EP0286535A1 - Perfectionnement aux tamis pour épurateurs de pâte à papier - Google Patents

Perfectionnement aux tamis pour épurateurs de pâte à papier Download PDF

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EP0286535A1
EP0286535A1 EP88400827A EP88400827A EP0286535A1 EP 0286535 A1 EP0286535 A1 EP 0286535A1 EP 88400827 A EP88400827 A EP 88400827A EP 88400827 A EP88400827 A EP 88400827A EP 0286535 A1 EP0286535 A1 EP 0286535A1
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EP
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perforation
obstacle
plane
fin
obstacles
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EP88400827A
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Jean-Pierre Lamort
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E ET M LAMORT
Kadant Lamort SAS
Original Assignee
E&M Lamort Fils SA
E ET M LAMORT
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
    • D21D5/16—Cylinders and plates for screens

Definitions

  • the present invention is an improvement to sieves with holes or slits for the purification of paper pulp and to separators or purifiers provided with such sieves.
  • each of these factors acts in fact on the fluidization of the dough on the upstream surface of the sieve and on the resistance to the passage of the fibers, and very often the improvement of one of the sieving factors (for example flow rate) is achieved to the detriment another factor (for example the resistance to the passage of fibers causes a variation in the concentration).
  • one of the sieving factors for example flow rate
  • another factor for example the resistance to the passage of fibers causes a variation in the concentration
  • the sieves which have an obstacle in the vicinity of each perforation whether they are produced by juxtaposition of bars with downstream heel or by sheet metal machining, have, with respect to the sieves with obstacle distant from the perforation (s), higher sieved throughput and reduced thickening of the outgoing dough, but to the detriment of the sieving quality which decreases.
  • the present invention has for its object a sieve which increases the fluidization of the dough at its upstream surface and which reduces the resistance to the passage of the fibers.
  • the subject of the invention is a sieving device for a purifier or separator, in particular for a paper pulp purifier, comprising a perforated surface, the perforations being of general axis substantially perpendicular to said surface, of the type slots or calibrated holes, at least a hydrodynamic profile fin circulating at high speed in front of the perforated surface intended to entrain the moving dough and to unclog the perforations, said surface being provided with obstacles on the side which looks at the fin in order to create turbulence in the movement of the dough, characterized in that the part of the obstacle closest to the fin, has a plane face parallel to the plane of the perforated surface and the obstacles protrude into the perforations so that each perforation is partially covered by the end of the obstacle.
  • the invention is also remarkable for the following characteristics: - the lower part of the obstacle is raised relative to the opposite edge of the perforation so that in vertical transverse section the plane of entry into the access area to the perforation makes with the horizontal an angle of greater value at 0 ° and less than or equal to 90 °. - the end of the obstacle is overhanging the opposite edge of the perforation in order to cover the entry section of the perforation so that in vertical transverse section the entry plane of the access area to the perforation an angle ⁇ greater than 90 ° passes with the horizontal. - the height of the obstacle is of the order of a few tenths of a millimeter between 0.2 and 1 mm. - The width of the entry section of the perforation is between 0.1 and 1 millimeter.
  • the sieve thus formed produces turbulence in a very small volume, of the order of mm 3 and presents the entry of the perforations normally in the direction of the turbulent current, which promotes the circulation of the dough in the perforations.
  • This sieve provides the following advantages: - increase in purification capacity (input pulp flow), - improvement of the quality of treatment with the same capacities: treatment is finer, - decrease in the refusal rate with . reduced thickening factor: the dry matter concentration at the outlet varies little, and the thickening of the rejected dough part is low. . reduced long fiber reject content . increased contaminant rejection concentration,
  • this sieve makes it possible to reduce the number of purification stages and the water consumption necessary for diluting the refusals usually thickened at the outlet of the purifier.
  • the sieving device illustrated in the figures comprises on the one hand: - A sieve consisting of a metal surface 1 having perforations 2. These are slots or holes which have, in cross section, according to the known technique, from one side 13 to the other 14 of the surface 1 , a first narrow part 2a, with parallel walls 2d, of axis generally perpendicular to the surface of the sieve, and of inlet section 2c parallel to the surface of the sieve, followed by a second part which widens towards the outlet , forming a trapezoidal section 2b.
  • this second part 2b is a truncated cone; on the other hand : - A hydrodynamic profile fin or foil which circulates at high speed in front of the face 13 of the screen, parallel to this face, in the direction indicated by the arrow in the figures.
  • the movement of the fin 3 is communicated to the dough, which circulates along the surface of the sieve, and the good dough progressively crosses the perforations from the side 13 upstream, to the side 14 downstream.
  • the upstream face 13 of the screen has obstacles 4 intended to break the component of the speed parallel to the speed of the liquid.
  • the obstacles 4 are arranged in front of each perforation 12 in order to cause turbulence in the flow of the liquid for each perforation. These obstacles 4 often have varied profiles, but in general they have a general parallelpipedic or trapezoidal shape.
  • This arrangement is to promote the formation of turbulence applied around the end of the obstacle and to guide the flow directly into the perforation 2.
  • the height 5 of the obstacle is of the same order of magnitude as the width of the perforation (diameter in the case of holes), that is to say a few tenths of a millimeter.
  • the height of the obstacle within the meaning of the invention is the distance between the plane 15 defined by the surface 1 of the screen and the face 12 parallel to said plane.
  • the height of the obstacle is between 0.2 and 1 millimeter
  • the width of the inlet section 2c of the perforation is between 0.1 and 1 millimeter, both of which may vary. independently. This characteristic combined with these orders of magnitude indeed seems to favor the formation of turbulence developing in the volume determined by the height of the obstacle and the perforation section, that is to say in a very small volume.
  • Such sieves can be produced by machining the perforated sheet, the obstacle 4 being integrated into the mass of the sieve, the upper profile of the obstacle being obtained by milling, the perforation being obtained in a second step.
  • They can also be produced by assembling bars 6 on crosspieces 7, with or without juxtaposition of said bars against each other, this embodiment making it possible to use various bar profiles.
  • the obstacle has a projecting downstream end 4a which projects into the section 2c itself.
  • the section 2c in this case is slightly reduced by the projecting part 4a.
  • the obstacle comprises an overhanging downstream part 4a which rises above the inlet section 2c of the perforation, and comes to partially cover it, thus forming a baffle of entry in front of the perforation, called zone 8 of access to the perforation.
  • the lower part 9 of the obstacle is raised relative to the base surface of the screen, that is to say relative to the opposite edge 10 of the perforation so that the entry plane 11 into the area d 'access is inclined to the horizontal by an angle ⁇ between 0 and 90 °.
  • the obstacle 4 completely covers the perforation 2: it overhangs at least slightly the opposite edge 10 of the perforation; in this variant, the baffle thus formed has an entry plane inclined relative to the horizontal at an angle ⁇ greater than 90 °.
  • the shape of the end 4a can vary and have a more or less angular outline, or even rounded, as illustrated in FIGS. 5 and 6; therefore, it is not always possible to measure the precise inclination of the entry plane 11 in the access area.
  • the plane 16 tangent to the end 4a of the obstacle 4 and perpendicular to the entry section 2c that is to say to the plane 15: - In the first and second variants, passes into the entry section 2c of perforation 2; - In the third variant, overhang in FIG. 3, passes beyond the inlet section 2c of the perforation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

Abstract

Dispositif de tamisage pour épurateurs de pâte à papier comportant une surface (1) perforée de trous ou fentes (2) et au moins une ailette (3) de profil hydro­dynamique circulant à grande vitesse devant la surface perforée.
La surface est munie d'obstacles (4) du côté de l'ailette (3) pour créer des turbulences dans la pâte en mouvement.
La face (12) de l'obstacle (4) la plus proche de l'ailette (3) est parallèle à la surface perforée et des obstacles débordent dans les perforations afin que chaque perforation soit partiellement recouverte par l'extrémité de l'obstacle..

Description

  • La présente invention est un perfectionnement aux tamis à trous ou à fentes pour l'épuration de la pâte à papier et aux séparateurs ou épurateurs munis de tels tamis.
  • Il est connu de réaliser des épurateurs de pâte à papier comportant une surface de séparation ou épuration munie de trous ou de fentes calibrées devant laquelle circule à grande vitesse une ailette de profil hydrodynamique, qui créé des pulsations au voisinage des trous ou des fentes à chaque passage, afin d'éviter le colmatage desdits trous ou fentes ; la pâte est entraînée par le mouvement de la ailette et circule elle aussi à grande vitesse devant le tamis.
  • Afin d'améliorer le fonctionnement du tamis, c'est-à-­dire la séparation des fibres et des impuretés contenues dans la pâte, on a disposé des obstacles sur la suface du tamis qui regarde l'ailette, afin de briser la composante parallèle à la surface du tamis de la vitesse du liquide. De tels obstacles sont réalisés habituellement par fraisage d'une tôle d'acier inoxydable : dans la dépouille formée par les obstacles on perce ensuite les trous ou les fentes. Ces perforations doivent s'élargir du côté aval à la manière d'un diffuseur et elles sont réalisées en deux opérations : fraisage du cône de diffusion, puis perçage. Une des difficultés réside dans le positionnement des perforations relativement à l'obstacle. Or il s'avère que ce positionnement a une grande influence sur l'efficacité du tamisage.
  • On a résolu en partie ce problème de positionnement en réalisant les tamis par juxtaposition de barrettes identiques maintenus par des traverses assemblées avec ou sans soudure.
  • Il s'avère également que la hauteur de l'obstacle, par rapport d'une part à la position de la perforation et à sa dimension transversalement à l'obstacle et, d'autre part à la vitesse de circulation de la pâte, a une influence importante.
  • Chacun de ces facteurs agit en fait sur la fluidisation de la pâte à la surface amont du tamis et sur la résistance au passage des fibres, et bien souvent l'amélioration d'un des facteurs de tamisage (par exemple débit) est réalisé au détriment d'un autre facteur (par exemple la résistance au passage des fibres entraîne une variation de la concentration).
  • A titre d'exemple les tamis qui comportent un obstacle au voisinage de chaque perforation, qu'ils soient réalisés par juxtaposition de barrettes avec talon aval ou par usinage de tôle, présentent par rapport aux tamis avec obstacle éloigné de la ou des perforations, un débit en pâte tamisée plus important et un épaississement réduit de la pâte en sortie, mais cela au détriment de la qualité de tamisage qui diminue.
  • La présente invention a pour objectif un tamis qui accroît la fluidisation de la pâte à sa surface amont et qui réduit la résistance au passage des fibres.
  • L'invention a pour objet un dispositif de tamisage pour épurateur ou séparateur, notamment pour épurateur de pâte à papier, comportant une surface perforée, les perforations étant d'axe général sensiblement perpendiculaire à ladite surface, du type fentes ou trous calibrés, au moins une ailette de profil hydrodynamique circulant à grande vitesse devant la surface perforée destinée à entraîner la pâte en mouvement et à décolmater les perforations, ladite surface étant munie d'obstacles du côté qui regarde l' ailette afin de créer des turbulences dans le mouvement de la pâte, caractérisé en ce que la partie de l'obstacle la plus proche de l'ailette, présente une face plane parallèle au plan de la surface perforée et que les obstacles sont débordants dans les perforations de telle sorte que chaque perforation se trouve partiellement recouverte par l'extrémité de l'obstacle. L'invention est encore remarquable par les caractéristiques suivantes :
        - la partie inférieure de l'obstacle est surélevée par rapport au bord opposé de la perforation de telle sorte que en coupe verticale transversale le plan d'entrée dans la zone d'accès à la perforation fasse avec l'horizontale un angle de valeur supérieure à 0° et inférieure ou égale à 90°.
        - l'extrémité de l'obstacle est en surplomb du bord opposé de la perforation afin de recouvrir la section d'entrée de la perforation de telle sorte que en coupe verticale transversale le plan d'entrée de la zone d'accès à la perforation passe avec l'horizontale un angle α supérieur à 90°.
        - la hauteur de l'obstacle est de l'ordre de quelques dixièmes de milimètres entre 0,2 et 1 mm.
        - la largeur de la section d'entrée de la perforation est comprise entre 0,1 et 1 millimètre.
  • Le tamis ainsi constitué produit des turbulences dans un volume très réduit, de l'ordre du mm3 et présente l'entrée des perforations normalement à la direction du courant turbulent, ce qui favorise la circulation de la pâte dans les perforations.
  • Ce tamis apporte les avantages suivants :
        - augmentation de la capacité d'épuration (débit de pâte en entrée),
        - amélioration de la qualité de l'épuration à mêmes capacités : l'épuration est plus fine,
        - diminution du taux de refus avec
        . facteur d'épaisssissement réduit : la concentration en matière sèche en sortie varie peu, et l'épaississement de la partie de pâte refusée est faible.
        . contenu des refus en fibres longues réduit
        . concentration des refus en contaminants augmentée,
  • Par voie de conséquence ce tamis permet de réduire le nombre d'étages d'épuration et la consommation d'eau nécessaire à la dilution des refus habituellement épaissi en sortie d'épurateur.
  • A titre d'exemple et pour mieux comprendre l'invention on a représenté au dessin annexé
    • - figure 1 une vue schématique en coupe verticale transversale d'un tamis selon l'invention,
    • - figure 2 une vue schématique en coupe verticale d'une variante de la figure 1,
    • - figure 3 une vue schématique en coupe verticale transversale d'une deuxième variante de la figure 1,
    • - figure 4 une vue en perspective d'une portion de tamis selon la variante de la figure 2,
    • - figures 5 et 6 variante d'extrémité d'obstacles selon l'invention.
  • Le dispositif de tamisage illustré sur les figures comporte d'une part :
        - un tamis constitué d'une surface 1 métallique comportant des perforations 2. Celles-ci sont des fentes ou des trous qui présentent, en coupe transversale, selon la technique connue, d'un côté 13 vers l'autre 14 de la surface 1, une première partie étroite 2a, à paroi 2d parallèles, d'axe généralement perpendiculaire à la surface du tamis, et de section d'entrée 2c parallèle à la surface du tamis, suivie d'une deuxième partie qui s'élargit vers la sortie, formant une section trapézoïdale 2b. Dans le cas de perforations en forme de trous, cette seconde partie 2b est un tronc de cône ;
    d'autre part :
        - une ailette ou foil de profil hydrodynamique qui circule à grande vitesse devant la face 13 du tamis, parallèlement à cette face, dans le sens indiqué par la flèche sur les figures.
  • Le mouvement de l'ailette 3 se communique à la pâte, qui circule le long de la surface du tamis, et la bonne pâte traverse progressivement les perforations depuis le côté 13 en amont, vers le côté 14 en aval.
  • La face amont 13 du tamis comporte des obstacles 4 destinés à briser la composante de la vitesse parallèle à la vitesse du liquide.
  • Les obstacles 4 sont disposés devant chaque perforation 12 afin de provoquer une turbulence dans l'écoulement du liquide pour chaque perforation. Ces obstacles 4 ont souvent des profils variés, mais en général ils ont une forme générale parallèlepipèdique ou trapèzoïdale.
  • Selon l'invention on dispose ces obstacles 4 de telle sorte que :
    • 1°- la partie 12 de l'obstacle la plus proche de l'ailette présente une face plane parallèle au plan de la surface perforée 1,
    • 2°- leur extrémité 4a, aval par rapport au sens d'écoulement du liquide, c'est-à-dire l'extrémité qui précède immédiatement la perforation, déborde dans la perforation 2, la section 2c de ladite perforation se trouvant ainsi légèrement cachée par la partie débordante 4a de l'obstacle 4.
  • Cette disposition a pour fonction de favoriser la formation d'une turbulence appliquée autour de l'extrémité de l'obstacle et de guider l'écoulement directement dans la perforation 2.
  • De plus, la hauteur 5 de l'obstacle est du même ordre de grandeur que la largeur de la perforation (diamètre lorsqu'il s'agit de trous), c'est-à-dire de quelques dixièmes de millimètres. La hauteur de l'obstacle, au sens de l'invention est la distance entre le plan 15 définit par la surface 1 du tamis et la face 12 parallèle audit plan. De préférence la hauteur de l'obstacle est comprise entre 0,2 et 1 millimètre, et la largeur de la section d'entrée 2c de la perforation est comprise entre 0,1 et 1 millimètre, l'une et l'autre pouvant varier indépendamment. Cette caractéristique combinée à ces ordres de grandeur paraît en effet favoriser la formation de turbulences se développant dans le volume déterminé par la hauteur de l'obstacle et la section de perforation, c'est-à-­dire dans un volume très faible.
  • De tels tamis peuvent être réalisés par usinage de la tôle perforée, l'obstacle 4 étant intégré à la masse du tamis, le profil supérieur de l'obstacle étant obtenu par fraisage, la perforation étant obtenue dans un deuxième temps.
  • Ils peuvent être aussi réalisés par assemblage de barrettes 6 sur des traverses 7, avec ou sans juxtaposition desdites barrettes les unes contre les autres, ce mode de réalisation permettant d'utiliser des profils de barrettes variés.
  • Selon une première variante de réalisation illustrée sur la figure 1, l'obstacle comporte une extrémité aval débordante 4a qui déborde dans la section 2c elle-même. La section 2c dans ce cas se trouve légèrement diminuée par la partie débordante 4a.
  • Selon une deuxième variante de réalisation illustrée sur la figure 2, l'obstacle comporte une partie aval débordante 4a qui s'élève au-dessus de la section d'entrée 2c de la perforation, et vient la coiffer en partie en formant ainsi une chicane d'entrée devant la perforation, appelée zone 8 d'accès à la perforation. La partie inférieure 9 de l'obstacle est surélevée par rapport à la surface de base du tamis, c'est-à-dire par rapport au bord opposé 10 de la perforation de telle sorte que le plan d'entrée 11 dans la zone d'accès est incliné par rapport à l'horizontale d'un angle α compris entre 0 et 90°.
  • Selon une troisième variante de réalisation illustrée sur la figure 3 l'obstacle 4 vient coiffer totalement la perforation 2 : il surplombe au moins légérement le bord opposé 10 de la perforation ; dans cette variante la chicane ainsi formée présente un plan d'entrée incliné par rapport à l'horizontale d'un angle α supérieur à 90°.
  • Bien entendu la forme de l'extrémité 4a peut varier et présenter un contour plus ou moins anguleux, ou même arondi, comme l'illustrent les figures 5 et 6 ; de ce fait, il n'est pas toujours possible de mesurer l'inclinaison précise du plan d'entrée 11 dans la zone d'accès. Ce qui est essentiel, au sens de l'invention, est que le plan 16 tangeant à l'extrémité 4a de l'obstacle 4 et perpendiculaire à la section d'entrée 2c, c'est-à-dire au plan 15 :
        - dans les première et deuxième variantes, passe dans la section d'entrée 2c de perforation 2 ;
        - dans la troisième variante surplomb figure 3, passe au-delà de la section d'entrée 2c de la perforation.

Claims (5)

1. Dispositif de tamisage pour épurateur ou séparateur, notamment pour épurateur de pâte à papier, comportant une surface perforée, les perforations étant d'axe général sensiblement perpendiculaire à ladite surface, du type fentes ou trous calibrés, au moins une ailette de profil hydrodynamique circulant à grande vitesse devant la surface perforée destinée à entraîner la pâte en mouvement et à décolmater les performations, ladite surface étant munie d'obstacles du côté qui regarde l'­ailette afin de créer des tubulences dans le mouvement de la pâte, caractérisé en ce que la partie (12) de l'obstacle la plus proche de l'ailette, présente une face plane parallèle au plan de la surface perforée et que les obstacles (4) sont débordants dans les perforations de telle sorte que chaque perforation (2) se trouve partiellement recouverte par l'extrémité (4a) de l'obstacle (4).
2. Tamis pour épurateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie inférieure (9) de l'obstacle (4) est surélevée par rapport au bord opposé (10) de la perforation de telle sorte que en coupe verticale transversale le plan d'entrée (11) dans la zone d'accès (8) à la perforation fasse avec l'horizontale un angle α de valeur supérieure à 0 et inférieure ou égale à 90°.
3. Tamis pour épurateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité (4a) de l'obstacle est en surplomb du bord opposé (10) de la perforation (2) afin de recouvrir la section d'entrée (2c) de la perforation de telle sorte que en coupe verticale transversale le plan d'entrée (11) de la zone d'accès (8) à la perforation passe avec l'horizontale un angle α supérieur à 90°.
4. Tamis selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la hauteur (5) de l'obstacle (4) est comprise entre 0,2 et 1 millimètre.
5. Tamis selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la largeur de la section d'entrée (2c) de la perforation est comprise entre 0,1 et 1 millimètre.
EP88400827A 1987-04-06 1988-04-06 Perfectionnement aux tamis pour épurateurs de pâte à papier Expired - Lifetime EP0286535B1 (fr)

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