Brevet FR2232419A1 — publié le 19750103

La présente invention dont cerne une machine pour broyer des produits solides et notamment des granulés de matière synthétique, dure présentant une certaine élasticité, dans une suspension aqueuse, avec plusieurs stages de broyage successifs, le broyage ou la division se faisant chaque fois dans un intervalle de broyage forme entre le stator et le rotor, le stator et le rotor comportant des canaux plats, tournés vers le passage radial du produit à broyer. Les problèmes d'Evaeuation d'air qui se présentent lors du broyage fin. nécessitent généralement que la réduction ou le broyage très fin de gra nnlés se fasse en phase humide. Les produits sont à cet effet gééralement mis en suspension dans l'eau,. car, pour un même rendement spécifique de la machine, on peut évacuer une quantité quadruple de chaleur à Laide du liquide que cela n'est le cas si lton assure un broyage sec avec de l'air. Pour le broyage très fin notamment de granulés de matière synthétique, élastique ou dure, on utilise en particulier des broyeurs à jet par exemple à refroidissement onéreux à l'azote. ;inconvénient des machines connues est en outre que pour le broyage très fin de granulés, il est nécessaire de fonrnir une quantité d'énergie, spécifique très importante. La présente invention pour but de créer une machine du type ci-dessus, qui, pour une consommation en énergie spécifique faible et une usure faible, permet d'assurer un broyage ertrOmement fin, notam- ment de granulés thermoplastiques, élastiques, dures, sans nécessiter de refroidissement onéreux. Â cet effet, l'invention concerne une machine du type ci-dessus, caractérisée en ce que la profondeur des canaux de rotor, vue dans le sens du passage du produit, diminue et, cette profondeur augmentant de nouveau en partant de la zone intermédiaire du rotor et les canaux de stator dont la profondeur diminue, se terminent dans la zone azznulaire qui est opposée aux segments de canaux de rotor, dont la profondeur va en diminuant. D,autres caractéristiques de l'invention sont énoneées dans la description et dans les autres revendications. Les avantages de la solution selon ltinvention résident dans le fait que les granulés et notamment les granulés de matière synthétique élastique dure, peuvent entre broyés de façon très fine, par un procédé éeonomique. Quoique l'on dispose d'un intervalle de broyage essen tellement dirigé de façon radiale, des canaux de rotor et des canaux de stator, dirigés avantageusement l'un vers l'autre permettent d'assurer une réduction ou une division extrêmement faible La force centrifuge qui est exercée par la machine sur le produit à broyer est transmise par les canaux de rotor et de stator, toujours sur le produit à broyer, ce qui aboutit à une réduction très intense. Comme la pratique l'a montré, lsalignement selon l'invention des canaux de rotor et des canaux de stator se trad uit par une réduction du frottement et un meilleur rendement -de la division des produits. De cette façon, on diminue la consommation spécifique en énergie, cest-à-dire la puissance d' entrainement qu'il faut fournir en kglh. On peut également traiter avantageusement des granulés de matière synthétique, élastique dure, à laide de la machine selon l'invention, le cas échéant en mettant ces granulés en suspension dans liteau. Comme le montre l'invention, dans certaines limites, on peut même procéder à un broyage à sec des granulés de matière synthétique, élastique, dure, sans risquer leur collage. Après passage dans le stator et dans le rotor, le produit à traiter arrive dans le collecteur de la machine avec une faible énergie cinétique. Cela signe fie une bonne utilisation de l'énergie cinétique emmagasinée dans le produit à broyer. GrSoe au décalage angulaire des segments de canaux de rotor on augmente méme le rendement de la réduction.Les segments de rotor de répartition correspondante participent à ce résultat en ce que la distance qui va en augmentant à partir de l'axe du rotor, correspond à une diminution du segment de rotor. Dans chaque étage, entre le rotor et le stator, est assurée une déviation de l'écoulement entre la direction. radiale et la direction tangentielle. En mime temps, la variation de la profondeur du canal produit une alternance entre l'accélération et le freinage, ainsi qu'une déviation d'écoulement sollicitant fortement les particules. De plus, il se produit un certain cisaillement, mime là où le rotor et le stator ne s'interpénètrent pas en dents de scie. les particules de produit broyé sortent successivement Joies canaux et sont le cas échéant divisées en "lamelles ". La présente invention est décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels : - la figure t est une vue de côté de la machine. - la figure 2 est une vue à échelle agrandie, en ~demi-coupe du rotor et du carter de rotor. - la figure 3 est une coupe transversale à échelle agrandie, n détail au niveau des parties en regard du rotor et du stator. - la figure 4 est une vue selon la flèche IV de la figure 3. - la figure 5 est une vue selon la flèche V de la figure 3. le pied 1 de la machine est relié à un carter de rotor 2 monté en porte-à-faux. Ce carter porte l'arbre 3 du rotor, un presse-étoupe 4 ainsi que des paliers d'arbre correspondants. Pans le prolongement axial de l'arbre 3 du rotor, est prévu, sur le bottier 2, un couvercle 5 qui est relié à un-a1utage de tube G pour l'introduction du produit à broyer. À la suite, le carter de rotor forme le canal collecteur 7 en spirale dsoW le produit réduit arrive dans l'ajutage tubulaire 8. Le rotor 9 est solidaire de l'arbre 3. Ce rotor porte deux bagues de rotor 10, 11 con centriques. Le stator 12 est monté en face du rotor 9. Dans l'exemple représenté, le stator se compose d'anneaux de stator 13, 14 et 15, concentriques. Les anneaux de stator sont portés par le couvercle de carter 5. Sur l'extrémité libre de l'arbre-3 du rotor, tourné vers l'anneau 10 du rotor, est monté un cône de transfert 17 muni d'aubes de transfert 16 de forme hélicoTdale0 Entre le rotor 9 et le stator 12, est formé un intervale de broyage 18, disposé radialement par rapport à l'arbre 3 du rotor. Les canaux de rotor 19 et les canaux de stator 20 débouchent dans cet intervalle de broyage 18 Les canaux de rotor se com de de segments de canaux de rotor 21 ... 24 sensiblement triangulaires, de telle façon que ces segments se réduisent en volue, dans le sens de passage du produit à broyer. Italignement des canaux de rotor est tel que la profondeur de ces canaux, vue dans le sens de l'écoulement du produit de broyage, diminue, et augmente de nouveau en partant dune zone intermédiaire Z du rotor. Alors que la zone intermédiaire de l'anneau 11 du rotor est réunie de façon jointive avec l'intervalle de broyage 18, la zone intermédiaire Z de l'an- neau de rotor 10- s'arrtte peu avant l'intervalle de broyage. les canaux de stator 20 débouchent également dans l'intervalle de broyage 18. Ces canaux sont formés par des segments de canaux de stator 25, 26 et 27 qui présentent également une forme sensiblement triangulaire. Les segments de canaux de stator sont réalisés de telle façon que leur profondeur diminue également dans le sens du passage du produit de broyage. Les segments de canaux de stator 25 à 27 passent dans une zone annulaire RZ qui est en regard du segment de canal de rotor 22, 23 dont la profondeur diminue. L'installation selon lXin- vention permet de modifier l'épaisseur de l'intervalle de broyage 18. L'installation de réglage se compose d'un volant28 monté dans le couvercle 5 et dont l'arbre porte un pignon denté 29. Ce pignon engrène avec la denture périphérique d'un manchon fileté 30. Ce manchon est relié au manchon de réglage 31 par l'intermédiaire d'un filet de réglage, et le manchon 31 fil est relié au stator 12. L'actionnement du volant 28, que comporte avantageusement un vernier, permet de modifier l'intervalle situé dans le plan de rotation. Le milieu à traiter, intro duit dans l'ajutage 6 de la machine passe par le ctne de transfert 17, dans la zone du segment 21 de canal de rotor, de section agrandie. Le produit à broyer traverse ce segment de canal de rotor 21 dont la profondeur diminue, pour passer dans l'intervalle de broyage 18 et arrive alors dans le segment de canal de stator 20. À cet endroit, se produit une déviation du produit à broyer dans le sens de l1intervalle de broyage. Le produit à broyer passe alors dans le segment 22 de canal de rotor.Ce tracé en zig-zag, suivi par le produit à broyer est assuré par force, grEce au segment de tracé correspondant du canal de rotor ainsi qu'au segment du canal de stator. À la sortie des divers segments, il se produit une division des particules du produit à broyer, de sorte que les ardtes de canal, tournées vers l'intervalle de broyage 18, sensiblement dans une direction radiale, divisent successivement le produit sortant des Ca- naux. le milieu ainsi divisé passe alors par les segments de canal de rotor 24 les plus extérieurs, ainsi que par l'in- tervalle de broyage 18, pour pénétrer dans le canal collecteur 7.. Comme le montre la figure 4, la division entre les segments de canal de rotor de même typer diminue dans le sens de l'écoulement. la méme remarque est valable pour le stator (figure 5). Grace à cela, on a une division échelonnée. En outre, ce montage permet un rendement supé- rieur pour la réduction de la division. Comme, de plus, les segments de canaux ont une profondeur variable, lalternance entre l'accélération et le freinage ainsi que la déviation de l'écoulement sollicitent fortement les particules de produit à broyer. Il serait également possible de prévoir des segmenta de canaux de rotor de profondeur diminuent, en étant décalés angulairement par rapport aux segments des canaux de rotor de profondeur allant en augmen tant. Comme représenté, on peut prévoir un nombre plus ou moins grand d'étapes de travail et cela en fonction du produit à traiter et du produit que l'on veut obtenir. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessusf à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E Y s N D I C À T I- O N S 10) Machine pour broyer des produits solides et notamment des granulés de matière synthétique, dure présentant une certaine élasticité, dans une suspension aqueuse, avec plusieurs etages de broyage succes sif s, le broyage ou la division se faisant chaque fois dans un intervalle de broyage formé entre le stator et le rotor, le stator et le rotor comportant des canaux plats, tournés vers le passage radial du produit à broyer, machine caractérisée en ce que la profondeur des canaux de rotor (19), vue dans le sens du passage du produit, diminue et, cette profondeur a;;gaentant de nouveau en partant de la zone intermédiaire (Z) du rotor (9), et les canaux de stator (20) dont la profondeur diminue, se terminent dans la zone annulaire (ruz) qui est opposée aux segments de canaux de rotor (22), (23) dont la profondeur va en diminuant. 20) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les segments de canaux de rotor (22, 23) dont la profondeur va en diminuant, sont décalés angulairement par rapport aux segments de canaux de rotor dont la profondeur va en augmentant (24). 30) Machine selon 1 'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la division des segments de canaux de rotor (22, 23) est de profondeur variable allant en diminuant, par rapport aux segments de canal de rotor (24) à profondeur allant en augmentant.