Brevet FR2011252A1 — publié le 19700227

h L'invention a trait à la pulvérisation de matières solides qui sont initialement à l'état de particules: ou sous une forme ; analogue ou qui ont été, avant une telle pulvérisation, réduites sous forme de particules à partir de morceaux relativement gros, 5 de roches ou similaires. D'un point de vue général, le but du procédé et du dispositif fournis par l'invention est de modifier l'état de matériaux de façon à en faciliter la manutention, l'emballage, la distribution ou l'utilisation et/ou d'améliorer leurs propriétés ou 10 leur qualité. Sur le plan industriel, on peut citer parmi les matériaux susceptibles d'être pulvérisés par le procédé et le dispositif selon l'invention les produits pharmaceutiques, y compris les insecticides tels que le D.D.T., les produits cosmétiques, les 15 matières plastiques, les lubrifiants solides, les pigments pour peintures et revêtements de métaux, ainsi que les poudres de métaux destinées à la métallurgie des poudres. Une autre catégorie de matériaux justiciables d'un tel traitement comprend les"combustibles tels que le charbon et le 20 combustible à l'état colloïdal, la farine de bois, les vanures et cosses ou similaires. En ce qui concerne les fertilisants, la pierre, l'urée-formaldéhyde et les cendres peuvent être avantageusement réduites sous forme pulvérulente par le procédé et le dispositif de 25 l'invention. Les procédés de broyage mécanique sont en général dépourvus de rendement - si on les considère du point de vue de la consommation d'énergie par rapport à l'énergie superficielle de la nouvelle surface produite. Lors du broyage mécanique, une bon-30 ne partie de l'énergie est gaspillée par le frottement des parties en mouvement. Dans l'application du broyage mécanique, on rencontre une autre difficulté lorsqu'on cherche à obtenir un produit très fin. On ne peut pas y parvenir en laissant simplement la même charge de matière pendant une période prolongée 35 dans un broyeur mécanique. L'expérience montre que la distribution granulométrique des particules se stabilise rapidement dans vin état d'équilibre, la présence de grosses particules étant compensée par la réunion de petites particules. Une fois que ce stade a été atteint, il ne sert plus à rien de continuer à dé-40 penser de l'énergie. Aussi, pour obtenir des particules de di 69 20623 2011252 mensions minimales à la sortie d'un broyeur mécanique, est-il indispensable en pratique de prévoir des moyens pour extraire en permanence les particules les plus petites. L'invention a pour but de fournir un procédé, généralemer.l 5 amélioré et efficace, pour pulvériser une matière particulaire sous la forme d'une poudre de l'ordre du micron ou de la fraction de micron, selon ce qui sera décrit ci-après. Un autre but de l'invention est de fournir, pour la mise en oeuvre de ce procédé, un nouveau modèle de broyeur dépourvu 10 de parties mécaniques mobiles. Le procédé selon l'invention consiste à engendrer un courant ultra-rapide d'un fluide de broyage sous haute pression, à accroître cette vitesse jusqu'à une valeur de pointe, puis à permettre au fluide de se dilater et, par suite, de transformer 15 en énergie cinétique son énergie potentielle de compression dans un système Venturi à plusieurs étages, dans lequel le fluide de broyage est accéléré, puis détendu à plusieurs reprises ; à introduire le matériau particulaire transversalement dans le courant ultra-rapide de fluide de broyage au point où ce dernier a 20 la latitude de se dilater pour la première fois, le matériau et le fluide étant ainsi mélangés assez intimement pour qu* il en résulte une usure spontanée des particules par choc ; et à injecter le fluide et le matériau particulaire entraîné dans une chambre de broyage dans laquelle les particules de différentes 25 tailles sont séparées et classées. Le fluide de broyage utilisé peut être l'air comprimé ou, lorsqu'il s'agit de matériaux oxydables ou combustibles, tout i gaz inerte approprié sous pression. Dans d'autres cas, le fluide peut être la vapeur surchauffée. 30 En donnant au système Venturi le qualificatif "à plusieurs étages", on veut dire qu'il s'agit d'un système comportant deux ou plusieurs étages. La réduction dimensionnelle des particules peut se produire entièrement ou principalement dans le système Venturi. Toutefois, 35 il est également possible que les particules ne soient soumises qu'à un broyage grossier et préliminaire dans le système Venturi, pour être finement pulvérisées dans la chambre de broyage. Dans ce dernier cas, les particules sûrdimensionnées peuvent être avantageusement recyclées, soit dans" la zone de broyage du 40 système Venturi, soit dans un système Venturi à plusieurs étages 69 20623 3 2011252 à entièrement séparé, en vue d'un nouveau broyage. Etant donné que la densité du matériau solide qui doit être broyé est supérieure de plusieurs milliers de fois à celle du fluide de broyage, une vitesse du fluide, comparable à celle du 5 son ou supersonique, de l'ordre de 304 m/s, est ordinairement nécessaire si l'on veut que le débit d'alimentation de la zone ou des zones de broyage en matière brute soit d'un ordre de grandeur raisonnable, tout en satisfaisant cette condition favorable au rendement, que la masse de matière première délivrée par uni-10 té de temps et le débit-masse d'alimentation du fluide de broyage soient comparables. Un écoulement de fluide se situant entre le sonique et le supersonique est donc typique de ce que l'on entend par l'expression "ultra-rapide". De telles vitesses ultra-rapides nécessitent que le débit 15 d'alimentation du matériau dans la zone ou les zones de broyage soit maintenu à un niveau élevé et pratiquement uniforme ; autrement il y aurait de brèves périodes de temps pendant lesquelles le courant de fluide serait surchargé et où la vitesse du courant combiné (lorsque la vitesse relative du fluide et du maté-20 riau est tombée à zéro, c'est-à-dire à la vitesse communiquée aux particules du matériau) serait réduite en conséquence,tandis -, . que pendant les autres périodes, le courant passerait "à vide" et, bien que les particules du matériau atteignent des vitesses élevées, la masse de matériau délivrée par unité de temps serait 25 beaucoup plus faible qu'elle doit l'être. La pulvérisation, la classification et la collecte du matériau particulaire dans un broyeur sont réalisées en produisant, dans différentes parties du broyeur, différents modèles de courants hydrodynamiques, un mouvement de tourbillon, une turbulen-30 ce et éventuellement des fronts de choc, de telle sorte qu'une particule solide subisse un grand nombre d'impacts. Ces conditions sont réalisées dans le broyeur par une disposition appropriée des buses ou ajutages, un dessin étudié des surfaces limites solides et une régulation de la pression et de la tempéra-35 ture du fluide ultra-rapide à son arrivée, les particules ayant reçu une énergie d'impact aussi élevée que possible, en fonction des possibilités qu'elles ont encore de se rompre. En établissant une circulation secondaire dans un tourbillon qui constitue une région de classification, il peut être op» 40 portunément produit un classement automatique des particules 69 20623 4 2011252 k solides présentes selon leurs dimensions - les particules se situant au-dessous et au-dessus d'une certaine gamme dimension-nelle étant respectivement dirigées vers la sortie et ramenées dans une zone de broyage . 5 Les particules et le fluide de broyage qui quittent la région de classification peuvent être entraînées le long de trajectoires qui donnent lieu à une nouvelle classification dimen-sionnelle sous l'effet de forces hydrodynamiques et de la gravité» En outres par un dessin approprié des surfaces limites soli-10 des, il peut être produit des forces hydronynaiaiques qui entraînent les particules solides vers une région de collecte» On comprendra donc aisément que les particules de dissensions différentes puissent être distribuées selon une répartition qui commence nettement à une dimension maximale prédéterminée, les 15 particules de dimensions inférieures étant distribuées selon une répartition continue. Un aspect important du procédé de l'invention consiste en ce qu'on utilise le recyclage pour transférer rapidement les grosses particules solides entre certaines parties du broyeur et 20 des régions où elles sont soumises à un nouveau broyage. Pour être sûr que le matériau sera introduit dans le courant ultra-rapide de fluide de broyage à une vitesse également élevée, on peut avantageusement utiliser un injecteur de matières particulaires du type spécial qui sera décrit ci-après, un tel 25 injecteur ayant pour rôle, non seulement d'effectuer un mélange intense du matériau et du fluide, raais aussi de produire une partie de l'effet de broyage en provoquant des chocs des parti-* cules solides. En effet, 1'injecteur de matière particulaires présente une 30 chambre de mélange pour le fluide de broyage et le matériau solide particulaire injecté, le courant transporteur ultrarapide de fluide étant mélangé au matériau de façon suffisamment intime pour qu'il en résulte une usure mutuelle des particules par impact et une réduction en conséquence de leurs dimensions» 35 L5injecteur de matières particulaires de type spécial ci- dessus mentionné est constitue, selon une autre caractéristique importante de 18 invention, par un injecteur Venturi destiné à être adapté à une chambre de broyage et coraprenant au moins ; (1) un ajutage d'admission, à travers lequel peut passer un cou» 40 renfc v.ltxa-r&pide de fluide ûà broyage„ sous la foriae d'air ou 69 20623 5 2011252 d'un autre gaz comprimé ou de vapeur surchauffée, et au voisinage immédiat duquel est disposé un orifice d'admission pour l'introduction du matériau particulaire à broyer dans 1'injecteur, la lumière de l'ajutage se resserrant d'abord en un étran-5 glement relativement étroit destiné à élever à un maximum la vitesse du fluide de broyage qui la traverse, puis s'évasant vers l'extérieur jusqu'à un diamètre nettement plus grand pour permettre la dilatation du fluide et, en conséquence, la transformation en énergie cinétique de l'énergie potentielle de compres-10 sion de ce dernier ; et (2) un tube de Venturi coaxial comportant un segment à section progressivement décroissante dans lequel aboutit l'ajutage d'admission et un segment évasé connecté ou destiné à être connecté à ou avec la chambre. La conception d'un broyeur, conçu pour la mise en oeuvre 15 du procédé amélioré de pulvérisation, doit, pour assurer un rendement maximal, être basée logiquement sur des lois scientifiques établies concernant le mouvement d'une particule solide dans un courant de fluide. Les principes scientifiques auxquels il est fait appel ressortiront de la description détaillée suivante. 20 La chambre de broyage peut avantageusement avoir une forme propre à constituer une trajectoire sans fin et elle est munie d'un grand nombre d'ajutages ou buses d'air (ou d'un autre gaz) comprimé auxiliaire ou de vapeur surchauffée. Un tel broyeur est appelé à juste titre "broyeur à énergie de jets", les aju-25 tages ou buses de fluide auxiliaire étant dans une direction tangentielle ou sensiblement tangentielle par rapport au trajet sans fin du courant et ayant pour effet d'engendrer dans la chambre de broyage un mouvement tourbillonnaire du fluide à la place d'un courant linéaire. 30 Afin que l'invention puisse être plus clairement comprise et facilement mise en oeuvre, quelques exemples particuliers de "broyeurs à énergie de jets", dans lesquels le procédé de l'invention peut être appliqué, un schéma typique des opérations successives et quelques .graphes illustrant les facteurs écono-35 miques liés à l'invention vont maintenant être décrits en référence aux dessins annexés. La fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un injecteur de matériau du type Venturi à deux étages, associé à une chambre de broyage en forme de cylindre aplati ou de cuvette selon ce 40 qui sera décrit ci-après. 69 20623 2011252 La fig. 2 est une vue en plan de l'appareil représenté dans la fig. 1. La fig. 3 est une vue en plan purement schématique qui représente le grand tourbillon principal et les tourbillons plus 5 petits qui sont formés dans la chambre de broyage représentée dans les fig. 1 et 2. La fig. 4 est une vue schématique en élévation de la même chambre, avec indication d'une circulation secondaire destinée à produire une classification dimansionnelle automatique de 10 particules solides. La fig. 5 est une vue en élévation d'un appareil compléta y compris une chambre de broyage à énergie de jets sous la o forme d'un tore "en hippodrome" disposé verticalement. La fig. 6 est un schéma, partiellement en coupe, illustrant 15 l'une des manières par lesquelles les particules surdimensîonnées peuvent être prélevées dans la chambre de broyage et réintroduites dans 1'injecteur Venturi d'admission à deux étages, pour y subir un nouveau broyage. La fig. 7 est un schéma illustrant la manière par laquelle 20 des injecteurs de produit, du type Venturi double, peuvent être agencés en série, en combinaison avec des classeurs à centrifu-gation, également montés en série. La fig. 8 est une vue en coupe verticale représentant un appareil pour la collecte par cyclone de particules solides très 25 fines en une opération en deux temps . La fig. 9 est une vue de détail en coupe transversale passant par la ligne IX-IX de la fig. 8. ; La fig. 10 est une vue en coupe verticale d'un mécanisme de classification dimensionnelle des particules conçu pour fonction-30 ner selon le principe de 1'élutriation qui sera défini ci-après. La fig. 11 est un diagramme des opérations successives qui résume schématiquement un cycle typique d'opérations dans le cadre général du procédé de l'invention. Les fig. 12, 13 et 14 sont des graphes illustrant les fac-35 teurs économiques de l'invention, à propos du broyage de charbon en particules de l'ordre du micron et au sujet d%_la combustion d'un tel charbon ainsi pulvérisé avec un excès d'air défini, par exemple pour la production de vapeur. En se référant aux fig. 1 et 2, on peut observer un injec-40 teur de produit de type Venturi, désigné dans l'ensemble par I BAD ORIGINAL 69 20623 7 2011252 et combiné à une chambre de broyage MC en forme de cylindre aplati ou de cuvette. L'injecteur I comprend, en combinaison, ton ajutage Venturi d'admission 1 et, en position coaxiale, un tube de Venturi ou 5 buse 2 de combinaison. Un courant ultra-rapide de fluide de broyage, sous forme d'air ou d'un autre gaz comprimé ou de vapeur surchauffée, pénètre dans 1*injecteur I par un tube d'arrivée 3 et, de là, à travers l'ajutage d'admission 1. La lumière de cet ajutage commence par se resserrer en la jusqu'à un étran-10 glement lb, relativement étroit, destiné à élever à une valeur maximale la vitesse du fluide de broyage qui traverse l'ajutage, puis elle s'évase vers l'extérieur en le jjisqu'à un diamètre nettement plus grand, pour permettre une dilatation du fluide et, en conséquence, une transformation en énergie cinétique de son 15 énergie potentielle de compression. Le segment de dilatation réelle de l'ajutage d'admission 1 débouche dans le tube ou buse de combinaison 2 et, du fait que ce dernier commence également par se resserrer en 2a jusqu'à un étranglement relativement étroit 2b, puis s'évase vers l'extérieur en 2c, il est ainsi 20 constitué un injecteur Venturi à deux, étages. Le matériau particulaire qui doit être broyé à la dimension du micron ou d'une fraction de micron est introduit latéralement et tangentiellement dans le courant ultra-rapide de fluide par un orifice d'admission tangentiel 4 formé dans un corps creux 25 cylindrique 5 dans lequel l'ajutage d'admission 1 est logé. Comme on l'a représenté, il peut être fixé à cet orifice d'admission 4 un raccord 6 muni de gorges appropriées (voir fig. 2),auquel peut être adapté un tube ou tuyau d'alimentation en matériau. La disposition est telle que le matériau est entraîné dans 30 le courant ultra-rapide de fluide qui sort de l'ajutage 1, en un point où le fluide a la latitude de se dilater après avoir traversé l'étranglement étroit lb de l'ajutage. La vitesse du fluide et du matériau particulaire entraîné est augmentée lors du passage du fluide et des particules qu'il contient à travers 35 l'étranglement étroit 2b du tube ou buse de combinaison 2, de sorte qu'il se produit un mélange et un broyage intenses produisant une réduction dimensionnelle des particules. L'injecteur particulier I représenté comporte un chapeau 7 pour le corps cylindrique creux 5, chapeau au centre duquel est adapté le tube 40 d'arrivée 3 pour le fluide de broyage qui traverse, d'une part, 69 20623 8 2011252 l'ajutage 1, et, d'autre part, le tube ou buse coxiale de combinaison 2«A son extrémité, le corps 5 peut être pourvu d'un filetage extérieur 5a pour recevoir une bride 8 munie d'un filetage intérieur correspondant, au moyen de laquelle 1'injecteur 5 peut être supporté ou fixé en place. Le choix du matériau dont est fait l'ajutage d'admission 1 est important, car il ne doit pas être facilement sujet à l'abrasion. XI existe deux modes possibles de fonctionnement du broyeur. Dans le premier, la réduction dimensionnelle des parti-10 cules s'effectue principalement à l'intérieur de 1'injecteur de matériau I lui-même, le reste du broyeur exerçant essentiellement la fonction d'un classeur dimensionnel de particules et comportant des moyens, tels que ceux qui seront décrits ci-après, pour recycler dans 1'injecteur des particules surdimensiomiées® 15 Dans le second mode, auquel correspond le procédé appliqué dans le broyeur des fig. 1 à 4, 1'injecteur de matériau I a*effectue qu'un broyage grossier préliminaire, le reste du broyeur» c'est-à-dire la chambre de broyage MC dans l'exemple représentés. remplissant à la fois les fonctions de broyage fin et de clas-20 sement dimensionnel en une seule opération continus, sans recyclage vers 1'injecteur. En effet, la chambre de broyage MC, en forme de cylindre aplati ou de cuvette, est une zone de pulvérisation d'un broyeur à énergie de jets tel que défini ci-dessus en ce sens qu'elle fournit une trajectoire circulaire sans fin 25 et qu'elle présente plusieurs orifices d'injection 9 d'air Cou d'un autre gaz) comprimé auxiliaire.» Ces derniers sont dans une direction tangentielle ou sensiblement, tangentielle par rapport à la trajectoire circulaire sans fin du courant et ils ont pour effet d'engendrer dans la chambre de broyage KC des 30 tourbillons 10 plus petits au voisinage des parois de la chambre et à l'extérieur d'un grand tourbillon principal 11 établi dans la région centrale de La chambre (voir fig a 3)* Comme on peut le voir dans la fig® 1, il est prévus sur le bord périphérique du couvercle 12 bombé vers la haut de la 35 chambre de broyage 5?CS un collecteur, annulaire d'aliraentstior;. 13 dans lequel pénètre le courant ultra-rapide fie saélange fluide de broyage et de particules pré-broyées, qui sort dn segment 2c évasé vers l'extérieur du tube ou buse de coEibiisal-son 2o Ce courant pénètre dans le collecteur 6° aliïaent'.ticî'v •?3 40 en. traversant un entonnoir 14 et ; d«s lâla chaïàfcsrtî de BAD ORIGINAL 69 20623 2011252 \ broyage MC par des orifices d'alimentation 15 formés à travers le couvercle 12 de la chambre. Cette chambre est complètement entourée par un collecteur de fluide gazeux sous pression, c'est à-dire une ceinture annulaire de pression 16 dans laquelle de 5 l'air ou un autre gaz comprimé est introduit par un orifice d' admission 17 pour pénétrer dans la chambre par les orifices d' injection 9 dirigés tangentiellement. Un orifice 18 d'échappement du fluide gazeux s'étend en position coaxiale à partir du couvercle 12 de la chambre. Un collecteur concentrique 19 du 10 type cyclone recueille les particules broyées qui sont déposées dans un réservoir 20. Les simples orifices d'injection 9 peuvent être au besoin remplacés par des ajutages Venturi. Les axes de ces orifices d'injection ou ajutages Venturi (qui peuvent être prévus en un 15 nombre quelconque) sont parallèlês au fond de la chambre cylindrique aplatie MC et inclinés en position approximativement tangentielle par rapport à la section circulaire du cylindre. Le fluide au contact immédiat des parois de la chambre est au repos Un grand tourbillon 11 est formé dans la région centrale de la 20 chambre et des tourbillons plus petits 10 à proximité des parois (fig. 3). Les petits tourbillons garantissent un grand nombre de collisions entre chaque particule solide et ses voisines.Dans le tourbillon principal 11, d'autres gradients de vitesse sont déterminés par deux facteurs d'ordre géométrique : d'une part, 25 la trajectoire d'une particule de fluide à proximité de la paroi est plus longue que celle d'une particule au voisinage de l'axe ; et, d'autre part, pour quitter la chambre, toute particule de solide ou de fluide doit parcourir une spirale vers 1* intérieur en direction de l'orifice central de sortie. A ces 30 gradients de vitesse s'associent des gradients de pression. Du fait que l'intensité du tourbillon est maximale dans un plan 1 A-A qui contient les jets au voisinage du fond de la chambre MC, la différence de pression entre le centre et le bord du tourbillon principal 11 est supérieure à la chute de pression A 35 correspondante dans un plan parallèle B-B voisin du haut de la chambre. La différence entre ces deux chutes de pression est mise à profit pour maintenir une circulation secondaire indiquée par des flèches dans la fig. 4 et ce courant a pour effet d'accélérer les particules de solide ou le fluide à partir de la 40 périphérie vers l'orifice central de sortie. La circulation se- 69 20623 10 2011252 condaire ramène constamment les particules solides dans les zones de broyage à proximité des orifices d'injection 9 ou ajutages Venturi, c'est-à-dire au voisinage des parois où les vitesses sont élevées et la turbulence atteint un maximum. Le fait que la 5 circulation secondaire s'effectue vers l'intérieur à proximité du haut de la chambre donné lieu à un mécanisme de classement dimensionnel. Cela provient du fait que la force exercée vers l'intérieur sur une particule solide dans cette région varie selon une loi comprise entre la première puissance et le carré 10 du rayon équivalent de la section de la chambre. On observe un passage lent de la loi à la première puissance (forces visqueuses) pour les très petites particules à la loi à la deuxième puissance (force de type Newton) au fur et à mesure que la dimension de la particule augmente. Quelle que soit la loi de la 15 force qui intervient, elle agit en concurrence avec la force centrifuge, du fait qu'une particule solide typique se déplace selon une trajectoire circulaire, étant entraînée en rotation par le courant principal dans la chambre qui comme indiqué ci-dessus, est un grand tourbillon central 11. Evidemment, cette force centrifuge 20 est proportionnelle à la masse de la particule, c'est-à-dire au cube de son rayon effectif. La distance à l'axe, au niveau duquel les forces hydrodynamiques dirigées vers l'intérieur et la force centrifuge dirigée vers l'extérieur s'équilibrent,est donc en rapport avec la section principale d'une particule par— 25 ticulière > c'est-à-dire avec son rayon effectif. Une étude détaillée de l'hydrodynamique met alors en évidence qu'il se produit une classification des particules en fonction de leurs 1 dimensions, les particules de faible rayon ayant tendance à parcourir des orbites de rayon inférieur (et, par conséquent, 30 plus proches de l'axe de la chambre). Par un dessin approprié de l'orifice de sortie (comprenant ordinairement une certaine saillie à l'intérieur de la chambre), il est possible de garantir que, grâce à ce mécanisme de classement dimensionnel, une peur- s ticule aura très peu de chanoesj de parvenir à l"rorifice de 35 sortie tant que son rayon effectif n'aura pas été réduit au-dessous d'une certaine valeur critique. Le tourbillon de fluide engendré dans la chambre de broyage peut donc être divisé grosso modo en trois parties, à savoir : une partie extérieure qui constitue une zone de broyage ou de réduction, une partie 40 intérieure qui est une zone de décharge et une partie intermé 69 20623 ii 2011252 diaire qui constitue la zone de classement. La turbulence ainsi décrite offre ces avantages que le fluide et le matériau solide sont maintenus à l'état de mélange intime, et que la vitesse du fluide varie rapidement avec le temps et 5 la position, de sorte qu'une particule a de grandes chances d'entrer fréquemment en collision avec d'autres particules animées de vitesses différentes. Il est également produit un effet d'agitation qui favorise la circulation des particules soumises au broyage. En outre, le tourbillon principal 11 joue le rôle de 10 régulateur d'un "volant" en supprimant les irrégularités résultant d'une alimentation non uniforme de la zone de broyage ou de réduction en matériau particulaire. Du fait de l'accélération centrifuge provoquée par l'entraînement en rotation des particules par le tourbillon 11, celles-15 ci vont se concentrer à proximité des parois extérieures où il existe une turbulence aui les maintient en suspension dans une couche mince de fluide à la limite. Cette couche de fluide est entraînée, avec sa charge de particules solides, par la circulation secondaire indiquée par les flèches de la fig.4, jusqu'à ce qu'elles 20 atteignent un emplacement où la vitesse radiale est dirigée vers 1 ' intérieur. Cette vitesse dirigée vers l'intérieur entraîne avec elle les plus petites particules , tandis que les particules surdimension-nées sont abandonnées à la périphérie pour être soumises à un broyage complémentaire. Ainsi, seules les plus petites particules peu-25 vent atteindre la zone de décharge. Mais une partie seulement des particules de matière sera broyée à la dimension voulue, de l'ordre du micron ou d'une fraction de micron et une certaine partie du matériau surdimensionné peut être entraînée hors de la zone de broyage par le mouvement du fluide. 30 La gravité de ce défaut dépend de la dureté du matériau et de l'application particulière. En conséquence, une caractéristique importante du broyeur consiste en ce que, non seulement le mécanisme précité de classification dimensionnelle empêche les particules surdimensionnées d'atteindre l'orifice de sortie, mais 35 l'existence de la circulation secondaire (fig. 4) garantit que ces particules surdimensionnées seront automatiquement ramenées dans les zones de broyage. Ainsi, il se peut qu'une particule donnée ait à traverser à plusieurs reprises les zones de broyage avant d'atteindre la dimension voulue et qu'elle soit donc sou-40 mise à plusieurs reprises au processus de recyclage précédemment 69 20623 12 2011252 décrit. Ces principes sont également valables si la chambre de broyage est un cylindre creux, auquel cas le produit est recueilli à proximité de la surface interne. De même, une chambre de broya-5 ge sous forme d'un tore creux donne des résultats satisfaisants, la collecte du produit s'effectuant du côté intérieur de ce tore. Une autre variante possible consiste à utiliser un tore en forme d'"hippodrome", c'est-à-dire deux demi-tores reliés par des parties rectilignes. Ce dernier mode de réalisation a l'a-10 vantage de pouvoir être fabriqué et assemblé à partir de longueurs de tuyau. En bref, la forme géométrique d'une chambre de broyage à énergie de jets peut largement varier et peut même présenter des sinuosités. Certes, la forme la plus simple est probablement 15 celle d'une chambre cylindrique aplatie ou en cuvette, telle que représentée dans les fig. 1 et 2, mais d'autres formes géométriques sont sensiblement aussi efficaces et parfois plus simples à fabriquer. Par exemple, le tore ou "hippodrome" peut avoir une section circulaire, auquel cas il est fabriqué à par-' 20 tir d'un tuyau, ou une section carrée ou trapézoïdale s'il est fabriqué en tôle. On a représenté dans la fig. 5, à simple titre d'exemple,un appareil complet réalisé selon l'invention. Cet appareil comprend, en combinaison, un broyeur à énergie de jets sous la for-25 me d'un tore en "hippodrome" disposé verticalement ; un injecteur de produit I du type Venturi à deux étages, correspondant au type ci-dessus décrit à propos de la fig. 1, la direction dii fluide ultra-rapide de broyage qui pénètre dans cet injecteur et^ par suite, dans le tore RT, étant indiquée par la flèche diri-30 gée vers le bas ; une trémie d'alimentation 21 pour le matériau particulaire ; un injecteur Venturi d'alimentation 22 au fond de cette trémie ; un tuyau d'admission 23 qui s'étend entre 1'injecteur d'alimentation 22 et le demi-tore inférieur 2.4 ; des buses ou ajutages tangentiels 25 adaptés au demi-tore inférieur ; 35 un collecteur de fluide ultra-rapide 26 muni de branchements 27 pour 1'injecteur Venturi à deux étages I, 1'injecteur d'alimen-• tation 22 et les buses ou ajutages tangentiels 25 ; une conduite 28 d'échappement du produit qui s'étend latéralement à partir du demi-tore supérieur 29 (constituant un coude de recyclage) ; et 40 un collecteur du type cyclone 30 adapté à 1'extrémité externe de 69 20623 13 2011252 cette conduite d'échappement du produit. On a indiqué en 31 et 32 des segments rectilignes de tube qui relient les deux demi-tores 24 et 29. En ce qui concerne l'appareil complet qui vient d'être dé-5 crit, il convient de bien comprendre que, si 1'injecteur Venturi à plusieurs étages I joue le rôle de broyeur préliminaire pour le matériau particulaire qui est introduit dans le tore en "hippodrome" RT, comme tel peut être le cas, il faudra prévoir un orifice d'admission pour introduire ce matériau dans le corps 10 creux 5 d'un tel injecteur. Dans ces conditions, on pourra se passer de 1'injecteur d'alimentation Venturi 22$ et 1'injecteur I sera entièrement chargé de l'alimentation du broyeur en matériau particulaire. Mais cet injecteur peut aussi être utilisé comme moyen complémentaire d'introduction de matériau particu-15 laire dans le tore RT. Autrement dit, dans ce type particulier d'appareil, 1'injecteur 22 est facultatif. Mais, quelle que soit la forme de la chambre de broyage dans un quelconque appareil réalisé selon l'invention, il existe toujours une gamme de dimensions effectives pour laquelle les 20 particules solides seront retenues dans la chambre pendant un certain temps, n'étant pas suffisamment petites pour s'échapper par l'orifice de sortie et, d'autre part, ne subissant pas assez de collisions pour être rapidement réduites à la dimension voulue. Ce phénomène retarde le broyage et abaisse donc le rende-25 ment. Ces particules plus grosses et plus lourdes ont plus de chances de se trouver plus près des parois extérieures de la chambre de broyage que du centre de celle-ci, et il est possible de prélever ces particules dans la chambre et de les renvoyer dans un injecteur Venturi à étages multiples pour qu'elles y 30 subissent une certaine réduction dimensionnelle par un nouveau broyage. Cette disposition augmente le rendement en accélérant le broyage. Ainsi, par exemple, il est possible de prélever les particules solides plus grosses et plus lourdes dans la partie supérieure du coude de recyclage constitué par le demi-tore su-35 périeur 29 de la fig. 5 et de renvoyer .ces particules, dans la direction de la flèche dirigée vers la droite dans cette figure, dans 1'injecteur Venturi à deux étages I. Cette technique de '{prélèvement" est illustrée schématique-ment par la fig. 6, telle qu'elle peut être appliquée à un coude 40 tubulaire de recyclage 33 d'une chambre de broyage à énergie de 14 69 20623 2011252 jets en forme de tore. Dans cette figure, les parois externe et interne du coude demi-circulaire 33 ont été respectivement désignées par les numéros 33a et 33b. Un injecteur Venturi à deux étages I, ayant dans 1•ensemble la forme décrite à propos de 5 la fig. 1, est adapté sur le tore - son tube ou buse de combinaison 2 pénétrant vers le bas à l'intérieur de celui-ci. Un organe de prélèvement 34 pénètre dans la partie supérieure du coude 33 de façon à pouvoir coulisser le long d'une corde d'arc à l'intérieur de ce coude. Dans le sens de la largeur, c'est-à-10 dire dans un plan perpendiculaire à sa longueur, l'organe 34 traverse entièrement la section du coude 33. L'extrémité avant interne 34a de l'organe de prélèvement 34 fait face au courant mélangé de fluide gazeux ultra-rapide et de particules solides qui arrive de bas en haut. L'organe de prélèvement 34 est régla-15 ble longitudinalement vers l'intérieur et vers l'extérieur (comme le montrent les traits discontinus) au moyen d'un quelconque mécanisme approprié, ce qui permet de modifier le calibre de l'orifice 0 ménagé entre la paroi externe 33a et l'extrémité avant 34a de l'organe. De cette manière, cet organe joue le 20 rôle de diviseur, pour "prélever" les particules solides les plus grosses ou les plus lourdes à partir du coude, en laissant les particules plus petites et plus légères suivre la courbure du coude sans entrave. Le calibre de l'orifice O détermine la y dimension ou les dimensions des particules solides qui, dans 25 la gamme considérée, doivent être prélevées. Les particules prélevées sont dirigées vers un tuyau 35 à partir duquel elles sont introduites tangentiellement dans le corps cylindrique creux 5: de 1'injecteur Venturi à deux étages I. En conséquence, ces particules surdimensionnées sont réduites par un nouveau broyage 30 dans 1'injecteur I, pour être immédiatement réintroduites dans le tore par le tube ou buse de combinaison 2. Dans la fig. 6, les trajets parcourus par les particules solides les plus lourdes et les plus légères ont été indiqués par des flèches. Il est important de noter que 1'injecteur Venturi à deux étages I peut 35 être soit celui à travers lequel le matériau particulaire est primitivement introduit dans la chambre de broyage, soit ijn injecteur entièrement séparé du système d'alimentation et exclusivement réservé au processus de recyclage. A ce propos, 1'injecteur I représenté dans la fig. 1 peut être réservé exclusi-40 vement au recyclage, auquel cas 1'injecteur d'alimentation Ven- 69 20623 2011252 ï turi 22 peut être le seul moyen d'alimentation du tore en "hippodrome" RT en matériau particulaire. Que le broyage se produise entièrement ou essentiellement dans 1'injecteur principal ou qu'il ne se produise qu'en partie 5 dans ce dernier et en partie, sous l'effet du mouvement tourbil-lonnaire, dans la chambre de broyage équipée des jets ou ajutages de fluide auxiliaire, un broyeur à énergie de jets réalisé selon l'invention peut facilement associer dans un seul ensemble les opérations séparées de broyage, de classement dimensionnel, 10 de renvoi des particules surdimensionnées dans la zone ou les zones de broyage, et de collecte du produit pulvérulent ayant la finesse du micron ou d'une fraction de micron. L'idée caractérisant l'invention à cet égard est de faire remplir ces fonctions par différentes parties du tourbillon. 15 II est possible de prévoir, dans un seul et même appareil, plusieurs chambres de broyage superposées, chacune comportant son propre orifice d'admission du fluide ultra-rapide, mais les conduits, de sortie du matériau broyé à partir des chambres aboutissant dans un collecteur commun. 20 Par ailleurs, et comme on l'a représenté fig. 7, il entre dans le cadre de l'invention de prévoir plusieurs injecteurs de matériau particulaire I du type Venturi à deux étages disposés en série, c'est-à-dire en batterie, pour former une "chaîne" avec des classeurs centrifuges (non représentés), également mon-25 tés en série. Ainsi, dans la fig. 7, une alimentation d'air comprimé pénètre en 36 dans un collecteur d'air comprimé 37, le tuyau commun d'alimentation en matériau particulaire étant indiqué en 38 et les différentes admissions de matériau en 39. Dans la région de ces orifices d'admission, le matériau particulaire 30 est entraîné dans le courant d'air comprimé et, après avoir subi un broyage préliminaire ou définitif dans les injecteurs Venturi I, il quitte ces derniers pour pénétrer par des tuyaux 40 dans un collecteur 41 de matériau broyé, lequel est relié aux classeurs centrifuges. 35 On se rappellera qu'il est prévu un collecteur du type cy clone, représenté en 19 dans la fig. 1 et en 30 dans la fig. 5. Il convient de mentionner ici que le cyclone collecteur usuel constitue un exemple typique d'une conception correcte d'obstacles déflecteurs pour produire des effets désirables de courant 40 hydrodynamique. En effet, si un mélange de gaz et de particules 69 20623 16 2011252 solides pénètre dans line direction sensiblement tangentielle dans un cône, les forces qui s'exercent sur une particule solide sont dirigées vers la pointe du cône, ce qui donne lieu à une séparation. Il s'agit là de l'une des lois scientifiques établies 5 sur lesquelles est basée la conception d'un broyeur selon l'invention. Il a été démontré que les particules très fines en suspension dans un gaz peuvent être recueillies par un cyclone avec des résultats meilleurs si l'on procède en une opération en deux 10 temps. Ainsi, le rayon effectif des particules peut être augmenté et leur densité effective peut être abaissée si l'on dispose un atomiseur d'eau (pour produire des gouttelettes de dimension convenable) à proximité de la grande extrémité du cyclone conique. Dans ce cas, les gouttelettes sont entraînées vers la 15 pointe du cône par les forces ordinaires du cyclone dont il a été question ci-dessus et elles balayent les fines particules solides au passage. Selon ce procédé en deux temps, à proximité de la pointe du cône, les gouttelettes traversent une zone chauffée résultant de la présence d'une chemise à vapeur ; l'eau 20 s'évapore, mais les particules solides continuent à être entraînées vers la pointe du cône par les forces du cyclone et elles pénètrent dans le collecteur sous forme de produit sec. La collecte en deux temps de particules broyées et classées, ayant la finesse du micron ou d'une fraction de micron, par un cyclone 25 est illustrée fig. 8 et 9. On a représenté en MC fig. 8 une chambre de broyage en forme de cylindre aplati ou de cuvette, semblable à celle qui a été décrite précédemment. Sur cette chàm-bre est monté un injecteur de matériau particulaire du type Venturi à deux étages (non représenté fig. 8 pour simplifier le 30 dessin). En 42, on a représenté un cyclone collecteur comportant une partie terminale inférieure 42a de forme conique et un orifice 43 de sortie des particules broyées (poussière). Le collecteur 42 est entouré par une chemise 44 dans laquelle la vapeur engendrée dans une chaudière (non représentée) est intro-35 duite par des orifices d'admission 45. La vapeur en provenance de la chemise 44 passe, par l'intermédiaire d'un tuyau 46 et d'une valve 47, dans un collecteur annulaire de vapeur 48 qui entoure la chambre de broyage MC. A partir de ce collecteur 48, la vapeur s'échappe dans la chambre de broyage en traversant des 40 orifices de jet formés dans la paroi de cette chambre. En réglant 69 20623 17 2011252 en conséquence la valve 47, on peut faire passer la vapeur dans la direction de la flèche 49 vers un purgeur automatique, au lieu de l'envoyer dans la chambre de broyage MC. A l'extrémité supérieure du cyclone collecteur 42 est disposée une ceinture 5 de buses 50 dans laquelle de l'eau est injectée en 51 pour former un aérosol 52 juste au-dessus de la grande extrémité du cône 42a. Les particules solides fines sont transférées de la chambre de broyage MC vers l'extrémité supérieure du collecteur 42 par un tuyau 53. Le conduit d'échappement de vapeur 54, en 10 provenance de la chambre de broyage, aboutit à l'extrémité supérieure d'un condenseur de vapeur 55. L'orifice d'admission du condenseur est indiqué en 56 et le niveau 57 de l'eau de condensation règle et commande l'alimentation du condenseur. La ligne discontinue verticale 58 munie d'une flèche fig. 8 représente 15 line jonction entre la chaudière et le condenseur 55. Comme on l'a indiqué précédemment, les gouttelettes d'eau sont entraînées vers le bas en direction du sommet du cône 42a et elles balayent les fines particules solides broyées. D'autre part, l'eau des gouttelettes s'évapore par le fait que les parois du collecteur £o sont chauffées par la vapeur contenue dans la chemise 44, de sorte que c'est à l'état sec que les fines particules solides continuent à être entraînées vers l'orifice de sortie 4 3 par les forces du cyclone. Une particule qui a juste le rayon effectif critique pré-25 cité peut, en conséquence d'une collision, être rompue en deux (ou plusieurs) fragments qui peuvent avoir des dimensions très différentes. Mais ces fragments ont tous des dimensions inférieures à la valeur critique et ils sont donc déchargés éventuellement par l'orifice de sortie. Cela signifie que la com-30 binaison des mécanismes de broyage et de classement donne lieu à une distribution en nombres/dimensions qui débute assez brusquement à la valeur critique du rayon effectif et varie lentement et régulièrement pour des rayons effectifs inférieurs.Dans certaines applications, par exemple les peintures, la métallur-35 gie des poudres, le plâtre, une telle distribution, caractérisée par l'absence de particules au-dessus d'un certain rayon effectif, mais une représentation de toutes les dimensions au-de$ous de celui-ci, peut être considérée comme une condition idéale ; mais dans d'autres applications, les particules les plus petites 40 seront perdues. Tel peut être le cas avec les drogues dont le 69 20623 18 2011252 taux d'absortion peut être critique, ou avec les insecticides où une particule trop petite est inefficace, tandis qu'une particule trop grosse obstrue le dispositif de distribution. Dans des cas semblables, les dimensions doivent être "tranchées" 5 nettement entre des limites très étroites. On peut y parvenir en combinant le mécanisme de classification dimensionnel, qui est produit par la seule hydrodynamique et qui, comme on peut le voir, tranche la distribution dimensionnelle très nettement à la limite supérieure, avec vin dispositif quelconque capable 10 d'éliminer effectivement toutes les particules au-dessous d'une certaine dimension. On peut faire appel à de nombreux procédés usuels à cette fin ; ainsi, non seulement il est possible d'appliquer le classement centrifuge naturel ou assisté mécaniquement, comme décrit ci-dessus, mais aussi 1'élutriation. 15 L'élutriation est basée sur le fait que, dans un courant ascendant de gaz, les petites particules sont soumises à une force relativement plus importante que les grosses particules par rapport à leur poids, ce mécanisme de classification dimensionnelle étant, dans son principe, très similaire à celui 20 qui a été décrit en référence à la fig. 4, si l'on remplace la force centrifuge par la gravité. L'une des nombreuses formes possibles de dispositif basé sur le principe de 1'élutriation est représentée fig. 10. Le gaz qui quitte la chambre de broyage est entraîné vers le haut, d'abord à travers une buse fixe 25 59, puis à travers une buse réglable 60, puis il est dévié vers le bas par un déflecteur constitué par une plaque d'impact 61, pour reprendre enfin une trajectoire ascendante, en heur- ' tant des obturateurs 62 dont la position peut être réglée par rotation d'arbres de commande 63. Le résultat des effets combi-30 nés de la gravité et des forces hydrodynamiques est qu'il est possible de rendre très différentes les trajectoires dans l'espace des petites et des grosses particules solides. En tirant profit de cette différence, il est possible de diriger en toute certitude les particules les plus petites dans une zone où 35 elles peuvent être précipitées ou prélevées , seules les particules qui dépassent une certaine dimension atteignant l'orifice de sortie final. C'ést-à-dire que le principe d'élutriation peut être mis à profit dans les cas où les particules les plus petites ne sont pas nécessaires, mais où il est spécifié une 40 tranche étroite de dimensions pour les particules à décharger. 69 20623 19 2011252 Le principe de 1'élutriation peut être mis en oeuvre sans utiliser aucune pièce mobile à proprement parler (par opposition au fait qu'elles sont simplement réglables) . La fig. 11 reproduit un schéma des opérations successives 5 relatif à un appareil complet pour la pulvérisation de matériaux solides particulaires conformément à l'invention. Dans cette figure, la lettre a. désigne le matériau de départ ; la lettre b^ indique le broyage mécanique et le tamisage ; ç désigne le matériau d'alimentation particulaire ; cl un broyeur-injecteur 10 Venturi à deux étages ; _e le matériau après broyage grossier préliminaire ; _f le classement dans le broyeur à énergie de jets ; g les petites particules ; h les particules moyennes ; _i les grosses particules ; j une prise extérieure par laquelle les grosses particules sont renvoyées dans le broyeur-injecteur 15 Venturi à deux étages d ; k la zone de broyage à énergie de jets ; et _1 les particules fines, parmi lesquelles les plus grosses sont recyclées vers g par une prise intérieure m , tandis que le reste est transféré en n dans un cyclone collecteur. 20 Pour se faire une certaine idée approximative sur 1'ordre de réduction dimensionnelle des particules qui peut être atteint par le procédé selon l'invention, on considérera les chiffres suivants, donnés à seul titre d'exemples : (i) Des feuilles de thé ou autres produits alimentaires en 25 particules, ayant primitivement une dimension maximale de l'ordre de 3,175 mm, peuvent être réduits en particules comprises entre 3 et 4 microns. (ii) Des pigments (pour peintures) ayant initialement une dimension correspondant à la maille 100 (B.S.S.) peuvent être ré- 30 duits en particules de 0,1 micron. (iii) Des combustibles, broyés à une dimension initiale correspondant à la maille 100-200 (B.S.S.), peuvent être réduits en particules de 4 à 5 microns. (iv) Des fertilisants, correspondant initialement à la mail-35 le 270 (B.S.S.), peuvent être réduits à une grosseur de particules de 0,5 micron par exemple . (v) Le tableau suivant indique des distributions dimensionnel-les de particules d'une thorine avant et après son traitement 69 20623 20 2011252 v t p j. 5 Matériau Classe en microns (résultats exprimés en pourcentages des particules qui entrent dans chaque classe) 0/6 et a 0.8 G.8 y\ a 1 1 a 1.5 1,7 à 2 2,- à 3 5 l 4. à 4.5 6 6 à 9 7 à 12 12 à 18 13 à 25 Thorine à 1'état de li~ 10 vraison 25,4 /]C h 10,1 9,4 7,2 9,5 10,2 5,9 4,2 0,8 0,7 0,2 15 Thorine après ré duc tion 55 58 62 2? 16 17 11 5 7 6 5 5 5 2 2 2 1 1 1 0,1 0,2 °>5 0/1 55 60 4-7 16 16 21 10 8,5 12 8 7,2 11 5,7 6 5,1 2,3 1,8 1,5 1,5 0;S 0,7 0,1 0,3 0,2 20 5? 58 62 13 17 18 11,2 9 8,3 9,1 7,4 5,8 4,8 4,5 3,2 2.9 2,1 1 ;5 0,9 1,4 0,7 0,1 0,4 0,4 0,2 0,1 44 62 75 27 & 15 13 8,8 5,8 7,5 4,8 5,2 4,1 2,3 1,5 2,5 1,4 0,8 1,4 0,5 0,5 0,2 0,2 0,1 25 57 59 22 8 8 5,5 itï 3 2,5 1,5 2,4 9 0,Q 0,5 0,1 0,1 XI a été mentionné précédemment que la conception d'un broyeur conforme à l'invention doit, si l'on veut obtenir un rendement maximal, être basée logiquement sur des lois scientifiques établies ayant trait au mouvement d'une particule 30 solide dans un courant de fluide. La plupart des lois et principes concernés ont déjà été énoncés dans ce qui précède et en référence aux dessins. Néanmoins, il convient de donner encore deux de ces énoncés pour compléter le tableau, à savoir : 1. Le pré-chauffage du gaz ou de la vapeur donne lieu à des 35 vitesses de pointe plus élevées et à un broyage plus efficace, du fait de l'accroissement de vitesse des particules solides. 2. Le pré-refroidissement du gaz et l'exploitation du refroidissement qui se produit à la dilatation peuvent être adoptés 69 20622 21 2011252 lorsqu'il s'agit de solides tels que le D.D.T. qui sont mous et collants à la température ambiante, mais qui deviennent cassants lorsqu'ils sont refroidis. Les avantages remarquables qui résultent de l'exploitation 5 des principes scientifiques établis s'accompagnent, dans certains cas particuliers, de l'inconvénient d'une augmentation des frais d'exploitation en comparaison du coût d'utilisation d'un broyeur mécanique. En conséquence, un autre but de l'invention consiste à prévoir des moyens par lesquels la consommation de puissance 10 (sous quelque forme que ce soit), en ce qui concerne particulièrement son utilisation pour la pulvérisation finale dans le système à énergie de jets, peut être réduite dans une mesure appréciable, ce qui élimine l'inconvénient précité. Le diagramme sé-quantiel de la fig. 11 résume schématiquement le cycle d'opéra-15 tions qui intervient, en partie seulement, dans l'amélioration notable des frais d'exploitation en comparaison de l'emploi d' une source extérieure d'énergie. En combinant convenablement le processus de combustion avec les résultats fournis par la recherche fondamentale dans le domaine de l'état physique et du compor-20 tement des fluides gazeux, on peut obtenir le reste des améliorations concernant les conditions d'exploitation économique. Il a déjà été décrit, dans ce qui précède, les avantages qui résultent de la disposition et de l'emploi des différents éléments du système, selon l'exemple illustré par le schéma sé-25 quentiel (fig. 11). Il ne reste plus qu'à envisager les autres aspects économiques associés d'exploitation, qui sont les suivants . Comme on le constatera en considérant les fig. 12, 13 et 14, un charbon réduit à une grosseur de l'ordre du micron peut être 30 utilisé, avec un excès d'air défini, pour produire de la vapeur avec un rendement thermique supérieur à 92 %. En outre, on peut tirer un parti maximum de la chaleur sensible qui reste dans les produits de déchet de la combustion afin de pré-chauffer l'air comprimé entre la température atmosphérique de 15°C et 35 126*C. Il en résulte une augmentation très avantageuse de la pression ou du volume de l'air utilisé pour réduire le charbon introduit dans les broyeurs à énergie de fluide pour produire des particules de charbon de l'ordre du micron, tandis que 1' on retire simultanément les avantages manifestes qui résultent 40 de l'emploi d'air pré-chauffé en vue d'une combustion directe,, 69 20623 22 2011252 On peut également tirer parti du volume résiduel de produits de déchet de la combustion pour transférer, dans des conditions normales de service, la chaleur sensible qu'ils contiennent à l'eau alimentaire de la chaudière, permettant d'atteindre, dans 5 des conditions d'exploitation normales, un réchauffement entre la température atmosphérique de 15°C et 82°C. Si l'on ajoute à cela les avantages fournis par des buses ou ajutages convenablement dessinés et correctement disposés dans la zone ou les zones de broyage, on constatera d'après les résultats obtenus qu'il y 10 a un rendement élevé, avec la réduction correspondante des frais d'exploitation. Dans la fig. 12, on a porté en abscisses (x) le diamètre moyen des particules en microns, tandis que l'axe des ordonnées (y) est gradué en nombres entiers de pourcentage en poids - le 15 tout pour une pulvérisation de charbon dans un broyeur. Dans ce graphe particulier, les courbes en traits pleins se rapportent à l'extrait de charbon, la courbe en tirets au charbon bitumineux britannique et les courbes en points et en tirets aux fines allemandes. Les courbes à forte pente, à gauche du graphe, con-20 cernent dLes charbons atomisés et, à des fins de comparaison, les courbes à moindre pente sont relatives à des charbons pulvérisés selon les procédés classiques. Les graphes qui constituent les fig. 13 et 14 sont relatifs à la combustion de charbon atomisé. Ainsi, la fig. 13 est un 25 graphe qui se rapporte aux temps minimaux de combustion à 10 microns. On a porté sur l'axe des x le rapport air/charbon V 3 (m /kg), tandis que l'axe des y est étalonné en secondes de temps de combustion. D'autre part, la fig. 14 est un graphe qui se rapporte aux températures maximales de combustion à 10 3 30 microns, l'axe des x étant étalonné en (m /kg) et l'axe des Y correspondant à la température Tp (°K). Si on le désire, l'appareil de pulvérisation selon l'invention peut être incorporé ou associé à tout autre appareil ou installation approprié, susceptible de réduire progressivement 35 les dimensions de morceaux, roches ou similaires de matière première relativement gros, et mettre ainsi ces derniers sous une forme de particules qui se prête à une pulvérisation par le procédé amélioré de l'invention. L'invention est également caractérisée par un produit ayant 40 la finesse du micron ou d'une fraction de micron, obtenu par le 20623 23 2011252 procédé ici décrit. Il est du reste bien entendu que les modes de réalisation de l'invention qui ont été décrits ci-dessus, en référence aux dessins annexés, ont été donnés à titre purement indicatif et 5 nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. 69 20623 24 2011252 REVENDICATIONS 1. Procédé de pulvérisation d'un matériau particulaire sous une forme pulvérulente de l'ordre du micron ou de la fraction de micron, par un broyage dans un appareil comprenant une cham- 5 bre de broyage, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'il consiste : à engendrer un courant ultra-rapide d'un fluide de broyage sous haute pression, à accroître cette vitesse jusqu'à une valeur de pointe, puis à permettre au fluide de se dilater et, par suite, de transformer en énergie cinétique son énergie 10 potentielle de compression dans un système Venturi à plusieurs étages, dans lequel le fluide de broyage est accéléré, puis détendu à plusieurs reprises ; à introduire le matériau particulaire transversalement dans le courant ultra-rapide de fluide de broyage au point où ce dernier a la latitude de se dilater pour 15 la première fois, le matériau et le fluide étant ainsi mélangés assez intimement pour qu'il en résulte une usure spontanée des particules par choc mutuel ; et à injecter le fluide et le matériau particulaire entraîné dans une chambre de broyage dans laquelle les particules de différentes tailles sont séparées et 20 classées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la réduction dimensionnelle des particules s'effectue pratiquement en totalité dans le système Venturi à plusieurs étages. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 25 que les particules ne sont soumises qu'à un broyage grossier préliminaire dans le système Venturi à plusieurs étages, pour être finalement pulvérisées dans la chambre de broyage. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les particules surdimensionnées sont recyclées dans un sys- 30 tème Venturi à plusieurs étages pour être de nouveau broyées. 5. Procédé selon la revendication 1, mis en oeuvre dans un broyeur et caractérisé par le fait que la pulvérisation, le classement dimensionnel des particules et la collecte du matériau broyé sont réalisés en produisant, dans différentes parties 35 du broyeur, des modèles différents de flux hydrodynamique, un mouvement de tourbillon et, le cas échéant, des fronts de choc, de telle sorte qu'une particule solide soit soumise à un grand nombre de collisions, ces conditionslétant obtenues par la disposition ; appropriée de buses, le dessin convenable de surfaces 40 limites solides et la régulation de la pression et de la tempéra 69 20622 25 2011252 ture du fluide ultra-rapide à son arrivée, les particules ayant reçu une énergie d'impact aussi élevée que possible en fonction de la fragilité qui leur reste. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait 5 qu'il est établi , par une circulation secondaire dans un tourbillon qui constitue une région de classement, un classement automatique des particules solides présentes en fonction de leurs dimensions, les particules qui se situent au-dessous et au-dessus d'une certaine gamme dimensionnelle étant respectivement diri- 10 gées vers la décharge et ramenées dans une zone de broyage. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les particules et le fluide de broyage qui quittent la région de classement sont dirigés selon des trajectoires qui donnent lieu à un nouveau classement dimensionnel sous l'effet 15 combiné des forces hydrodynamiques et de la gravité. 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que des forces hydrodynamiques, résultant d'une conception appropriée des surfaces limites, entraînent les particules solides vers une région de collecte. 20 9. Procédé selon la revendication 5, caractérisé pair le fait que la distribution des particules de dimensions différentes dé- -bute nettement à une valeur dimensionnelle maximale prédéterminée, les particules de plus petites dimensions se départissant selon une distribution continue. 25 10. Procédé selon la revendication 1, appliqué dans un broyeur et caractérisé par la mise en oeuvre d'un recyclage de telle sorte que les grosses particules solides dans certaines parties du broyeur soient rapidement transférées dans" des régions où elles sont soumises à un nouveau broyage. 30 11. Broyeur pour la pulvérisation d'un matériau particulaire sous une forme pulvérulente de l'ordre du micron ou de la fraction de micron, comprenant au moins une chambre de broyage de forme géométrique appropriée, dans laquelle les particules de dimensions différentes résultant du broyage dudit matériau peu- 35 vent être séparées et classées, ce broyeur étant caractérisé par le fait qu'il est adapté à ladite chambre (MC ou RT) un injecteur (I) de matériau particulaire du type Venturi, comprenant un ajutage d'admission (1) à travers lequel peut passer un courant ultra-rapide de fluide de broyage sous haute pression ; un 40 orifice d'admission (4) au voisinage de cet ajutage pour l'in 69 2062: 26 2011252 troduction dans 1'injecteur du matériau particulaire à broyer ; la lumière de l'ajutage d'admission se resserrant d'abord (en la) jusqu'à un étranglement (lb) relativement étroit en vue d'élever à une valeur maximale la vitesse du fluide de broyage qui 5 la traverse, puis s'évasant (en le) vers l'extérieur jusqu'à un diamètre nettement plus grand, pour permettre la dilatation du fluide et, en conséquence, la transformation en énergie cinétique de l'énergie potentielle de compression de ce fluide ; et un tube Venturi coaxial (2) qui présente un segment à section 10 décroissante (2a) dans lequel aboutit l'ajutage d'admission (1) et un segment évasé (2c) raccordé à la chambre de broyage-(MC ou RT), 1'injecteur ayant ainsi pour rôle, non seulement de produire un mélange intense du matériau et du fluide, mais aussi de provoquer une usure spontanée des particules par choc, 15 l'ajutage d'admission (1) étant de préférence disposé .à l'intérieur d'un corps cylindrique creux (5) muni d'un orifice d'admission tangentiel (4) pour le matériau particulaire, la disposition étant telle que ce matériau soit entraîné dans le courant de fluide ultra-rapide qui sort de l'ajutage au niveau (le) 20 où le fluide a la latitude de se dilater après avoir traversé l'étranglement étroit (lb)o 12. Broyeur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la réduction dimensionnelle se produit principalement dans 1'injecteur de matériau particulaire (X) lui-même, la chambre de 25 broyage (MC ou RT) étant essentiellement destinée à remplir la fonction d'un classeur dimensionnel de particules, cette chambre étant munie de moyens (34, 35) pour recycler les particules surdimensionnées dans 1'injecteur en vue d'un nouveau broyage. 13. Broyeur selon la revendication 11, caractérisé par le fait 30 qu'il est prévu une région de collecte dans laquelle les surfaces limites solides sont dessinées de façon à produire des forces hydrodynamiques qui entraînent les particules solides vers un récipient collecteur, ce broyeur comprenant de préférence un collecteur du type cyclone (42) auquel sont associés des 35 moyens (50, fig. 8) pour produire une pulvérisation d'eau (52) au voisinage de la grande extrémité du cyclone et des moyens (44,45) pour réchauffer la pointe du cône, aux fins spécifiées.