Brevet FR2015544A1 — publié le 19700430

L'invention concerne un broyeur à colloïdes comportant des disques ui peuvent tourner dans un récipient contenant des particules de broyags, un tuy@u d'amenée de la matière à traiter une sortie qui laisse passer la matière mais non les particul de broyage.Ses broyeurs a colloïdes connus de ce genre présentent des disques de mEme diamètre disposés sur un arbre commun et tournant dans un récipient cylindrique. l'arbre est entraîné à une vitesse de rotation relativement élevée et les disques impriment un mouvement aux particules de broyage et à la matière à traiter qui est mélangée à celles-ci, ce qui produit l'effet désiré de broyage des particules0 I1 est apparu Rue les broyeurs connus de ce genre ont un rendement de broyage relativement faible lorsqu'ils comportent des disques de mEme grandeur et tournant à la mEme vitesse et dans le même sens0 Surtout, le brassage de la matière et des particules de broyage est souvent insuffisant, de sorte que la matière que l'on fait passer est travaillée avec une intensité inégale, crest-2-dire que 1 l'uniformité de grosseur des partiou- les du produit traité laisse à désirer. On a constaté maintenant qu'il est possible d'améliorer notablement le rendement de broyaet l'uniformité du traitement Si, selon l'invention s on prévoit des disques pouvant être entraînés avec une vitesse circonférentielle différente, On peut obtenir la différence désirée dans la vitesse circonférentielle des différents disques soit en disposant sur un arbre commun des disques de diamètre différent et en les entrainant à la même vitesse et dans le m8me sens, soit en entraînant en sens opposé différents disques ou groupes de disques, à des vitesses circonférentielles égales ou différentes. Dans tous ces cas, on obtient les différences de vitesse circonférentielle qui sont décisives pour l'amélioration constatée du fonctionnement du broyeur à colloïdes. On expliquera plus en détail l'invention ci-après à propos d'exemples d'exécution représentés schématiquement par les dessins. La figure 1 montre un premier mode d'exécution comportant une enveloppe tronconique 1. Dans la paroi frontale, à l'extré- mité étroite de l'enveloppe, est monté un arbre 2 qui peut être entrainé d'une façon qui n'a pas été représentéeeSur l'arbre 2 sont montés dans l'enveloppe des disques 3 qui ont un diamètre croissant vers l'extrémité libre de l'arbre. La structure de chaque disque correspond à la construction connue. Dans chaque espaoement entre deux disques 3 successifs pénètre une chicane ou un déflceteur @ de forme annularie partant de l'enveloppe et @iri@@ vers l'intérisur et ménageant entre les disques voisins, à l'extérieur de l'arbre 2, une ouverture annulaire de passage 5. La matière à traiter est amenée par un tuyau d'amenée 6 et un tamis annulaire 7 et évacuée du c8té opposé par un tamis 8 et un taya@ 9, mais on peut aussi aiopter un sens de passage inverse. Les tamis sont de dimension telle que les particules de broyage contenues dans le @éeipient, par exemple billes de verre, etc., ne puissent pas passer au travers mais que la mat;ière à traiter ou la matière traitée puisse passer. la matière à traiter amenée par le tuyau 6 et le tamis 7 sous une certaine pression et en quantité déterminée par unité de temps, en mEme temps que les particules de broyage, est mélan- gée, brassée et déplacée antrement par les disques tournants 3, la matière étant divisée intensément par le nouvement relatif des particules de broyage. Chaque particule de matière est forcée, par le déflecteur 4, de faire le tour de chacun des disque 3-, et on est par suite, assuré que toutes les particules de la matière à traiter sont traitées intensément et uniformément. Tout particulièrement dnas le mode d'exécution de la figure 1, les déflesteurs ont en outre pour rôle, en particulier, d'éviter que la matière et les particules de broyage ne se rendent directement de l'extrémité d'entrée étroite du récipient, le long de l'enveloppe de celui-ci, à l'extrémité de sortie plus large sous l'effet de la force centrifuge ou de l'action de pompage. Toute- fois, on peut aussi éviter ce risque sans les déflecteurs 4 en faisant passer la matière de l'extrémité large à l'extrémité éétroite.En tout cas, on a pu constater que mEme sans les déflecteurs 4 un broyeur à colloides selon la figure 1 présente des propriétés notablement plus avantageuses qu'un broyeur de dimensions correspondantes muni de disques 3 d'égale grandeur et fonotionnant donc tous à la même vitesse circonférentielle. Par suite, la vitesse circonférentielle différente des disques a une importante décisive pour les rendements améliorés relativement aux broyeurs à colloïdes connus. les figures 2 à 5 montrent quelques autres modes d'exécution encore plus schématiquement que la figure 1, la forme de l'enveloppe et les disques étant seuls indiqués, tandis que l'entrée et la sortie, qui peuvent se trouver à n'importe quelle extrémité de l'enveloppe puisque le sens de passage ne joue aucun rôle important, ne sont pas représentées0 Selon la figure 2, des disques 3 présentant un diamètre croissant des extrémités au milieu sont disposés sur un arbre commun 2 et ces disques sont logés dans une enveloppe cylindrique 1, qui ngest donc pas adaptée par sa forme à l'échelonnement des disques0 La figure 3 montre un mode d'exécution correspondant des disques 3, mais l'enveloppe 1 est adaptée à l'échelonnement des disques cest-à-dire qu'elle est en forme de fûto La figure 4 montre une exécution inversée, dans laquelle le diamètre des disques diminue des extrémités vers le milieu. En même temps, la figure 4 montre que l'échelonnement des disques ne doit pas nécessairement se faire symétriquement le long de l'axe du broyeur0 La figure 5 montre un mode d'exécution comportant deux groupes de disques 3, 3 de même diamètre sur deux arbres séparés 2 et 2' pénétrant dans l'enveloppe par des côtés frontaux opposés. Comme on l'a indiqué par des flèches, les arbres 2 et 2' et les groupes de disques 3 et 3' sont entrainés en sens opposé, de sorte qu'on obtient également un brassage notablement plus intense de la matière et des particules de broyage et par suite un travail plus intense. Naturellement, dans ce cas aussi, les différents groupes de disques peuvent comporter des disques de diamètre différent, La figure 6 montre plus en détail un autre mode a'exécution. Les détails de construction de cette machine, comme le montage, l'étanchéité, le refroidissement etcO peuvent être appliqués de façon correspondante aux autres modes d'exécution représentés schématiquement0 les pièces correspondantes portent les mêmes références que sur la figure lo L'arbre 2 est monté dans un bloc de palier 10 auquel est annexée d'un côté l'enveloppe proprement dite 1, légèrement tronconique. les disques broyeurs 3 sont munis de moyeux il qui servent en même temps à fixer les disques sur l'arbre et à assurer l'espacement entre les disques0 Conformément à la conicité de l'enveloppe, on a prévu des disques de diamètre croissant. L'enveloppe I est entourée d'une chemise à eau de refroidissement 12 dans laquelle de l'eau de refroidissement peut être amenée par la tubulure 13 et par un tuyau non re présenté et évacuée par une tubulure 14 et un tuyau non représen téO Entre trois disques 15,16 et 17 tournant avec l'arbre 2 sont prévues deux fentes de sortie 18 destinées à la matière traitée. Des endroits légèrement en saillie dans la partie intérieure du disque 16 déterminent la largeur de ces fentes0 les disques 16 et 17 présentent intérieurement des perforations 19,20 à travers les quelles la matière traitée qui stécoule peut se rendre à une chambre collectrice 21 du bloc de palier, La tubulure de sortie9 communique avec la chambre collectrice et porte un thermomètre 22 servant à indiquer la température de la matière qui sort, La chambre 21 est isolée par des joints 23 et 24 de l'intérieur de l'en- veloppe et des paliers.Le joint d'arbre 24 est entouré d'un canal à eau de refroidissement 25o Entre le joint 24 et les paliers est disposé un disque centrifuge 26 qui projette le fluide qui passe en cas de défaut d'étanchéité et ltempêche d'arriver aux paliers0 L'entrainement est assuré par un moteur non représenté, par l'intermédiaire des courroies 27o Sur la tubulure d'entrée 6 est placé un manomètre 28 servant à indiquer la pression d'entrée. Une tubulure 29 munie d'un couvercle amovible sert à introduire les corps de broyage, et une évacuation 30 munie d'un robinet sert à les évacuer. le mode d'exécution de la figure 6 présente différents avantages notables. Grâce au récipient de broyage qui se rétrécit comiquement dans le sens de passage, les corps de broyage projetés vers l'extérieur par les disques tournants, par exemple des perles de verre, de céramique ou de matière synthétique, sont réfléchis en direction de l'entrée de la matière à broyer lors go'ils heurtent la paroi de ltenveloppe, de sorte outils ont tendance à se déplacer à l'envers du sens d'écoulement de la matière à broyer. -Ainsi, on évite un entraînement unilatéral des corps de broyage vers la sortie et une accumulation de corps de broyage devant les fentes de sortie 18, ce qui gênerait la sortie de la matière broyée, Un autre avantage de la construction conique à axe horizontal est que l'entrée 29 qui sert également à la purge d'air, et la sortie 30 sont aussi disposée eaux endroits les plus favorables, à l'extrémité large de l'enveloppe, et que par suite ils assurent une purge d'air complète et une évacuation complète de la chambre de traitement. Un autre avantage notable du mode d'exécution représenté par la figure 6 est constitué par les éléments 15,16 et 17 qui tournent avec l'arbre 2 et qui délimitent les fentes de sortie 18 I1 est impossible que des corps de broyage ou des fragments de ceux-ci pénètrant dans les fentes, soient brisés par un mouvement relatif entre les éléments 15, 16 et 17. En outre, les corps de broyage sont toujours maintenus en mouvement dans la région des éléments tournants 15, 16 et 17 et sont empêchés de se fixer sur les fentes de sortie et dtentraver ainsi la sortie de la matière à traiter0 On a seulement représenté des modes d'exécution à axe ho rizontal mais on peut exécuter de façon correspondante d'autres formes à axe vertical ou incliné. On a constaté en outre que le travail successif de la même matière dans deux broyeurs entraine une qualité notablement plus élevée que lorsque la matière est travaillée à un débit deux fois moindre dans un seul broyeur. Autrement dit, pour une même qualité finale, on peut obtenir une quantité notablement plus que doublée par unité de temps si llon relie deux broyeurs en série, On peut obtenir un effet similaire si, entre deux groupes semblables de disques placés dans une même enveloppe, on installe un déflecteur qui permet un passage relativement étroit de l'une à l'autre partie d'enveloppe ou de l'un à l'autre groupe de disques0 Pratiquement, dans ce cas aussi, la matière est traitée successivement dans deux parties de broyeur indépendantes0 On peut obtenir une subdivision analogue de l'intérieur de l'en- veloppe au moyen d'un ou plusieurs tamis de séparation qui sont insérés entre les disques voisins tournant à une vitesse circonr férentielne difQerente etZou en sens opposé. les chambres de 11 enveloppe qui sont sénarées par le ou les tamis séparateurs peuvent contenir des particules de broyage de grosseur différente; dans une première chambre où entre la matière non traitée, on peut disposer des particules de broyage plus grosses pour un broyage préalable de la matière, et dans la ou les chambres suivantes, on peut disposer des particules de broyage plus petites ou de grosseur dégradée, pour un broyage secondai- re de la matière. REVENDICATIONS 1- Broyeur à-coll~ofdes comporte des disques qui peuvent tourner dans un récipient contenant des particules de broyage, un tuyau d'amenée de-la matière à traiter et une sortie qui laisse passer la matière mais non les particules de broyage, ce broyeur étant caractérisé par le fait qu'il comporte des disques pouvant être entraînés à une vitesse circonférentielle différen te, 2- Broyeur selon la revendication 1, dans lequel des disques de diamètre différent sont disposés sur un arbre commun0 3- Broyeur selon la revendication 2, dans lequel le diamètre du récipient est choisi localement en fonction du diamètre des disques0 4- Broyeur selon la revendication 3, dans lequel sur lar- bre sont disposés successivement des disques de diamètre croissant et le récipient présente une forme conique, ou bien des dis ques sont disposés successivement sur l'arbre avec un diamètre d'abord croissant et ensuite décroissant, ou encore d'abord décroissant et ensuite croissant, le récépient étant rétréci ou élargi aux extrémités en conséquence0 5- Broyeur selon une des revendications 1 à 4 et comportant des disques qui peuvent Strie entrainés en sens opposé à une vitesse circonférentielle égale ou différente. 6- Broyeur selon la revendication 5 dans lequel deux groupes de disques sont disposés sur deux arbres respectifs coaxiaux. 7- Broyeur selon une des revendications 1 à 6 dans lequel entre deux disques voisins sont insérés des déflecteurs annulaires reliés à la paroi du récipient. 8- Broyeur selon une des revendications 1 à 7, dans lequel l'intérieur du récipient est subdivisé en au moins deux chambres par au moins un tamis séparateur disposé entre des disques voi sinus0 9- Broyeur selon la revendication 8, dans lequel les chambres contiennent des particules de broyage de grosseur différente, l'-entrée destinée à la matière à traiter débouchant dans une chambre qui contient des particules de broyage plus grosses tandis que la sortie destinée à la matière part d'une chambre contenant des particules de broyage plus petites, 19- Broyeur selon la revendication 4,dans lequel lextré- mité large du récipient conique est disposée une entrée destinée à la matière et à l'extrémité étroite est disposée la sortie. 11- Broyeur selon la revendication 10, présentant un axe horizontal et dans lequel à l'extrémité large sont prévues, dans le haut, une entrée et dans le bas une sortie destinées aux corps de broyage0