Brevet FR2512691A1 — publié le 19830318

L'invention concerne un broyeur à cylindres comprenant au moins quatre cylindres pour travailler par fragmentation et homogénéisation un produit visqueuxen particulier des masses de chocolat, des encres à imprimer et analogues, ainsi qu'un procédé pour utiliser ce broyeur à cylindres. Le problème technique à la base de l'objet de l'invention est de permettre qu'avec des moyens simples en comparaison de l'état de la technique connu, la finesse à atteindre et/ou le débit du produitsoientrégulés, en particulier pour que, lors de variations dans le temps des propriétés physiques comme la viscosité du produit à- traiter, la finesse à atteindre et/ou le débit du produit puisse ou puissent être maintenu(s> constant(s). On connaît des broyeurs à cylindres o la vitesse de rotation d'un ou de plusieurs de ces cylindres peut être régulée. On connaît de par le brevet français No 1 115 823 un broyeur à cylindres comportant trois cylindres o la vitesse de rotation du cylindre de décharge peut être régu- lée par rapport à celle du cylindre moyen. Dans une forme de réalisation de celui-ci, les cylindres d'alimentation sont dans un rapport de vitesses de rotation fixe et la vitesse de rotation du cylindre de décharge peut être régulée selon un réglage continu. Pour la régulation, il s'agirait d'influencer l'étirage du produit qui serait dépendant de la différence entre les vitesses de rotation du cylindre moyen et du dernier. cylindre. Dans ce broyeur à cylindres, l'étendue de traite- ment du produit est influencée dans le dernier écartement des cylindres lors d'une régulation de la vitesse de rota- tion du deuxième ou du troisième cylindre. On connaît de part le document allemand DE-AS 10 33 995 un broyeur à cylindres o la vitesse de rotation d'un cylindre quelconque,en particulier l'un des deux cylindres d'alimentation,peut être régulée de façon continue. Pour effectuer la régulation de la quantité d'un produit introduite dans le broyeur à cylindres par unité de temps, une régulation des vitesses de rotation des deux cylindres d'alimentation est plus efficace que celle d'un -seul cylindre quelconque d'alimentation En particulier, au cas o les deux cylindres d'alimentation sont dans un rapport fixe de vitesses de rotation, la gamme de vitesses de rotation impliquée par une régulation, et ainsi la - quantité d'un produit introduite par unité de temps, est plus large que lors de la régulation d'un seul cylindre d'alimentation quelconque. On connaît de par le brevet britannique N O 1 080 782 un broyeur à cylindres o les vitesses de rotation des cylindres d'alimentation peuvent être régulées de façon bien conti- nue, le broyeur -à cylindres étant cependant prévu pour un fonctionnement discontinu avec recyclage. Finalement, par le brevet allemand N O 1 030 553, on connaît un broyeur à cylindres de calandrage o la vitesse de rotation de chaque cylindre peut être régulée indépendamment de celle des autres ou en commun dans le même sens avec eux. Un tel système de régulation est ainsi relative- ment compliqué. Le problème qui est à la base de l'objet de la demande est résolu en ce que les deux cylindres cons- tituant l'intervalle d'alimentation en produit sont munis d'une commande commune indépendante des autres cylindres, de telle manière que ces deux cylindres se trouvent dans un rapport fixe de vitesses de rotation et en ce que les vitesses de rotation de ceux-ci peuvent être régulées par rapport à celles des autres cylindres, de préférence de façon continue. Comme la largeur de l'intervalle entre les deux derniers cylindres, lors de vitesses constantes de rotation de ceux-ci, est une mesure de la finesse à atteindre et du débit du produit, cette largeur d'inter- valle peut servir de paramètre de commande. 12691 La commande du broyeur à cylindres peut avoir lieu avec la combinaison des moyens suivants: 1 Un appareil de mesure pour mesurer la largeur d'intervalle entre les deux derniers cylindres, relié à 2 un comparateur, pour détecter la différence entre la valeur réelle et la valeur désirée de cette argeur d'intervalle, ainsi que 3 un régulateur, raccordé sur le comparateur, pour réguler la vitesse de rotation de la source de commande avec vitesse de rotation variable pour les cylin- dres d'alimentation. Cette commande peut être réalisée à partir d'éléments -connus en soi. Par comparaison avec un broyeur à cylindres sans la régulation existante, on a besoin seulement d'une source de commande additionnelle ainsi que d'un système de commande destiné aux cylindres à réguler Pour ce faire, on peut cependant utiliser un moteur de commande ayant une capacité conformément plus petite pour les cylindres ayant des vitesses de rotation fixes Lorsque les produits ne peuvent être introduits que difficilement, les rapports d'alimentation de ceux-ci peuvent être améliorés par la régulation. On peut maintenir constants la finesse à attein- dre ainsi que le débit du produit tant que la densité massique du produit à traiter reste inchangée. Il est généralement désirable que la qualité du produit, en particulier la finesse à atteindre, c'est-à- dire la dimension maximale de particules du produit soit maintenue autant que possible constante. On désire en second lieu également un débit constant du produit. La finesse à atteindre du produit est déterminée en pratique principalement par la largeur du dernier intervalle des cylindres en connexion avec la vitesse de rotation des deux derniers cylindres du broyeur à cylindres. Des variations dans le temps des propriétés physiques du produit à traiter comme la ténacité peuvent survenir Elles influent sur la contrepression ainsi que sur les rapports d'alimentation du produit eten consé- quence,la largeur du premier intervalle des cylindres en est affectée (La contrepression d'un produit est la pression exercée par le produit et agissant contre la pression d'application des cylindres) Ceci mène simulta- nément à une variation du débit du produit, ce qui fina- lement influence également la largeur du dernier inter- valle des cylindres. Mais pour maintenir cette dernière largeur inchangée, on régule les vitesses de rotation des cylindres d'ali- mentation La régulation de la vitesse de rotation compense alors la modification existante de la largeur de l'inter- valle d'alimentation, en rapport avec la quantité de produit introduite par unité de temps. Il est à remarquer que comme le rapport des vitesses de rotation des cylindres d'alimentation est constant et comme le deuxième cylindre a en tant que condition de fonctionnement une vitesse de rotation plus élevée que le premier, on s'assure ainsi que le produit est reçu à chaque régulation sur le deuxième cylindre. L'invention va maintenant être décrite à propos d'un exemple de réalisation du broyeur à cylindres qui est représenté schématiquement sur la figure unique. Les cylindres 1-5 du broyeur à cylindres 1 et 2, 3 et 4 ainsi que 5, sont les cylindres qu'on appelle cylindres d'alimentation, cylindres de broyage ainsi que le cylindre d'enlèvementpdisposés en série Ils sont suspendus et montés dans un bâti de broyeur à cylindres non représenté. Le cylindre 2 est dans un emplacement fixe par rapport au bâti du broyeur et les autres 1 ainsi que 3-5 sont montés de façon mobile. Les cylindres 1 et 5 sont comprimés contre le cylindre 2 au moyen des dispositifs hydrauliques de compression 6 et 7 La position des cylindres3 et 4 s'établit alors pour équilibrer les différences de pre ssion entre les cylindres Ces cylindres sont donc partie compo- santes d'un système de cylindres flottantscar les forces de compression choisies (ou établies) des cylindres exter- nes 1 et 5 restent constantes. Le chiffre 8 désigne le premier intervalle entre cylindres, et les chiffres 9-11 désignent les deuxième à quatrième intervalles entre cylindres, l'intervalle appelé d'alimentation et les intervalles de broyage. L'intervalle entre cylindres est défini là o la distance entre les cylindres correspondants est la plus petite. Le chiffre 21 désigne un appareil de mesure, 22 est un comparateur et 24 est un régulateur qui commu- niquent en série l'un avec l'autre par les liaisons 23 et 25 L'appareil de mesure 21 mesure la largeur de l'in- tervalle au niveau de l'intervalle entre cylindres 11. Les cylindres 1-2 et 3-5 de leur côté sont réunis l'un à l'autre par des roues dentées 12-13 ou 14-17, correspondant aux rapports entre vitesses de rotation désirés. Les cylindres 1 et 2 sont entraînés par un moteur de commande ayant une vitesse de rotation variable 19 et les cylindres 3-5 par un moteur de commande ayant une vitesse de rotation fixe 20 Le numéro 18 désigne un couteau racleur pour le produit. Les symboles utilisés dans la figure sont les suivants: da largeur mesurée du dernier intervalle entre cylindres 11 ds largeur désirée du dernier intervalle entre cylindres 11 à = da-ds différence entre les largeurs mesurée et désirée du dernier intervalle entre cylindres 11 S signal, S = f (A) Le processus de traitement d'un produit dans le broyeur à cylindres est le suivant: Les cylindres 1-5 tournent dans la direction des flèches Les vitesses de rotation des cylindres augmen- tent en séquence de cylindre en cylindre Ceci est une condition indispensable pour que le produit soit reçu d'un cylindre sur le suivant. Le produit est conduit à la trémie de charge 27 qui communique avec l'intervalle d'alimentation 8. De là, il est introduit entre les cylindres d'alimentation 1 et 2 et traité; après passage de l'intervalle d'ali- mentation 8, il est reçu sur le deuxième cylindre 2. De là, le produit passe entre les cylindres 2 et 3 et par l'intervalle de broyage 9 A cet endroit, il est encore traité et ensuite reçu sur le troisième cylindre. De cette façon, le procédé se continue jusqu'à ce que le produit ait été reçu sur le cinquième cylindre De là, il est finalement enlevé du broyeur à cylindres à l'aide du couteau racleur 18. Le système pour réguler les vitesses de rotation des cylindres d'alimentation travaille avec le broyeur à cylindres de manière continue L'appareil de mesure 21 mesure et enregistre dai la largeur mesurée du dernier intervalle entre cylindres 11 Cette valeur da est appliquée au comparateur 22 par la liaison 23 Dans le comparateur 22, on calcule la différence A entre la valeur mesurée da et une valeur désirée dsamenée de l'extérieur, de la largeur du dernier intervalle entre cylindres 11. La valeur A est amenée au régulateur 24 par la liaison 25 Dans le régulateur 24, on dérive un signal S de la valeur A - Le signal S est appliqué par la liaison 26 au moteur de commande à vitesse de rotation variable 19 pour la régulation de cette dernière etpar conséquent, également des vitesses de rotation des cylindres d'alimen- tation 1-2. Silors du traitement d'un produit dans le broyeur à cylindresjil se trouve momentanément une modi- fication du produit à introduire, par exemple une augmentation de sa ténacité, l'intervalle d'alimentation 8 augmentera vraisemblablement. Il en résulte par unité de temps une plus grande quantité de produit dans le broyeur à cylindres Dès que ce produit est introduit sur le dernier intervalle entre cylindres 11, cet intervalle s'agrandit également et il en résulte une qualité de produit plus grossière ou une finesse plus faible du produit Ceci n'est pas dési- rable et la quantité désirée de produit ou la finesse ne pourrait plus être atteinte sans une régulation quel- conque. Cependant, on réalise une régulation, dans ce cas vraisemblablement une réduction des vitesses de rota- tion des cylindres d'alimentation 1-2 par l'intermédiaire du moteur de commande 19, au moyen du signal S du régula- teur 24, obtenu par l'appareil de mesure 21 par l'inter- médiaire du comparateur 22. En conséquence, on a ultérieurement une quantité de produit plus faible par unité de temps pour alimenter le broyeur à cylindres, si bien que de cette façonla valeur actuelle est surveillée en continu et s'approche de la valeur désirée ds. On peut appliquer très simplement au compara- teur 22 une valeur désirée quelconque ds de la largeur du dernier intervalle entre cylindres 11 correspondant à la finesse désirée du produit qu'on veut atteindre. -2512691 REVENDICATIONS 1 Broyeur à cylindres comportant au moins quatre cylindres pour traiter par homogénéisation et fragmentation un produit visqueux, en particulier masses de chocolat, encres d'imprimerie et analogues, caractérisé en ce que les deux cylindres ( 1, 2) constituant l'intervalle d'ali- mentation ( 8) pour le produit sont munis d'une commande commune indépendante des autres cylindres ( 3, 4, 5) de telle manière que ces deux cylindres ( 1, 2) se trouvent dans un rapport de vitesses de rotation fixe et que les vitesses de rotation de ceux-ci par rapport à celles des autres cylindres ( 3, 4, 5) peuvent être réglées de préf 6- rence sans gradatiôor. 2 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les deux cylindres ( 1, 2) constituant l'in- tervalle d'alimentation ( 8) du produit sont commandés par l'intermédiaire d'un mécanisme à roues dentées ( 12, 13) par une source de commande ( 19) à vitesse de rotation variable. 3 Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les autres cylindres ( 3, 4, 5) sont commandés par une source de commande ( 20) à vitesse de rotation fixe. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cylindres sont munis d'un dispositif de réglage hydraulique ( 6, 7) qui produit une force de compression qui reste égale. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé par la combinaison des dispo- sitifs suivants pour commander le broyeur à cylindres: 1) un appareil de mesure ( 21) pour mesurer la largeur d'intervalles (da) entre les deux derniers cylin- dres ( 4, 5), raccordé à 2) un comparateur ( 22) pour détecter la diffé- rence entre la valeur actuelle et la valeur désirée de cette largeur d'intervalle, ainsi que- 3) un régulateur ( 24) connecté à un comparateur ( 22) pour réguler la vitesse de rotation de la source de commande mentionnée ( 19) ayant une vitesse de rotation variable. 6 Procédé destiné à être mis en oeuvre avec un dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la finesse à atteindre du produit est déterminée, et en particulier maintenue constanteau moyen de la régulation des vitesses de rotation des deux cylindres ( 1, 2) constituant l'intervalle d'alimentation ( 8). 7 Procédé destiné à être mis en oeuvre avec un dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le débit du produit est déterminé, et en particu- lier maintenu constant,par la régulation des vitesses de rotation des deux cylindres constituant l'intervalle d'alimentation du produit.