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Cette invention se rapporte à un séparateur et à un procédé de séparation, pour l'emploi dans une chaîne de battage et de séparation de feuilles de tabac.
Une chaîne de battage et de séparation de fouilles ) de tabac consiste en une suite de batteurs et de séparateurs disposés pour produire jusqu'à cinq opérations successives de battage et de séparation. Le batteur de chaque opération agit pour,arraoher le parenchyme du pétiole et donner un pro- duit qui est un mélange de parenchyme libéré du pétiole et de parenchyme encore attaché à celui-ci), et les séparateurs de chaque opération agissent pour séparer physiquement le parenchyme libre de celui encore attaché au pétiole.
Dans une chaîne de battage et de séparation, une série de sépara- teurs fonctionnant en tandem; et disposés pour faire suite $ un batteur, sont employés pour obtenir une séparation effi
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cace de tout le parenchyme détaché du pétiole. Le parenchyme ancore attaché au pétiole arrivant dudernier séparateur d'une série, est introduit dans le batteur qui lui succède, pour l'opération suivante de battage et de séparation.
Il est essentiel d'enlever à chaque stade de sépara- tion tout le parenohyme libre, ou détaché du pétiole, du mé- lange de tabac, car tout parenchyme détaché envoyé à un bat- teur suivant et travaillé par celui-ci est fragmenté de façon indésirable. Tour réduire au minimum le bris ou la fragmenta- tion du parenchyme déjà détaché, une série de séparateurs, pouvant aller de 3 à 5, suivant leur position dans la chaîne, dont utilisés après une opération de battage. Mais, même quand une série de tels séparateurs sont employés, on n'obtient pas une séparation complète du parenchyme détaché.
Les séparateurs utilisés habituellement sont oons- truite et fonctionnent, suivant le principe consistant à fai- re passer le mélange de tabac dans un courant ou une souffle- rie d'air, l'écoulement d'air agissant pour séparer le paren- chyme léger détaché du pétiole, du parenchyme plus lourd en- core attaché, et l'envoyer à différents orifices de décharge.
On a trouvé que ces séparateurs de conception ancienne possè- dent un défaut commun qui les rend inefficaces pour la sépa- . ration, particulièrement lorsqu'ils sont employés pour les produits de plus grande dimension. Dans ces séparateurs, on laisse tomber.le mélange de tabac dans l'extrémité à grande vitesse d'un courant d'air en expansion rapide, qui tend à rassembler une certaine quantité de produits légers et de produits lourds, plutôt qu'à les séparer, Lorsque le mélange est introduit dans le courant d'air animé d'une grande vitesse le matériau léger prend plus rapidement la vitesse de l'air, tendant ainsi à se déplaoer 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
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tend à nouveau à 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'en- chevêtre avec lui. Ceci non seulement empêche la séparation complète du parenchyme libre de celui encore attaché aux pétio- les, mais provoque une tendance à la production d'agrégats dans le mélange. Cette tendance augmente en avançant dans la chaîne, particulièrement lorsque la charge de celle-ci est élevée, la capacité pouvant aller jusqu'à 4500 kgs de produit à l'heure.
Cette tendance a également comme conséquence une obstruction fréquente de la chaîne, exigeant des arrêts de celle-ci et des interférences avec la production.
Le but premier de la présente invention est centré sur l'établissement d'un séparateur et d'un procédé de sépara- tion, dans leuel on obtient une séparation aussi parfaite que possible du parenchyme détaché et de celui restant attaché aux pétioles. On obtient ainsi le bris ou la fragmentation du pa- renohyme libre à un minimum, et on remédie également aux dé- fauts cités plus haut, inhérents aux séparateurs de concep- tion ancienne.
On a trouvé que deux séparateurs seulement cons- truits pour appliquer les principes de la présente invention, peuvent être utilisés pour remplacer jusqu'à cinq séparateurs du type "Air Leg" employés actuellement dans une chaîne de battage et de séparation. L'économie ainsi réalisée (le pro- cessus de battage et de séparation exigeant une force motrice et une surface de parquet, considérable) est un autre but principal de l'invention.
Pour un batteur destiné à dégarnir le pétiole du parenchyme de la manière la plus efficace, la teneur en hu- midité et la température du tabac doivent être réglées à un degré idéal. 0'est en conséquence encore un autre but de l'invention de fournir un séparateur perfeotionné, fonction-
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nant également en circuit fermé, par lequel les produits peu- vent être séparés avec un changement minimum de la températu- re et de la teneur en humidité du produit, et dans lequel ces facteurs peuvent être contrôlés.
C'est en outre encore un but de l'invention de pro- curer un séparateur qui soit simple à faire fonctionner et à régler, tout en étant assez souple dans son fonctionnement, pour pouvoir traiter divers types et qualités de feuilles de tabac.
Dans ces buts, la présente invention réside dans l'établissement d'un procédé de séparation du parenchyme lé- ger libre du parenchyme lourd encore attaché au pétiole, dans un mélange de tabac battu, qui consiste à envoyer de l'air dans une chambre de séparation, à une vitesse croissante à partir d'une vitesse relativement faible à une ouverture d'entrée, jusqu'à une vitesse relativement grande à une ou- verture de sortie de la chambre, et à déposer le mélange de tabac battu sur le trajet du courant d'air, dans la zone où la vitesse est réduite, séparant ainsi le produit léger du produit lourd, dans le sens du courant.d'air.
Les produits sont ainsi amenés à se déplacer dans la chambre, en deux cou rants généralement séparés, le produit léger étant porté par le courant d'air dans l'orifice de sortie, et le produit lourd tombant sous l'effet de la gravité sur le fond de-la chambre.
La présente invention concerne également un sépara- teur destiné à séparer le parenchyme léger détaché, du paren- chyme lourd encore attaché au pétiole, dans un mélange de tabac battu. Il comprend une chambre de séparation, munie d'une ouverture d'entrée d'air d'uncôté d'une sortie d'air vers le o8té opposé et d'un dispositif d'introduction du mé- lange de tabac dans la chambre, au-dessus, des ouvertures et entre celles-ci, dans une z8ne près de l'ouverture d'entrée, et un dispositif pour envoyer un courant d'air à travers la
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chambre, depuis l'ouverture d'entrée jusqu'à celle de sortie.
L'ouverture d'entrée est essentiellement plus grande en super- ficie efficace que l'ouverture de sortie, l'air étant ainsi envoyé à une vitesse croissante à travers la chambre, à par- tir d'une vitesse relativement faible à l'entrée jusqu'à une vitesse relativement élevée à la sortie. Le produit léger du mélange de tabac introduit dans la chambre est ainsi séparé du produit lourd dans le sens du courant d'air, les produits étant amenés à se déplacer suivant deux trajets généralement séparés, le produit léger étant porté par le courant d'air dans l'ouverture de sortie, et le produit lourd tombant, sous l'action de la pesanteur, sur le fond de la chambre.
En vue d'atteindre les buts ci-avant et tels autres buts pouvant apparaître ci-après, la présente invention se rapporte au séparateur et au procédé de séparation qu'on a cherché à définir dans les revendications annexées, formant un tout avec la spécification suivante, et les dessins anne- xés dans lesquels : la fig. 1 est une vue en plan du séparateur pour feuilles de tabac de la présente invention, installé dans un système à circuit fermé ; la fig. 2 est une vue en élévation de ce séparateur; la fig. 3 est une vue en élévation de l'appareil de la fig. 2, présenté à plus grande échelle et en sectin trans versale verticale schématique, de manière à en découvrir la structure interne ; ' la fig. 3A est une vue d'un détail avec des prties enlevées;
la fig. 4 est une vue arrière en élévation du sépa- rateur 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 explica-
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tives des principes incorporés dans le procédé et dans le séparateur.
On peut se reporter en premier lieu aux fig. 1 et 2 des dessins, pour une vue générale du séparateur et de son intallation dans un système à circuit pneumatique fermé. Le séparateur désigné d'une manière générale par S est inséré dans un circuit d'air fermé, comprenant un ventilateur souf- flant, ou 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, ou soufflante 18, reliée à l'aspiration ou entrée d'extrémité 20 du séparateur S.
L'extrémité de débit, ou de sortie 22 du séparateur est reliée à une conduite d'aspiration 24, qui mène à un sépara- teur tangentiel ou cyclonique 26, dont l'extrémité basse pression est reliée au moyen d'un conduit 28 à l'extracteur ou soufflante 10.
L'appareil présenté dans les fig, 1 et 2 pour trans- porter les produits du tabac à travers le séparateur, com- prend,en outre,des dispositifs pneumatiques reliés soit à un séparateur précédent, soit à un batteur, pour transpor- ter 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 à un séparateur précédent, ou à un 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 séparateur S pour y être traité. L'extrémité de sortie de l'air du séparateur 30 est reliée à la soufflante 37.
Le produit léger, à sa- voir le parenchyme isolé par le séparateur S, après trans- port dans le conduit d'aspiration 24 et le séparateur oylin- drique 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
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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, ou un séparateur 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 extrémité d'entrée d'air 20 et un système 46 pour redresser la veine d'air, et munie, à son extrémité de sortie de l'air 22, d'un conduit 48 d'aspiration d'air, communiquant avec le conduit d'aspiration 24. Cette chambre de séparateur 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 de dispositifs pour projeter, ou lancer en l'air, de la manière 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 séparateur, 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, de préférence)' également prévu grâce au passage 58, qui mène de la chambre vers le conduit d'aspiration 24, dont un registre de réglage le sépare.
La chambre du séparateur S comprend, comme le montre la disposition des appareils décrits, une ouverture d'entrée d'air 20, du coté où elle est sous pression, qui s'étend sur toute la largeur de la chambre comme décrit dans la fig.l , et sur la hauteur de l'ouverture d'entrée comme le montre claire- ment la fig, 3, une 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 ohambre (comme le montré clairement la fig. 5 du dessin) et sur la hauteur,
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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 courant d'air entre l'ouverture d'en- trée d'air 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 et gra- phiquement les principes qui sont à la base du procédé de sé- paration, et de la structure du séparateur de la présente in- vention. La fig. 6B fait voir la nature et le parcours du oourant d'air dans la chambre de séparation résultant de la structure déorite; la fig. 6A présente la manière dont le mé- lange du tabac est injecté ou lancé en l'air dans la chambre de séparation; la fig. 60 montre l'action de séparation de l'air secondaire, et la fig. 6D fait ressortir l'effet résul- tant des forces représentées dans les fig. 6A à 60, sur la séparation et le mouvement des particules plus légères et des particules plus lourdes dans le mélange de tabac.
En se reportant d'abord à la fig. 6B, dans laquel- le les flèches indiquent le trajet du-courant d'air principal, l'ouverture d'entrée 20 étant essentiellement plus grande en superficie effective que l'ouverture de sortie ou bouche 62, l'air s'écoule à une vitesse croissante à travers la chambre de séparation, depuis une vitesse relativement faible à l'ou- verture d'entrée 20 jusqu'à une vitesse relativement élevée à l'ouverture de sortie 62.
La fige 6A montre le résultat 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 mé- lange de tabac (dont les particules les plus lourdessont indi- quées par les traits gras et les plus légères 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.
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La fig. 6D montre l'effet résultant des'deux forces précisé- ment décrites; une combinaison de celles-ci, décrite en se reportant aux fig. 6A et 6B fait que le produit léger du mélange de tabac, se déplaçant dans le trajet du courant dair, est séparé davantage du produit lourd dans le sens de ce courant, ces produits étant ainsi amenés à se dépla- cer en deux trajets résultants généralement distincts, la partie légère étant portée par le courant, d'air dans l'ou- verture de sortie 62, et la partie lourde tombant par gravi- té sur le fond de la chambre, d'où elle est évacuée par le transporteur 56 vers le sas à air rotatif 42 pour être in- t duite dans une batteuse ou un. séparateur suivant.
Suivant ces principes, le mélange de produits tom bant dans le tarare 54 est rejeté vers le haut dans la cham- bre à air ou poche 64 relativement calme, A mesure que le produit avance à travers* cette poche d'air stationnaire la partie plus lourde, constituée pr le parenchyme.encore atta- ohé au pétiole, est entraînée plus loin que la partie légè- re du mélange, Ainsi, le produit subit une action de sépara- tion initiale avant qu'il ne tombe dans le trajet de l'air de la chambre de séparation. Ceci constitue un avantage con- sidérable dans la séparation de ce type de produit, où, comme dans les séparateurs antérieurs, le produit léger a tendance à être soufflé dans la partie lourde et à s'enchevêtrer avec, celle-ci.
Cette séparation initiale permet aux particules lé gères parcourant le séparateur d'éviter la traversée de la trajectoire des particules lourdes, éliminant ainsi un enohe- vêtrement prononcé. Cet enchevêtrement des parties lourdes et des parties légères du produit est un facteur très impor- tant qui, dans les appareils connus précédemment, empêche une séparation parfaite. Un autre but du tarare est de provoquer l'éparpillement du produit et d'éviter la produotion d'agré- gats lorsqu'il tombe dans la chambre du séparateur pour pas- ser de la poche d'air 64 vers l'extrémité à vitesse relative-
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ment faible du courant d'air.
Comme celui-ci s'écoule avec une vitesse croissante à travers la chambre, le matériau lé- ger (prenant plus rapidement que le matériau lourd la vitesse du courant d'air) s'écoule progressivement en avant du maté- riau lourd. Le parenchyme attaché au pétiole ayant été jeté par le tarare plus loin de la bouche d'aspiration que le pa- renchyme 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, aveo comme effet ultime la chute du parenchyme attaché au pétiole sur le transporteur 56, et l'envoi des particules de parehchymedans la bouche d'aspiration 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 fig. 1 à un régi- me tel que le parenchyme sans pétiole dévie dans la bouche d'aspiration 62.
On a trouvé désirable que le courant d'air traverse le séparateur S suivant une ligne aussi droite que possible et que l'air qui est envoyé dans cette chambre ait 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 matériaux légers, et à empêcher ainsi une séparation par, faite. Un courant d'air uniforme à l'ouverture d'entrée, sur toute la surface de celle-ci est hautement désirable afin d'ob- tenir une aotion de séparation égale dans toutes les régions et en tous les points du séparateur. Cette vitesse uniforme de l'air est obtenue par l'emploi d'un diffuseur 68 à l'extré- mité d'entrée du séparateur, qui permet à la chambre 18 de se comporter comme une soufflante. Ce diffuseur est constitué par une plaque perforée, comme l'indique la fig. 3A des des- sins la surface de perforation représentant environ 50 % de la superficie de la plaque.
Celle-ci oppose au courant d'air
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une résistance, qui d'amie un. écoulement uniforme.- du côté basse pression'. Le dispositif permettant, un mouvement rectiligne de l'air comprend, un système de 'canaux tubulaires 70 (fig. 3 et 3A) semblables) aux redresseurs d'air enusage général lors de la mesure effective du débit d'air dans des canalisations.
Le redresseur d'air, en système de canaux tubulaires 70, est couvert d'un écran 72 dont le rôle est d'empêcher l'entraîne- ment d'un produit quelconque dans les canaux de l'appareil.
En vue d'éviter toute accumulation de petites parti- cules de tabac sous le transporteur 56 un dispositif est pré- vu pour établir le-courant d'air secondaire 58, mentionné brièvement ci-dessus. Cet écoulement d'air prend naissanoe à la conduite sous pression 18, c'est-à-dire du côté haute pression de la plaque déflectrice 68, et peut être rége tant au moyen du registre 60 que du registre 74 (voir fig.60).
Cet écoulement d'air, indiqué par les flèches dans la fig.60, ramasse toute accumulation de prîtes particules de tabac qui s'introduisent sous le convoyeur 56. Il ramasse en même temps tout matériau léger pouvant tomber par dessus l'extrémité du transporteur pour l'envoyer rejoindre par le canal 58 le pro- duit emporté dans les conduits d'aspiration 48 et 24.
Les séparateurs cycloniques tels que 26 et 30 sont de la construction bien connue, ils fonctionnent pour enlever le matériau transporté, c'est-à-dire le tabac, du courant @ d'air qui l'emporte. Une description du séparateur oycloni- que 26 sera également valable pour le séparateur 30.
Le cou rant d'air entraînant le matéria à séparer est introduit par aspiration dans la partiesupérieure du carter du séparateur 26, par une entrée tangentielle, comme indiqué dans la fig.3< Les efforts tangentiels exercés sur les particules solides entraîneront celles-ci vers le périmètre de l'enveloppe, et elles seront envoyées dans le sas à air 38, L'air continue à circuler à grande vitesse autour de l'écran 76 muni de vo- lets, et oontribue encore de cette manière à la séparation
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des particules solides eL de S'air purifié, évacué par l'é- cran à volute.
Le sas à air 36 est par un moteur élec trique 78 (voir fig. 2) eL le rias à air 38 est commandé par le moteur électrique 80. Les extracteurs ou soufflantes 10 et 30 , sont entraînés par des moteurs électriques séparés (non indiqué) leurs rotors étant supportés dans un système de pa- liers tels que 82 pour la soufflante 10 et 84 pour la souf- flante 30 (voir fig. 1) .
D'autres parties fonctionnelles de l'intérieur du séparateur S comprennent, de préférence, des dispositifs pour maintenir l'ouverture de sortie, ou bouche d'aspiration 62 libre de feuille pendant sur les bords de celle-ci. Sur le sommet de l'ouverture d'aspiration on a donc prévu un arbre 86, portant une plaque de peignage, dont la rotation empêche les feuilles de rester suspendues au bord supérieur de la bou- che 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 particulier les fig. 3 et 5).
Les commandes des diverses parties mobiles du sépara- leur S 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 floche dans la fig. 4 , et la vitesse du tarare varie de 500 à 1000 t.m. L'arbre 94 entraîne le 'transporteur à, cour- roie 56, et l'arbre 96 commande le sas à air rotatif 42. Les deux arbres 86 :et 88 portant les peignes sont de même indi- qués dans la fig. 4 et tournent dans le sens indiqué par les flèches.
Le moteur électrique 98 commande l'arbre 88 par l'in- termédiaire d'une partie d'un pignon de chaîne double 100, et d'une chaîne 102, et entraîne par ]'intermédiaire de l'autre partie du pignon double et de la chaîne 104, le sacs à air ro- tatif 42, l'arbre 94 du transporteur à courroie, et une partie
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d'un double pignon de renvoi à chaîne 106. Ce dernier comman- de 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 fig.2) est commandé par un moteur et une courroie 110.
La structure, le fonctionnement et les avantages du séparateur de la présente invention et les principes de base de celui-ci, ressortiront complètement de la description détaillée ci-dessus. On verra en outre que des modifications peuvent être apportées aux différentes pièces ou section de celui-ci sans s'écarter des principes de l'invention tels qu'ils sont définis dans les revendications qui suivent.
REVENDICATIONS
Procédé pour séparer le parenchyme léger détaché du produit lourd constitué par le parenchyme attachéau pétio- le, dans un mélange de tabac battu, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer de l'air à travers une chambre de séparation, à une vitesse croissante, depuis une vitesse rela- tivement basse à une ouverture d'entrée de la chambre, jusqu'à une vitesse relativement élevée à une ouverture de sortie de cette chambre, et à introduire le mélange de tabac battu sur le trajet de l'écoulement d'air, dans la région où la vitesse de celui-ci est réduite, séparant ainsi le produit léger du produit lourd dans le sens de l'écoulement d'air, l'un et' l'au- tre étant amenés à se déplacer dans la chambre suivant deux cheminements généralement séparés,
le produit léger étant por- té par le courant d'air dans une ouverture de sortie, et le produit lourd tombant par gravité sur le fond de la chambre.