Brevet FR2590806A3 — publié le 19870605

FR 2590806 A3 19870605 FR 8517732 A 19851129 La présente invention concerne la réduction des matériaux par voie humide et a notamment pour objet un dispositif de réduction dimensionnelle de particules de matière en suspension. L'utilisation la plus efficace de la présente invention est la réduction et la dispersion de matières en suspension fragiles, de dureté allant jusqu'à 4 unités suivant l'échelle de Moos. La présente invention peut être également utilisée pour la classification (triage) avec réduction complémen- taire simultanée des grosses fractions de matériau, c'est- à-dire pour le finissage du produit jusqu'aux dimensions requises. A l'heure actuelle, les produits finals résultant de la réduction doivent satisfaire à des exigences rigou- reuses en ce qui concerne leur granulométrie et, en particulier, celle du rebut de tamisage constitué par les grains les plus gros. Il est bien connu que le produit réduit dans n'importe quel appareil présente une large gamme de distri- bution des particules suivant leurs dimensions. Afin de réduire cette gamme du c6té des classes de dimensions les plus grandes, on utilise généralement des classificateurs qui fonctionnent en circuit fermé avec les appareils de réduction. Ceci rend le système encombrant et peu efficace parce que les classificateurs renvoient à une opération de réduction complémentaire, en même temps que les gros grains, une certaine partie des petits grains. Il existe un dispositif (broyeur) (Sidenko P.M. "Le broyage dans l'industrie chimique", "Khimia", Moscou, 1968, pp. 155 à 157) qui comporte un corps muni de tubu- lures d'entrée et de sortie; un disque tournant et un couvercle rabattable, sur lesquels sont fixés des doigts suivant des circonférences concentriques, les rangées de doigts du couvercle étant disposées entre les rangées de doigts du disque et avec un certain intervalle par rapport à ceux-ci. Il existe un autre dispositif (désintégrateur) qui comporte un corps, deux disques fixés sur des arbres coaxiaux et tournant en sens contraires, et sur lesquels sont disposés des doigts suivant des circonférences concentriques, chaque rangée de doigts de l'un des disques étant disposée avec un faible intervalle entre deux rangées de doigts de l'autre disque. L'inconvénient commun de ces dispositifs connus est que leur utilisation n'assure pas l'obtention d'un produit homogène. Le dispositif connu le plus proche de celui de la présente invention quant à son essence technique et à l'effet obtenu est le dispositif décrit dans le livre de Sidenko P.M., "Le broyage dans l'industrie chimique" ("Khimia", Moscou, pp. 248 et 249), et qui comporte un rotor sous la forme d'un disque calé sur un arbre muni de rangées de doigts disposés suivant des circonférences concentriques et de battes disposées au centre du disque. Sur le couvercle sont montées,suivant des circonférences concentriques, des rangées de doigts disposés entre les rangées de doigts du rotor. L'inconvénient de ce dispositif est qu'il n'assure pas l'obtention d'un matériau de composition granulométrique homogène, ce qui entraîne une augmentation desdépenses d'énergie due à la nécessité d'effectuer une réduction complémentaire. Lors du fonctionnement de ce dispositif, le matériau à réduire arrive dans la partie centrale du disque tournant et est projeté par les forces centrifuges vers sa périphérie. Ce déplacement du matériau du centre vers la périphérie du disque assure sa réduction. Dans ce cas, les particules les plus grosses sont soumises à des forces centrifuges plus grandes, ce qui leur communique une vitesse plus grande et la durée de leur séjour dans la zone de réduction est plus courte que celle des particules moins grosses, bien que la réduction des grosses particules exige plus de temps que celle des petites particules. Ainsi, tous les dispositifs connus ont un inconvénient commun, qui est à l'origine de la non homogé- néité du matériau réduit. La classification et la réduction complémentaire des grosses fractions exigent dans tous les cas des dépenses supplémentaires. Le but de l'invention est donc de créer un dispositif pour la réduction de matières en suspension, dont la construction permettrait d'envoyer la matière en suspension réduite dans le sens opposé à celui de l'action des forces centrifuges, tout en diminuant les dépenses d'énergie nécessaires à la réduction. Ce but est atteint du fait que le dispositif du type comportant un corps muni de tubulures d'entrée et de sortie, des disques disposés coaxialement à l'intérieur dudit corps et dont au moins l'un est mobile en rotation, lesdits disques étant munis de doigts disposés suivant des circonférences concentriques sur les surfaces des disques qui sont en regard l'une de l'autre, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que l'un des disques est muni d'une douille disposée suivant sa circonférence extérieure et entourant l'autre disque suivant la périphérie circonfé- rentielle de celui-ci en formant entre elle et ce dernier un canal tubulaire, au moins l'une des parois dudit canal comportant un filetage, et la tubulure de sortie précitée étant placée dans la zone centrale des disques. La présence d'un filetage sur l'une des parois du canal annulaire permet d'acheminer la suspension de la périphérie des disques vers leur centre, c'est-à-dire vers la zone d'action des forces centrifuges maximales. L'amenée du matériau dans la zone d'action de la force centrifuge maximale permet de réaliser une classifi- cation (triage) en faisant arriver les petites particules de matériau, sous l'action du courant de liquide, dans le centre du dispositif, et en retenant les grosses particules,sous l'action des forces centrifuges, à la périphérie des organes de réduction, lesdites grosses particules n'avançant vers le centre que progressivement au fur et à mesure de leur réduction entraînant une diminution de leur masse. Ceci exclut l'infiltration des particules des grosses fractions dans le produit final. Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, un filetage précité est réalisé sur chacune des deux parois du canal annulaire, les filetages respectifs desdites parois étant de sens mutuellement contraires. Une telle réalisation des filetages sur les parois du canal permet d'augmenter la pression d'amenée de la suspension et, par conséquent, la productivité du dispositif. Il peut être très utile que ledit ou lesdits filetages soient du type à plusieurs entrées, et ce, afin d'augmenter la pression créée par les filets, car ladite pression est directement proportionnelle au nombre d'en- trées. L'augmentation de ladite pression permet d'assurer un bon fonctionnement du dispositif aux valeurs plus grandes des forces centrifuges et, de ce fait, d'obtenir la séparation de plus petites particules du produit à réduire. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références au dessin unique non limitatif annexé dans lequel: - - la figure 1 représente une vue d'ensemble du dispositif; et - la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure 1. Le dispositif comporte un corps 1, des disques 2, 3 disposés coaxialement à l'intérieur du corps 1 et dont au moins l'un est mobile en rotation, lesdits disques étant munis de doigts 4 disposés suivant des circonférences concentriques sur les faces des disques 2, 3 qui sont tournées l'une vers l'autre. Une douille 5 est disposée suivant le pourtour extérieur du disque 2 et entoure le disque 3 suivant sa périphérie circonférentielle en formant ainsi entre elle et ce dernier un canal annulaire 6. Sur les parois du canal 6, autrement dit sur les surfaces latérale intérieure de la douille 5 et latérale extérieure du disque 3 entouré par la douille 5,sont réalisés des filetages respectifs 7. Suivant une variante, un filetage 7 peut être réalisé seulement sur l'une ou l'autre des parois du canal 6. En cas de réalisation d'un filetage 7 sur chacune des deux parois du canal 6, ces filetages peuvent être soit de sens identique, soit de sens contraire, lesdits filetages pouvant être du type à plusieurs entrées. Le corps 1 comporte une tubulure d'entrée 8 et une tubulure de sortie 9, cette dernière étant située dans la zone centrale des disques 2, 3. Un arbre d'entraînement est solidaire du disque 3. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Le disque 3 est mis en rotation et la suspension à traiter est envoyée dans la cavité du corps 1 à travers la tubulure d'entrée 8. La présence du canal 6 avec le ou les fileta- ges 7 sur ses parois assure la différence de pression nécessaire pour surmonter la force centrifuge et faire arriver la suspension dans la cavité de travail formée entre les disques 2 et 3 et traversée par les doigts 4 en mouvement. Les sommets des filetages 7 entraînent la suspension et développent une certaine pression, ce qui permet le pompage de la suspension à traiter à l'encontre de la force centrifuge et son acheminement vers le centre du dispositif. Au cours du traitement de la suspension, les particules ayant les dimensions voulues sont entraînées par le courant de liquide vers le centre des disques 2, 3 et sont évacuées du dispositif à travers la tubulure de sortie 9, alors que les particules plus grandes sont maintenues par les forces centrifuges à la périphérie des disques 2, 3 jusqu'à leur réduction aux dimensions nécessaires, après quoi elles sont entraînées par le courant de liquide vers le centre des disques 2, 3. Le choix des paramètres des filetages 7 (profil du creux, pas du filetage, nombre d'entrées) se fait en fonction des conditions concrètes du fonctionnement du dispositif et en tenant compte de la productivité du dispositif, des dimensions des particules-à l'entrée et à la sortie du dispositif, du degré de séparation nécessaire. Les deux exemples concrets mais non limitatifs suivants permettront d'illustrer les avantages de l'in- vention. Exemple 1 A partir d'un réservoir tampon équipé d'un agitateur, on a envoyé au moyen d'une pompe dans un broyeur une suspension sulfureuse dans laquelle les dimensions des particules atteignaient 0,5 mm. La productivité de l'appareil était de 200 l/h, le rapport pondérai solide/liquide, de 1:1. La puissance active consommée par le broyeur a été enregistrée par un ensemble de mesure. La suspension a passé cinq fois à travers le broyeur. Les résultats sont donnés dans le Tableau 1 ci-après. Exemple 2 Dans un dispositif conforme à l'invention fonc- tionnant aux mêmes vitesses circonférentielles que le broyeur, on a envoyé à partir d'un réservoir de refoulement une suspension sulfureuse identique à celle de l'exemple 1. On a obtenu un produit dont les caractéristiques sont indiquées dans le même Tableau 1 ci-dessous. Tableau 7 Tableau 1 N Teneur en fractions, % d'or- il dror- Dispositif connu! Dispositif de l'invention d r e l_ _ _ _ _ _ _ ___ _ _ _ _ +o,14-0,14 -07 0040+ _+0,14 0,14+ -0,074±0,040 I mm 0,074 0,040 0,01 I mm 0,074 0,040 +0,01 mm mm mm mm mm mm 1 2,3 17,2 48 23,4 1- - 10,3 86,2 2 1,7 13,2 52,3 28,1 - - - - 3 0,8 7,2 41,4 42,4, .. I1 4 - 2,7 37,3 57,7,- - - - - 0,2 33 61,8. -. II1,,, Le nombre et la forme des doigts réducteurs étaient identiques dans les deux cas: diamètre 10 mm, nombre 68. Dans le Tableau 2 ci-dessous sont indiquées les dépenses d'énergie du dispositif connu et du dispositif conforme à-l'invention. Tableau 2 N d'or- dre Paramètre Exemple 1 Exemple 2 1 Consommation de puissance pour un passage, kW 5,5 7,6 2 Nombre de passages 5 1 3 Consommation totale de Ipuissance pour la réduction, kW 27,5 7,6 R E V E ND I C A T I 0 N S 1.- Di.spositif pour la réduction dimensionnelle de particules de matière en suspension, du type comportant un corps (1) muni d'une tubulure d'entrée (8) et d'une tubulure de sortie (9), des disques (2, 3) disposés co- axialement à l'intérieur du corps (1) et dont au moins l'un est mobile en rotation, lesdits disques étant munis de doigts (4) disposés, suivant des circonférences concen- triques, sur leurs faces disposées en regard l'une de l'autre, caractérisé en ce que l'un (2) desdits disques est muni d'une douille (5), disposée suivant son pourtour extérieur et entourant l'autre disque (3) suivant sa périphérie circonférentielle en formant ainsi entre elle et ce dernier un canal annulaire (6), au moins l'une des parois dudit canal (6) comportant un filetage (7) et la tubulure de sortie (9) étant située dans la zone centrale des disques (2, 3). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un filetage (7) est réalisé sur chacune des deux parois du canal (6), lesdits filetages (7) étant de sens mutuellement contraires. 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que 1e ou les filetages (7) sont du type à plusieurs entrées.