Brevet FR2590807A1 — publié le 19870605

APPAREIL DE BROYAGE EN PHASE HUMIDE On connait nombre d'appareils de broyage en phase humide ayant tous en conmun la mise en oeuvre du principe d'un agitateur de billes tournant au sein d'un récipient, ou chambre de travail, que le produit à broyer traverse sous pression. Toutefois, ce concept présente nombre d'inconvénients : passages prefé= rentiels du produit à travers la chambre de-travail, usure rapide de l'agitateur, importante consommation d'énergies rendement médiocre, refroidissement malaisé par insuffisance de surface d'échange thermique, enfin coût élevé de fabrication des appareils. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients grâce à une cpnception toute nouvelle aui, supprimant l'agitateur, fait de la chambre de travail tout à la fois le récipient de broyage et l'élément d'agitation des billes. L'appareil, objet de l'invention ( figure I ) comprend quatre ensembles : Â- Un ensemble d'alimentation, constitué par - Un bac mélangeur de billes et de produit à broyer. Les billes pro viennent d'un recyclage, comme indiqué ci-après dans le paragraphe C. Quant au produit à broyer, il est envoyé dans le bac par une pompe classique. Une deuxième pompe, dite pompe du serpentin, alimente ce dernier en injectant tout ensemble dans le canal broyant un mélange de billes et de produit en provenance du bac mélangeur, et ce, dans une proportion réciproque définie. B- Un ensemble d'a@trition - broyage ( figure 2 ), constitué par s - Un canal broyant, revêtant la forme d'un serpentin hélicoïdal, enu tourant un support rotatif. L'entrée du serpentin, situe verticale ment dans l'axe du support rotatif, est reliée par une garniture mé= canique au tube de sortie de la pompe du serpentin. Faelongueur et le diamètre de ce serpentin, comme la forme de sa secp tion, peuvent être choisis parmi une vaste gamme de possibilités. C'est ainsi que la section peut être circulaire, carrée, rectangulaire, ou bien encore ovale ou pentagonale, hexagonales etc*.. Il est également possible que le volume de ce canal croisse de faucon continue suivant une progression géométrique de raison N, par progression de la surface de la section Dans ce cas, la longueur du serpentin se trouve raccourcie pour des performances équivalentes. Toutefois, le coût du serpentin se trouve majoré. Une solution particulièrement avantageuse est le choix d'un tube de section circulaire, d'un diamètre de l'ordre de quelques dizaines cie millimètres et d'une longueur d'un mètre ou plus. De surcroît, la paroi dudit tube présente des bossages sous forme de calottes sphériques, telles, que ces bossages conc@urrent effi- cacement à l'agitation des billes dans le serpentin. Lesdits bos sages peuvent être obtenus par enfoncement extérieur de la paroi vers l'intélieur du tube. Le débit optimal de l'appareil est pour l'utilisate@@@ celui auquel il obtient un produit fini à la micrométrie recherchée pour un dé bit maximum. Or, le débit spécifique du serpentin, une fois fixés le diamètre de l'hélicoide comme son pas élévation est uniquement fonctio@ de sa vitesse de rotation. Pour éviter un débit du serpentin par saccade, donc éviter une perte de rendement quantitatif, le débit de la pompe du serpentin devra en permanence équivaloir à celui du canal broyant. Une régulation mannuelle est possible.Mais, on préferera après étalonnage préalable définitif de la machine, avoir recours å une régulation automatique par nicro-processeurs. Le moteur d'en, trainement de l'arbre est équipé d'un variateur de vitesse. fl est à noter que la ~ requise par ce moteur est très inférieure à celle réclamée par les moteurs des anciens appareils. Sans modification de la structure de l'appareil, objet de l'invention, il est ais d'en augmenter le volume broyant utile. I1 suffit d'aug= monter le nombre de serpentins. Ceus-ci s'enroulent alors autour du support relatif en étant parallèles entre eux. Dans ce cas, les entrées desdits serpentin sont disposées verticalement en couronne autour de l'axe du support. rotatif et plongent ensemble dans une cou- pelle étanche alimentée par le tube d'amenée en provenance da la pompe du serpentin. La sortie de chaque serpentin sa répartit en éven- tail de manière équidistante entre elles, le long du canal précepteur séparateur.Il y a là, une possibilité d'obtenir un appareil de capa= cité double, triple voire quadruple au moindre coût. Le serpentin est fixé aux parois de son support rotatif de telle ma= nière que la pente de l'hélicoide forme un aile donné avec l'ho= rizontal. I1 est avantageux que cet angle est une valeur de l'ordre de trente degrés. L'arbre de rotation du support est percé de deux canaux verticaux pour arrivée et évacuation d'eau de refroidissement de la chape qui en= robe le serpentin. De ce fait, la surface d'échange thermique en regard du volume de la bouillie contenue dans le canal broyant est tout à fait considérable. L'extrémité couchée du serpentin débouche à l'air libre et la bouillie éjectée est recueillie dans le canal récepteur-séparateur décrite au paragraphe suivant. Enfin pour rendre l'ensemble broyant aisément démontable et amo= vible, la partie située entre la garniture mécanique et l'entrée du serpentin est un tube mi-souple coupé en son milieu, dont les deux parties sont assujetties au moyen d'écrous adéquats. Pour la même raison de démontage facile, l'ensemble serpentin support rotatif est vissé à l'arbre d'entrainement par un système tel que, séparé du tube semi souple à l'entrée et dévissé de l'ar= bre d'entrainement, cette pièce soit très aisement et très rapide= ment interchangeable, nottament aux finns de nettoyage. C- Un ensemble Récepteur produit fini Séparateur et recycl@@@ des billes, constitué par ( figure 3) : - un canal circulaire fixe de scetion U, dans laquelle le coude verseur de la sortie du serpentin tourne aisément et éjecte le mélange billes, produit fini. Alors que le bord supérieur des parois verticales de cette couron= ne est horizontal, la paroi du fond est en pente par rapport au plan horizontal de telle manLere que la bouillie s'écoule naturel= lement. vers le point le plus bas du canal, suivant. la pente ainsi créée. Le demi cercle inférieur de cette collerette voit sa paroi du fond constitue par un tamis, qui retient les billes et laisse. passer le produit fini. En dessous et: en regard du tamis, un réceptacle receuille le produit fini tout le long du parcours et l'achemine dans une cuve réceptrice. Au point le plus bas de la couronne, une fenêtre de dimension adap= tée, ménagée sur le tamis laisse passer librement les billes qui, par gravite, choient dans le bac d'alimentation de la pompe du ser= pentin situé en-dessous de la dite fenêtre. Les billes sont ainsi recyclées. Pour éviter les émanations des produits volatils qui risqueraient de polluer l'atmosphère ambiante, un couvercle circulaire emboité à friction recouvre la cillerette et un tube vertical assure la descente des billes à travers le couvercle, également maintenu par friction du bac mélangeur d'alimentation. Cette collerette de faible poids est particulièrement articulée en deus demi-cercles pour être pliable et fixée aux m@@tan@s du bât; par trois simples clips à friction autorisant un montage ee un démontage quasi instantannés0 D- Un Bati constitué par ( figure I ) : - Trois tubes délimitant une pyramide triangulaire formant à la base un triangle oquilatéral. Ces tubes sont reliés entre eux à différents niveaux par-des plaques de tôle horizontales et triangulaires, assurant le sport des dif= férents ensembles de l'appareil, comme sa rigidité et son assisse, tout en donnant une totale accessibilité aux constituants de la machine. L'appareil décrit ci-dessus, évitant- la totalité des inconvénients des appareils actuels, tout en améliorant considérablement à volume égal de chambre de broyage, les rendements qualitatifs et quantitatifs, offre par la simplicité de conception et de réalisation un prix de revient très sensiblement inférieur à celui des appareils actuellement sur le marché. En se référant aux grands nombres de branches- industrielles concernées, peintures et vernis, colorants, encres d'imprimerie, cosmétiques, pro= duits pharmaceutiques, phytosanitaires, férrites, etc..., un tel appareil apporte un abaissement très marqué des coûts de fabrication à la tonne finale produite. REVENDICATIONS I - pareil de broyage en phase humide caractérise en ce qu'il est cons titué par un ou -lusieurs canaux broyants sous forme d'un ou plusieurs serpentins hélicoïdaux enroulés autour d'un s@pport rotatif, pareourus dar un mélange de produits à broyer et d'éléments broyants, des bos sages sur la paroi interne de chaque tube serpentin contribuant à la turbulence des billes sous l'effet rotatif, supprimant ainsi agita- teur. 2 - Appareil de broyage en phase humide, selon la revendication I, carac térisé en ce que, une pompe d'alimentation du serpentin injecte à la base de ce dernier, un mélange de billes et de produite à broyer suivant une proportion ddfinie, cette bouillie étant éjectée à l'ex trémité supérieure du serpentin. 3 - Appareil de broyage en phase humide, selon les revendications I et 2, caractérisé en ce que la bouillie éjectée à l'extrémité coudée du serpentin est receuillie par une couronne circulaire formant canali sation, cette couronne inclinée d'un certain angle par rapport au plan horizontal, dans laquelle la séparation des billes et du produit e 'o- père au moyen d'un taais, les billes tombant par gravité dans le bas d'alimentation de serpentin et se recyclant. 4 - Appareil de broyage en phase humide selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisd en ce que la pompe d'alimentation du serpentin reçoit le mélange bille-oroduits à broyer à partir d'un bac mélangeur Le produit à broyer étant déversé par tout moyen appr@prié. 5 - Appareil de broyage en ohase humide selon les revendications I, 2, 5 et 4, caractérisé en ce que a pompe, dont une chape de refroidis sement enveloppe le s@rpentin, @@@ alimentée par deux canaux, l'un d'en trée, l'autre de sortie d'e u, percé au sein de l'arbre rotatif parallèlement à son axe.