Brevet FR2322657A1 — publié le 19770401

Cette invention se rapporte à la technique du broyage et du mélangeage des peintures et concerne plus particulièrement les procédés et machines pour réaliser cette opération industrielle. I1 est connu de créer des machines de broyage et de mélangeage de la peinture comprenant un récipient affectant la forme d'une chambre formant tambour tronconique, un organe impulseur ou batteur rotatif logé dans le tambour et une charge de perles pour broyer le pigment de la peinture. Ce type de machine crée un tourbillon à la hauteur de l'arbre de l'organe impulseur ou brasseur pendant l'opération de broyage, ce qui fait que les perles circulent et broient le pigment. Suivant la technique antérieure, on pensait que le phénomène de broyage était effectué par le phénomène de tourbillonnement et avait ainsi une influence sur la conception du récipient. La présente invention se propose de créer une machineperfectionnée de broyage et de mélangeage de la peinture comprenant un récipient mélangeur cylindrique à flancs rectilignes montés de façon que son axe soit en principe vertical, un organe impulseur ou batteur pouvant tourner dans ce récipient et coaxial à lui et une charge de perles placée dans le récipient, cette charge de perles étant prévue en quantité suffisante pour recouvrir l'organe impulseur ou batteur. I1 est préférable que les perles soient des perles de verre ayant un diamètre de 3 mm et que leur charge remplisse le récipient mélangeur approximativement jusqu'a' un tiers de sa capacité. L'invention englobe également un procédé de broyage et de mélangeage de la peinture comprenant les opérations consistant à introduire une charge de perles dans un récipient mélangeur cylindrique à flancs rectilignes monté de façon que son axe soit vertical, à introduire une charge de pigment et de liant ou médium dans le récipient, et à déplacer les perles selon divers trajets de cisaillement différents pour broyer et mélanger le pigment et le médium. Un avantage qui peut être obtenu grâce à l'utilisation d'une machine de broyage et de mélangeage de peintures tel que le prévoit l'invention est une réduction considérable du temps nécessaire pour mélanger la fournée de pigment et de liant ou médium selon la grosseur particulaire requise indiquée par la jauge de Hegmann. En outre, l'utilisation ctun récipient mélangeur cylindrique à flancs rectilignes améliore considérablement la facilité de nettoyage de la machine par comparaison avec les machines mélangeuses ou malaxeuses connues. Un mode de réalisation préféré de la machine de broyage et de mélangeage de peinture telle que la prévoit 11 invention est décrit ci-aprôs, simplement à titre d'exemple d'ailleurs, en regard des dessins schématiques annexés dans lesquels :- ss La fig. 1 est une vue en élévation de face d'une machine de broyage et de mélangeage d'une peinture avec un arrachement partiel mettant en évidence l'intérieur de cette machine. La fig. 2 est une vue en plan de la machine en supposant que son couvercle est enlevé pour plus de clarté. La fig. 3 est une vue en coupe de la machine montrant le circuit de circulation des perles. La fig. 4 est une représentation schématique d'une installation de production de peinture englobant la machine représentée dans la fig. I. Cette machine de broyage et de mélangeage de peinture 10 comprend un récipient ou tambour mélangeur 11, un organe impulseur ou brasseur 12 et une charge de perles de verre 13. Le récipient mélangeur il forme un tambour cylindrique à flancs rectilignes ouvert å son extrémité supérieure et monté à poste fixe de façon que son axe soit généralement vertical sur un bati de support 15. Ce tambour est constitué, de préférence, par de l'acier inoxydable mais peut etre établi en n1 importe quel matériau convenable. Un couvercle adaptable 35 monté sans serrage est prévu pour fermer la partie supérieure ouverte du récipient il pendant que se déroulent les opérations de mélangeage de la peinture. Une chemise 16 de refroidissement par l'eau entoure la partie centrale de l'extérieur du récipient 11 et est alimentée en eau par des tuyaux d'entrée et de sortie désignés respectivement par 17 et 18. Un bouchon de purge 19 est prévu pour vider le contenu de la chemise d'eau. Un filtre primaire 20 est monté dans une chambre 25 et relié, d'une part, à un orifice 21 pratiqué dans la base du tambour Il et, d'autre part, par un tuyau 22 à un filtre secondaire en ligne 23 par un bouchon d'écoulement 24. Le filtre secondaire 23 et le bouchon d'écoulement 24 sont tous deux prévus dans une chambre de filtre 26 reliée au tuyau 22. Une valve ou un robinet d'arrêt 27 commandé manuellement est prévu dans le tuyau 22 pour permettre d'ouvrir et de fermer le conduit d'écoulement partant du tambour. Dans le tambour il est monté coaxialement l'organe impulseur ou brasseur 12 qui est fixé à l'extrémité inférieure dtun arbre d'en tratnement 30. Cet organe impulseur ou brasseur 12 comprend un boso sage central 31 monté sur l'extrémité inférieure de l'arbre 30, quatre entretoises rayonnantes 32 s'étendant radialement et portant une couronne de palettes 33. Un organe disperseur 14 des perles est monté au-dessous du bossage 31. Une charge de perles de verre ou matière équivalente 13 entoure l'organe impulseur ou brasseur 12 et remplit le tambour approxi mativement sur un tiers de sa profondeur. Les perles de verre ont, de préférence, un diamètre de 3 M. Au cours de l'usage, on introduit dans le tambour Il une charge de perles de verre et in quantités mesurées de pigment, de liant ou médium et de solvant. Ltorgane impulseur est alors branché dans le circuit de commande et le pigment est broyé grâce à 1 t ac- tison mutuelle des perles de verre 13 jusqu'a ce qu'un examen montre que le pigment a été réduit à la grosseur particulaire désirée. Pour décharger la machine, on branche dans le circuit de commande organe impulseur ou brasseur pour qu'il tourne à une faible vitesse et on vide le tambour au moyen d'une pompe de transfert 40 et d'un tuyau flexible 41 dans un récipient 42 qui reçoit le produit fini après que la valve d'écoulement 27 a été ouverte. La rotation lente de organe impulseur ou brasseur 12 permet à organe 14 disperseur des perles de supprimer tout blocage des perles du filtre primaire 20 pendant l'opération de déchargement ou dtecoule- ment. Pour donner la certitude que tout le mélange de peinture s'est bien écoulé par purgeage, on lave le tambour à l'aide d'un solvant qu'on fait circuler à l'aide de la pompe de transfert 40 et du tuyau flexible 41 (Fig,4). Quand la machine 10 de broyage et de mélangeage de peinture ntest pas placée à un niveau supérieur au récipient 42 du produit fini, la pompe de transfert 40 et le tuyau flexible 41 sont utilisés pour transférer le produit fini comme décrit ci-avant. Si la machine 10 se trouve à un certain niveau au-dessus du récipient 42, le produit fini peut s'écouler par gravité. Dans la fig.3 sont représentés les différents trajets de cisaillement multiples des perles 13 pendant le fonctionnement de la machine. Le mouvement des perles en masse ne donnerait que peu ou pas d'effet de broyage de sorte qutil est nécessaire de favoriser la circulation des perles selon autant de vitesses et de sens de circulation différents que cela est possible de façon que les perles exercent une action de cisaillement par contact mutuel. L'arbre 30 de l'organe impulseur ou brasseur 12 tend à créer un tourbillon 45 et il est important que la forme du récipient 11 ne suive pas le circuit de circulation de ce tourbillon car ceci favoriserait le mouvement de la masse des perles. Un récipient à flancs parallèles est choisi pour éviter ce phénomène et pour favoriser différentes vitesses planes animant la masse des perles. Ltorgane impulseur ou brasseur 12 et organe disperseur 14 des perles introduisent un autre circuit de circulation du mouvement horizontal 46 qui, lorsqu'il est conjugué avec le mouvement de tourbillonnement 45, produit l'interaction désirée entre les perles et le pigment. Dans 1exemple de machine mélangeuse représentée, le tambour a approximativement une profondeur de 975 mm et un diamètre de 83,75 mm. L'organe impulseur a lui mEme un diamètre de 550 mm et est monté de façon que organe disperseur de perles soit placé à 25 mm environ du fond du récipient. La charge de perles de verre est de 375 kg environ de perles de verre ayant un diamètre de 3 mm et remplissant le tambour jusqutà une profondeur de 325 mm. Des exemples d'opérations de mélangeage de peinture sont donnés ci-aprEs r- EXEMPLE N01 On place une charge de 100 kg environ de pigment, de 115 kg environ de médium et de 32 kg environ de solvant dans la machine et on fait tourner organe impulseur ou brasseur 12 à une vitesse de 200 tours par minute. Le temps nécessaire pour que le pigment atteigne une grosseur particulaire de 7+ indiquée par la jauge de Hegman inférieure à 10 microns est de 10 minutes. EXEMPLE N02 On introduit une charge de 27 kg environ de pigment, de 115 kg environ de médium et de 27 kg environ de solvant dans la machine et on fait tourner l'organe impulseur ou brasseur à une vitesse de 200 tpm. Le temps nécessaire pour que le pigment atteigne la grosseur particulaire de 7+ indiquée par la jauge de Hegman: est de 5 minutes. EXEMPLE No3 La~machine décrite ci-dessus est comparée avec une machine connue utilisant des quantités identiques de perles et de charges dtingrédient ainsi que des récipients de mélangeage de dimensions identiques. Dans chaque cas, on branche la machine dans le circuit pour qu'elle tourne à une vitesse de 300 tpm et on introduit la charge pendant une période de 10 minutes. On augmente alors la vitesse de l'organe impulseur ou broyeur jusqu'à 500 tpm. Le temps nécessaire pour que le pigment atteigne la grosseur partie laire de 7w mesurée par la jauge de Hetman est noté. Ce temps est de 25 minutes pour la machine décrite et de 185 minutes pour une machine connue. Les organes impulseurs ou brasseurs des deux machines sont alors ralentis jusqu'à une vitesse de 00 tpm, puis le produit est décharge. Les machines sont ensuite nettoyées pour ltopération de mélangeage ou de malaxage suivante. Les temps nécessaires assignés à cette partie du fonctionnement sont respectivement de 20 minutes et de 170 minutes. Le temps total nécessaire pour un cycle opératoire complet est donc de 55 minutes pour la machine conforme à l'invention et de 365 minutes pour la machine connue. On remarquera que le temps de mélangeage dans l'exemple susdit est relativement faible, ce qui constitue un avantage majeur de la machine décrite. Un autre avantage de cette machine de broyage et de mélangeage de peinture telle que décrite, ctest qu'elle simplifie considérablement le degagement de la peinture et le nettoyage ultérieur de la machine avant son cycle opératoire suivant. Comme décrit ci-avant, la peinture est simplement enlevée par un phénomène de gravité, c'est-à-dire par action de la pesanteur. Ultérieurement, la charge de perles de verre est enlevée, puis le tambour est aisément nettoyé puisqu'il est constitué par un récipient à flancs ou côtés rectilignes. Une charge séparée de perles de verre peut être retenue pour chaque couleur de peinture à mélanger dans la machine.Dans la préparation des peintures, particulièrement des mélanges de bases, la pureté est de la plus grande importance et la facilité. de nettoyer la machine de mélangeage telle que la prévoit l'invention constitue donc un avantage très important. L'économie de temps produite par cet avantage est représentée dans l'exemple N 3 sus-indiqué. L'invention n'est pas limitée, bien entendu, à la réalisation décrite et diverses variantes sont concevables. C'est ainsi, par exemple, que les dimensions de l'organe impulseur ou brasseur et son espacement par rapport à la paroi du tambour 11 peuvent être modifiés, dans des limites raisonnables ainsi que sa vitesse de rotation. Certains avantages de la machine de mélangeage et de broyage de la peinture telle que la prévoit l'invention sont énumérés ciaprès : 1) Le récipient ne comporte pas de parties mobiles et ntexige que peu ou pas dtentretien. 2) Il n'y a pas d'encoignures inaccessibles pour le nettoyage de sorte qu'un nettoyage rapide est possible avec peu ou pas de risques de contamination. 3) La conception de la machine est simple et ainsi beaucoup moins conteuse que celle des machines connues destinées à un travail semblable. 4) Pour les mêmes matières premières et les grandeurs des fournées, cette machine exécute un cycle opératoire complet plus rapi dement que n'importe quelle autre machine connue destinée au meme usage. Les détails de construction peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour broyer et mélanger une peinture caractérisé par les opérations consistant à introduire une charge de perles (13) dans un récipient mélangeur cylindrique (11) à flancs ou cotés rectilignes monté de façon que son axe soit vertical, à introduire une charge de pigment etdE liant ou médium dans le récipient, et à déplacer les perles selon divers circuits de cisaillement différents pour broyer et mélanger le pigment et le médium. 2.- Machine de broyage et de mélangeage dtune peinture par le procédé suivant la revendication 1, comprenant un récipient mélangeur, un organe impulseur ou brasseur pouvant tourner dans ce récipient et coaxial à lui et une charge de perles placée dans le récipient, caractérisée en ce que le récipient mélangeur est une cuve cylindrique (11) à flancs rectilignes montée de façon que son axe soit en principe vertical et en ce que la charge de perles (13) est prévue en quantité suffisante pour recouvrir Itorgane impul seur (12). 3.- Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la charge de perles (13) remplit le récipient mélangeur (11) appro ximativement jusqu'à un tiers de sa capacité. 4.- Machine suivant la revendication 2--ou la revendication 3, caractérisée en ce que les perles (13) ont chacune un diamètre de 3 n. 5.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que ltorgane impulseur ou brasseur (12) est un organe (33) & palettes circulaires pouvant tourner dans le récipient (11) et coaxial à lui. 6.- Machine suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'organe à palettes circulaires (33) est supporté par quatre entretoises rayonnantes mutuellement perpendiculaires (32) s'étendant depuis un bossage central (31), prévu à l'extrémité inférieure de l'arbre (30) de l'organe impulseur qui est coaxial au récipient (11). 7.- Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'organe (14) disperseur de perles est placé au-dessous de l'organe impulseur ou brasseur (1t) et assujetti à l'extrémité inférieure de l'arbre (30) pour participer S sa rotation.