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Appareil pour le broyage à froid de matières diverses.
La présente invention concerne les appareils de broyage dans lesquels la matière en morceaux reçoit, sous Inaction de la force centrifuge, dans une enceinte comportant une série d'alvéo- les, un mouvement de tourbillonnement violent qui, par le choc et la friction des particules les unes contre les autres, provoque leur division à un etat de grande finesse. On a proposé d'utiliser à cet effet un rotor muni de battoirs, tournant dans un stator comportant deux couronnes d'alvéoles dans lesquels la matière, violemment projetée par les battoirs, tourbillonne en se divisant.
Les appareils de ce genre présentent cependant des in- convénients qui se sont opposés jusqu'à présent à.leur utilisa- tion industrielle. D'une part ils donnent lieu à un échauffement qui croit avec la vitesse de rotation et nuit à leur bon fonction- nement; les résultats obtenus sont irréguliers et l'on ne peut envisager le traitement de matières, telles que la farine, qui s'altèrent à température élevée. D'autre part la consommation de force motrice est considérable et les tentatives de broyage industriel se sont avérées très onéreuses.
La présente invention est basée sur l'observation du fait qu'il existe une dependance entre les formes et dispositions
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des parties coopérantes de l'appareil et qu'il est possible de créer entre biles des relations bien définies, dont l'observance permet d'écarter complètement les inconvénients mentionnes ci- dessus.
Suivant l'invention, le rotor est muni à sa périphérie d'organes de guidage de le. matière dont l'angle d'inclinasion sur le rayon du rotor à l'intersection de cette surface et de le pé- ripherie uu rotor est égal ou sensiblement égal à l'angle d'incli- naison de le surface d'entrée ae chaque alveole. Ainsi chaque fois qu'un de ces organes passe devant un alvéole, sa surface est paral- lèle à la surface d'entree de l'alvéole et guide la matière dans celui-ci avec la. plus grande vitesse.
Le fona des alvéoles est arrondi mais au lieu d'être ce forme symétrique comité dans les appareils antérieurs, les alvéoles ont une forme dissymétrique par rapport aux rayons du rotor, l'an- gle d'entrée de l'alvéole, c'est-à-dire l'angle entre la surface d'entrée et le rayon du rotor à l'enaroit de son intersection avec la périphérie du rotor étant toujours aigu; l'angle. de sortie est plus petit que l'angle d'entrée et peut devenir de signe contrai- re à celui-ci.
Il a aussi été trouvé que l'inclinaison de la surface d'entrée des alvéoles a une grande importance en ce qui concerne la nature de la matière traitée. Il convient en général que cet angle soit d'autant plus grand que la matière est plus cassante, et par conséquent d'autant plus petit que la matière est plus mallsable.
Lorsqu'on observe ces conditions, il est possible d'augmenter la. vitesse de rotation dans une mesure inattendue sans prouuire un échauffement sensible de l'appareil; on peut notamment faire tourner la couronne c'alvéoles en sens inverse du roteor et doubler ainsi la vitesse effective pour le traitement sans atteindre une température nuisible.
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Une disposition qui permet de maintenir la. température dans des limites très basses, et en pratique de limiter l'échauf- fement maximum dans l'appareil à 15 C, consiste à prévoir des entrées d'air additionnel dans la paroi antérieure de l'appareil.
Des formes d'exécution de l'appareil conforme à l'in- vention sont représentées à titre d'exemples sur le dessin annexée dans lequel :
Fig. 1 représente un appareil en coupe axiale suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2, celle-ci étant une vue de face après enlèvement du couvercle, Fig. 3 est une vue de face du couvercle formant la face antérieure du carter et Fig. 4 est une vue prise de la ligne IV-IV après enlèvement du rotor et de la face postérieure du carter.
Figs. 5,6, 7 et 8 montrent différentesformes d'al- véoles ainsi que la disposition des organes de guidage coopérant avec ceux-ci.
Fig. 9 montre en coupe axiale une forme codifiée 'dap- pareil et Fig. 10 représente en vue de face, le stator de cet appareil après enlevèrent du couvercle et du rotor.
Fig. Il montre en coupe axiale un appareil à deux ro- tors, c'est-à-dire dont une des couronnes d'alvéoles forme un second rotor; Fig. 12 est une vue de face de cet appareil après enlèvement du couvercle et du premier rotor, ce dernier étant représenté à la Fig. 13 tandis que la Fig. 14 montre le secorid rotor.
L'appareil représenté sur les Figs. 1 à 4 se compose d'un carter de forme générale cylindrique ferme à l'avant par un couvercle 2 et à l'arrière par une culasse 3 munie de paliers 4 supportant l'arbre 5 du rotor. Le rotor est constitué d'un disque 6 muni sur sa face antérieure de saillies, formées par exemple par des cornières, dont une série 7 voisine du centre, sert de battoirs, et une autre série 8 placée le long de la périphérie, sert d'organes de guidage; des organes de guidage 9 sont égale-
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nent prévus à lu face postérieure du. :.<Jt<Jr 6. im carter 1, constituant le st#it.<:r, sont tirées tinté- l'ÍC:XC'8.lClt ueux couronnas c;';lvco7¯es 1J, 11 '1011't les faces d.'entrée 011t 2L..tl\]c;..l;:lt aux téy0u'1;3 on r.=>L;>r, 1 ¯.1ê'lC;
inclinaison l'2Sl)2C- tiVt::.:l811t que les organes de 6LÜQ'LE 3 .), les 0rgmf;s 3 tournant duns L,:, eouro'Line a'8.1véoles 10 (t les ,)T'.::;eJ1E';s 9 dans 1:3 C0;u'onIl", l,u'c'.1VC'7le:S 11.. ta8 couronne ô'è:llv':;ale3 10 ( Fig. é) s'éC'1' sur toute 13 y>crly7hE rln du StC'¯tOr tanols (.DE:' 1;-' C')'JJ'Ij',l'18 C%'c71¯VLIeS 11 ;le s'ccenli eue sur sa ps.rtie slJ.iJ8rieure, ln partie inférieure 0t:::1.lt ouverte et CO;,1!;)LLÜC,U,"1,lt par llne grille 1 ;,vee une ouverture de décharge 1.
Le coiivetcle est perc d-'une ouverture de chargement 14 et a'orifices 15 à'enttàe ci'air suppicnentaire lequel est des- tine il refroicir l'appüreil, :':.1. entraîner et a sécher la charge.
Le rotor étant cuis en rotation, à une vitesse de l'ordre de 0.,)00 à 4.000 tours pci.r .ninute par eyen;lc, la matière à divi- ser est chargée par l'ouverture 14. aussitôt battue, brisée et mise en rotation par les battoirs 7, elle est reprise et guidée par les organes 8 dans les alvéoles 10 où les particules tourbillon- nent à grande vitesse de sorte qu'elles se brisent., éclatent ou
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s'ef'Ïri teüt par l'effet ae leurs chocs et frottements :.iu.tJ.els.
Cette action se poursuit sur toute la profondeur des alvéoles 10 d'où les particules IJEtI'vienllent, par l'espace annulaire 16 entre le disque 6 et le carter 1, dans les alvéoles 11 où, sous l'ac- tion des organes 9, la division de la matière s'achève, celle-ci,
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à l'état de fine poudre, passant ensuite dans l ch8 bre 17 d'Où, guidée par la courbure appropriée de la culasse #, elle est évacuée vers la grille 12 et l'ouverture de décharge 13.
Pour assurer les conditions les plus favorables3. la division poussée de la matière sans échauffèrent et sans consom-
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.aation excessive lie force :uotrice il importe que l'angle c d'in- clinaison de chaque organe 8 sur son i?=àyon à soit égal à l'angle A
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d'entrée des alvéoles 10, comme indiqué sur les Figs. 5 à 8. Il convient aussi que les organes 8 soient d'autant plus longs que l'angle Ó est plus grand et que leur hauteur dépasse la dimension axiale des alvéoles.
Quant à l'angle Ó, il importe de le choisir convena- blement et de le modifier suivant la nature des produits à broyer.
Un angle Ó très petit (Fig. 5) convient pour des matières friables ou malléables (farine) tandis qu'un angle plus grand (Fig. 8) convient pour des matières dures ou cassantes (minerpis durs), des formes intermédiaires convenant pour des matières (pierre, charbon, bois, etc...) dont le degré de dureté est compris'; entre ces extrêmes. En général, l'angle Ó variera entre 18 et 50 , ces limites n'étant cependant p as rigoureuses.
Les variations de l'angle d'entrée de l'alvéole entraî- nent des variations ae la forme de l'alvéole lui-même et de l'an- gle de sortie ss qui sera généralement plus petit que l'angle Ó peut atteindre 0 et devenir de sens contraire à Ó (Fig. 5). La seconde couronne a'alvéoles 11 aura avantageusement les mêmes caractéristiques qu:.. la première, et les organes 9 la même in- clinaison que les organes 8.
Dans un appareil destiné à traiter des matières de dif- férentes natures, les couronnes d'alvéoles et les rotors seront interchangeables pour permettre d'adapter toujours 1'équipement de l'appareil à la nature ae la matière traitée.
L'appareil représenté sur les Figs. 9 et 10 diffère de celui qui vient d'être décrit par la disposition ci'.une grille de décharge axiale 18 au lieu de la grille inférieure 12. La seconde couronne d'alvéoles 11 est complète et l'arbre 5 du rotor est monté dans 'la paroi antérieure 2 du carter. Le fonctionnement est le même que dans le cas précédent, mais le produit pulvérisé s'échappe axialement par la grille 18.
Sur les Figs. 11 à 14 on a représenté un appareil à @
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deux rotors dont l'un, ports par l'arbre 5, colitporte co.nne ci- àess.i::, un risque 6 muni Je battoirs 7 et i'ocg7.iie,s dg guidage 8, t::nc,ls \j.UE:; i'Ciutre, cul tourtin un sens inverse CO::1QJT't0 un-'dis- !'¯L'- i9 sur .l0c;1Jr31 est fi?.cc 1'->. COUI'J'1=lE-? 4.';>ivàoles 10 et oui porte sur 5& -.--,ce opposée les or-7,,ies ce guidas8 (ig. 14). La ou- ronne (.-'alvéoles est fi..e, co;1'm c,¯:Lls 1'e.>.e.:,i,>ie '::08 .6'ls. 1 4 et 1.', :3'-JJ:,tlc au proouit 1 ¯>¯1v-ri;( se f';.Í t i1,,1:' la gril].? li' et l'ouverture e 1 1...
Cette disposition lJl'l"llet. 1; ;.> doubler la vitesse effective 1!'=3ctiiJii ues ornes .siii". 1:1 1'u'tlelo sans l:;Lß71'i.Oler' aux rotors une vitesse de rotation excessive.
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D'au tres modifications de construction peuvent évideu- .'icnt t t2''E élfJ)ort6es à 1'#=pa.<.eilL suivant l'1WV<;lt¯LOï1 sans sortir du cadre de invention.
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1.- Appareil pour le broyage à proié de matières 6iver- ses comportant un rotor tournant clans me couronne périphérique
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à'a.î--Téoles, caractérise en ce que le rotor est ¯runi sa périphé- rie 6'oranüs ue guidage due la matière dont l'angle d'inclinaison est égal ou sensiblement egal à l'angle d'inclinaison ':le 1=. sur- face d'entrée ae chaque alvéole.
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- Appareil suivant 1..i revendication 1, caréJct8risé en ce que ces alvéoles ont une forme dissymétrique l'angle de la sur-