La présente invention est relative à une machine composée d'un
cylindre muni d'une ou de plusieurs tubulures d'alimentation permettant
l'introduction de matières solides, liquides ou gazeuses séparément ou en
mélange et d'une ou plusieurs tubulures de sortie permettant l'évacuation
d'un ou plusieurs composants à des pressions différentes étant entendu que
la ou les tubulures d'alimentation et la ou les tubulures de sortie sont
<EMI ID=1.1>
placement d'au moins deux pistons à l'intérieur du cylindre, l'interstice
entre les deux pistons créant une chambre mobile de section circulaire
constante et de longueur et de volume variables.
Afin d'introduire des particules solides imprégnées ou non d'eau
ou d'un liquide telles que par exemple des copeaux de bois ou des brins de
paille imprégnés de liqueur d'une trémie à pression atmosphérique vers un
<EMI ID=2.1>
mosphérique, on emploie actuellement une vanne rotative ou une presse à vis.
La vanne rotative est composée d'une ou de plusieurs alvéoles en
contact successivement par sa tubulure d'entrée avec la trémie d'alimentation
et par sa tubulure de sortie avec le lessiveur. Même si la tubulure de sortie de la vanne rotative était parfaitement isolée de la tubulure d'entrée de
la vanne rotative et de toute autre ouverture empêchant tout passage de vapeur au travers de la vanne dans toutes les positions de son rotor, la mise
en rotation du rotor provoquera un transfert de la vapeur dans l'alvéole située et en contact avec la tubulure de sortie depuis cette tubulure vers la
tubulure d'entrée ou vers toute autre ouverture intermédiaire à pression inférieure à celle du lessiveur avec laquelle l'alvéole sera mise- en contact
lors de sa rotation, ce transfert étant provoqué par la détente de la vapeur
contenue dans 1 'alvéole de la pression du lessiveur vers celle de l'ouverture
considérée.
Ce transfert ou cette perte de vapeur peut être évité par l'emploi
d'une presse à vis. Dans ce cas, un bouchon de matière est créé par compression des particules dans la vis et dans la tubulure de sortie de la vis.
Une friction suffisante de la matière en contact avec le corps de
la presse à vis et avec la tubulure de sortie est créée permettant de s'opposer à l'introduction de vapeur au travers de la presse à vis.
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dentaire accompagnant les particules solides.
<EMI ID=4.1>
voire l'impossibilité d'opérer avec des particules à faible coefficient de friction, le dommage occasionne aux particules par l'opération de la presse à vis sent des inconvénients connus liés à l'emploi d'une presse à vis.
L'inventicn a pour but de remédier à ces inconvénients et de pré-
<EMI ID=5.1>
<EMI ID=6.1>
pression donnée vers un autre milieu gazeux (ou de vapeur d'eau) à pression plus élevée tout en réduisant ou en éliminant les pertes de gaz (ou de va-
<EMI ID=7.1>
sion vers la pression du milieu à pression moins élevée et/ou de réduire la consommation d'énergie et/ou de réduire l'érosion de l'équipement et/ou de permettre l'élimination du liquide excédentaire accompagnant les particules solides et/ou de réduire le dommage occasionné aux particules solides.
La machine inventée permet aussi le transfert de particules solides dans un milieu liquide à pression donnée vers un autre milieu liquide ou gazeux (ou de vapeur d'eau) à pression différente dans des conditions opératoires améliorées par rapport à celles actuellement pratiquées.
Les exemples concrets donnés ci-après permettent d'illustrer davantage la machine de l'invention.
Premier exemple.
Introduction de copeaux de bois depuis une trémie à pression atmos-
<EMI ID=8.1>
pression atmosphérique avec la machine de l'invention représentée à la figure
1.
Dans la position 1, les pistons de la machine se trouvent à l'extérieur de la projection verticale du périmètre de la tubulure de sortie de la trémie à copeaux, permettant la chute des copeaux dans le cylindre horizontal. Le piston 2 isole la tubulure d'entrée du lessiveur.
Les pistons 1 et 2 se déplacent vers la position 2 par un déplacement linéaire équivalent. Les pistons 1 et 2 isolent la tubulure de sortie de la trémie à copeaux et la tubulure d'entrée du lessiveur. Les pistons : et 2 se déplacent vers la position 3 par un déplacement linéaire équivalent. Dans la position 3, les pistons 1 et 2 se trouvent à l'extérieur de la projection verticale du périmètre de la tubulure d'entrée du lessiveur permettant la chute des copeaux dans le lessiveur. Le piston 1 isole la tubulure de sortie de la trémie à copeaux. Le piston 2 se déplace dans la position 4, vidant la chambre mobile et de volume variable de son contenu de vapeur. Le piston 1 isole toujours la tubulure de sortie de la trémie à copeaux. Les pistons 1 et 2 se déplacent vers la position 5 par un déplacement linéaire équivalent.
Le piston 2 isole la tubulure d'entrée du lessiveur. Le piston 1 se déplace vers la position 1 créant un vide dans la chambre mobile et de volume variable, aspirant les copeaux de la tubulure de sortie de la trémie à copeaux dans le cylindre horizontal.
Deuxième exemple.
Introduction de copeaux de bois depuis une trémie à pression at-
<EMI ID=9.1>
pression atmosphérique avec la machine de l'invention représentée à la figure
2. La machine a la même fonction principale que celle énoncée au premier
<EMI ID=10.1>
machine décrite au premier exemple où la distance entre les pistons est variable, une chambre mobile de longueur et de volume constants. Ceci est réalisé en raccordant le piston 1 au piston 2 et le piston 2 à un piston 3 par des éléments rigides figurant en pointillés sur la section en élévation et par des traits pleins sur la section AA.
Cette disposition simplifiée ne permet plus de vider la chambre mobile de son contenu de vapeur avant son retour en dessous de la tubulure d'alimentation. Un seul piston actionne la machine qui pourra être mue par un dispositif de commande quelconque tel que par exemple une bielle, un arbre à came, un mouvement excentrique, un électroaimant, un piston à air comprimé, etc. La conception de la machine permet d'introduire des copeaux de bois dans le lessiveur et par le mouvement de gauche à droite du piston et par celui de droite à gauche.
Troisième exemple.
Introduction de copeaux de bois depuis une trémie à pression atmos-
<EMI ID=11.1>
sion atmosphérique avec la machine de l'invention représentée à la figure 3.
La machine a la même fonction principale que celle énoncée au deuxième exemple. La machine décrite sous ce troisième exemple a, à l'encontre de celle décrite au deuxième exemple deux tubulures d'alimentation et trois tubulures de sortie. Tous les pistons sont ici aussi reliés de manière rigide entre eux.
Quatrième exemple.
Des copeaux de bois imprégnés de liqueur avec rapport liqueur/
<EMI ID=12.1>
représentée à la figure 4 positions 1 à 4 et à la figure 5.
Les extrémités du cylindre sont fermées permettant l'application d'une pression différente de la pression atmosphérique dans l'enceinte délimitée par les bouts de fermeture, la virole du cylindre et les pistons extérieurs.
Lorsque la chambre mobile est en position 1 de la figure 4, les copeaux imprégnés sont introduits dans le cylindre. La pression à droite et à gauche des pistons 1 et 2 est, à ce moment, égale à la pression atmosphérique Pa. Les pistons 1 et 2 sont déplacés vers la position 2. La machine de l'in- vention décrite sous ce quatrième exemple a, à l'encontre de la machine décri- te au premier exemple comme fonction secondaire l'élimination de la liqueur excédentaire accrochée à la surface des copeaux. Cette fonction supplémentaire est représentée à la figure 5 en position 2.1 intermédiaire entre la position 2 et 3 de la figure 4.
La pression dans le cylindre à droite et à gauche des pistons 1 et 2 est, à la fin de la position 2, augmentée jusqu'à devenir égale ou
<EMI ID=13.1>
provoque par ailleurs le rapprochement du piston 2 vers le piston 1 maintenant en place, une réduction du volume de la chambre mobile, une compression des copeaux et, par conséquent l'élimination de la liqueur excédentaire accrochée à leur surface. Cette liqueur excédentaire est éliminée par les tubulures (ou trous) d'évacuation représentées en position 2.1 de la figure 5, débouchant à la pression atmosphérique. La pression dans le cylindre à droite et à gauche des pistons 1 et 2 est ramenée ensuite à la pression du lessiveur et les pistons déplacés vers leurs positions 3 représentées à la figure 4. Le piston 2 est ensuite déplacé vers la position 4. Les pistons 1 et 2 sont ensuite déplacés vers la position 5 où la pression dans le cylin-
<EMI ID=14.1>
la pression atmosphérique. Le piston 1 est ensuite déplacé vers la position
<EMI ID=15.1>
tent de les raccorder à un élément moteur qui déplacera ou maintiendra les pistons selon les consignes qui leur sont données.
<EMI ID=16.1>
La machine de l'invention du cinquième exemple diffère de celle du quatrième exemple par l'élimination des tiges de pistons. Afin de permettre le maintien en position ou le déplacement latéral des pistons, un matériau magnétique convenablement orienté est placé à l'intérieur des pistons sur lequel agit un champ magnétique variable disposé à l'extérieur du cylindre.
Sixième-exemple.
La machine de l'invention du sixième exemple diffère de celle du cinquième exemple par l'ajoute d'un champ magnétique permettant la rotation des pistons dans le même sens facilitant, lors de la mise en position 2 des pistons, l'évacuation de la liqueur excédentaire par les tubulures (ou trous) d'évacuation disposées sur la virole du cylindre.
Septième exemple.
La machine de l'invention du septième exemple diffère de celle du sixième exemple par l'ajoute de dents parallèles à l'axe du cylindre sur les pistons 1 et 2, les dents sur le piston 1 s'emboîtent avec celles sur le piston 2 et par le remplacement du champ magnétique permettent la rotation des pistons dans le même sens par un champ magnétique permettant la rotation des pistons dans des sens opposés afin de broyer les copeaux imprégnés, par l'action des dents.
Huitième exemple.
La machine de l'invention du huitième exemple diffère de celle du quatrième exemple par l'ajoute d'une tubulure dans la virole du cylindre audessus de la chambre mobile lors du placement de celle-ci en position 2 de la figure 4.
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du piston 1 tout en assurant l'isolement de la tubulure d'entrée du lessiveur. De l'eau de lavage est ensuite ajoutée par la tubulure susmentionnée. Cette eau de lavage se mélange avec la liqueur restante et le mélange est ensuite évacué tout comme la liqueur excédentaire au quatrième exemple.
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La machine de l'invention du neuvième exemple représentée à la figure 6 permet de pomper une liqueur chargée de copeaux de bois depuis un réservoir à pression donnée vers un réservoir à pression supérieure- L'avantage
de la machine de l'invention par rapport à une pompe classique à clapets est due à l'absence de clapets qui, bloqués par des copeaux, peuvent rester ouverts lorsque leur fermeture est commandes. Dans le présent cas, l'effort tranchant du piston cisaillera le copeau éventuellement présent à l'entrée ou
à la sortie du cylindre. Il doit être enteudu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être envisagées sans sortir du cadre du présent brevet. C'est ainsi que l'on pourrait envisager d'utiliser la chambre mobile à des opérations successives, séparées ou conjointes de broyage, d'agglomération, de pressage, de conditionnement, de mélange, de dissolution, de lavage, d'extraction, d'absorption, de désorption, d'imprégnation, de filtration, de cristalisation, d'essorage, de décantation centrifuge, de chauffage, de refroidissement, de
réaction, de transfert de solides, liquides ou gaz isolés ou en mélange.
Revendications.
1. Machine composée d'un cylindre muni de tubulures d'alimentation
et de tubulures d'évacuation d'un ou de plusieurs solides, d'un ou de plusieurs liquides, d'un ou de plusieurs gaz ou d'un mélange de ceux-ci carac-
<EMI ID=19.1>
ou de toutes les autres tubulures lors du déplacement d'au moins deux pistons à l'intérieur du cylindre, l'interstice entre les pistons crée une chambre mobile de section circulaire constante et de longueur et volume variables,
le déplacement des pistons assurant le transfert des matières entrantes depuis
la (les) tubulure(s) d'alimentation vers la (les) tubulure(s) d'évacuation.
The present invention relates to a machine composed of a
cylinder fitted with one or more supply pipes allowing
the introduction of solid, liquid or gaseous materials separately or in
mixture and one or more outlet pipes allowing evacuation
of one or more components at different pressures, it being understood that
the supply pipe (s) and the outlet pipe (s) are
<EMI ID = 1.1>
placement of at least two pistons inside the cylinder, the gap
between the two pistons creating a mobile chamber of circular section
constant and of variable length and volume.
In order to introduce solid particles impregnated or not with water
or a liquid such as for example wood shavings or sprigs of
straw impregnated with liquor from a hopper at atmospheric pressure to a
<EMI ID = 2.1>
Currently, a rotary valve or a screw press is used.
The rotary valve is composed of one or more cells in
contact successively by its inlet pipe with the feed hopper
and by its outlet pipe with the digester. Even if the outlet pipe of the rotary valve was perfectly insulated from the inlet pipe of
the rotary valve and any other opening preventing any passage of steam through the valve in all the positions of its rotor, putting
in rotation of the rotor will cause a transfer of the vapor in the alveolus located and in contact with the outlet pipe from this pipe to the
inlet manifold or to any other intermediate opening at a pressure lower than that of the digester with which the cell will be brought into contact
during its rotation, this transfer being caused by the expansion of the vapor
contained in the cell from the pressure of the digester to that of the opening
considered.
This transfer or loss of steam can be avoided by using
of a screw press. In this case, a plug of material is created by compression of the particles in the screw and in the outlet pipe of the screw.
Sufficient friction of the material in contact with the body
the screw press and with the outlet pipe is created making it possible to oppose the introduction of steam through the screw press.
<EMI ID = 3.1>
dental accompanying solid particles.
<EMI ID = 4.1>
or even the impossibility of operating with particles with a low coefficient of friction, the damage caused to the particles by the operation of the screw press feels known drawbacks linked to the use of a screw press.
The aim of the invention is to remedy these drawbacks and to pre-
<EMI ID = 5.1>
<EMI ID = 6.1>
pressure given to another gaseous medium (or water vapor) at higher pressure while reducing or eliminating losses of gas (or gas
<EMI ID = 7.1>
ion towards the pressure of the medium at lower pressure and / or reduce the energy consumption and / or reduce the erosion of the equipment and / or allow the elimination of the excess liquid accompanying the solid particles and / or reduce damage to solid particles.
The invented machine also allows the transfer of solid particles in a liquid medium at a given pressure to another liquid or gaseous medium (or water vapor) at a different pressure under improved operating conditions compared to those currently used.
The concrete examples given below make it possible to illustrate the machine of the invention further.
First example.
Introduction of wood chips from an atmospheric pressure hopper
<EMI ID = 8.1>
atmospheric pressure with the machine of the invention shown in the figure
1.
In position 1, the machine pistons are outside the vertical projection of the perimeter of the outlet hopper of the chip hopper, allowing the chips to fall into the horizontal cylinder. Piston 2 isolates the inlet tubing from the digester.
The pistons 1 and 2 move to position 2 by an equivalent linear movement. Pistons 1 and 2 isolate the outlet tubing from the chip hopper and the inlet tubing from the digester. The pistons: and 2 move to position 3 by an equivalent linear movement. In position 3, the pistons 1 and 2 are located outside the vertical projection of the perimeter of the inlet tubing of the digester allowing the chips to fall into the digester. The piston 1 isolates the outlet tubing from the chip hopper. The piston 2 moves to position 4, emptying the mobile chamber and of variable volume of its vapor content. Piston 1 always isolates the outlet pipe from the chip hopper. The pistons 1 and 2 move to position 5 by an equivalent linear movement.
Piston 2 isolates the inlet tubing from the digester. The piston 1 moves to position 1 creating a vacuum in the mobile chamber and of variable volume, sucking the chips from the outlet pipe of the chip hopper in the horizontal cylinder.
Second example.
Introduction of wood chips from a pressure hopper
<EMI ID = 9.1>
atmospheric pressure with the machine of the invention shown in the figure
2. The machine has the same main function as that stated in the first
<EMI ID = 10.1>
machine described in the first example where the distance between the pistons is variable, a mobile chamber of constant length and volume. This is achieved by connecting the piston 1 to the piston 2 and the piston 2 to a piston 3 by rigid elements appearing in dotted lines on the elevation section and by solid lines on the section AA.
This simplified arrangement no longer makes it possible to empty the mobile chamber of its vapor content before it returns below the supply pipe. A single piston actuates the machine which can be moved by any control device such as for example a connecting rod, a camshaft, an eccentric movement, an electromagnet, a compressed air piston, etc. The design of the machine allows wood chips to be introduced into the digester by the movement from left to right of the piston and by that from right to left.
Third example.
Introduction of wood chips from an atmospheric pressure hopper
<EMI ID = 11.1>
atmospheric sion with the machine of the invention shown in Figure 3.
The machine has the same main function as that stated in the second example. Unlike the machine described in the second example, the machine described in this third example has two supply pipes and three outlet pipes. All the pistons are here also rigidly connected to each other.
Fourth example.
Liquor-impregnated wood shavings with liquor /
<EMI ID = 12.1>
shown in Figure 4 positions 1 to 4 and in Figure 5.
The ends of the cylinder are closed allowing the application of a pressure different from atmospheric pressure in the enclosure delimited by the closure ends, the cylinder shell and the external pistons.
When the mobile chamber is in position 1 of FIG. 4, the impregnated chips are introduced into the cylinder. The pressure to the right and to the left of the pistons 1 and 2 is, at this time, equal to the atmospheric pressure Pa. The pistons 1 and 2 are moved to position 2. The machine of the invention described in this fourth example a, unlike the machine described in the first example as a secondary function, the elimination of the excess liquor clinging to the surface of the chips. This additional function is represented in FIG. 5 in position 2.1 intermediate between position 2 and 3 in FIG. 4.
The pressure in the cylinder to the right and left of pistons 1 and 2 is, at the end of position 2, increased until it becomes equal or
<EMI ID = 13.1>
also causes the piston 2 to move towards the piston 1 now in place, a reduction in the volume of the mobile chamber, compression of the chips and, consequently, the elimination of the excess liquor clinging to their surface. This excess liquor is eliminated by the evacuation pipes (or holes) shown in position 2.1 of Figure 5, opening at atmospheric pressure. The pressure in the cylinder to the right and left of the pistons 1 and 2 is then brought back to the pressure of the digester and the pistons moved to their positions 3 shown in FIG. 4. The piston 2 is then moved to position 4. The pistons 1 and 2 are then moved to position 5 where the pressure in the cylinder
<EMI ID = 14.1>
atmospheric pressure. Piston 1 is then moved to the position
<EMI ID = 15.1>
try to connect them to a motor element which will move or hold the pistons according to the instructions given to them.
<EMI ID = 16.1>
The machine of the invention of the fifth example differs from that of the fourth example by the elimination of the piston rods. In order to allow the pistons to be held in position or to move sideways, a suitably oriented magnetic material is placed inside the pistons on which a variable magnetic field disposed outside the cylinder acts.
Sixth example.
The machine of the invention of the sixth example differs from that of the fifth example by the addition of a magnetic field allowing the rotation of the pistons in the same direction facilitating, when placing the pistons in position 2, the evacuation of the excess liquor through the evacuation pipes (or holes) arranged on the cylinder shell.
Seventh example.
The machine of the invention of the seventh example differs from that of the sixth example by the addition of teeth parallel to the axis of the cylinder on the pistons 1 and 2, the teeth on the piston 1 fit together with those on the piston 2 and by replacing the magnetic field allow the pistons to rotate in the same direction with a magnetic field allowing the pistons to rotate in opposite directions in order to crush the impregnated chips, by the action of the teeth.
Eighth example.
The machine of the invention of the eighth example differs from that of the fourth example by the addition of a tube in the shell of the cylinder above the movable chamber when the latter is placed in position 2 of FIG. 4.
<EMI ID = 17.1>
of piston 1 while ensuring the isolation of the inlet tubing of the digester. Wash water is then added through the above-mentioned tubing. This washing water mixes with the remaining liquor and the mixture is then discharged just like the excess liquor in the fourth example.
<EMI ID = 18.1>
The machine of the invention of the ninth example shown in FIG. 6 makes it possible to pump a liquor loaded with wood chips from a tank at a given pressure to a tank at higher pressure. The advantage
of the machine of the invention compared to a conventional valve pump is due to the absence of valves which, blocked by shavings, can remain open when their closure is ordered. In this case, the shearing force of the piston will shear any chip present at the inlet or
at the outlet of the cylinder. It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiments described and that many modifications can be envisaged without departing from the scope of this patent. This is how we could consider using the mobile chamber for successive, separate or joint operations of grinding, agglomeration, pressing, packaging, mixing, dissolution, washing, extraction, absorption, desorption, impregnation, filtration, crystallization, spinning, centrifugal decantation, heating, cooling,
reaction, transfer of solids, liquids or gases isolated or in mixture.
Claims.
1. Machine composed of a cylinder fitted with supply pipes
and evacuation pipes for one or more solids, one or more liquids, one or more gases or a mixture thereof
<EMI ID = 19.1>
or of all the other pipes when at least two pistons are moving inside the cylinder, the gap between the pistons creates a mobile chamber of constant circular section and of variable length and volume,
displacement of the pistons ensuring the transfer of incoming materials from
the supply pipe (s) to the evacuation pipe (s).