Brevet FR2349361A1 — publié le 19771125

La présente invention concerne une machine à broyer du type comprenant une cuve ou un conteneur dans lequel se loge un agitateur tournant. En utilisation la cuve ou le conteneur contiennent une pluralité d'éléments de broyage, tels que des petites billes, des blocs, des plaques ou des éléments éouivalents qui peuvent être en un matériau convenable quelconque, tel que du verre, du plastique, ces éléments soumis à la rotation de l'agitateur remplissant la fonction de broyage et de dispersion, sous forme plus finement divisée, de matières solides, fluides et d'un milieu de dispersion placés dans la cuve pour y etre broyés. Dans la suite, on désignera ces machines à broyer par "machines à broyer du type mentionné ci-dessus". Un machine à broyer du type mentionné ci-dessus a de nombreuses utilisations dans l'industrie, celles-ci comprenant par exemple le broyage de: a? pigments de peinture avec solvant, bl substances pharmaceutiques, b) encres drimprimerie, et d) farines. Au cours du processus de broyage dans une telle machine, la température des matières contenues dans la cuve augmente et, par conséquent, également celle de la cuve. Il est opportun de disposer donc des moyens convenables pour extraire la chaleur engendrée dans la cuve au cours du broyage. L'invention concerne précisément ces moyens. Suivant l'invention, il est prévu une machine à broyer du type mentionné ci-dessus dans laquelle la cuve comporte une chaise de refroidissement extérieure dans laquelle on peut introduire de l'eau pour refroidir la cuve. ladite chemise étant définie par une première plaque disposée autour de la cuve pour former une première cavité entre la cuve et la première plaque, et une seconde plaque disposée autour de la première plaque pour former une seconde cavité entre les première et seconde plaques, lesdites première et seconde cavités communiquant entre elles par leurs parties inférieures, la première cavité étant ouverte en haut et le bord haut de la seconde cavité étant situé à une hauteur telle que le fluide de refroidissement introduit dans la première cavité à travers sa partie haute ouverte descende dans la première cavité, puis monte dans la seconde cavité, puis se déverse vers l'extérieur par dessus le bord supérieur de la seconde cavité. De préférence, lesdites première et seconde plaques entourent complètement la cuve. La machine comprend encore une conduite fixe d'alimentation en eau située près du bord supérieur de la cavité supérieure et comportant des trous d' 'ou' l'eau sort en jets dirigés vers l'ouverture supérieure de la première cavité. Le haut de la seconde cavité peut comporter une partie étranglée pour le fluide de refroidissement afin de permettre l'établissement d'une colonne de fluide dans la première cavité.L 'étranglement peut être déterminé par une plaque comportant deux ouvertures et fermant le haut de la seconde cavité. La cuve a de préférence une section circulaire et lesdites première et seconde plaques sont incurvées de manière à suivre la forme de la cuve. Les caractéristiques de la présente invention mentionnée ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront plus clairement à la lecture d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue en élévation d'une machine à broyer suivant l'invention, la Fig. 2 est une vue en coupe de la machine de la Fig. 1 suivant la ligne A-A de la Fig. 1, et la Fig. 3 est une vue en coupe de la Fig. 1, suivant la ligne B-B de la Fig. 1. La machine comprend principalement une enceinte 10 munie d'un dispositif tachymétrique 12. Un volant 14 permettant d'ajuster la vitesse comme on le verra dans la suite. A l'intérieur de l'enceinte 10 est prévu une cuve de mélange 16 ayant la forme d'un tronc de cône ouvert vers le haut avec une plaque de base t8 et un couvercle fermant la partie supérieure et comprenant une partie annulaire filtrante 20 et une plaque de déchargement amovible 22. Dans la cuve de mélange 16 est prévu un agitateur 24 de forme classique qui est porté à l'extrémité inférieure d'un manchon support 26 dont l'extrémité supérieure est reliée à un axe central 28 qui passe à travers la cuve et le fond de l'enceinte. A l'extrémité inférieur de l'axe une poulie d'entraînement 30 qui permet de faire tourner l'axe à partir de moyens d'entraînement qui seront décris dans la suite. L'axe 28 est porté par des paliers 32 et 34. Sous la cuve, l'axe est logé dans un manchon 36 qui peut tourner et qui est monté sur le cadre intérieur de l'enceinte sur des paliers 38. Le manchon 36 est solidaire de la base 18 de la cuve 16 tandis qu'un dispositif 40 du genre dispositif d'accouplement unidirectionnel (ou roue libre) est monté entre le manchon 36 et l'axe 26, cette disposition étant telle que quand l'axe 28 tourne dans un sens il n'y a pas d'entraînement du manchon 36 et donc de la cuve, mais que quand l'axe tourne dans l'autre sens, la roue libre 40 entraîne le manchon 36 et la cuve 16 qui tournent avec l'axe 28 et l'agitateur 24. Un manchon d'étanchéité 42 est monté verticalement sur la base 18 de la cuve 16 et est placé entre l'axe 28 et le manchon support 26. Le manchon 42 monte jusqu'au sommet de l'axe 28 afin d'obtenir une étanchéité de l'intérieur de la cuve 16 vis à vis du dispositif à accouplement unidirectionnel 40. La Fig. 3 montre clairement la disposition de l'entrainement principal de la machine, la partie maîtresse de cet entraînement étant un moteur électrique 42. L'axe d'entraînement du moteur 42 est relié à la poulie de commande 44 munie d'une courroie à rapport variable infini. La transmission du mouvement de la poulie 44 par la courroie arrive à la poulie suivante 46 solidaire d'un axe intermédiaire 48 à l'extrémité inférieure du quel est montée une poulie 50 qui entraine des courroies couplées par la poulie 30 de la Fig. 2. Sur l'axe auxiliaire 48 est également monté un flexible 52 relié à un tachymètre 54 porté par l'ensemble tachymétrique 12. Comme le montre la Fig. 3, le volant 14 est régle par un axe à un mécanisme de réglage 56 de conception classique destiné à régler le diamètre efficace de la poulie 44 pour faire varier d'une manière classique le rapport de vitesse entre le moteur 42 et l'axe auxiliaire 48. Le fonctionnement de l'appareil est très simple pour autant que les matières à broyer sont chargées avec les éléments de broyage dans la cuve 16. Au cours du fonctionnement initial, le moteur 42 tourne de manière à faire tourner l'axe 18 dans un sens tel que la cuve 16 reste fixe. La cuve peut être maintenue dans cette position fixe par les contacts de patins de frein sur le disque de freinage 58 de la Fig. 2. A la fin de l'opération de broyage, le sens de rotation du moteur 42 est inversé ce-qui fait tourner ensemble la cuve et l'agitateur ce qui entrain une action centrifuge sur les matières et les éléments de broyage ce qui les fait monter le long de la paroi intérieure de la cuve vers la partie annulaire servant de filtre 20 à travers laquelle les matières broyées sont filtrées et recueillies dans un collecteur 60 placé en haut de l'enceinte, tandis que les éléments de broyage restent dans la cuve. Au cours de l'opération de broyage, les matières en cours de broyage tendent à dégager de la chaleur et il convient de s'arranger pour que la chaleur soit extraite, soit pendant l'opération de broyage, soit après celle-ci. A cet effet, la cuve 16 est pourvue de chemise de refroidissement définie par une première plaque 62 qui est incurvée suivant le contour extérieur de la cuve 16 pour définir une première cavité 64 qui s'étend approximativement sur la moitié de la hauteur de la cuve et une seconde plaque 66 qui entoure la première plaque 62 et est espacée de celle-ci pour définir une seconde cavité annulaire 68 entourant la première cavité 64, les deux cavités communiquant librement entre elles par leurs extrémités inférieures. Le bord haut de la première cavité 64 est situé beaucoup plus haut que celui de la seconde cavité 68. La première cavité est ouverte vers le haut, le bord supérieur de la plaque 62 étant évasé vers l'extérieur. Le bord haut de la seconde cavité 68 forme par contre un resserement bien qu'il soit ouvert sur une partie, comme on le verra par la suite.En fait, cette ouverture doit permettre jusqu'à un certain point le passage d'un débit du fluide de refroidissement au-dessus du bord de la cavité 68. Un tube annulaire d'alimentation en liquide de refroidissement 70 est monté à l'intérieur de l'enceinte 10 et est situé légèrement au-dessus du bord supérieur de la cavité 64. Ce tube est circulaire afin de suivre le contour du bord supérieur de la cavité 64 et est pourvu d'une pluralité d'ouvertures à travers lesquelles le fluide de refroidissement sort en jet vers l'ouverture supérieure de la cavité 64. Le tube 70 est évidemment relié à une sc,urce de fluide de refroidissement, tel que de l'eau. Le fluide de refroidissement peut évidemment être amené àl1ouverture supérieure de la cavité 64 pendant le fonctionnement de l'équipement. Le fluide de refroidissement qui est délivré à la cavité 64 tombe dans celle-ci puis remonte dans la cavité 68 et éventuellement est déversé audessus du bord de la seconde plaque 66 dans un espace où il est facilement recueilli. La création d'un resserement pour le débit de fluide au bord supérieur de la cavité 68 rend possible la création d'un dénivellement ou d'une colonne annulaire dans la cavité 64 de manière que le liquide de refroidissement soit retenu dons la cavité 64 plus longtemps qu'il ne le serait si l'ouverture supérieure de la cavité 68 était entièrement libre. L'avantage de cette disposition particulière de refroidissement tient à ce que l'on n'a à prévoir aucun passage d'alimentation compliqué, qu'il ne se pose aucun problème d'étanchéité difficile en relation avec la création de la cheminée de refroidissement, tel qu'il s'en pose quand on essaye de faire passer le fluide de refroidissement de dessous la cuve par des passages crées dans la cuve et dans les axes et les manchons. Pour évacuer le fluide de refroidissement des cavités 64 et 68, à la fin de l'opération de broyage, il s'agit simplement de faire tourner la cuve assez vite pour que les forces centrifuges agissent sur le liquide dans les cavités 64 et 68 et déversent ce liquide hors des cavités. Dans l'exemple de l'invention, les plaques 62 et 66 sont de preférence en un métal convenabie conducteur de la chaleur. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits c-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que ladite description n'a été faite qu'à titre d'exemple et rie limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1) Machine à broyer du type comprenant une cuve ou un conteneur dans lequel se loge un agitateur tournant, la cuve contenant une pluralité d'éléments de broyage soumis à la rotation de l'agitateur, caractérisée en ce que la cuve comporte une chemise de refroidissement extérieure dans laquelle on peut introduire de l'eau pour refroidir la cuve, ladite chemise étant définie par une première plaque disposée autour de la cuve pour former une première cavité entre la cuve et la première plaque, et une seconde plaque disposée autour de la première plaque pour former une seconde cavité entre les première et seconde plaques, lesdites première et seconde cavités communiquant entre elles par leurs parties inférieures, la première cavité étant ouverte en haut et le bord haut de la seconde cavité étant situé à nne hauteur telle que le fluide de refroidissement introduit dans la première cavité à travers sa partie haute ouverte descende dans la première cavité, puis monte dans la seconde cavité, puis de déverse vers l'extérieur par dessus le bord supérieur de la seconde cavité. 2) Machine suivant la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites première et seconde plaques entourent complètement la cuve. 35 Machine suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le bord supérieur de la première plaque est au-dessus du bord supérieur de la seconde plaque. 45 Machine suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend une conduite fixe d'alimentation en eau disposée près du bord supérieur de la première cavité, la conduite étant percée de trous à travers lesquels l'eau sort en jets dirigés vers l'ouverture supérieure de la première cavité. 5) Machine suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'ouverture supérieure de la seconde cavité est munie de moyens pour réduire la section de cette sortie afin d'établir une colonne d'eau à un niveau supérieur dans la première cavité. 69 Machine suivant la revendication 5, caractérisée en ce que des moyens de réduction de la section sont constitués par une plaque ajourée fermant le haut de la seconde cavité. 7) Machine suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la cuve a une forme de révolution et en ce que lesdites première et seconde plaques sont incurvées pour suivre la forme de la cuve.