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K.A. SKARDAL, résidant à STOCKHOLM.
RAFFINEUSE POUR LES SUSPENSIONS DE FIBRE ET POUR LA PULPE.
La présente invention a trait à une raffineuse pour les suspen- sions de fibre telle que la pulpe destinée à la fabrication du papier et elle concerne particulièrement une raffineuse, du type de la défileuse cen- trifuge, dans laquelle le broyage, c'est-à-dire la séparation des fibres, est effectué par la coopération entre des surfaces de broyage fixe et rota- tive,cette dernière étant pressée contre la première par la force centri- fuge. Son but est de présenter un appareil assurant une séparation effica- ce. des fibres par un dispositif provoquant une concentration du matériau fibreux entre les surfaces de broyage.
Selon la présente invention,une raffineuse pour suspensions de fibre comprend; en combinaison, un tambour fixe comportant une chemise perfo- rée et ayant une entrée, destinée à ces suspensions, à une extrémité, un ar- bre rotatif s'étendant axialement dans le tambour, un rotor fixé sur cet arbre, dans le tambour, et un certain nombre d'ailes perforées, reliées au rotor par des pivots axiaux, ces ailes ayant des surfaces courbes adaptées à la courbure de la chemise, surfaces destinées à être pressées, en cours de fonctionnement,contre l'intérieur de la chemise, par la force centrifu- ge, lors de la rotation de l'arbre, la chemise et les ailes servant de ce fait d'organes de broyage de la fibre et amenant cette dernière à passer par les perforations de la chemise.
La suspension de fibre pénétrant entre les ailes et l'intérieur du tambour devient hautement concentrée car une grande partie du liquide s'en écoule immédiatement par les perforations des ailes et de la chemise.
Du fait de la plus grande concentration, un traitement efficace et, en même temps, doux du matériau est assuré par le frottement mutuel entre les fibres y contenues. Le degré désiré du broyage peut être obtenu soit en donnant
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aux perforations du tambour et des ailes les dimensions requises, soit en faisant varier la vitesse de rotation du rotor de manière à augmenter ou à diminuer la pression des ailes causée par la force centrifuge.
L'invention est décrite plus avant en se référant aux dessins annexés qui représentent une réalisation de la raffineuse.
La figure 1 est une section verticale longitudinale du disposi- tif.
La figure 2 est une section suivant la ligne II-II de la figure 1.
L'enveloppe extérieure de la raffineuse est formée par des bagues 3 contiguës, formant un cylindre fermé par des parois terminales 5 et 6.
L'enveloppe est assemblée par des boulons 4 introduits entre ces parois ter- minales. Un tuyau d'entrée 7 y pénètre par la paroi 5 et un tuyau de sortie 8 s'étend à partir de l'autre paroi 6.
Deux tambours 9 et 10 sont montés coaxialement et cote à cote dans l'enveloppe. Chaque tambour consiste en une chemise cylindrique 11 comportant un grand nombre de perforations 14. Une extrémité de cette che- mise comporte une bride 12, dirigée vers l'extérieur, et l'autre extrémité est fermée par une paroi terminale aveugle 13. La bride 12 du tambour 9, qui est alimenté par l'entrée 7, est serrée entre la paroi 5 et la bague adjacen- te 3 et la bride 12 du tambour 10, qui est alimenté par le tambour 9 et s'ou- vre dans la même direction, est serrée entre les deux bagues 3. Les perfora- tions 14 des tambours peuvent avoir la forme de trous ronds ou de fente s'é- tendant axialement.
Un arbre horizontal 15 s'étend axialement à travers l'enveloppe extérieure et les tambours, L'arbre est tourillonné dans des coussinets à billes 17 montés dans des jougs 18 fixés aux cotés extérieurs des parois 5 et 6, et des garnitures 16 sont prévues aux endroits de passage de l'arbre à travers ces parois. Un rotor 19 (voir aussi figure 2) est fixé sur l'ar- bre 15 dans chaque tambour 9 et 10 et consiste en une roue ou un disque de diamètre plus petit que le diamètre intérieur du tambour.
Dans la réalisation représentée, le rotor a sensiblement la for- me d'un triangle équilatéral et trois ailes sont reliées, pour pivoter, aux coins de ce rotor par des broches 20 parallèles à l'arbre 15. Chaque aile consiste en une plaque perforée ayant deux brides parallèles 22 situées sur les cotés et tournées vers l'intérieur. Ces brides saillent perpendiculai- rement à la plaque et sont dirigées le long de la périphérie du tambour, une bride étant disposée de chaque coté du rotor 19. Le pivot 20 est intro- duit à travers ces brides et à travers un coin du rotor triangulaire. La plaque 21 est courbée sur sa plus grande partie de manière à épouser la pé- riphérie intérieure de la chemise, mais est recourbée vers l'intérieur avec une courbure plus prononcée, vers la broche 20.
Ainsi, lors de la rotation dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre, figure 2, il se forme une ouverture d'entrée ayant sensiblement la forme d'un coin, destinée à la sus- pension de fibre, entre la plaque et la chemise. Dans cette ouverture, la suspension est soumise à une certaine pression, de sorte qu'une partie du li- quide en est éliminée par filtrage à travers les perforations; il s'ensuit que la suspension est concentrée à un certain degré déjà avant de pénétrer entre les surfaces de broyage où l'effet de broyage est provoqué par l'action de la partie d'aile en prise avec la chemise. Dans la direction axiale du tambour, les ailes ont approximativement la même extension que la longueur intérieure de la chemise.
Dans la réalisation montrée, le tuyau d'entrée 7 mène vers l'in- térieur du tambour 9. L'espace annulaire 23 compris entre l'extérieur de la chemise perforée 11 de ce tambour et l'enveloppe circonvoisine communique avec l'intérieur du tambour suivant 10 par un espace 24 prévu entre les deux
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tambours. Un espace annulaire entourant la chemise du tambour 10 communique avec la sortie 8 par un espace 26 situé entre la paroi terminale 13 du tam- bour 10 et la paroi 5 de l'enveloppe.
Lorsque l'appareil fonctionne, la suspension de fibre est intro- duite dans le tambour 9 où elle est amenée à circuler à cause de la rotation du rotor 19 et des ailes 21, de manière que la suspension ait tendance à s'é- chapper par les perforations du tambour fixe 9; ainsi, une certaine sépara- tion de liquide et, spécialement, de mottes de matériau fibreux, a lieu.
Lorsqu'elles tournent, les ailes sont pressées contre l'intérieur de la che- mise par la force centrifuge et, en même temps, chaque aile saisit une cer- taine quantité de matériau dans l'intervalle en coin formé entre la partie recourbée vers l'intérieur de l'aile et la chemise 11. Une compression de cette matière a lieu dans l'intervalle, avec ce résultat qu'une certaine quantité de liquide s'en écoule vers l'extérieur par les perforations du tambour, de même que vers l'intérieur, par les perforations des parties d'ai- le recourbées vers l'intérieur. La suspension de fibre qui pénètre entre la chemise et la partie d'aile qui en est concentrique, est de ce fait haute- ment concentrée.
Ainsi, l'appareil effectue une concentration du matériau fibreux en en séparant du liquide immédiatement avant que les fibres, parti- culièrement les mottes de fibres, soient traitées entre les organes de broya- ge fixe et mobile. Ce traitement constitue, à son tour, un traitement effi- cace et doux du matériau par frottement mutuel des fibres entre elles, les mottes de fibres étant divisées en fibres séparées.
Lorsqu'une telle séparation a eu lieu à un degré suffisant, les fibres passent par les trous du tambour, et, à l'extérieur de ce dernier, elles sont de nouveau mêlées avec le liquide préalablement chassé, si bien que la suspension traitée réacquiert sa concentration antérieure. Le maté- riau quittant le premier tambour 9, pénètre dans le tambour suivant 10 par l'espace intermédiaire 24 pour être soumis à un traitement répété. Comme le montre la figure 1, les perforations de la chemise et des ailes du second tambour sont plus petites que celles du premier tambour. Evidemment, il est possible de disposer d'autres tambours, représentant les phases successives de traitement, s'ajoutant aux tambours représentés sur le dessin ; dans ce cas, il est préférable que les trous des tambours successifssoient de plus en plus petits.
Lorsqu'on fait usage de la défileuse pour broyer un matériau fi- breux contenant des particules plus grosses, telles que des noeuds ou d'au- tres morceaux de bois dont la transformation en pulpe a été insuffisante, les ouvertures d'entrée en forme de coin situées entre les plaques et la che- mise sont de préférence quelque peu plus profondes et plus pointues par com- paraison avec la structure représentée figure 2, et ce afin de faciliter la pénétration de ces particules plus grosses entre les surfaces de broyage.
Dans ce cas, ces plaques peuvent être amenées à venir en contact complet avec la chemise seulement dans le voisinage de leurs extrémités extérieures.
Comme il a déjà été dit, le degré de broyage dépend de la dimen- sion des trous des organes de broyage et aussi de la pression entre les ai- les 21 et le tambour circonvoisin. Cette pression, à sa tour, dépend de la vitesse de rotation et du poids des ailes et peut être réglée soit en réglant le nombre de tours du rotor ou des rotors ou en remplaçant les ailes par d'autres ailes ayant un poids plus grand ou moins grand ou en prenant ces deux mesures en combinaison.
A titre d'exemple, on peut mentionner le fait qu'une raffineuse selon l'invention, construite en pratique, est pourvue de trois tambours dis- posés en file dans une enveloppe et ayant des trous de diamètres respectifs de 10, 7 et 5 mm. Une vitesse de rotation de l'arbre quelque peu supérieure à 400 t.p.m. s'est avérée avantageuse, mais la vitesse peut être augmentée ou diminuée selon la qualité du matériau et le degré désiré du broyage.