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"PULVERISATEUR"
La présente invention se rapporte à un pulvérisateur du type constitué par un disque-rotor, portant les éléments de pulvérisation (ou batteurs) disposé dans une enveloppe entre une ouverture d'alimentation et une ouverture de déchargement de la dite enveloppe, le dit disque pulvérisant les matériaux par sa rotation lorsque ceux-ci passent dans l'enveloppe.
On connaît déjà des machines de ce genre dans lesquels le disque formant rotor partage l'enveloppe de manière à former deux zones de pulvérisation communiquant entre elles par un passage annulaire sur la périphérie du disque. Les matériaux grossiers introduits dans la première zone sont battus
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par une série de batteurs oscillants et tournants autour desquels est disposée une grille annulaire coopérant avec les batteurs ; tandisque dans la seconde zône, les matériaux sont dirigés, par l'action d'un courant d'air produit par un ventilateur, vers une sortie disposée aux environs de l'axe de la machine.
Dans cette seconde zône, les matériaux étant finement pulvérisés par leur passage entre des séries de chevilles fixes et mobiles constituant les éléments pulvérisateurs ou batteurs et fixés respectivement sur la joue du disque rotor et sur la paroi adjacente de l'enveloppe fixe.
Dans cette classe de machine, et particulièrement pour le travail de certains matériaux, on a-trouvé qu'il se produit une usure rapide des chevilles tournantes et du disque formant rotor, nécessitant le remplacement de ces parties d'où résultaient des frais d'entretien considérables. De même, comme il est difficile de fixer les chevilles, on fut amené à les faire de section circulaire ou elliptique, et la finesse de pulvérisation désirée ne se maintient pas à mesure que les dites chevilles s'usent.
D'autressérieuses difficultés se sont élevées relativement aux efforts développés par la force centrifuge et à l'obtention d'un équilibrage parfait, de même dans le travail de matériaux possédant un grand degré d'humidité, ceux-ci s'accumulent dans la moitié inférieure de l'enveloppe de la première zône de pulvérisation, gênant beaucoup le travail de la machine, en augrnentant l'usure, ainsi que la puissance nécessaire à son fonctionnement.
Les buts de la présente invention sont : de construire un pulvérisateur dans lequel les parties actives auront une durée plus grande qu'ordinairement; d'employer des éléments pulvérisateurs de forme plus efficaces; d'éviter toutes les difficultés résultant de la force centrifuge; d'augmenter la
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capacité et le rendement de la machine en empêchant l'accumu- lation de matériaux au bas de l'enveloppe ; rendre impossi- ble le passage des matériaux grossiers à travers la machine sans avoir été battus par les éléments pulvérisateurs préliminaires, et de m maintenir le degré de finesse voulu de pulvérisation avec des frais réduits de remplacement des parties travaillantes.
Suivant la présente invention, un certain nombre de pla- quesrelativement petites et résistantes à l'usure, sont fixées amoviblement au disque-rotor du côté des éléments pulvérisateurs. Ces plaques peuvent être en forme de segments et munis de moyens pour les localiser sur le rotor et pour les retenir contre l'action de la force centrifuge; elles peuvent aussi être construites d'une pièce avec les éléments pulvérisateurs.
Les dessina annexés représentent, à titre d'exemple, un pulvérisateur construit conformément à l'invention.
Dans ces dessins :
Fig. 1 représente, quelque peu,schématiquement, une section verticale axiale du pulvérisateur.
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
Fig. 3 représente une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1.
Fig. 4 est une vue en perspective de l'un des éléments pulvérisateurs ou batteur oscillant.
Fig. 5 est une vue partielle montrant certaines parties de la Fig. 1 à échelle beaucoup plus grande.
Fig. 6 est une vue partielle du disque-rotor, montzant les batteurs frappeurs ou éléments équivalents tels qu'employés dans la seconde zône de pulvérisation.
Fig. 7 est une vue semblable à celle de la Fig. 6, mais
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de laquelle on a écarté les batteurs et parties associées.
Fig. 8 est une vue en perspective d'une virole constituant un artifice de mise en place.
Fig. 9 est une vue en perspective montrant une plaque résistante à l'usure et utilisée comme élément pulvérisateur dans la seconde zône de la machine.
Fig. 10 est une perspective de la plaque montrée en Fig. 9, mais vue de l'autre côté.
Fig. 11 est une vue en perspective d'une plaque résistante à l'usure et portant une cheville agitatrice comme utilisée dans la première zone.
Figg 12 est une perspective de la plaque montrée en Fig. 11, mais vue de l'autre côté.
Fig. 13 est une vue en perspective de l'un des boulons employés pour fixer les éléments pulvérisateurs sur le disque-rotor.
Le pulvérisateur comprend une chambre de pulvérisation 20 substantiellement cylindrique et une chambre de ventilateur 21 communiquant avec la première par un passage central- 23 qui constitue la sortie pour la chambre de pulvérisation.
Pour des raisons de construction et afin d'accéder rapidement aux parties intérieures de la machine, l'enveloppe est en deux parties séparées suivant un plan horizontal axial ; la paroi intérieure de la chambre 20 est blindée par une plaque 24 destinée à protéger l'enveloppe contre l'usure.
A une petite distance du fond de l'enveloppe, la plaque de blindage est interrompue et une poche ou cavité 25 y est prévue dans le but de collecter les corps étrangers et durs, tels que ferrailles, qui seraient introduites dans la machine.
Une plaque coulissante 26 forme le fond le la cavité et permet sa vidange en retirant la dite plaque.
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Una plaque de blindage 28 peut également être prévue dans la chambre du ventilateur pour protéger son enveloppe contre l'usure.
Comme montré en Fig. 2, cette chambre est de préférence en forme spiraloïde et est pourvue d'une sortie tangentielle 29 pouvant être adaptée à une tuyauterie au moyen d'une bride Un arbre 31, supporté par les paliers 33 et 34, lesquels sont portés par la moitié inférieure du tambour, est disposé transversalement aux chambres 20 et 21. Des embases 35 et 36 fixées sur cet arbre empêche ses déplacements longitudinaux. Un ventilateur 38 calé sur l'arbre engendre un courant d'air à travers la machine, ce courant d'air étant admis, en même temps que les matériaux à pulvériser, par la trémie 39 communiquant avec une ouverture 40 prévue dans la paroi de l'enveloppe.
On peut, en variante, prévoir pour l'air des ouvertures d'admission séparées, munies de registres pour contrôler le courant d'air, tandis que n'importe quel mécanisme d'alimentation convenable peut être employé pour introduire les matériaux à pulvériser dans la trémie.
Sur l'arbre 31 est fixé, dans la chambre 20, un manchon 42, auquel est fixé, au moyen de boulons 44, un disque 43 dont la position divise la chambre 20 en deux zones de pulvérisation (une première et une seconde), respectivement adjacentes à l'ouverture d'amimentation 40 et à l'ouverture de sortie 23.
La communication entre les deux zônes est assurée par l'espace annulaire 46 prévu sur la périphérie du disque.
Un certain nombre de batteurs 47 sont disposés dans la première zone de pulvérisation et sont également espacés sur la périphérie d'un disque 48 disposé coaxialement au disque 43 mais de plus petit diamètre que celui-ci. Ce disque 48 peut être fixé au manchon 42 par les boulons 44. Comme montré, les batteurs sont agencés de manière à osciller autour du bord du disque et servent à effectuer une pulvérisation pré-
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liminaire des matériaux bruts entrant dans l'appareil. Chaque batteur 47 est formé d'une seule pièce comprenant deux oreilles parallèles 49 entre lesquelles s'engage le bord du disque pour qu'elles puissent y être fixées au moyen d'un pivot 51.
Les susdits batteurs pourraient aussi être fixés rigidement au disque, mais la méthode décrite ci-dessus est préférable car elle évite un ajustage parfait des batteurs sur le disque.
Durant le fonctionnement de la machine, la force centrifuge maintient les batteurs 47 substantiellement rigides dans une position radiale et ils ne peuvent s'incliner en arrière que d'une faible quantité parce que l'espace entre le disque et les batteurs est lui-même petit.
Les matières à pulvériser entrent, comme il est visible en Fig. 1, dans le tambour à proximité des batteurs tournants 47 et, afin d'empêcher que ces matières ne tombent directement au fond de la chambre de pulvérisation et ainsi n'échappent à l'action des susdits batteurs 47, une plaque incurvée 52 est fixée à la paroi de l'enveloppe en-dessous et à proximité de la trajectoire périphérique des batteurs. En réalité, cette plaque, non perforée, s'étend jusque près du disque 43 par son bord libre, de façon que les matières à pulvériser tombent nécessairement sur elle, et embrasse un grand arc de la trajectoire des batteurs donnant à ceux-ci toute occasion pour frapper les matières qui sont tombées sur la dite plaque.
La partie supérieure de la trajectoire décrite par les batteurs n'est pas obstruée, de sorte que les matériaux peuvent être rejetés vers le haut, en dehors du volume décrit par'le rotor et ses accessoires.
La disposition précédente assure le battage de chaque particule des matières brutes par les batteurs, alors que les corps étrangers introduits avec ces matières seront rejetées
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dans la partie supérieure de l'enveloppe d'où, par gravité, ils arrivent éventuellement dans la poche ou cavité 25 dont il a été queàtion ci-dessus.
En pratique, il y a un sérieux danger,,particulièrement avec des matériaux contenant un haut pourcentage d'humidité, à ce que les matières rejetées par les batteurs s'accumulent dans la partie inférieure de la chambre de pulvérisation en-dessous de la plaque 52. Cette accumulation est tout à fait indésirable, car elle tend à se damer et à frotter contre le rotor en provoquant une grande usure et fonctionnant comme frein pour limiter la capacité de la machine tout en augmentant la puissanse nécessaire. Le disque-rotor étant un élément très coûteux et dont le remplacement est difficile, une disposition a été prévue en vue d'éviter son usure.
A cet effet, un certain nombre de plaques 53 en forme de secteur annulaire sont disposées très proches l'une de l'autre comme montré en'Fig. 2, sur la portion périphérique du rotor et du côté de l'entrée. Certaines des plaques 53 sont pourvues d'épaulements 55 appelés "chevilles d'agitation" qui font corps avec les dites plaques. Comme représenté Fig. 2, il y a quatre de ces éléments 55 qui balayent la partie inférieure de l'enveloppe et empêchent ainsi toute accumulation de matériaux bruts en ce point. Il est désirable qu'il n'y ait quiun petit nombre de ces chevilles d'agitation 55 afin d'éviter toute possibilité d'interférence avec les corps métalliques qui tombent dans leur poche propre 25.
Chaque cheville d'agitation 55 possède une paroi inclinée 56 qui augmente la surface de l'élément et sert de ventilateur supplémentaire pour aider au passage des matériaux à travers la machine. Chaque p plaque 53 est pourvue d'une nervure 57 (Fig. 11) le long de son bord extérieur et du côté opposé à l'épaulement 55. Le but de cette nervure est d'envelopper la périphérie du disquerotor et d'empêcher tout contact de celui-ci avec les maté- riaux soumis à la pulvérisation.
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Comme les plaques 53 sont nécessairement de poids considérable et sont habituellement fabriquées en métal dur et coulé tel que la fonte blanche qui ne peut pas être travaillée le problème de fixer avec sécurité ces plaques au disque et de les maintenir en place malgré les forces centrifuges considérables développées, constitue une question vraiment très importante.pe plus, on a remarqué que ces plaques devaient être ajustées très exactement sur le disque, car un déplacement de quelques dixièmes de millimètres par rapport à l'axe de rotation était suffisante pour provoquer des vibrations con tinues durant le travail.
Une des caractéristiques de l'invention comprend la prévision d'un système de fixation approprié et très rigide, à cet effet, chaque plaque 53 est munie de trois bossages s'adaptant dans des cavités correspondantes du disque, deux de ces bossages 58 étant situés près des bords extérieurs de la plaque, et un troisième 59 près de son bord intérieur. Le bossage 59 est de forme circulaire, tandis que les bossages 58 sont demi-circulaires, le centre du cercle se trouvant sur le bord de la plaque. Ces bossages sont pourvus respectivement de perforations semi-circulaires 60 et circulaire 61, qui traversent l'épaisseur de la plaque.53.
Comme montré en Fig. 12, les perforations 60 et 61 sont chanfreinées aux extrémités opposées aux bossages et ces chanfreins 62 ont une forme pyramidale quadrangulaire pour recevoir chacun la tête 63 d'un boulon de charrue 64, tel que montré en Fig. 13. Les coins 66 du chanfrein 62 sont entaillés de préférence comme montré en Fig. 12 afin que la tête 63 soit fermement en contact avec les parois du chanfrein au lieu de reposer seulement sur les coins aigus de la tête du boulon. Comme montré en Fig. 7, le disque rotor 43 est pourvu-' da perforations circulaires 67 et 68 qui correspondent respectivement avec les
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ouvertures 60 et 61 dans la plaque 53.
Lorsqae ces plaques sont assemblées sur le disque-rotor, (voir Fig. 2) chaque boulon 64 des bords extérieurs aide au maintient en place de deux plaques adjacentes, tandis que chaque boulon du bord intérieur de la plaque n'est en contact qu'avec une seule plaque 53. Il est visible qu'il y a encore un autre avantage dans la prévision de bossages 58 et 59 résultant de ce que les efforts dus au serrage des boulons 64 sont transmis directement aux bossages sanm engendrer des efforts de tension artificielle dans la plaque elle-même. En d'autres termes, la tension des boulons est appliquée directement aux points de support plutôt qu'entre eux. Bien que les boulons 64 maintiennent les plaques 53 fermement contre le disque-rotor, néanmoins ils ne pourraient suffire à les maintenir contre les efforts énormes dus à l'action de la force centrifuge pendant le travail de la machine.
Pour résister à ceux-ci, des ouvertures 70 sont prévues à travers le disque 43, ces ouvertures étant de préférence circulaires, comme montré, et réalisant le mode de construction le plus facile et le plus économique.
Chaque plaque 53 est pourvue, sur la face qui vient en contact avec le disque-rotor, d'une prajection cylindrique 71 dimensionnée de façon à remplir parfaitement l'ouverture 70.
Bien que la projections cylindrique 71 puisse être coulée avec une précision suffisante pour s'adapter dans l'ouverture 70, elle est de préférence formée en coulant le métal dans une virole 72 pourvue d'une bride 74 (voir Fig. 8), cette disposition augmentant la résistance de la virole et l'empêchant d'être accidentellement ovalisée, en particulier avant la coulée du métal.
L'avantage particulier résultant de la fabrication de plaques 53 de dimensions relativement petites, est que la force centrifuge d'une plaque peut être supportée avec sécu-
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rite par une seule projection 71. Si les plaques étaient de plus grandes dimensions, la force centrifuge augmentant proportionnellement, il serait éventuellement nécessaire d'employer plusieurs projections cylindriques pour la contrebalancer. Le maintient d'une distance déterminée, sur une même pièce coulée, entre ces projections de manière qu'elles puissent s'adapter dans les ouvertures du disque-rotor avec une précision suffisante, constitue une difficulté qui est écartée par la construction ci-dessus. En outre, l'emploi de plaques relativement petites permet un équilibrage précis du rotor.
Un poids déterminé sur le rotor doit être équilibré par un poids égal et qui lui est diamétralement opposé si l'on veut éviter les vibrations, mais on a trouvé que pratiquement il était impossible d'obtenir des pièces coulées ayant exactement le même poids,, de sorte que cette difficulté a été contournée en pesant ces plaques et en plaçant en opposition diamétrale sur le disque-rotor des paires de même poids. Dans le cas où les plaques coulées sont fabriquées de façon à recouvrir chacune un arc étendu du rotor, il est possible qu'un côté de la plaque soit pluslourd que l'autre et il est certain que dans ces conditions, un équilibrage convenable est impossible.
La seconde zône de l'appareil est construite et arrangée de façon à pulvériser finement les matières entraînées par le courant d'air produit par le ventilateur 38, à travers le passage annulaire 46 prévu à la périphérie du disque. Dans la forme d'exécution représentée, la parfaite pulvérisation est obtenue par l'action de deux rangées de chevilles ou éléments batteurs 75 et 76 tournant à grande vitesse et pénétrant entre deux rangées d'éléments batteurs fixes 78 et 79.
Le nombre de rangées d'éléments batteurs tournants ainsi que celles des éléments fixes peut , être augmenté ou diminué suivant la nature des matériaux à traiter. L'arrangement représen té fut trouvé très efficace pour lapulvérisation de charbons
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bitumineux.
Les éléments ou chevilles fixes 78 et 79 sont soumis à une usure beaucoup moindre que les éléments batteurs tournants 75 et 76, et bien qu'ils puissent être fabriqués de la même manière que ceux-ci, ils sont coulés dans des viroles à bride 80, les brides de ces viroles étant serrées entre une plaque 81 et la paroi de l'enveloppe. Les chevilles passent à travers des ouvertures circulaires de la plaque 81, ouvertures qui sont de préférence suffisamment grande pour permettre un certain déplacement des chevilles lors du montage, celles-ci n'étant maintenues que par les brides des viroles.
Les éléments 75 et 76 sont dé préférence plus cous que les éléments fixes afin de laisser un certain espace entre leur extrémité et la plaque 81, à travers lequel les matières fines puissent être entraînées, par l'action du courant d'air, vers l'axe de la machine contre l'action de la force centrifuge, tel est le chemin suivi par les matières fines tandis que les matières grossières se trouvant dans le chemin parcouru par les batteurs tournants, s'éloignent du centre sous l'action de la force centrifuge.
Par suite de cette circulation particulière dans la seconde zône, presque toute l'usure des batteurs tournant ' se produit sur leurs faces intérieures, vers l'axe de la machine, et il parait que la plus grande partie de l'action pulvérisante se produit par frottement et trituration des matériaux sur ces surfaces. Afin de favoriser cette trituration, les chevilles tournantes 75 et 76 sont pourvues de grandes surfaces internes 82 et 83 qui sont substantiellement planes et tangentielles à leur tra- jectoire, Lorsque les chevilles s'usent, chacune de ces surfaces internes demeure parallèle à son plan original et ne change substantiellement pas de grandeur..
On obtient comme résultat une finesse de pulvérisation constante pendant toute
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la durée de l'emploi des batteurs tournants.
Ainsi que le montre le dessin, chaque paire de batteurs tournants 75 et 76 est fabriquée d'une pièce en même temps que la plaque 84, cette pièce est analogue, à de nombreux points de vue, aux plaques 53 du côté opposé du disque-rotor.
Trois zônes de support sont prévues à chaque plaque 84 par les deux bossages externes 85 et le bossage interne 86, coulées en même temps que la plaque et correspondant respectivement aux bossages 58 et 59 de chaque plaque 53. La plaque 84 possède des perforations 88 et 89 à l'endroit des bossages, ces perforations correspondant aux perforations 67 et 68, dans le disque-rotor. Des creux cylindriques 91 et 92 sont prévues dans les plaques du côté opposé au disque afin de recevoir les écrous 93 des boulons 64 et de protéger ces écrous, dans une certaine mesure, de l'action abrasive des matières soumises à la pulvérisation. Ces écrous 93 sont d'ailleaus protégés de l'usure par leur position par rapport aux chevilles 75 et 76.
Le disque-rotor tournant dans la direction de la flèche (Fig. 6) les écrous sont placés directement derrière les chevilles de façon qae les matières 'ne puissent venir en contact avec eux. Chaque plaque est pourvue d'un rebord extérieur 95 recouvarnt la périphérie du disque-rotor et le protégeant contre l'usure. A son extrémité intérieure, chaque plaque est inclinée vers le rotor, qui est pourvu en ce point d'un épaulement 97 afin d'empêcher les matériaux grossiers, se déplaçant vers l'extérieur le long de la paroi du rotor, de s'introduire en-dessous des plaques en donnant lieu à l'usure du disque-rotor.
Les plaques 84 peuvent être fixées au disque et maintenues contre l'action de la force cen trifuge, d'une manière similaire à celle employée pour les plaques 53, par la prévision sur chacune, d'une projection cylindrique 98, laquelle est coulée,, de préférence, dans une
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virolé;.99 analogue à 72.
Afin d'empêcher la sortie de particules n'ayant pas été suffisamment pulvérisées, l'ouverture 23 est entourée d'un anneau en biseau, et un certain nombre de palettes radiales 102 à section en forme de U sont calées sur le manchon 42. Par force centrifuge, ces palettes rejettent à nouveau les matières grossières entraînées dans le nuage de matières fines sortant de la chambre de pulvérisation, dans le chemin parcouru par les élément batteurs tournants.
En opération, l'arbre 31 tourne à grande vitesse, mû par n'impàrte quelle source de force motrice, les matières à pulvériser sont introduites, par un dispositif d'alimentation convenable, dans la trémie 39 et passent par l'ouverture 40 dans la première zône de pulvérisation, où les dites matières sont battues par les batteurs tournants 47, tandis que la plaque 52, non perforée, empêche les dites matières de tomber au fond de la chambre de pulvérisation sans venir en contact avec les batteurs. Ces derniers rejettent les matières grossières, en même temps que les corps étrangers qui peuvent s'y trouver, dans la partie supérieure de l'enveloppe et contre ses parois.
Les ferrailles ou autres corps durs étrangers tombent par gravité dans la poche 25 destinée à les recevoir, et les matières à pulvériser sont entraînées par le passage annulaire 46 dans la seconde zône de pulvérisation par l'action du courant d'air engendré par le ventilateur 38.
Dans cette seconde zône, les matières sont réduites au degré de finesse voulu par l'action d'éléments batteurs 75 et 76 tournant à grande vitesse en coopérant avec les éléments ou chevilles fixes 78 et 79. Lorsque les matières sont suffisamment réduites, elles sont entraînées vers l'intérieur par le courant d'air et passent à travers la sortie 23 prévue au centre et de là, dans la chambre du.ventilateur 23, d'où ces
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matières sont déchargées par la sortie 29, laquelle communique avec n'importe quel endroit où s'effectue le dépôt, toute particule de matière brute rencontrant les palettes 102 est rejettée dans le chemin parcouru par les éléments batteurs et reçoit une pulvérisation supplémentaire.
Les plaques 53 et 84 protégeant contre l'usure le disque 43, lequel est relativement mal éable et très coûteux, sont maintenues fermement en place et avec sécurité contre'les forces centrifuges énormes résultant de la grande vitesse de la machine.
Bien que les plaques soient attachées rigidement au disque-rotor, elles peuvent néanmoins être aisément enlevées lorsqu'il est désirable de le faire en vue de les remplacer.
Les plaques et les éléments batteurs tournants, lesquels sont coulés en une pièce avec les dites plaques, sont entièremenét en métal fondu qui peut être aussi dur qu'on le désire, puisqu'il n'est pas nécessaire de leur faire subir des opérations d'usinage. Les batteurs tournants eux-mêmes peuvent avoir n'importe quelles dimensions ou contours qui seront trouvées les plus convenables pour l'obtention d'une bonne pulvérisation des matières en question. Les "chevilles d'agita tion" 55 viennent en aide au ventilateur pour produire à travers la machine un courant d'air, et pour empêcher toute accumulation de matières dans l'espace en-dessous de la tôle incurvée 52, augmentant ainsi la capacité de la machine et réduisant la consommation de force.