Brevet FR2651155A1 — publié le 19910301

L'invention concerne des dispositifs destinés à broyer des produits divers et notamment des dispositifs broyeurs de produits pulvérulents. L'invention peut être utilisée avec succès dans la transformation des grains de plantes agricoles, dans la production d'aliments composés pour les animaux ainsi que dans l'industrie alimentaire. De plus, elle trouve son application dans les industries minérale et chimique et dans le bâtiment. On peut utiliser la présente invention pour le broyage des graines d'oléagineux tels que colza rhamnoides, moutarde, etc. On connut un dispositif broyeur de produits pulvérulents, par exemple des grains, (VEB Wissenschaftlichtechnisch-ökonomisches Zentrum der Gertreideverarbeitungsindustrie, RDA) comprenant un corps avec une trémie de chargement, deux disques mis dans le corps, disposés l'un après l'autre sur un même axe de façon à former un espace de travail en liaison avec la trémie de chargement, qui sont montés avec possibilité de tourner dans les sens opposés et dont les faces se trouvant l'une en regard de l'autre portent une multitude de broches de battage disposées en rangées suivant des circonférences concentriques par rapport à l'axe de rotation, de sorte que les rangées de broches d'un disque se situent entre les rangées de broches de l'autre disque.Dans le dispositif décrit, le broyage d'un produit pulvérulent résulte des chocs chaotiques des particules du produit contre les broches faisant saillies sur les disques et les parois du corps. Ce mode de réalisation du dispositif ne garantit pas l'obtention du produit final ayant des particules de dimension requise. De plus, le broyage ainsi réalisé du produit pulvérulent aboutit à la formation de poussières de ce produit, plus de 20% de la masse totale du produit pulvérulent chargé, qui déplacées par les forces centrifuges provoque l'empoussiérage de l'air environnant. On connais également un dispositif broyeur de produits pulvérulents (SU, A, 1196025) comprenant un corps avec une trémie de chargement, au moins deux disques mis dans le corps, disposés successivement l'un après l'autre sur un même axe de façon à former, entre chaque paire de disque, un espace de travail en liaison avec la trémie de chargement, qui sont montés de sorte que chaque disque suivant tourne dans le sens opposé, et présentent, sur les faces se trouvant l'une en regard de l'autre, des saillies circulaires concentriques avec des rainures radiales débouchantes, disposées sur les disques de façon que les saillies de l'un des disques se situent entre les saillies de l'autre en formant des espacements entre lesdites saillies.Les parois des rainures sont perpendiculaires aux plans des disques et les dimensions des particules du produit final sont déterminées par la valeur de l'espacement existant entre les saillies circulaires concentriques. Le produit à broyer pénètre dans l'espacement dont la dimension doit être plus petite que celles des particules du produit pulvérulent. Le broyage se fait selon le principe de hachage des particules du produit pulvérulent par les arêtes des parois de rainures. Ce processus de hachage impose une consommation élevée d'énergie électrique. Si le produit pulvérulent à broyer comporte une phase liquide, le hachage, accompagné d'effets de pression et d'écrasement des particules du produit provoque l'extraction de cette phase qui pénètre dans la cavité intérieure du dispositif en provoquant son encrassement. Le produit pulvérulent comportant une phase liquide peut être constitué, par exemple, par des graines contenant des huiles végétales telles que des graines d'oléagineaux : de colza, rhamnoldes, moutarde. On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif broyeur de produit pulvérulents dans lequel les disques seraient conçus de la façon à permettre d'obtenir le produit final constitué essentiellement par les particules de dimension requise, d'éviter l'extraction de la phase liquide des particules du produit pulvérulent au cours du broyage et de réduire la consommation d'énergie. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif broyeur de produits pulvérulents comprenant un corps avec une trémie de chargement, au moins deux disques mis dans ce corps, disposés successivement l'un après l'autre sur un même axe de façon à former un espace de travail, entre chaque paire de disques, mis en liaison avec la trémie de chargement, qui sont montés avec possibilité de tourner dans les sens opposés et présentent sur les faces se trouvant l'une en regard de l'autre des saillies circulaires concentriques avec des rainures radiales débouchantes, disposées sur les disques de sorte que les saillies d'un des disques se situent entre les saillies de l'autre en formant des espacements entre lesdites saillies.Dans le dispositif, selon l'invention, les parois latérales des rainures sur les saillies que porte au moins un disque de chaque paire de disques sont inclinées par rapport à la surface de ce disque. Pour assurer un broyage plus efficace du produit pulvérulent, il est avantageux que les parois latérales sur les saillies de tous les disques soient inclinées par rapport aux surfaces de leurs disques et que les saillies disposées de part et d'autre de l'espacement soient inclinées dans le sens opposé. Dans le cas où le produit pulvérulent est composé de grains, il est avantageux que l'angle d'inclinaison o( des parois latérales des rainures soit choisi entre 600 et 800. L'avantage du dispositif broyeur de produts pulvérulents faisant l'objet de la présente invention réside en ce que grâce à l'inclinaison donnée aux parois latérales des rainures pratiquées sur les saillies d'au moins un des disues de chaque paire par rapport à la surface de ce disque, les arêtes de ces rainures constituent, lors de la rotation des disques, une paire de tranchants de type "ciseaux" qui permet d'effectuer le cisaillement avec glissement des particules d'un produit à broyer tout en évitant leur érasement et pressage aboutissant au dégagement de la phase liquide, par exemple, des huiles végétales des graines d'oléagineux tels que colza, rhamnoides, moutarde. Etant donné les particularités de réalisation du dispositif, la consommation d'énergie électrique est beaucoup plus petite en comparaison aux dispositif connus servant à broyer les produits pulvérulents et le produit final contient essentiellement les particules de dimension requise. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue générale de face du dispositif broyeur de produits pulvérulents selon l'invention, avec arrachement partiel - la figure 2 est une coupe suivant le ligne II-II sur la figure 1 ; et - la figure 3 représente une vue des disques suivant la flèche A de la figure 2, à échelle agrandie. Le dispositif broyeur de produits pulvérulents représenté sur les figures 1, 2, 3 comprend un corps cylindrique 1 avec une trémie de chargement 2 et une tubulure de sortie 3. Dans le corps 1 sont placés au moins deux disques, et le dispositif selon le mode de réalisation décrit comporte deux disques supérieur 4 et inférieur 5 qui peuvent tourner dans le sens opposé autour de l'axe vertical. la face 6 du disque supérieur 4 et la face 7 du disque inférieur 5 sont disposées l'une en regard de l'autre et forment un espace de travail 8. La face 6 du disque 4 et la face 7 du disque 5 portent des saillies circulaires concentriques respectivement 9 et 10. Les saillies 9 du disque 4 sont placées entre les saillies 10 du disque 5 de façon à former un espacement 11. Selon ce mode de réalisation du dispositif, les saillies circulaires concentriques 9 et 10 sont amovibles et sont fixées aux disques 4 et 5 par l'intermédiaire de goujons 12. Dans les saillies circulaires concentriques 9 et 10 sont pratiquées des rainures radiales débouchantes respectivement 13 et 14. Les sections transversales des saillies 9 et 10 ont la forme de trapèzes isocèles dont les grandes bases portent sur les faces 6 et 7 respectivement des disques 4 et 5. Le disque 5 inférieur est fixé sur la bride 15 de l'arbre 16 creux monté dans un roulement 17 dont la bague extérieure est rendue solidaire du corps 1. Le disque 4 supérieur est associé à la bride 18 de l'arbre 19 au moyen d'un assemblage démontable, par exemple, à l'aide d'un ensemble par filetage (non représenté sur la figure 1). L'assemblage est réalisé de façon démontable afin de pouvoir régler la valeur de l'espacement 11, en fonction du taux requis de broyage des particules du produit pulvérulent, à l'aide des plaques calibrées amobiles insérées entre le disque 4 et la bride 18 de l'arbre 19. L'arbre 19 est posé dans un roulement 21 dont la bague extérieure est rendue solidaire des parois intérieures de l'arbre 16 creux. Cela assure la rotation indépendante des arbres 16 et 19 tournant dans les différentes directions.La partie supérieure de l'arbre 19 est creuse et sa cavité 22 communique avec la trémie de chargement 2 et avec l'espace de travail 8 par l'intermédiaire de fenêtres 23 pratiquées dans les parois de l'arbre 19. Les parois latérales 24 et 25 des rainures débouchantes 13 et 14 aménagées dans les saillies circulaires concentriques respectivement 9 et 10 sont inclinées par rapport à la surface des disques 4, 5 et le sens d'inclinaison des parois 24 des rainures 13 aménagées dans les saillies 9 du disque 4 supérieur est opposé au sens d'inclinaison des parois 25 des rainures 14 aménagées dans les saillies 10 du disque 15 inférieur. Lors de la rotation des disques 4 et 5 dans le sens opposé, les arêtes 26 et 27 des parois 24 et 25 respectivement constituent une paire de tranchants de type "ciseaux". L" angle d'inclinaison o( des parois 24 et 25 est choisi en fonction de la force de frottement qui est engendrée lors de l'intéraction des particules du produit pulvérulent et du matériau des arêtes tranchantes 26 et 27. Pa exemple, cet angle d'inclinaison t doit être choisi entre 600 et 800 dans le cas du broyage de graines d'oléagineux tels que de colza, rhamnoldes, moutardes. Dans le cas où l'angle d'inclinaison Oc dépasse 800, le broyage se fait non pas par cisaillement avec glissement mais par le hachage des grains (déplacement relatif des particules des grains) avec des efforts de pression et d'écrasement ce qui aboutit à l'augmentation de la consommation d'énergie et au dégagement des huiles végétales qui pénètrent dans le volume de travail 8. Dans le cas où l'angle d'inclinaison est inférieur à 600, les grains glissent le long des arêtes tranchantes 26, 27 qui n'assurent pas leur cisaillement ce qui aboutit également au hachage du produit initial. Les figures 1, 2, 3 illustent un mode de réalisation du dispositif broyeur de produits pulvérulents, suivant lequel, les parois 13 et 14 des saillies 9 et 10 de tous les disques 4 et 5 sont inclinées par rapport aux surfaces des disques 4 et 5 respectifs. Toutefois, un autre mode de réalisation (non représenté sur les dessins) du dispositif conforme à l'invention est également possible. Selon ce mode, les parois des rainures sont inclinées sous l'angle 900 par rapport à la surface uniquement sur l'un des disques de chaque paire, les parois des rainures de l'autre disque de chaque paire étant perpendiculaires à la surface de leurs disques. On décrira ci-après le fonctionnement du dispositif représenté aux figures 1, 2, 3. On met en marche la commande, par exemple, un moteur électrique (non représenté), qui entraîne les arbres 16 et 19 en rotation qui commencent à tourner dans les sens opposés en imprimant un mouvement de rotation au disque supérieur 4 et au disque inférieur 5. Un produit pulvérulent, graines de colza, (non représenté) contenu dans la trémie de chargement 2 descend par gravité dans la cavité 22 de l'arbre 19 et, animé par les forces centrifuges, pénètre à travers les fenêtres 23 de l'arbre creux 19 dans l'espace de travail 8.Actionné par les même forces centrifuges, le produit pulvérulent passe par les rainures radiales débouchantes 13 et 14 des saillies circulaires concentriques 9 et 10 des disques respectivement supérieur 4 et inférieur 5 pour arriver à l'espacement 11 où il est broyé par cisaillement avec glissement à l'aide des arêtes tranchantes 26 et 27 de la première paire de saillies 9 et 10. Ensuite, le produit pulvérulent se dirige plus loin par les rainures radiales débouchantes 13 et 14 en allant du centre de rotation des disques 4 et 5 vers leurs périphéries et est broyé par les arêtes tranchantes 26, 27 des paires tranchantes suivantes. Le produit final est chassé vers les parois de l'extrémité du corps 1 et plus loin, vers la tubulure de sortie 3.Pour régler la valeur de broyage du produit pulvérulent, c'est-à-dire régler la valeur de l'espacement 11, on utilise des plaques 20 calibrées et amovibles. A cet effet, on démonte l'assemblage raccordant la bride 18 de l'arbre 19 au disque 4 et on met en place les plaques calibrées 20 d'épaisseur requise et on assemble de nouveau la bride 18 de l'arbre 19 au disque 4. Le dispositif conforme à l'autre mode de réalisation suivant lequel les parois latérales des rainures aménagées dans les saillies situées d'un côté de l'espacement sont inclinées et celles situées de l'autre côté de l'espacement son perpendiculaires à la surface du disque. Il fonctionne d'une manière analogue à celle du dispositif décrit ci-dessus, c'est-à-dire que les arêtes des parois latérales des rainures se trouvant de part et d'autre de l'espacement forment, elles aussi, une paire de tranchants du type "ciseaux" qui assure le cisaillement avec glissement des particules du produit à broyer tout en évitant leur écrasement aboutissant au dégagement de la phase liquide. L'avantage de ce mode de réalisation consiste dans le fait qu'il est plus facile de réaliser les parois latérales des rainures qui sont perpendiculaires par rapport à la surface du disque que de pratiquer les rainures à parois latérales inclinées. De ce fait, le mode de réalisation donné permet de simplifier la fabrication et de réduire le coût du dispositif réalisé. REVENDICATIONS 1. Dispositif broyeur de produits pulvérulents comprenant un corps (1) avec une trémie de chargement (2), au moins deux disques (4,5) mis dans le corps (1), disposés l'un après l'autre sur un même axe de façon à former un espace de travail (8), entre chaque paire de disques (4,5), mis en communication avec la trémie de chargement (2), qui sont montés avec possibilité de tourner dans les sens opposés et présentent, sur les faces (6,7) se trouvant l'une en regard de l'autre, des saillies (9,10) circulaires concentriques avec des rainures (13,14) radiales débouchantes, disposées sur les disques de sorte que les saillies (9) d'un disque (4) se situent entre les saillies (10) de l'autre disque (5) en formant des espacements (11), caractérisé en ce que les parois latérales (24,25) des rainures (13,14) aménagées dans les saillies (9) que porte au moins un des disques (4,5) de chaque paire sont inclinées par rapport à la face (6) de ce disque (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois latérales (24,25) des rainures (13,14) aménagées dans les saillies (9,10) de tous les disques (4,5) sont inclinées par rapport aux faces (6,7) de leurs disques (4,5) et en ce que les saillies (9,10), disposées de part et d'autre de l'espacement (11), sont inclinées dans les sens opposés. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison o( des parois latérales (24,25) des rainures (13,14) est choisi entre 600 et 800.