Brevet FR2517986A1 — publié le 19830617

La présente invention concerne un appareil per- fectionné de pulvérisation et plus précisément un appareil de pulvérisation par choc recevant de l'énergie d'un fluide. Selon l'invention, un appareil de pulvérisation par choc à fluide comporte un injecteur destiné à former, dans une chambre de pulvérisation, un courant de matière particulaire à pulvériser dans un fluide, une première et une seconde surface de pulvérisation par choc dans la cham- bre, ces surfaces étant disposées suivant un trajet réfléchi dans le courant si bien que la matière particulaire vient frapper la première surface de pulvérisation puis est réflé- chie par celle-ci vers la seconde surface, et un dispositif de séparation de la matière particulaire pulvérisée du cou- rant de fluide de pulvérisation. Un appareil de pulvérisation par choc à fluide selon l'invention est utile pour la réduction de la dimen- sion particulaire des poudres telles que les pigments miné- raux ou organiques, les substances pharmaceutiques ou d'au tres produits et composés chimiques qui sont fabriqués sous une forme finement divisée L'invention est particulièrement utile pour la pulvérisation des produits minéraux tels que les pigments de bioxyde de titane, de phosphate de titane, de silice, d'aluminium, de baryum, de calcium, de fer, de plomb et de magnésium, le noir de carbone, notamment Les pigments peuvent être des pignements minéraux ou organiques colorés et, le cas échéant, l'appareil de pulvérisation peut être utilisé pour d'autres agents opacifiants ou pour des charges. Dans un appareil de pulvérisation à fluide, un courant de matière particulaire à pulvériser est formé dans un fluide de pulvérisation Le courant, ayant une vi- tesse suffisamment grande, est dirigé vers une première surface de pulvérisation par choc au niveau de laquelle les chocs assurent une première étape de pulvérisation, puis vers une seconde surface de pulvérisation par choc au niveau de laquelle la pulvérisation se poursuit Le trans- fert de la première à la seconde surface de pulvérisation par choc nécessite que les deux surfaces soient montées suivant un trajet réfléchi, afin que le courant transpor- tant la matière particulaire soit réfléchi par la première surface vers la seconde puis dans le reste de l'appareil de pulvérisation Le cas échéant, l'appareil de pulvérisa- tion par choc à fluide réalisé selon l'invention peut com- porter plus de deux surfaces de pulvérisation par choc pour- vu que celles-ci forment un trajet réfléchi continu assu- rant le transfert de la matière-particulaire transportée - par le courant de fluide de pulvérisation successivement vers les surfaces de pulvérisation par choc. Cependant, l'appareil de pulvérisation par choc réalisé selon l'invention comporte normalement deux sur- faces de pulvérisation par choc montées comme décrit précé- demment La surface de pulvérisation par choc peut être constituée par une partie de configuration particulière de la paroi de la chambre de pulvérisation et elle peut être formée de la même matière que la paroi de la chambre de pulvérisation ou, dans une variante, la surface de pul- vérisation par choc peut être formée d'une matière diffé- rente de celle de la paroi de la chambre tout en faisant partie de la-paroi Le cas échéant, la surface de pulvérisa- tion par choc ne doit pas faire obligatoirement partie de la paroi et peut en être séparée La matière particulaire formant la surface de pulvérisation par choc dépend de la nature de la matière particulaire à pulvériser Comme la surface de pulvérisation par choc peut subir une érosion en cours d'utilisation, il n'est pas souhaitable d'utiliser un matériau de construction qui peut contaminer la matière particulaire pulvérisée et il est ainsi souhaitable que la surface de pulvérisation par choc soit formée d'un matériau qui ne subit qu'une érosion extrêmement faible par abrasion ou soit formée d'un matériau qui, lorsqu'il est usé, ne contamine pas le produit pulvérisé d'une manière nuisible Dans des cas convenables, la surface de pulvérisa- tion par choc peut être formée d'acier inoxydable ou d'un autre métal relativement dur convenable ou elle peut être formée d'une matière céramique convenable. Habituellement, la matière particulaire à pul- vériser est transmise dans un courant de fluide de pulvé- risation en direction transversale par rapport à celui- ci, ce courant de fluide étant transmis à l'appareil par un injecteur, avec la vitesse et la pression nécessaires. La vitesse peut être égale ou supérieure à la vitesse du son le cas échéant Le fluide de pulvérisation forme un courant de la matière particulaire dans la chambre de pul- vérisation et, après contact avec les surfaces de pulvéri- sation par choc, il faut que le produit pulvérisé soit sépa- ré du courant de fluide de pulvérisation par un dispositif convenable Par exemple, le courant de matière particulaire pulvérisée peut parvenir à une chambre de détente ou à une série de chambres de détente dans lesquelles la vitesse du courant est réduite progressivement, puis à un filtre à sacs ou à un autre dispositif convenable de filtration destiné à collecter le produit pulvérisé du courant de fluide de pulvérisation Dans une variante, le produit, après pul- vérisation, peut parvenir à un cyclone dans lequel a lieu la séparation des produits pulvérisés constituants Le cas échéant, une quantité supplémentaire de fluide de pulvéri- sation peut être introduite dans le courant de la matière particulaire broyée avant pénétration dans une chambre de détente ou une série de chambres ou dans un cyclone afin que le courant soit dilué et que l'extraction de la matière particulaire du courant de fluide produit soit facilitée. Le fluide de pulvérisation utilisé dans l'appa- reil de pulvérisation par choc à fluide selon l'invention est habituellement un gaz ou une vapeur pratiquement inerte par rapport à la matière à pulvériser Des gaz convenables de pulvérisation sont l'air, l'oxygène, l'azote et d'autres gaz inertes ainsi que la vapeur d'eau dans des cas conve- nables Le cas échéant, un agent de traitement de la matière particulaire peut être introduit avec le fluide de pulvéri- sation afin que la matière particulaire subisse un traite- ment de surface pendant la pulvérisation, de tels agents pouvant être des agents tensioactifs ou d'autres agents modificateurs de surface qui interagissent avec la sur- face de la matière particulaire aux températures conve- nables de pulvérisation. Habituellement mais non obligatoirement, la pulvérisation de la matière particulaire par l'appareil de pulvérisation à fluide selon l'invention s'effectue à température élevée et, surtout lors de l'utilisation de la vapeur d'eau, cette température dépend de la pression de la vapeur d'eau utilisée pour la formation du courant de fluide de pulvérisation transportant la matière parti- culaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel la figure unique est une représentation schématique d'un appareil de pulvérisation selon l'invention. L'appareil 1 de pulvérisation par choc à fluide comprend une chambre allongée 2 de pulvérisation qui reçoit un courant de matière particulaire à pulvériser provenant d'une trémie 3 et pénétrant dans-un fluide de pulvérisation transmis par une entrée 4 et un venturi 5 L'appareil de pulvérisation a deux surfaces 6 et 7 de pulvérisation par choc formées par utilisation d'une configuration convenable des parois de l'appareil 1 et dans un tronçon séparé 8. Une sortie 9 est reliée à une chambre 10 de détente de dia- mètre croissant à laquelle est fixé un sac collecteur 11. Des entrées 12 destinées à recevoir du fluide compatible avec le fluide de pulvérisation et destinées à être utilisées comme indiqué-par les références 13, sont placées entre l'entrée de l'appareil 1 et la première chambre de détente. Lors du fonctionnement, un fluide de pulvérisa- tion est transmis à l'appareil par l'entrée 4 et le venturi 5 et forme dans la chambre 2 de pulvérisation, un courant de la matière particulaire à pulvériser, dirigé vers la surface 6 de choc Après contact avec la surface 6, la ma- tière est réfléchie par celle-ci vers la surface 7 puis vers la sortie 9 La dilution du courant est assurée par transmission d'une quantité supplémentaire d'un fluide com- patible 13 avant passage du courant de la matière particu- laire pulvérisée dans la chambre 10 de détente La matière pulvérisée est collectée dans le sac 11 qui est poreux au gaz de pulvérisation utilisé. Dans les exemples qui suivent, on utilise un appareil de pulvérisation par choc à fluide réalisé comme représenté sur le dessin pratiquement, dans lequel la cham- bre 2 a un diamètre de 0,5 cm et les surfaces 6 et 7 une surface de 2,25 cm 2, l'appareil recevant un courant de pig- ment de bioxyde de titane dans de l'azote. EXEMPLE 1 De l'azote parvient à l'appareil par le venturi et l'azote a initialement une température de 6000 C et une pression de 10 bars La quantité de pigment transmise à la chambre de pulvérisation est de 10 kg/h et la quantité d'azote est de 10 kg/h Une certaine quantité d'air froid pénètre par des entrées 12 à raison de 10 kg/h, et le pig- ment pulvérisé de bioxyde de titane est collecté dans le sac 11. Le produit obtenu présente un degré satisfai- sant de pulvérisation. EXEMPLE 2 On répète l'exemple 1, mais 10,8 kg/h de pigment de bioxyde de titane sont introduits dans l'appareil et de l'azote est introduit simultanément dans l'appareil à raison de '5,7 kg/h à une température de 200 'C et à une pression de 15 bars. Le pigment pulvérisé de bioxyde de titane, col- lecté dans le sac 11, a un degré satisfaisant de pulvérisa- tion. EXEMPLE 3 On répète l'exemple 1, mais 11,4 kg/h de pigment de bioxyde de titane sont introduits dans l'appareil et de l'azote est introduit simultanément dans l'appareil à raison de 13,1 kg/h, à une température de 4000 C et une pression de 15 bars. Le pigment pulvérisé de bioxyde de titane pré- sente un degré satisfaisant de pulvérisation. EXEMPLE 4 On répète l'exemple 1, mais 9,3 kg/h de pigment de bioxyde de titane sont introduits dans la chambre de pulvérisation et de l'azote est introduit simultanément dans l'appareil à raison de 6,1 kg/h à une température de 600 'C et une pression de 7 bars. On constate que le pigment pulvérisé de bioxyde de titane présente un degré satisfaisant de pulvérisation. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Appareil de pulvérisation par choc à fluide, du type qui comporte un injecteur ( 4) destiné à former, dans une chambre de pulvérisation ( 2), un courant d'une matière particulaire à pulvériser dans un fluide de pulvé- risation, une surface ( 6) de pulvérisation par choc placée dans la chambre, et un dispositif ( 10, 11) de séparation de la matière particulaire pulvérisée du courant du fluide de pulvérisation, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux surfaces ( 6, 7) de pulvérisation par choc disposées dans la chambre ( 2) suivant un trajet réfléchi dans le cou- rant, de manière que la matière particulaire vienne frapper la première surface réfléchie par celle-ci vers une seconde surface ( 7). 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque surface ( 6, 7) de pulvérisation par choc est formée par une partie de la paroi de la chambre ( 2), ayant une configuration particulière et formée de la mime matière que la paroi. 3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque surface ( 6, 7) de pulvérisation par choc est séparée de la paroi de la chambre de p ulvérisation ( 2). 4 Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de séparation comporte une ou plusieurs chambres de détente ( 10) et un filtre ( 11). Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de sépa- ration est un cyclone. 6 Procédé de pulvérisation d'une matière particu- laire, caractérisé en ce qu'il comprend l'introduction d'un fluide de pulvérisation par l'injecteur de l'appareil de pulvérisation par choc à fluide selon la revendication 1, afin qu'il forme un courant d'une matière particulaire à pulvériser dans le fluide, et la matière est projetée afin qu'elle vienne frapper la première surface ( 6) de pulvérisa- tion par choc, puis qu'elle soit réfléchie par cette surface vers la seconde surface ( 7) de pulvérisation par choc. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fluide de pulvérisation est transmis par l'in- jecteur ( 4) afin qu'il forme un courant de fluide dont la vitesse est au moins égale à la vitesse du son. 8 Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'une quantité supplémentaire de fluide de pulvérisation est transmise dans le courant de la ia- tière pulvérisée avant la séparation.