<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux broyeuses à cylindres.
Les broyeuses à cylindres utilisées pour la fabrication des peintures, du chocolat et, en général, pour la dispersion des solides pulvérulents dans des milieux fluides ou plastiquas, ou pour l'homogénéisation de matières analogues, ont, toutes choses égales d'ailleurs, une effica- cité d'action d'autant plus grande que l'intervalle existant entre les cylindres en fonctionnement est plus petit.
Dans la pratique, cet intervalle, pour une machine donnée et, quelle que soit l'importance des forces que les dispositifs de serrage permettent d'appliquer sur les tourillons des cylindres, ne peut descendre au-dessous de
<Desc/Clms Page number 2>
la somme des flèches prises par les cylindres sous l'effet des pressions exercées par les produits que les cylindres ont à traiter.
Pour réduire les flèches en question, les moyens employés jusqu'ici par les Constructeurs, ont été les suivants: a) augmentation du moment d'inertie de la sec- tion des cylindres. b) Réduction de la longueur des cylindres. c) Profilage des cylindres, leur donnant une surface bombée. d) Inclinaison des axes par rapport au plan méridien commun des cylindres. e) Augmentation du nombre des cylindres dans le but d'additionner leurs moments résistants, les cylindres étant disposés dans le même plan. f) Réduction des pressions par réduction de l'alimentation en produits à traiter.
Au prix de difficultés de construction, d'usi- nage ou de fonctionnement, souvent très importantes, ces moyens ne fournissent que des solutions approchées du pro- blème, car il est à peu près impossible de réduire l'inter- valle au-dessous de quelques centièmes de millimètres alors que les exigences de certains broyages demanderaient des intervalles encore plus faibles. En outre, ces moyens entraî- nent fréquemment des sujétions difficilement réalisables comme par exemple, l'obligation de travailler à pression constante entre cylindres ayant une convexité donnée, pour obtenir un intervalle constant tout le long des génératrices de contact.
Enfin ces moyens laissent subsister, quand ils ne les augmentent, les réactions des paliers sur les touril- lons. Ces réactions qui atteignent des valeurs très importan- tes, pouvant dans certains cas, dépasser 15 tonnes par palier,
<Desc/Clms Page number 3>
rendent, indépendamment des difficultés de construction qu'elles entraînent, le fonctionnement des machines d'autant plus délicat, que la précision d'usinage des paliers et l'épaisseur des films de lubrifiant est de l'ordre de grandeur des intervalles qu'on cherche à ob- tenir et à maintenir entre les cylindres. Elles entraî- nent en outre, des dépensés d'énergie complètement perdues puisqu'elles ont lieu dans des paliers qui n'agissent pas sur les matières en cours de broyage.
Le perfectionnement aux broyeuses qui fait l'objet de la présente invention permet, en premier lieu, de réduire de façon efficace le fléchissement des cylindres et par suite de pousser le broyage à un point beaucoup plus élevé que dans les broyeuses actuelles, sans que se manifestent les inconvénients précités, en particulier sans astreinte à des formes particulières pour les cylindres et sans charge excessive des paliers.
Selon ce perfectionnement, des organes de butée résistants sont disposés de part et d'autre de la broyeuse, parallèlement à l'axe du ou des cylindres, dans la plan. ou au voisinage du plan dans lequel s'exercent les résultantes des pressions développées sur les cylindres par les produits en cours de broyage, et sont combinés avec des organes intermédiaires servant à transmettre les dites résultantes aux organes de butée, le long de ceux-ci.
Ces organes intermédiaires sont réglables de manière que l'on puisse faire varier la valeur de leurs réactions le long des cylindres et compenser ainsi les fléchissements que prendraient la ou les cylindres si seuls leurs paliers les maintenaient serrés. Ils peuvent agir sur le ou les cylindres par l'intermédiaire de barres en contact frottant avec le ou les dits cylindres. Ainsi, au
<Desc/Clms Page number 4>
lieu de faire supporter par ses paliers du ou des cy- lindres, l'effort de serrage exercé sur les produits en cours de broyage,on le reporte sur les organes de butée en le répartissant le long de ceux-ci.
Particulièrement avantageuse est la combinaison dans laquelle le trajet des matières à broyer passe entre les génératrices des cylindres et les surfaces frottantes de réaction. On obtient ainsi, non seulement une auto-lubrification par les matières elles-mêmes, mais encore la dissipation, dans ces matières, de la quasi totalité de la puissance mécanique fournie à la machine, donc une amélioration du rendement de celle-ci.
L'invention peut être appliquée à des broyeuses comportant un nombre de cylindres quelconques impair ou pair. Elle apprête toutefois à une disposition particuliè- rement avantageuse quand le nombre de cylindres est pair et supérieur à deux, la machine pouvant être alors en- tièrement symétrique, la réserve de pâte étant placée entre les deux cylindres du milieu, et un râcleur de sor- tie étant combiné avec chacun des cylindres extrêmes, ce qui donne un fonctionnement symétrique dans de bonnes conditions.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig.l est une vue en plan d'un mode de réalisation d'une machine perfectionnée selon l'invention et comportant quatre cylindres.
Les fig.2 et 3 en sont des vues en élévation à 90 l'une de l'autre avec coupes partie lles.
<Desc/Clms Page number 5>
Les fig. 4 et 5 sont des coupes schématiques trans- versales de deux variantes de réalisation comportant respectivement deux et trois cylindres.
La fig. 6 est une coupe transversale partielle schématique représentant une barre de pression à surface conoave.
La fig. 7 est une coupe transversale partielle schématique d'une autre variante.
La fig.8 est une autre coupe partielle schématique montrant une barre de pression légèrement décalée par rapport au plan contenant les axes des cylindres.
La machine représentée sur les fig.l à 3 comporte un socle ou bâti 1 qui porte, le long de deux côtés opposés ab, cd, des paliers 2 recevant les tourillons 3 des cylindres de broyage 4. Les paliers sont montés sur lesdits côtés ab, cd, de manière à pouvoir coulisser le long de ces cotés. Dans l'exemple du dessin, le montage est fait par un assemblage à queue d'aronde, comme on le voit en 5 sur la fig.3. Parallèlement aux deux autres côtés ac et bd, c'est à dire parallèlement aux axes des cylindres, se trouvent deux traverses ou sommiers résistants 6,7 qui constituent les organes de butée dont il a été question dans le préambule de la présente description. Les dits sommiers reçoivent chacun, dans une rainure longitudinale 8, une barre 9,10.
Ces barres 9,10 sont destinées à entrer en contact le long d'une génératrice avec les cylindres extrê- mes et à transmettre les efforts de pression aux sommiers 6 respectivement 7. Un certain nombre de vis 11 réparties sur la longueur des sommiers permettent de régler localement l'effort d'application des barres 9,10 sur les cylindres, en vissant plus ou moins ces vis dans les sommiers. Ceux-ci sont réunis entre eux par un ensemble de quatre tirants 12 arrêtés simplement à une extrémité contre l'un des sommiers
<Desc/Clms Page number 6>
7 par des écrous 13 et munis à l'autre extrémité de volants à écrou 14 permettant de régler la tension de ces tirants, pour dégrossir le réglage général des intervalles entre cylindres et entre cylindres et barres.
Cette tension équilibre la pression de broyage qui tend à écarter les cylindres et, par conséquent, les sommiers. Ceux-ci peuvent être montés de manière à coulisser le long des cotés ab, cd par exemple au moyen de l'assemblage à queue d'aronde déjà décrit pour les paliers des cylindres.
Les cylindres sont entraînés par une poulie 15 et des renvois d'engrenage 16 qui, dans l'exemple figuré, sont prévus pour donner des vitesses de rotation égale aux deux cylindres médians et des vitesses de rotation plus grandes aux deux cylindres extrêmes, engendrant ainsi, entre cylindres médians et cylindres extrêmes, un frotte- ment qui améliore le broyage de la couche mince de matière transportée par les cylindres médians vers leur contact avec les cylindres extrêmes.
La pâte à broyer est placée en 17 entre les deux cylindres médians. Elle subit un premier broyage entre ces deux cylindres, garnit leur surface, subit un deuxième broyage en couche mince entre cylindres médians et cylindres extrêmes, est emportée partiellement par ceux-ci, passe entre les cylindres extrêmes et les barres 9,10, en subis- sant un dernier broyage, et finalement est recueillie par les râclears symétriques 18.
Les barres 9,10 tendent à prendre une flèche par suite de la pression qu'exerce la matière à broyer. On combat cette tendance en augmentant le vissage des vis 11, de manière à maintenir les barres rectilignes. Dans cette opération, les vis centrales doivent naturelbment être vissées plus profondément que les vis extrêmes. Sous l'effet de la pression qui leur est transmise par les vis, les som- miers 6 et 7 qui constituent les organes de butée voient
<Desc/Clms Page number 7>
augmenter leur flexion, mais le moment d'inertie de leur section est convenablement calculé pour que la réaction élastique de ces sommiers, dans leur fléchisse- ment,soit capable de supporter les efforts de pression transmis par les vis, en annulant les flèches des barres.
Les génératrices du ou des cylindres étant ainsi main- tenues rectilignes, les intervalles entre les cylindres, de même que les intervalles entre les cylindres extrêmes et les barres 9 et 10, peuvent être réduits autant qu'on le désire, de manière à obtenir un broyage aussi fin qu'on le veut.
Comme les produits ou pâtes en traitement passent entre les barres 9 et 10 et les cylindres extrêmes, en subissant d'ailleurs à cet endroit un broyage supplémen- taire, ils déterminent une auto-lubrification diminuant l'effort de frottement entre cylindres et barres.
On voit que dans la machine décrite, au lieu de faire supporter les efforts de serrage des cylindres par les paliers de ceux-ci, on les reporte sur deux coussinets extrêmes constitués par les barres 9,10. Les réactions des paliers sur les tourillons sont réduites aux efforts dûs à l'entretien de la rotation des cylindres et l'énergie mécanique fournie à la machine par le moteur qui entraîne la poulie 15, est presque entièrement dissipée dans les produits en traitement, ce qui améliore le rendement de la machine.
De nombreuses variantes du dispositif décrit sont d'ailleurs possibles.
Par exemple, au lieu de rendre coulissants les paliers de tous les cylindres, on peut rendre fixes les paliers de l'un des cylindres médians (cas du cylindre médian de droit sur la fig.2, où l'on a représenté en poin- tillés deux clavettes de blocage 4a) ou des deux cylindres
<Desc/Clms Page number 8>
médians, les paliers des autres cylindres étant coulis- sants. On pourrait aussi, au lieu de monter coulissants les deux sommiers 6 et 7, rendre l'un d'eux fixe, tandis que les paliers de tous les cylindres et le sommier opposé seraient libres de coulisser.
La fig.4 montre une autre variante de la machine qui ne diffère des modes de réalisation des fig.l à 3 que par l'existence de deux cylindres au lieu de 4. La pâte à broyer est ici placée en 17 au-dessus de l'intervalle entre l'une des barres 9 et l'un des cylindres. Elle passe dans cet intervalle, garnit le cylindre attenant, est à nouveau broyée entre les deux cylindres et emportée en par- tie par le deuxième cylindre, passe entre lui et la barre 10 où elle est broyée une troisième fois et est enfin raclée en 18.
Dans le cas de trois cylindres, la disposition pourrait être celle de la fig.5 qui se comprend d'elle-même d'après les explications données par les modes de réalisation précédents.
Le nombre de cylindres pourrait être aussi de 5,6 etc...
Les barres 9 et 10 pourront avoir leur surface de contact avec les cylindres, soit plane comme représenté sur les fig.l à 5,soit profilée pour faciliter l'engagement des produits entre elles et les cylindres ou pour équilibrer avec des pressions unitaires/compatibles avec un bon fonc- tionnement les efforts importants qui tendent à écarter les cylindres et à les appliquer sur les barres. Par exemple, la fig.6 représente une barre 10a dont la face d'appui sur le cylindre adjacent présente une section concave ayant un rayon voisin de celui du cylindre de manière à augmenter la surface de contact et à réduire les pressions unitaires.
Les barres pourront être refroidies ou réchauf-
<Desc/Clms Page number 9>
fées par circulation d'un fluide ou tout autre moyen selon la nature de la matière en traitement.
On conçoit même que les barres 9 et 10, avec les vis 11, pourraient être remplacées par d'autres dispo- sitifs permettant d'exercer et de graduer une pression le long des cylindres extrêmes. Au lieu des vis on pourrait par exemple disposer de petits vérins hydrauliques agissant sur les barres. Il serait même possible ( fig.7 ) de con- cevoir un vérin unique formé sur chaque sommier 6,7 par la cavité longitudinale 8 de -ce sommier et par une paroi métallique déformable 20 encastrée sur ses bords dans le sommier et appuyée contre le cylindre adjacent extrême par la pression d'un liquide envoyé dans la cavité 8.
La fig.8 représente une autre variante dans laquelle la génératrice de contact entre barre 10 et cylin- dre adjacent est légèrement décalée par rapport au plan des axes des cylindres, de manière que, compte tenu du sens de rotation du cylindre extrême adjacent, la résultan- te R des efforts de frottement F sur la barre et de la pres- sion P de la barre sur le cylindre soit aussi horizontale que possible, pour annuler la composante verticale qui tendrait,pendant le fonctionnement, à faire sortir l'axe du cylindre extrême du plan dans lequel il doit être assujetti et pour atténuer ainsi des déformations gênantes.
Il va d'ailleurs de soi que les modes de réalisation décrits n'ont été donnés qu'à titre d'exemples et qu'ils pourraient être modifiés, notamment par substituticr d'équivalents techniques sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.