Brevet FR2738504A1 — publié le 19970314

L'invention se rapporte à un appareil de broyage de particules équipé d'un dispositif de régulation de la température d'une masse de matière sensiblement fluide placée dans cet appareil et comprenant les particules précitées. L'invention s'applique plus particulièrement mais non limitativement un appareil de broyage de particules entrant dans la composition de peintures. Dans le domaine des appareils de broyage de particules entrant dans la composition de peintures, il est connu de mettre en oeuvre des moyens de broyage rotatifs à éléments sphériques. Les appareils de broyage de ce type comprennent essentiellement - d'une part, une cuve qui, destinée à contenir la masse de matière à traiter, est constituée, d'une paroi latérale de révolution, d'axe longitudinal sensiblement vertical, d'un couvercle équipé d'un moyen d'application étanche sur une portée délimitant une ouverture à la partie supérieure de la cuve, d'un fond qui, fermant la partie inférieure de la cuve, est équipé, notamment, d'un orifice d'évacuation de la masse de matière sensiblement fluide contenue dans ladite cuve, cet orifice étant lui même équipé d'un organe de contrôle du passage d'un fluide, - d'autre part, situé à une certaine distance au dessus du fond, mais dans la partie inférieure de la cuve, un moyen de broyage qui met en oeuvre, . une pluralité d'éléments de broyage sphériques, une chambre de contention de ces éléments, dont le volume interne est délimité par une paroi, d'une part, sensiblement centrée sur l'axe longitudinal de la cuve et pourvue d'au moins deux ouvertures dont une ouverture pour l'entrée de matière à traiter et une ouverture pour la sortie de ladite matière, un organe de brassage du contenu de la chambre de contention, à savoir, des éléments de broyage et de la fraction de masse de matière qui se trouve au contact de ces éléments. Les appareils ainsi conçus ont leurs avantages, mais on leur reproche d'échauffer notablement la masse de matière traitée, ce qui est préjudiciable à certaines des propriétés recherchées pour le produit fini qu'elle va constituer. Lorsque, dans une installation, un tel phénomène d'échauffement se produit, il est certes connu de faire appel à un dispositif de régulation de température mettant en oeuvre, notamment, un fluide caloporteur et un échangeur permettant de prélever des calories au milieu échauffé, mais des difficultés de construction peuvent survenir et conduire l'homme de l'art à adopter une solution de construction qui confère au dispositif un efficacité réduite et/ou onéreuse. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un appareil de broyage du type précité, dont le dispositif de régulation de température est particulièrement efficace, et ce, en dépit des difficultés de construction qui se posent à l'homme de l'art ne connaissant pas l'invention. A cet effet l'invention a pour objet un appareil du type précité caractérisé en ce que l'échangeur thermique du dispositif de régulation de température est essentiellement situé au niveau de la chambre de contention et de brassage des éléments de broyage sphériques de l'appareil. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente, schématiquement et vu en coupe selon un plan sensiblement vertical, un appareil de broyage du type précité équipé d'un dispositif de régulation de température. En se reportant au dessin, on voit un appareil 1 de broyage de particules (non représentée) contenues dans une masse 2 de matière sensiblement fluide. Cet appareil 1 comprend - d'une part, une cuve 3 qui, destinée à contenir la masse 2 de matière à traiter, est constituée, d'une paroi 3A latérale de révolution, d'axe 3B longitudinal sensiblement vertical, d'un couvercle 3C équipé d'un moyen 3D d'application étanche sur une portée 3E délimitant une ouverture à la partie supérieure de la cuve 3, . d'un fond 3F qui, fermant la partie inférieure de la cuve 3, est équipé, notamment, d'un orifice 3G d'évacuation de la masse 2 de matière sensiblement fluide contenue dans ladite cuve, cet orifice 3G étant lui même équipé d'un organe 3H de contrôle du passage d'un fluide, - d'autre part, situé à une certaine distance au dessus du fond 3F, mais dans la partie inférieure de la cuve 3, un moyen 4 de broyage qui met en oeuvre, . une pluralité d'éléments 5 sphériques de broyage, . une chambre 6 de contention de ces éléments 5, dont le volume interne est délimité par une paroi 7, 8, 9, d'une part, sensiblement centrée sur l'axe longitudinal 3B de la cuve 3 et pourvue d'au moins deux ouvertures 10, 11 dont une ouverture 10 pour l'entrée de matière à traiter et une ouverture 11 pour la sortie de ladite matière, un organe 12 de brassage du contenu de la chambre 6 de contention, à savoir, des éléments de broyage et de la fraction de masse de matière qui se trouve au contact de ces éléments. Le moyen 4 de broyage est supporté à une certaine distance au dessus du fond 3F par un moyen 13 de liaison mécanique à la cuve 3. L'appareil 1 de broyage de particules est équipé d'un dispositif 14 de régulation de la température de la masse 2 de matiere qu'il contient. Ce dispositif 14 comprend, un échangeur thermique 7, 13 placé au contact de la masse 2 de matière et dans lequel circule un fluide 15 caloporteur issu d'un moyen 16 de fourniture de ce fluide 15 à une température déterminée. De manière remarquable, l'échangeur thermique 7, 13 est essentiellement situé au niveau de la chambre 6 de contention et de brassage des éléments sphériques de broyage. Le respect de cette caractéristique permet d'obtenir le résultat annoncé pour le dispositif de l'invention, une circulation de matière étant obligatoirement effectuée par cette chambre 6, compte tenu de sa fonction. Préférentiellement, l'échangeur thermique 7 comprend au moins une paroi 7 en commun avec la chambre 6. La chambre 6 comprend une paroi latérale 7 de révolution et d'épaisseur déterminée et, dans l'épaisseur cette paroi 7 est aménagée au moins une cavité 17 étanchement reliée, d'une part, au moyen 16 de fourniture du fluide 15 caloporteur, et d'autre part, à une conduite 18 d'évacuation de ce fluide. De manière remarquable - la paroi latérale 7 de la chambre 6 est constituée de deux pièces tubulaires 7A, 7B de révolution qui sont sensiblement coaxiales et entre les faces 7C, 7D en vis à vis desquelles subsiste un espace 17 formant la cavité 17, - les deux pièces tubulaires 7A, 7B présentent, situées dans des plans approximativement orthogonaux à leur axe 3B de révolution, des portées opposées qui sont chacune en appui étanche contre une portée 8A, 9A périphérique d'une pièce 8, 9 de révolution. Les deux pièces 8, 9 de révolution en appui sur les pièces tubulaires 7A, 7B, présentent, en vis à vis, des faces centrales 8B, 9B qui délimitent longitudinalement le volume interne de la chambre 6. Les pièces 8, 9 de révolution et les pièces tubulaires 7A, 7B, sont fermement maintenues en appui par leur portées d'étanchéité au moyen d'organes 19 de liaison qui s'étendent, dans la cavité de circulation du fluide caloporteur, sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal 3B de la chambre 6. Avantageusement, les organes 19 de liaison sont des vis. Ces organes 19 traversent étanchement la pièce 9 circulaire qui définit la partie inférieure de la chambre 6 de contention. Ces particularités techniques permettent de simplifier la construction du dispositif de régulation selon l'invention. Tel que cela apparait au dessin, le moyen 13 de liaison mécanique de la chambre 6 à la cuve 3 comprend au moins deux colonnes 13 qui sont, d'une part, reliées à la cuve 3 et, d'autre part, reliés au moyen 4 de broyage. Dans cette forme particulièrement remarquable de réalisation, au moins deux des colonnes 13 sont tubulaires et raccordées, l'une à la cavité 17 et au moyen 16 de fourniture de fluide caloporteur à température déterminée et, l'autre, également à la cavité 17 et à une conduite 18 d'évacuation du fluide 15 caloporteur qui a séjourné dans cette cavité 17. Précisément les colonnes 13 sont reliées à la pièce 8 qui définit la partie supérieure de la chambre 6. Les colonnes 13 tubulaires participent également à la régulation de température recherchée. Les colonnes 13 sont disposées sensiblement parallèlement à l'axe 3B longitudinal de la cuve 3 et rigidement reliées, d'une part, au couvercle 3C, chacune par une extrémité supérieure et, d'autre part, au moyen 4 de broyage, chacune par une extrémité inférieure. L'organe 12 de brassage des éléments de broyage contenus dans la chambre 6 est un organe rotatif 12 porté par un arbre 12A qui traverse la cuve 3 et la chambre 6 selon leur axe longitudinal 3B. Tel que cela apparait au dessin, c'est au niveau du couvercle 3C que l'arbre 12A est, par un moyen 12B à cet effet, d'une part, guidé en rotation selon l'axe 3B longitudinal de la cuve 3 et, d'autre part, immobilisé en translation selon ce même axe 3B. Le moyen d'entralnement en rotation de l'arbre 12A n'a pas été représenté. De manière remarquable, celle 8 des pièces 8, 9 qui définit la partie supérieure de la chambre 6, comprend en son centre une découpe traversée par l'arbre 12A et cette découpe est de diamètre supérieur à celui dudit arbre de manière à constituer autour de cet arbre une ouverture 10 annulaire de largeur au moins suffisante pour l'entrée de la matière dans la chambre 6. Le dispositif 14 de régulation de la température de la masse 2 de matière met en oeuvre au moins un organe 14A de mesure de la température de la masse de matière en un point 14B déterminé de la cuve 3. De manière remarquable, l'organe 14A de mesure de la température, d'une part, présente un capteur 14B thermosensible d'étendue limitée et, d'autre part, est disposé dans la cuve 3 de manière à présenter son capteur 14B thermosensible approximativement à l'entrée 10 de la chambre 6 de contention et de broyage. De manière remarquable, celle 9 des pièces 8, 9 qui définit la partie inférieure de la chambre 6, porte un tamis lIA dont les orifices sont de dimensions inférieures à celle des éléments sphériques contenus dans la chambre 6. Ce sont ces orifices qui, ensemble, constituent l'ouverture 11 pour la sortie de ladite matière. Tel que cela apparait au dessin, l'arbre 12A traverse le tamis llA et porte au dessous du dit tamis llA, mais au dessus de fond 3F de la cuve 3, un organe 20 de dispersion centrifuge de la matière située dans le fond 3F de ladite cuve 3. REVENDICATIONS 1. Appareil (1) de broyage de particules contenues dans une masse (2) de matière sensiblement fluide, cet appareil (1) comprenant - d'une part, une cuve (3) qui, destinée à contenir la masse (2) de matière à traiter, est constituée, d d'une paroi (3A) latérale de révolution, d'axe (3B) longitudinal sensiblement vertical, d'un couvercle (3C) équipé d'un moyen (3D) d'application étanche sur une portée (3E) délimitant une ouverture à la partie supérieure de la cuve (3), d'un fond (3F) qui, fermant la partie inférieure de la cuve (3), est équipé, notamment, d'un orifice (3G) d'évacuation de la masse (2) de matière sensiblement fluide contenue dans ladite cuve, cet orifice (3G) étant lui même équipé d'un organe (3H) de contrôle du passage d'un fluide, - d'autre part, situé à une certaine distance au dessus du fond (3F), mais dans la partie inférieure de la cuve (3), un moyen (4) de broyage qui met en oeuvre, . une pluralité d'éléments (5) sphériques de broyage, . une chambre (6) de contention de ces éléments (5), dont le volume interne est délimité par une paroi (7, 8, 9), d'une part, sensiblement centrée sur l'axe longitudinal (3B) de la cuve (3) et pourvue d'au moins deux ouvertures (10, 11) dont une ouverture (10) pour l'entrée de matière à traiter et une ouverture (11) pour la sortie de ladite matière, un organe (12) de brassage du contenu de la chambre (6) de contention, à savoir, des éléments de broyage et de la fraction de masse de matière qui se trouve au contact de ces éléments, cet appareil (1) de broyage de particules étant équipé d'un dispositif (14) de régulation de la température de la masse (2) de matière qu'il contient, ledit dispositif (14) comprenant un échangeur thermique (7, 13) placé au contact de la masse (2) de matière et dans lequel circule un fluide (15) caloporteur issu d'un moyen 16 de fourniture de ce fluide (15) à une température déterminée, cet appareil étant caractéris8 en ce que l'échangeur thermique (7, 13) du dispositif 14 de régulation de température, est essentiellement situé au niveau de la chambre (6) de contention et de brassage des éléments (5) sphériques de broyage. 2. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'échangeur thermique (7, 13) présente au moins une paroi (7) en commun avec la chambre (6) de contention des éléments (5) de broyage. 3. Appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que la chambre (6) comprend une paroi latérale (7) de révolution et d'épaisseur déterminée et, dans l'épaisseur cette paroi (7) est aménagée au moins une cavité (17) étanchement reliée, d'une part, au moyen (16) de fourniture du fluide (15) caloporteur, et d'autre part, à une conduite (18) d'évacuation de ce fluide. 4. Appareil selon la revendication 3 caractérisé en ce que - la paroi latérale (7) de la chambre (6) est constituée de deux pièces tubulaires (7A, 7B) de révolution qui sont sensiblement coaxiales et entre les faces (7C, 7D) en vis à vis desquelles subsiste un espace (17) formant la cavité (17), - les deux pièces tubulaires (7A, 7B) présentent, situées dans des plans approximativement orthogonaux à leur axe (3B) de révolution, des portées opposées qui sont chacune en appui étanche contre une portée (8A, 9A) périphérique d'une pièce (8,9) de révolution. 5. Appareil selon la revendication 4 caractérisé en ce que les deux pièces (8, 9) de révolution en appui sur les pièces tubulaires (7A, 7B), présentent, en vis à vis, des faces centrales (8B, 9B) qui délimitent longitudinalement le volume interne de la chambre (6). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que les pièces (8, 9) de révolution et les pièces tubulaires (7A, 7B), sont fermement maintenues en appui par leur portées d'étanchéité au moyen d'organes (19) de liaison qui s'étendent, dans la cavité de circulation du fluide caloporteur, sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal (3B) de la chambre (6). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et dans lequel le moyen (4) de broyage est supporté à une certaine distance au dessus du fond (3F) par un moyen (13) de liaison mécanique à la cuve (3) comprenant au moins deux colonnes (13) qui sont, d'une part, reliées à la cuve (3) et, d'autre part, reliés audit moyen (4) de broyage, cet appareil étant caractérisé en ce que au moins deux des colonnes (13) sont tubulaires et raccordées, l'une à la cavité (17) et au moyen (16) de fourniture de fluide caloporteur à température déterminée et l'autre, également à la cavité (17) et à une conduite (18) d'évacuation du fluide (15) caloporteur qui a séjourné dans cette cavité (17). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et dans lequel l'organe (12) de brassage des éléments de broyage contenus dans la chambre (6) est un organe rotatif (12) porté par un arbre (12A) qui traverse la cuve (3) et la chambre (6) selon leur axe longitudinal (3B), cet appareil étant caractérisé en ce que celle (8) des pièces (8, 9) qui définit la partie supérieure de la chambre (6) comprend en son centre une découpe traversée par l'arbre (12A) et cette découpe est de diamètre supérieur à celui dudit arbre de manière à constituer autour de cet arbre une ouverture (10) annulaire de largeur au moins suffisante pour l'entrée de la matière dans la chambre (6). 9. Appareil selon l'une quelconque de revendication 1 à 8 équipé d'une dispositif (14) de régulation de la température de la masse (2) de matière qui met en oeuvre au moins un organe (14A) de mesure de la température de la masse de matière en un point (14B) déterminé de la cuve (3), cet appareil étant caractérisé en ce que l'organe (14A) de mesure de la température, d'une part, présente un capteur (14B) thermosensible d'étendue limitée et, d'autre part, est disposé dans la cuve (3) de manière à présenter son capteur (14B) thermosensible approximativement à l'entrée (10) de la chambre (6) de contention et de broyage.