Procédé pour séparer les constituants d'un mélange de tabac battu et séparateur pour la mise en aeuvre de ce procédé Le battage et la séparation de feuilles de tabac s'effectue habituellement au moyen d'une chaîne ou suite de batteurs et de séparateurs. Alors que les batteurs de la série agissent pour arracher le paren chyme du pétiole et donner un produit qui est un mélange de parenchyme libéré du pétiole et de parenchyme encore attaché à celui-ci, les séparateurs de la série agissent pour séparer physiquement le parenchyme libéré de celui encore attaché au pétiole. Dans une chaîne de battage et de séparation, chaque séparateur est disposé pour faire suite à un batteur et le tout a pour but une séparation efficace de tout le parenchyme du pétiole.
Il est essentiel d'effectuer après chaque opération de battage la séparation de tout le parenchyme détaché du pétiole, du mélange de tabac restant, car tout parenchyme détaché envoyé à un batteur suivant et travaillé par celui-ci serait fragmenté de façon indésirable.
L'expérience a démontré que les séparateurs de conception ancienne possèdent un défaut commun qui les rend inefficaces pour la séparation, particu lièrement lorsqu'ils sont employés pour les produits de plus grande dimension. En effet, lorsque le mélange est introduit dans un courant d'air animé d'une grande vitesse, le matériau léger prend plus rapidement la vitesse de l'air, tendant ainsi à se déplacer en avant du matériau lourd et à s'en séparer.
Toutefois, comme l'air se détend et que sa vitesse se trouve diminuée en conséquence, le matériau léger tend à nouveau ë prendre plus rapidement la vitesse de l'air, et ainsi ralentit davantage que le matériau lourd, avec la conséquence qu'une certaine quantité de celui-ci est chassée contre le parenchyme détaché, plus léger, l'enveloppe et s'enchevêtre avec lui.
Le but premier du présent brevet est de fournir un procédé pour séparer les constituants d'un mélange de tabac battu formé du parenchyme léger détaché du pétiole et du parenchyme encore attaché aux pétioles.
Ce procédé est caractérisé selon l'invention, en ce qu'on fait passer de l'air à travers une chambre de séparation, à une vitesse croissante à partir d'une vitesse relativement basse à une ouverture d'entrée de la chambre jusqu'à une vitesse relativement élevée à une ouverture de sortie de cette chambre, et en ce qu'on introduit le mélange de tabac battu sur le trajet de l'écoulement d'air, dans la région où la vitesse de celui-ci est réduite afin de séparer le pro duit léger du produit lourd, au cours de leur entraî nement dans le courant d'air, l'un et l'autre des produits étant amenés à se déplacer dans la chambre, suivant deux cheminements généralement séparés, le produit léger étant porté par le courant d'air dans une ouverture de sortie, et le produit lourd tombant par gravité sur le fond de la chambre.
Le présent brevet a également pour objet un séparateur pour la mise en oeuvre de ce procédé décrit. Ce séparateur est caractérisé en ce qu'il com prend une chambre de séparation, munie d'une ouverture d'entrée d'air à un de ses côtés et d'une ouverture de sortie d'air vers le côté opposé, un dispositif pour l'introduction du mélange de tabac dans la chambre, au-dessus et entre les ouvertures de celle-ci, dans une région située près de l'ouver ture d'entrée, et un dispositif pour faire écouler de l'air à travers la chambre, à partir de l'ouverture d'entrée, vers l'ouverture de sortie.
L'ouverture d'entrée étant essentiellement plus grande en super ficie que l'ouverture de sortie, le tout étant agencé de manière que l'air s'écoulant à une vitesse crois sante à travers la chambre, à partir d'une vitesse relativement faible à l'ouverture d'entrée jusqu'à une vitesse relativement grande à l'ouverture de sortie, entraîne le produit léger du mélange de tabac intro duit dans la chambre, lequel est ainsi séparé du pro duit lourd.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution particulière du séparateur qui fait l'objet du brevet ainsi que des vues illustrant diffé rentes phases du procédé qui va être décrit.
La fig. 1 est une vue en plan du séparateur pour feuilles de tabac de cette forme d'exécution installé dans un système à circuit fermé.
La fig. 2 est une vue en élévation de ce sépa rateur. ' La fig. 3 est une vue en élévation de l'appareil de la fig. 2, présenté à plus grande échelle et en section transversale verticale schématique, de manière à en découvrir la structure interne.
La fig. 3A est une vue d'un détail avec des parties enlevées.
La fig. 4 est une vue arrière en élévation du séparateur présentant un certain nombre de liaisons de commande de celui-ci.
La fig. 5 est une vue perspective de certaines des parties intérieures du séparateur et les fig. 6A à 6D sont des vues schématiques explicatives illustrant des phases du procédé de sépa ration dans le séparateur.
Les fig. 1 et 2 des dessins représentent une vue générale du séparateur et de son installation dans un système à circuit pneumatique fermé. Le sépara teur désigné d'une manière générale par S est inséré dans un circuit d'air fermé, comprenant un ventila teur soufflant et aspirant 10, ayant son extrémité de refoulement 12 reliée à un conduit sous pression 14, muni d'un coude 16, conduisant dans une chambre sous pression 18, reliée à l'ouverture d'entrée 20 du séparateur S.
L'ouverture de sortie 22 du séparateur est reliée à une conduite d'aspiration 24, qui mène à un séparateur tangentiel ou cyclonique 26, dont l'extrémité basse pression est reliée au moyen d'un conduit 28 au ventilateur 10.
L'appareil représenté dans les fig. 1 et 2 pour transporter les produits du tabac à travers le sépa rateur, comprend en outre des dispositifs pneumati ques reliés à un batteur précédent, pour transporter le mélange de tabac (un mélange de parenchyme libre et de parenchyme encore attaché au pétiole) dans le séparateur S. Celui-ci comprend un séparateur tangentiel ou cyclonique 30, dont l'extrémité d'entrée 32 est reliée au batteur, et dont l'extrémité de sortie 34 du produit mène à un sas à air rotatif 36 qui, à son tour, dépose le mélange de tabac dans le sépa rateur S pour y être traité. L'extrémité de sortie de l'air du séparateur 30 est reliée à un ventilateur 37.
Le produit léger, à savoir le parenchyme séparé de son pétiole et isolé par le séparateur S, après trans port dans le conduit d'aspiration 24 et le séparateur tangentiel 26, se dépose de lui-même dans un rotor 38 formant sas à air, et est recueilli sur un convoyeur 40, où il peut être contrôlé. Le produit lourd, à savoir le parenchyme attaché au pétiole, passe du séparateur S dans un sas à air rotatif 42 et, de là, par un conduit pneumatique 44, dans un batteur suivant de la chaîne.
En se reportant maintenant en particulier à la fig. 3 des dessins, le séparateur S comprend une chambre fermée ayant un déflecteur à son ouverture d'entrée d'air 20 et un dispositif 46 pour redresser la veine d'air, et munie, à son ouverture de sortie de l'air 22, d'un conduit 48 d'aspiration d'air, précédant le conduit d'aspiration 24. Cette chambre de sépa rateur est en outre pourvue d'une ouverture 50 pour l'entrée du mélange de produit (déposé par le sas à air rotatif 36) et une ouverture 52, qui forme une sortie pour le parenchyme attaché au pétiole (déposé dans le sas à air 42).
Le séparateur S est également muni d'un dispositif pour projeter, ou lancer en l'air, de la manière qui va être décrite ci-après, le mélange de tabac introduit par l'ouverture 50 dans la chambre du séparateur, où se trouve un tarare 54 tournant à grande vitesse.
Un convoyeur 56, placé dans le fond du sépara teur, transporte le parenchyme attaché au pétiole, entraîné par la gravité, vers l'ouverture 52 et le sas à air rotatif 42. Un trajet secondaire pour le parenchyme libre est également prévu grâce au pas sage 58, qui mène de la chambre vers le conduit d'aspiration 24, dont un registre de réglage 60 le sépare.
La chambre du séparateur S comprend l'ouver ture d'entrée d'air 20, qui s'étend sur toute la largeur de la chambre, et à hauteur de l'ouverture d'entrée l'ouverture de sortie d'air, vers son côté opposé défini par la bouche 62, de la conduite d'aspiration 48, qui s'étend sur toute la largeur de la chambre (comme le montre la fig. 5 du dessin) et sur la hauteur, comme le montrent mieux les fig. 3 et 5, et une poche 64 à la partie supérieure de la chambre de séparation et placée au-dessus du trajet du cou rant d'air entre l'ouverture d'entrée 20 et l'ouverture de sortie, ou bouche 62.
L'aire de l'ouverture d'entrée 20 est essentiellement plus grande que cette dernière, et de l'ordre de trois fois sa superficie.
Les fig. 6A à 6D montrent schématiquement les principes qui sont à la base du procédé de sépa ration. La fig. 6B fait voir la nature et le parcours du courant d'air dans la chambre de séparation ; la fia. 6A présente la manière dont le mélange du tabac est injecté ou lancé en l'air dans la chambre de sépa ration ; la fig. 6C montre l'action de séparation de l'air secondaire, et la fig. 6D fait ressortir l'effet résultant de ce double courant d'air représenté dans les fig. 6A à 6C, sur la séparation et le mouvement des produits légers et , des produits lourds dans le mélange de tabac.
En se reportant d'abord à la fig. 6B, dans laquelle les flèches indiquent le trajet du courant d'air prin cipal, l'ouverture d'entrée 20 étant essentiellement plus grande en superficie effective que l'ouverture de sortie 62, l'air s'écoule à une vitesse croissante à travers la chambre de séparation, depuis une vitesse relativement faible à l'ouverture d'entrée 20 jusqu'à une vitesse relativement élevée à l'ouverture de sortie 62.
La fig. 6A montre le comportement des différents produits lors de la projection d'un mélange de tabac battu au moyen d'un tarare 54 dans la poche d'air 64 de la chambre de séparation ; le mélange de tabac (dont les produits les plus lourds sont indiqués par les traits gras et les plus légers par les traits fins) est lancé vers le haut, au-dessus du trajet du courant d'air, dans un sens général opposé à celui-ci, l'effet étant de séparer initialement dans ce sens le produit lourd et le produit léger, se déplaçant par gravité dans le courant d'air.
La fig. 6D montre l'effet résultant de cette injection décrite en se reportant aux fig. 6A et 6B, où l'on voit que le produit léger du mélange de tabac, se déplaçant dans le trajet du courant d'air, est séparé davantage du produit lourd dans le sens de ce courant, ces produits étant ainsi amenés à se déplacer en deux trajets résultants généralement distincts, la partie légère étant portée par le courant d'air dans l'ouverture de sortie 62, et la partie lourde tombant par gravité sur le fond de la chambre, d'où elle est évacuée par le convoyeur 56 vers le sas à air rotatif 42, pour être introduite dans une batteuse suivante.
Le mélange de produits tombant dans le tarare 54 est rejeté vers le haut de la chambre à air 64 relativement calme. A mesure que le produit avance à travers cette poche d'air stationnaire, le produit plus lourd, constitué par le parenchyme encore attaché au pétiole, est entraîné plus loin que le produit léger du mélange. Ainsi, ledit mélange subit une action de séparation initiale avant qu'il ne tombe dans le trajet de l'air de la chambre de séparation. Cette séparation initiale permet aux particules légères parcourant le séparateur d'éviter la traversée de la trajectoire des particules lourdes, éliminant ainsi un enchevêtrement prononcé.
Un autre but du tarare est de provoquer l'éparpillement du produit et d'éviter la production d'agglomérats lorsqu'il tombe dans la chambre du séparateur pour passer de la poche d'air 64 vers l'extrémité à vitesse relativement faible du courant d'air. Comme celui-ci s'écoule avec une vitesse crois sante à travers la chambre, le produit léger (prenant plus rapidement que le produit lourd la vitesse du courant d'air) s'écoule progressivement en avant du produit lourd.
Le parenchyme attaché au pétiole ayant été jeté par le tarare plus loin de la bouche d'aspiration que le parenchyme libre, et celui-ci subissant plus rapidement l'effet de l'accroissement de la vitesse de l'air, une séparation plus prononcée des deux en résulte dans le sens du courant d'air, avec comme effet ultime la chute du parenchyme attaché au pétiole sur le convoyeur 56, et l'envoi des particules de parenchyme dans la bouche d'aspi ration et les conduits 48 et 24 complètement séparés du parenchyme non détaché. La vitesse de l'air dans la chambre du séparateur est réglée par un registre 66, dans le conduit sous pression 14, voir la fig. 1, à un régime tel que le parenchyme sans pétiole dévie dans la bouche d'aspiration 62.
Le courant d'air traverse le séparateur S suivant une ligne aussi droite que possible et l'air qui est envoyé dans cette chambre a une vitesse uniforme dans la section transversale de l'ouverture d'entrée. On évite ainsi qu'il prenne, à mesure qu'il avance dans la chambre, un mouvement hélicoïdal tendant à porter vers le bas les produits légers, et à empêcher ainsi une séparation parfaite. Un courant d'air uni forme à l'ouverture d'entrée, sur toute la surface de celle-ci est hautement désirable afin d'obtenir une action de séparation égale dans toutes les régions et en tous les points du séparateur. Cette vitesse uni forme de l'air est obtenue par l'emploi d'un diffu seur 68 à l'extrémité d'entrée du séparateur.
Ce diffu seur est constitué par une plaque perforée, comme l'indique la fig. 3A des dessins, la surface de per foration représentant environ 50 % de la superficie de la plaque. Celle-ci oppose au courant d'air une résistance qui donne un écoulement uniforme du côté basse pression. Le dispositif permettant un mou vement rectiligne de l'air comprend un agencement de canaux tubulaires 70 (fig. 3 et 3A) semblables aux redresseurs d'air en usage général lors de la mesure effective du débit d'air dans des canalisations. Le redresseur d'air formé de canaux tubulaires 70, est couvert d'un écran 72 dont le rôle est d'em pêcher l'entraînement d'un produit quelconque dans les canaux de l'appareil.
En vue d'éviter toute accumulation de petites particules de tabac sous le transporteur 56, un dispo sitif est prévu pour établir le courant d'air secondaire 58, mentionné brièvement ci-dessus. Cet écoulement d'air prend naissance à la conduite sous pression 18, en amont de la plaque déflectrice 68, et peut être réglé tant au moyen du registre 60 que du registre 74 (voir la fig. 6C). Cet écoulement d'air, indiqué par les flèches dans la fig. 6C, ramasse toute accu mulation de petites particules de tabac qui s'intro duisent sous le convoyeur 56. Il ramasse en même temps tout produit léger pouvant tomber par-dessus l'extrémité du transporteur pour l'envoyer rejoindre par le canal 58 le produit emporté dans les conduits d'aspiration 48 et 24.
Les séparateurs cycloniques 26 et 30 fonction nent pour enlever le produit transporté du courant d'air qui l'emporte. Le courant d'air entraînant le matériau à séparer est introduit par aspiration dans la partie supérieure du carter du séparateur 26, par une entrée tangentielle, comme indiqué dans la fig. 3. Les forces centrifuges exercées sur les particules solides entraîneront celles-ci le long du périmètre de l'enveloppe, et elles seront envoyées dans le sas à air 38. L'air continue à circuler à grande vitesse autour d'un écran 76 muni de volets, et contribue encore de cette manière à la séparation de parti cules solides et de l'air purifié, évacué par l'écran à volets.
Le sas à air 36 est entraîné par un moteur électrique 78 (voir la fig. 2) et le sas à air 38 est commandé par le moteur électrique 80. Les ventila teurs 10 et 30 sont entraînés par des moteurs élec triques séparés (non indiqué) leurs rotors étant sup portés par des paliers tels que 82 pour le ventilateur 10 et 84 pour le ventilateur 30 (voir la fig. 1).
L'intérieur du séparateur S comprend, en outre, des dispositifs pour maintenir l'ouverture de sortie, ou bouche d'aspiration 62 libre de feuilles pendantes sur les bords de celle-ci. Sur le sommet de l'ouverture d'aspiration est disposé un arbre 86, portant une plaque de peignage, dont la rotation empêche les feuilles de rester suspendues au bord supérieur de la bouche d'aspiration 62. Au bas de celle-ci, on a de même prévu un arbre 88, portant deux ailettes de peignage, dont la rotation empêche les feuilles de rester suspendues à son bord inférieur (voir en parti culier les fig. 3 et 5).
Les commandes des diverses parties mobiles du séparateur 8 sont indiquées dans la fig. 4 des dessins. Le tarare 54 (indiqué par son arbre dans la fig. 4) est entraîné par un moteur 90 à vitesse variable, par l'intermédiaire d'une poulie et d'une courroie 92. Les pièces tournent dans le sens indiqué par la flèche dans la fig. 4, et la vitesse du tarare varie de 500 à 1000 t/min. L'arbre 94 entraîne le transporteur à courroie 56, et l'arbre 96 commande le sas à air rotatif 42.
Les deux arbres 86 et 88 portant les peignes sont de même indiqués dans la fig. 4 et tournent dans le sens indiqué par les flèches. Le moteur électrique 98 commande l'arbre 88 par l'inter médiaire d'une partie d'un pignon de chaîne double 100 et d'une chaîne 102, et entraîne par l'intermé diaire de l'autre. partie du pignon double et de la chaîne 104, le sas à air rotatif 42, l'arbre 94 du transporteur à courroie, et une partie d'un double pignon de renvoi à chaîne 106. Ce dernier commande l'arbre 86 par l'intermédiaire de la chaîne 108, toutes les pièces tournant dans le sens indiqué par les flèches.
Le transporteur 40 (voir la fig. 2) est commandé par un moteur et une courroie 110.