Brevet FR2014753A1 — publié le 19700417

L'invention est relative à une machine pour le traitement de suspensions fluides en vue d'une fragmentation, dissolution, plastification, ou de l'exécution de réactions dans des masses mobiles de corps de broyage sphériques ou autres, en vrac. Les machines avec corps de broyage les plus connues jusqu'à présent sont constituées pour la plupart d'un élément semblable à un récipient, ainsi que d'un ou de plusieurs outils agitateurs, qui impriment aux corps broyeurs contenus dans le récipient les impulsions de mouvement nécessaires à leur mise en oeuvre. Dans une autre machine connue (brevet suisse N 451.666) ce mouvement est produit par une oscillation de l'agitateur. Pour obtenir des impulsions de mouvement suffisamment énergiques, on ne peut pas dépasser dans les machines actuelles avec outils agitateurs un taux de remplissage égal au maximum à 80 % du volume total. Dans de nombreux cas, il en résulte la formation d'une mousse très gênante dans le produit travaillé. La viscosité de celui-ci est d'autre part limitée vers le haut, car une masse de viscosité élevée freine trop fortement les impulsions de mouvement dans des pores de grand volume. On a découvert que ces inconvénients peuvent être éliminés très efficacement par la présente invention, qui consiste à embêter l'un dans l'autre deux outils, dont chacun est formé d'un ou de plusieurs cylindres ouverts d'un côté et fixés sur un fond pour créer un certain nombre de chambres de broyage annulaires, dans lesquelles le mouvement est imprimé aux corps broyeurs par une oscillation ou une rotation seule, ou encore par une oscillation et une rotation combinées de l'un au moins des outils0 L'objet de l'invention est représenté à titre d'exemple de réalisation au dessin annexé, montrant en coupe transversale une machine, dans laquelle l'outil supérieur est immobile, tandis que 11 outil inférieur peut, soit osciller, soit tourner, soit exécuter un mouvement combiné d'oscillation et de rotation. Les éléments de travail principaux de la machine sont les outils 10 et 20. L'outil inférieur 10 comprend un fond il et des cylindres 12 et 13 ouverts vers le haut. L'arbre d'entratnement 14 imprimant le mouvement de rotation est assujetti directement au fond 11. Dans l'outil inférieur 10 s'engage par le haut l'outil supérieur 20 formé des cylindres 21 et 22, de sorte qutil se crée des chambres debroyage 24, 25 et 26, remplies de corps broyeurs. Les ouvertures pour le chargement et l'évacuation des corps broyeurs ne sont pas représentées. La tubulure pour l'introduction du produit est désignée par 28. L'outil inférieur 10 est pivoté. avec l'arbre d'entrainement 14 dans un carter se composant d'une partie inférieure 40 et d'une partie supérieure 41. L'arbre 14 est,entratné en rotation par un moteur non représenté, au moyen de courroies trapézoidales élastiques 15 entourant une poulie à gorges 16. Des paliers 17 et 18 soutien nent l'arbre d'entratnement 14 dans un arbre creux 30 et trans- mettent en même temps à l'outil 10 l'oscillation engendrée par l'arbre creux 30.Pour ce mouvement oscillant, l'alésage interne de l'arbre creux 30 est excentré par rapport à son diamètre extérieur, de sorte qu'au cours de la rotation de l'arbre creux 30 l'axe de l'alésage interne ainsi que celui de l'outil décrivent un mouvement circulaire oscillant dont le rayon correspond à l'excentricité de l'arbre creux 30. L'arbre creux est tourillonné lui-même par des paliers 31 et 32 dans le carter 40, 41 et est entratné par un moteur 33 avec une roue dentée 34 au moyen d'une roue intermédiaire 35 et d'une roue dentée 36 qui est fixée sur l'arbre creux 30. L'outil supérieur 20 est fixé sur le carter 40, 41 à l'aide d'un support 44 muni d'ouvertures en forme de lanternes 45. L'interstice subsistant entre les cylindres et les fonds des outils est calculé et conformé de telle manière que le produit puisse s 'écouler alors que les corps broyeurs sont retenus. Dans le présent exemple, le produit est amené à la tubu luxe 28 au moyen d'une pompe appropriée pour produits très visqueux, ou d'un extrudeur à piston ou vis sans fin ; il traverse successivement les chambres de broyage 24, 25, 26, sort de l'outil par l'interstice 29 et est évacué par une gou- lotte collectrice 42 munie d'un bec d'écoulement 43. Si l'on ferme l'interstice de sortie 29 à l'aide d'une membrane élastique, on peut également amener le produit à l'extérieur et ltévacuer par la tubulure centrale 28 au cours du mouvement d'oscillation. Pour mettre en mouvement les corps de broyage, l'outil 10 peut exécuter, soit une oscillation seule, soit une rotation seule, soit encore une oscillation et une rotation combinéea. Dans le cas où l'outil exécute seulement une oscillation, les corps de broyage sont comprimés d'un cEté par suite des changements de l'écartement radial entre les parois délimitant les chambres de broyage et sont amenés dans la section plus grande se trouvant du côté opposé. Avec de hautes fréquences d'oscillation, on obtient ainsi un mouvement énergique des corps de brqyeurs, s' accompagnant d'une grande efficacité de broyage. Si l'outil 10 ne fait que tourner, un broyage efficace ne peut être assuré qu'à l'aide d'entraRneurs fixés aux parois cylindriques des outils, ou constitués par des cannelures ou organes analogues appropriés. Un moyen pour améliorer cette action consiste à décaler l'un par rapport à l'autre les axes des outils supérieur et inférieur, de façon à créer dans les chambres de broyage un rétrécissement radial unilatéral, dans lequel les corps de broyage sont attirés lors de la rotation par suite de l'effet d'interstice cunéiforme connu, si bien qu'un mouvement supplémentaire énergique leur est imprimé. Par une oscillation et une rotation combinées, on peut adapter dans des conditions optimales les impulsions de mouvement sus-décrites aux propriétés particulières des différents produits, Les mouvements entre les outils peuvent être réalisés aussi bien par d'autres constructions quelconques, différentes de l'exemple d'application représenté. C'est ainsi, par exemple, que l'un des outils peut seulement osciller et l'autre seulement tourner. On peut également modifier la nature de ltoscilla- tion. L'oscillation circulaire décrite peut être remplacée par une oscillation linéaire, telle que représentée dans le brevet français NO 1.509.559 du 27 janvier 1967. Dans certaines conditions, il peut être avantageux de combiner le principe de l'interstice de friction du brevet précité avec le principe des corps de broyage de la présente invention. De nombreuses variantes peuvent autre apportées à l'invention. En plus des modifications possibles des vitesses d'oscillation et de rotation ainsi que de l'amplitude d'oscillation, on peut remplir les diverses chambres de broyage indépendamment l'une de l'autre de corps de broyage différents pour régler l'action progressive de fragmentation. Pour modifier la durée de séjour du produit, on peut augmenter ou diminuer l'interstice de sortie, par exemple par un déplacement relatif des outils. Par une application sans jeu des outils l'un sur l'autre, on peut même obtenir dans l'interstice de sortie un effet de meules de broyage. Pour. la dissipation de l'excédent de chaleur ou pour l'apport de chaleur, par exemple en vue de réactions, les parois délimitant les chambres de broyage peuvent être équipées de manière connue de moyens de refroidissement et/ou de chauffage. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'entre décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Machine pour le traitement de suspensions fluides en vue d'une fragmentation, dissolution, plastification ou de l'exécution de réactions dans des masses mobiles de corps de broyage sphériques ou autres en vrac, caractérisée en ce que, par emboîtement, l'un dans l'autre, de deux outils 10 et 20, dont chacun est formé d'un ou de plusieurs cylindres ouverts d'un côté et fixés sur un fond 12, 13 et 21, 22, on crée un certain nombre de chambres de broyage 24, 25, 26 annulaires, dans lesquelles le mouvement est imprimé aux corps de broyage par une oscillation ou une rotation seule, ou encore par une oscillation et une rotation combinées de l'un au moins des outils. 2.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les parois cylindriques de chambres de broyage sont pourvues d'entraîneurs pour les corps de broyage. 3.- Machine suivant les revendications 1 et 2, caractérisée par des chambres de voyage contenant des corps de broyage différents. 4.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'interstice de sortie peut être modifié pour régler la durée du séjour dans la machine du produit à traiter. 5.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les parois délimitant les chambres de broyage peuvent être chauffées ou refroidies, en totalité ou en partie. 6.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par un décalage entre les axes des outils supérieur et inférieur. 7.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le produit devant être traité traverse les différentes chambres de broyage de l'intérXeur vers l'extérieur. 8.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le produit parcourt les chambres de broyage de l'extérieur vers l'intérieur.