Brevet FR2070769A1 — publié le 19710917

L'invention concerne une machine servant à diviser davantage de matières élastiques du type des hauts polymères synthétiques, de préférence granulées. On connart des machines à broyer avec lesquelles on peut diviser un granulé de matières synthétiques élastiques, par exemple de polyamide, de polyéthylène, de chlorure de polyvinyle plastifié, de polyuréthanes etc. pour obtenir une matière à grains fins, jusqu'à une grosseur maximale-de grains de 0,75 mmO Le broyage du granulé se fait par percussion entre des organes de percussion suspendus de façon oscillante et la surface de broyage- qui présente des baguettes de percussion à la circonférence de la zone de broyage. Unrotor de ventilateur monté sur un axe refoule dans l'enveloppe de broyage une certaine quantité d'air au moyen de laquelle la poudre fine est évacuée par des tamis0 On connaît encore une machine que l'on couple à un échangeur de chaleur de telle sorte que pour rendre cassante la matière à diviser, on la traite tout d'abord par l'azote liqui de. Ensuite, on introduit dans la machine à fonctionnement rapide la matière refroidie en méme temps que l'azote froid ga zeux formé par évaporation et on broie à ltétat congelé la matière synthétique rendue cassante. On connatt en outre un appareil de broyage de matières synthétique; qui fonctionne sans tamis et qui effectue le broyage à l'aide de disques de broyage garnis de rangées de pointes. Ces disques de broyage tournent en sens opposé à des vitesses égales ou différentes. Il est connu aussi d'effectuer le broyage par jet en utilisant des jets flair ou de vapeur à grande vitesse, les particules de matière à broyer chargées d'énergie se heurtant avec une grande force et le processus de division se produisant alors. A la- circonférence extérieure de l'enveloppe de broyage, les buses sont disposées de telle sorte que la matière à broyer ajourne dans la région d'action des jets de fluide jusqu'à ce qu'elle ait atteint le degré d'humidité prévu et s'échappe vers l'intértur afin de se séparer.Un autre mode cossu de division de matières synthétiques est le boxeur à lame s0 Ici, 11 effet de coupage est assuré par un rotor monté horizontale-ment, garni de plusieurs lames verticales, qui tourne dans ume enveloppe cylindrique de broyage munie d'un tamis dans le bas et coupe la matière au vol plus qu'il ne la frappe. Pour aug menter le débit, on a garni l'extrémité des lames de structure similaires à des ailes portantes qui glissent à unepetite distance au-dessus du tamis. Ces machines connues conviennent spécialement aux cas ou aux matières où le problème de la charge statique a une importance secondaire. Mais elles ne conviennent pas aux matières synthétiques qui, lors du processus de division, sont soumises dans une mesure importante à une charge électrique par suite de frottement contre les parois de l'enveloppe de broyage ou con -te les organes broyeurs. En outre, les machines fonctionnent de façon antiéconomique lorsqu'il s'agit de traiter des quants tés relativement faibles. Un autre inconvénient est la grande fatigue des pièces qui travaillent mécaniquement, fatigue dont il faut tenir compte pour calculer l'économie d'une installation de ce genre. Dans les broyeurs équipés de tamis, lorsqu'on divise des matières synthétiques tenaces et élastiques qui prennent faci lement des charges électriques, il se produit uneobstruction des trous des tamis, indépendamment du fait que l'on effectue le broyage sur les tamis ou non. En outre, dansle broyage de matières synthétiques élasti ques, il est difficile d'obtenir, en continu, dans le processus de division de granulé à la température ambiante normale, une poudre à particules très fines. C'est spécialement le cas dans les- machines qui présentent des-disques d-e broyage garnis de pointes ou qui sont équipées de baguettes de percussion etc. disposées à la circonférence de la zone de broyage et entre des organes de percussion suspendus de façon oscillante, Le broyage dans des broyeurs à lames où l'on broie sur le tamis comporte aussi des difficultés, en ce sens que le tamis subit une fati gue relativement grande, qu'il s'use rapidement et que le ris que d'obstruction augmente progressivement à mesure que les ouvertures du tamis deviennent plus petites. L'invention a pour but dgéliminer les inconvénients cidessus et de fournir un appareil à broyer les matières élastiques granulées du type des hauts polymères synthétiques qui réponde aux exigelices techniques et économiques. L'invention a pour ùut de fournir unemachine permettant de fabriquer de la poudre de façon simple, peut couveuse et économique à partir d'un granulé de matière synthétique de préférence formé de hauts polymères syathétiques élastiques. I1 s'agit dlatteindre une grosseur moyenne de grains inférieure à 250 um, Selon l'invention, la machine à broyer, fonctionnant selon le principe du voyeur à lames et munie doun rotor garni dune ou plusieurs lames qui tournent dans une enveloppe de broyage enfermée dans un anneau de liquide-- de refroidissement, est dépourvue de tamis. Sur la paroi intérieure cylindrique de l'enveloppe de broyage se trouvent plusieurs plaques déflectrices et/ou- oreilles déflectrices, en série ou échelonnées régulièrement et/ou irrégulièrement, qui sont disposées individuellement ou de façon mélangée. Les plaques déflectrices présentent une inclinaison descendante relativement à la paroi postérieure.Elles sont disposées individuellement ou conjoin- tement de telle sorte que leurs axes passent à cale des al-lneaux d'espacement situés entre les lames. L'existence d'une ou plusieurs rangées d'organes déflecteurs empeche la matière à diviser d'effectuer une rotation laminaire circulaire le long de la paroi intérieure de ltenve- loppe de broyage. On obtient d'une part un effet de freinage et d'autre part, on arrive à ce que, par suite de la structure convexe des oreilles déflectrices ou des plaques déflectrices qui s'écartent vers l'intérieur relativement à une allure tangentielle périphérique, la matière vole librement à travers la chambre de .blocage, subisse l'action d'un tranchant de lame et soit divisée0 D'autre part, outre ces caractéristiques, grtce à la disposition spéciale des plaques déflectrices qui s'écartent de l'axe central du rotor, on arrive à ce que la matière à diviser, par suite du courant d'air dirigé à travers ltenve- loppe de broyage vers ltouverture de sortie de poudre, soit évacuée précocement parce que chaque particule d'air, en atteignant la plaque déflectrice, surit une composante de force qui, jusqu'à un point critique, est pbs grande que la force exercée par le courant d'air sur la particule de matière. Le réglage de quantité du mélange d'air et de poudre aspiré est assuré, conformément au degré d'humidité atteint par les organes de coupe, par un organe d'étranglement en lui-meme connu. L'amenée d'air est assurée entre autres par le rotor constituant un arbre creux. Les lames peuvent titre en rangée ou décalées relativement, le tranchant des lames ayant généralement une allure cambrée. Les tranchants de lame sont de préférence formés d'acier trempé ou bien peuvent entre équipés d'éléments rapportés de métal dur. Cela est nécessaire parce que les lames subissent une fatigue particulièrement grande à leurs extrémités extérieures. Par suite de la structure spéciale de l'enveloppe de broyage qui résulte de la suppression des atmis, la porte de l'enveloppe de broyage est munie dgune ouverture par laquelle la matière broyée est évacuée sous forme de poudre, ce que lton obtient au moyen dtune soufflerie placée à ra suite. Un organe d'étranglement interposé permet de régler le débit du mélange d'air et de poudre aspiré conformément au degré de finesse réalisé par les organes de coupe. Pour que le courant d'air qui se forme de la trémie dtintroduction de granulé vers l'ouverture d'évacuation de poudre garde une faible vitesse, le rotor constitue un arbre creux à travers lequel de l'air peut également être aspiré. On expliquera plus précisément l'invention ci-après à propos d'un exemple d'exécution représenté par les dessins sur lesquels - la figure 1 est une coupa axiale de l'enveloppe de broyage ; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A dans la cas où l'on utilise des plaques déflectrices ; - la figure 3 est une coupe suivant la ligne A-A dans le cas où l'on utilise des oreilles déflectrices. La machine à broyer selon l'invention se compose esen- tiellement d'une enveloppe de broyage 1 et d'un rotor 3 garni de plusieurs lames 2. Du cOté frontal, l'enveloppe de broyage est fermée par uneporte 4 qui assure lsévacuation de la poudre par une ouverture 5 et une bride de raccordement. Sur cette bride se trouve un tube élargi coniquement 15 à l'extrémité duquel se trouve un organe d'étsaaglement 13 dans lequel un volet d'étranglement 14 est disposé de manière à pouvoir tourner. Dans le processus de broyage, le granulé de matière synthétique est continuellement amené à l'enveloppe de broyage 1 par un transporteur continu. Ce transporteur est de préférence couplé à un réservoir à granulé et on peut régler le débit au moyen d'un organe de réglage. Le réglage de la quantité de granulé peut se faire de façon continue, drun débit nul à un débit maximal. Dans l'enveloppe de broyage, le haut polymère synthétique subit l'action des lames~2, sa rotation laminaire-circulaire le long de la paroi intérieure de l'enveloppe de broyage est per turbée,- freinée et simultanément déviée par les plaques déflectrices 7 etXou les oreilles déflectrices 8. Cette déviation de sa trajectoire s'effectue approximativement en direction de l'axe central 10 - ce qui ne comporte pas seulement un effort sur le tranchant des extrémités extérieures de lame - ainsi qu'en direction de la paroi postérieure de l'enveloppe de broyage. La poudre reste dans l'enveloppe de broyage jusqu'à ce qu'en fonction de sa grosseur de grains elle suive le courant d'air et soit évacuée par l'ouverture 5 de la porte 4 de l'enveloppe.Une soufflerie placée à la su*e de l'organe dXé- tranglement 13 est suivie d'un dispositif servant à séparer de l'air les constituants pulvérulents solides, La poudre est recueillie dans un récipient, par exemple dans un sac en matière plastique tandis que l'air est forcé de sortir par un filtre de la façon la plus simple. Du coté intérieur de lwenveloppe de broyage 1 se trouvent les plaques déflectrices 7 ou oreilles déflectrices 8. Celle sa ci sont solidiares de l'enveloppe de broyage. Le coté supérieur tourné vers-le rotor n'est pas parallèle à l'sexe du rotor. À l'arrière de l'enveloppe de broyage 1 se trouve la trémie d'alimentation 11 qui est continuellement alimentée en granulat par la goulotte 12. Par la trémie et par le rotor 3 en forme d'arbre creux, l'air qui sert à entraîner hors de l'enveloppe de broyage les particules de poudre divisées est aspiré et son volume est réglé par l'organe d'étranglement 13 placé à la suite, avec volet d'étranglement réglable 14. Le diffuseur 15 franchit la différence de section entre la porte 4 de l'enveloppe de broyage et l'organe d'étrangle- ment 13. L'enveloppe de broyage 1 présente une structure telle que grâce à une chemise de refroidissement soudée 16, la chat bre de broyage est complètement entourée dun anneau d'agent de refroidissement i7. L'arbre creux 3 peut Autre garni d'un nombre quelconque de lames 2, méme à deux ou plusieurs ailettes, qui sont assujetties contre la rotation par un ressort 20 et peuvent autre disposées en rangée ou décalées relativement, à une distance égale ou différente. L'espacement entre les lames est fixée par des anneaux d'espacement 18 ; ceux-ci et les lames 2 sont serrées fermement par l'écrou cannelé 19 contre l'épaulement du rotor. Les lames sont de préférence fabriquées.en acier spécial apte à la trempe mais elles peuvent aussi être formées daciers-de construction qui n'empechent pas le soudage des tranchants 21 usinés en métal dur. REVNi IC AT IONS 1. Machine à broyer fonctionnant selon le principe du broyeur à lames et munie d'un rotor garni d'une ou plusieurs lames qui tournent dans une enveloppe de broyage enfermée dans un anneau de liquide de refroidissement, machine caracté risée par le fait qu'elle est dépourvue de tamis et que sur la paroi intérieure cylindrique de ltenveloppe de broyage se trouvent plusieurs dispositifs déflecteurs d'au moins l'un des types plaques déflectrices et oreilles déflectri- oes, en série ou échelonnées selon au moins l'une des ré partitions régulière et irrégulière, qui sont disposés in dividuellement ou de façon mélangée, les plaques déflec trices présentas une inclinaison descendante relativement à la paroi postérieure de l'enveloppe de broyage et étant disposées individuellement ou conjointement de telle sorte que leurs axes passent à côté des anneaux d'espacement situés entre les lames. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que pour le réglage du débit du mélange d'air et de poudre aspiré en fonction du degré de finesse réalisé par les organes de coupe, un organe d'étranglement en lui-même connu est prévu. 3. Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les lames sont décalées relativement ou disposées en rangée, l'allure du tranchant des lames étant cambrée et que les tranchants sont formés d'acier trempé ou sont munis d'éléments rapportés en métal dur. 4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que pour l'amenée d'air, un rotor en lui-m8me connu garni de plusieurs lames, mêmes à deux ou plusieurs ailettes, -constitue un arbre creux.