré dans la fig. 13, l'arbre de l'hélice peut être formé par un tube 34 présentant une extrémité inférieure conique 35. Cet- te construction permet d'introduire la matière dans la tour d'extraction d'en bas, en la dirigeant contre le cône 35, par refoulement sous pression à l'aide d'une pompe 37 et d'une hélice 36.
A titre de variante9 la matière à traiter peut aussi être introduite d'en haut dans un tube 38, par exemple à l'aide du manche 39.
Ce tube central 38 forme dans ce cas un espace de traitement préalable, grâce auquel la durée pendant laquelle la matière est soumise à l'influen- ce du liquide d'extraction est notablement prolongée.
Finalement, la fig. 15 montre la possibilité d'introduire la matière sous pression par en bas, à travers un tube de refoulement 40, dans un tube central 41, construction qui assure également une longue du- rée du traitement.
Le-extraction peut être exécutée dans la nouvelle construc- tion non seulement à l'aide d'eau, mais aussi au moyen de solvants li- quides volatiles, tels que la benzine, ce qui est particulièrement utile dans le cas de plantes oléagineuses. Dans ce cas, les moyens prévus pour l'admission et l'évacuatïon de l'eau et du jus brut tels que représentés dans les dessins, servent à amener le solvant volatile et à évacuer le ' jus de diffusion ou d'extraction des matières végétales fragmentées (cos- settes par ex.), y compris l'huile, le sucre ou toutes autres substances à récupérer à partir de telles matières.
REVENDICATIONS.
1.- Tour d'extraction (ou diffuseur) pour matières fragmen- tées,cossettes par exemple d'origine végétale;, notamment pour cossettes de betteravescaractérisée en ce qu'elle est munie d'un conduit supé- rieur qui l'alimente en eau fraîche et d'une canalisation d'évacuation inférieure pour le liquide d'extraction et en ce qu'une hélice d'extrac- tion prévue dans cette tour remplit la partie extérieure de celle-ci et sert à transporter la matière traitée vers la partie supérieure de la tour, le diamètre de l'arbre de l'hélice étant égal à un tiers environ du dia- mètre de la tour., tandis que l'hélice proprement dite possède un pas de 1 : 3 tout au plus.