Brevet FR2197642A1 — publié le 19740329

L'invention concerne les équipements pour la transformation des matériaux plastiques, et a trait aux dispositifs pour le formage de granules sphériques, utilisées préférentiellement en tant que catalyseur. On connait un dispositif pour le formage de granules sphériques, comprenant au moins deux tambours rotatifs à axes de rotation parallèles et se touchant par leurs surfaces cylindriques latérales, dans lesquelles sont prévues des gorges ouvertes, demi-rondes dans la section droite, disposées sur les tambours, deux par deux, en vis-à-vis, de façon à former une série d'orifices de laminage à profil rond. Un jet de matière plastique sortant, par exemple, d'une extrudeuse, est placé entre les tambours rotatifs parallèlement à leurs axes de rotation ; ce jet est happé par les tambours et, en passant entre les orifices ronds de laminage, il se transforme en granules sphériques. Toutefois, dans le dispositif connu pour le formage de granules sphériques, les granules acquièrent une forme aplatie (to roidale) et, sur les bandes des granules correspondant aux lignes de contact des tambours rotatifs, il reste des bavures qui se présentent comme des concentrateurs de contraintes et qui abaissent la résistance mécanique des granules. Dans le cas d'utilisation de telles granules, par exemple, en tanu que catalyseur pour la réalisation de processus catalytiques en lit fluidisé, les bavures des granules se brisent, et sur la surface des granules apparaît une solution de continuité qui provoque ensuite la destruction de la granule. En outre, au cours du roulage des granules dans le dispositif connu, l'axe de rotation des granules exécute un mouvement de translation plan par rapport à la ligne de contact des tambours, de sorte que, par suite du fait qu'aux portions de surface des granules proches de l'axe de rotation les vitesses linéaires sont plus grandes et que la longueur des circonférences suivant lesquelles s'effectue le roulage est plus petite qu'aux portions de surface des granules éloignées de l'axe de rotation, des couples de torsion apparaissent entre ces portions des surfaces des granules, ce qui a pour effet de donner aux granules une structure stratifiée La structure stratifiée des granules entraîne un fort abaissement de sa résistance mécanique. L'invention a pour but d'écarter ces inconvénients. On s'est proposé, selon l'invention, de créer un dispositif pour le formage de granules sphériques, qui permettrait d'obtenir des granules sphériques de forme correcte, dont la structure ne serait pas stratifiée et qui n'auraient pas de bavures. La solution consiste en ce que, dans le dispositif pour le formage de granules sphériques, comprenant au moins une paire de tambours rotatifs ayant des axes de rotation parallèles et se touchant par leurs surfaces cylindriques latérales, dans lesquelles sont ménagées des gorges circulaires ouvertes à section droite demi-ronde, disposées sur les tambours deux par deux en vis-àvis, de façon à former une série d'orifices de laminage ronds, d'après l'invention, certaines portions circulaires de la surface des gorges des tambours formant les orifices de laminage, disposées asymétriquement par rapport à leur plan médian commun, transversal par rapport auxtambours, ont un coefficient de frottement accru, comparativement au reste de la surface des gorges. Le profil de chacune des gorges du tambour peut être constitué par des anneaux ou des disques distincts en matériaux à coefficients de frottement différents. Chaque gorge du tambour peut être constituée par deux anneaux ou disques, dont le joint est situé au milieu de la gorge, les anneaux ou disques en vis-à-vis, appartenant à des tambours différents, étant réalisés en matériaux à coefficients de frottement différents. Les anneaux ou disques peuvent avoir chacun deux parties circulaires profilées, disposées symétriquement par rapport à leur plan diamétral médian, chacune de ces parties profilées constituant la moitié du profil d'une des gorges successives du tambour. Le dispositif proposé pour le formage de granules sphériques permet d'améliorer notablement la qualité des granules, d'accroitre leur résistance mécanique et d'abaisser leur usure par abrasion grâce à la suppression de la stratification dans leur structure, à l'absence sur leur surface de bavures, qui sont à l'origine de leur destruction, par exemple, lors de leur utilisation dans des appareils à lit fluidisé. Dans ce qui suit, l'invention est explicitée par la description d'exemples de réalisation et des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est la section longitudinale d'un dispositif pour le formage de granules sphériques, dont les tambours se composent de disques, d'après l'invention; - la figure 2 est la section longitudinale d'un dispositif pour le formage de granules sphériques, dont les tambours se composent d'anneaux, d'après l'invention. Le dispositif pour le formage de granules sphériques comprend au moins une paire de tambours rotatifs 1 , 2 (figure 1), ayant des axes de rotation 3, 4 parallèles et se touchant par leurs surfaces cylindriques, sur lesquelles il y a des gorges 5 ouvertes, demi-rondes dans leur section droite. Les gorges 5 sont disposées sur les tambours 1 et 2 deux par deux, de telle façon qu'elles forment une série d'orifices de laminage 6 à profil rond. Certaines portions circulaires 7 des surfaces des gorges 5 des tambours 1 et 2, constituant les orifices de laminage 6 et disposées asymétriquement par rapport à leur plan diamétral mé- dian 8, transversal par rapport aux tambours 1 et 2, ont par rapport au reste de la surface des gorges 5 un coefficient de frottement accru. Pour que les coefficients de frottement soient différents sur certaines portions des surfaces des gorges 5, il est avantageux que les tambours 1 et 2 soient constitués par des disques distincts 9 et 10 ou des anneaux distincts Il et 12 (figure 2) ayant des coefficients de frottement différents. Chaque gorge 5 des tambours 1 et 2 peut être constituée par deux anneaux ou deux disques 9 ou 10 (figure 1), dont le joint se trouve au milieu de la gorge 5, les disques 9 et 10 en vis à-visS appartenant respectivement aux tambours 1 et 2, étant en matériaux à coefficients de frottement différents. Pour rendre leursexdcution commode, les tambours 1 et 2 peuvent être constitués de disques ou d'anneaux, chacun desquels comporte deux parties profilées circulaires, disposées symétriquement par rapport à leur plan diamétral médian, comme,par exemple, les parties profilées circulaires 13 des anneaux Il et 12. Chaque partie profilée circulaire 13 constitue la moitié du profil de la gorge 5 (figure 2). Le dispositif pour le formage de granules sphériques fonctionne de la façon suivante. Dans les tambours 1 et 2 tournant d contresens (le sens de rotation est indiqué par des floches) parallèlement à leurs axes de rotation 3 et 4, on présente un jet de matériau plastique. Le diamètre du jet doit correspondre au diamètre des granules à former, et sa longueur doit être égale à la longueur des tam bourgs rotatifs 1 et 2 (le jet n'est pas montré sur la figure). Le jet de matière plastique est happé par les tambours rotatifs i et 2 et est transformé en granules de dimensions prédéterminées. Les granules formées, en passant à travers les orifices de laminage 6, tournent autour de leur axe propre ne coincidant pas avec la ligne de contact des surfaces des tambours 1 et 2. La rotation des granules a lieu grâce au fait que leurs points diamétralement opposés, situés dans des plans perpendiculaires aux axes 3 et 4 des tambours 1 et 22 et touchant les surfaces des gorges 5 des deux tambours rotatifs 1 et 2, se déplacent à des vitesses linéaires différentes. Simultanément, par suite du fait que certaines portions circul aires 7 des surfaces des gorges 5 des tambours 1 et 2, formant l'orifice de laminage , sont disposés asymétriquement par rapport i leur plan diamétral commun 8, transversal par rapport aux tambours 1 et 2, et ont un coefficient de frottement accru comparativement aux autres surfaces des gorges 5, l'axe de roulage des granules élaborées (position instantanée de l'axe des granules au cours du roulage) se décale dans l'espace par rapport à la ligne de contact des tambours 1 et 2. Le décalage 1 'axe de roulage des granules pendant leur for- mage assure la suppression de leur déformation en tore, leur confère une forme sphérique exacte sans bavure, et exclut la stratification des granules. Conte il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le formage de granules sphériques, comprenant au moins une paire de tambours rotatifs ayant des axes de rotation parallèles et se touchant par leurs surfaces cylindriques latérales, dans lesquelles sont ménagées des gorges circulaires ouvertes à section droite demi-ronde, disposées sur les tambours deux par deux en vis-a-vis, de façon à former une série d'orifices de laminage ronds, caractérisé en ce que certaines portions circulaires de la surface des gorges des tambours, formant les orifices de laminage, disposées asymétriquement par rapport à leur plan médian commun, transversal par rapport auxtambours,ont un coefficient de frottement accru comparativement au reste de la surface des gorges. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil de chacune des gorges du tambour est constitué par des disques ou des anneaux distincts, en matériaux dont les coefficients de frottement sont différents. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque gorge du tambour est constituée par deux anneaux ou disques, dont le joint est situé au milieu de la gorge, les anneaux ou disques en vis-a-vis appartenant t des tambours différents étant réalisés en matériaux a coefficients de frottement différents. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque disque ou anneau comporte deux parties circulaires profilées, disposées symétriquement par rapport à son plan diamétral médian, chacune de ces parties profilées constituant la moitié du profil d'une des gorges successives du tambour. 5. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 G 4, caractérisé par le fait que les deux tambours sont de diamètres différents.