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Procédé et dispositifs de sélection de produits finement pulvériser.
De nombreuses matières nécessitent, pour être utilisées industriellement, d'être broyées en particules extrêmement fines. Parmi ces matières, on peut citer la craie, les phosphates naturels, le kaolin, le cacao, etc...
Dans les appareils actuellement utilises pour le broyage et la sélection des particules, la finesse de celleâ-ci se trouve limitée rapidement par les risques de colmatage tant des broyeurs que des grilles de triage, surtout lorsque la matière broye est hydroscopique.
Les broyeurs s'engorgent par agglomération de la matière
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contre les parois de la chambre de broyage, tendis que les fines perforations des grilles se trouvent bouchées.
En outre, dans le cas de broyeurs à grilles fixes, les grilles très minces utilisées pour les grandes finesses sont rapidement hors d'usage.
La présente invention a pour objet un procédé et des dispositifs de sélection des particules de produits finement pulvérises, destinés à remédier à ces inconvénients.
Le procède de sélection, selon l'invention, con- siste à mettre en suspension les particules à trier dans un courant d'air et à faire passer ce courant à travers un disque perforé ou grille mis en rotation rapide.
Les dimensions des perforations de ce disque, (dont la disposition et la forme peuvent être quelconques) ne peuvent être pratiquement que très supérieures à la dimension des particules à trier. Toutefois ce disque opère une sélection entre les particules car la probabilité de traversée de la grille par une particule donnée dépend de deux facteurs, à savoir: se, dimension et sa vitesse.
A vitesse égale plus une particule est volumineuse, plus elle risque d'être arrêtée par le bord des perforations de la, grille au moment de la traversée. Si, de plus, les grosses particules ont une vitesse plus faible que les particules fines, la probabilité de traversée de la grille de ces grosses particules sera également réduite de ce fait.
Pour satisfaire à cette dernière condition, le conduit, dans lequel passe le courant d'air porteur des particules, comporte de préférence un élargissement immédiatement en amont de la grille tournante. Cet élar- gissement provoque une diminution de vitesse du courant d'air qui affecte particulièrement les particules les plus volumineuses.
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On remarquera dans le raisonnement qui précède qu'il a été supposé que toutes les particules avaient la même densité. Dans le cas de particules de densités diffé- rentes, tel que le cas de corps étrangers mêlés à la matière broyée (par exemple la silice mélangée à la craie) à égalité de dimension, les particules les plus lourdes ne restent pas en suspension dans le courant d'air, donc se déposent avant d'arriver à la grille ou possèdent une vitesse plus réduite et, dans ces conditions, ne peuvent traverser cette Grille.
Dans un dispositif faisant application de ce procédé, la grille est disposée verticalement ou avec sa face d'entrée orientée vers le bas de manière que les parti- cules n'ayant pu franchir la grille retombent dans le conduit en amont de cette grille d'où elles peuvent ensuite être évacuées. En outre le conduit amenant le courant d'air à la Grille comporte, de préférence, une partie cylindrique ou légèrement convergente située en amont de l'élargissement, qui aboutit à la grille. Ce conduit cylindrique est disposé de préférence horizontalement ou légèrement incliné et con- tribue à réaliser une première sélection des particules.
En effet, les particules les plus lourdes ne pouvant rester en suspension dans le courant d'air retombent sur la partie inférieure de ce conduit où elles peuvent être reprises par un dispositif transporteur, par exemple une vis d'Archimède, qui les amène dans un canal d'évacuation pour être renvoyées au broyeur.
Le courant d'air d'entraînement des parti- cules peut être provoqué par souffleté ou de préférence par aspiration au moyen d'un ventilateur situé au delà de la grille.
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On sait que le travail de broyée entraîne une élévation importante de température du produit broyé, Le courant d'e,ir d'entraînement des particules est donc à température relativement élevée.
Suivant l'invention, l'air ainsi aspiré peut, après avoir été débarrassé des particules sélectionnées ayant traverse, la grille, par exemple de manière connue au moyen d'un cyclone, être recycla dans l'installation, si l'on désire que les opérations de sélection et de broyage s'effectuent à une température plus élevée que celle de l'ambiance, ou bien être utilisé à des fins de chauffage quelconques.
Dans le cas où, eu contraires, on désire recueillir un produit à la température ambiante, le courant d'air de suspension aspiré dans l'ambiance sert au refroidisse- ment de ce produit, ce qui permet par exemple l'ensachage de ce produit immédiatement après broyage.
La description qui va suivre en regard du dessin annexe 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. 1 est un schéma, d'ensemble d'une installa- tion de broyage et de sélection conforme à l'invention.
La fig. 2 est la coupe suivant II-II d'une partie de cette installation.
Sur le schéma de la, fig. 1 un broyeur 1 d'un modèle quelconque, alimenté par une trémie 2, délivre dans le conduit 3 une matière broyée aussi finement que possible sans risques de colmatage. Le conduit 3 se prolonge par une partie horizontale 4, cylindrique ou légèrement con- vergente qui débouche dans un élargissement 5 formant
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divergent et conduisant à un disque perforé ou grille 6 qui tourne à grande vitesse pour opérer la, sélection.
D'autres grilles, par exemple la grille 7 comportant des perforations de plus en plus fines, peuvent être dis- posées en arrière de la grille 6, afin d'obtenir des finesses de plus en plus grandes des produits triés.
Dans l'exemple représenté, la grille 7 est calée sur le même arbre 8 que la, grille 6, cet arbre étant entraîne par un moteur 9.
Les bords des grilles sont raccordas aux parois du conduit par des joints 10, en labyrinthe par exemple.
Une dépression est créée dans le conduit par un ventila- teur 11; cette dépression peut être réglée par un obtura- teur 12. Le courant sortant du ventilateur est amené dans un cyclone 15, d'un modèle connu, comportant à sa base un extracteur continu 14. L'air sortant du cyclone en 15 peut être ramené au broyeur ou bien utilisé à des fins de chauffage quelconque, étant donné sa température.
Chacun des compartiments délimités dans le conduit par les grilles comporte des issues d'évacuation des produits refuses par lesdites grilles et des registres permettant de mettre hors circuit la ou les grilles inuti- lisées lorsque la finesse maximum n'est pas exigée. Ainsi, le compartiment 5 comporte un tuyau 16 d'évacuation des refus de la grille 6, tuyau qui sert également à évacuer les lourdes particules se déposant vers les génératrices inférieures du conduit 4. Celles-ci sont déplacées par une vis d'Archimède 17 et, pour éviter que ces particu- les ne restent adhérentes aux parois de l'élargissement 5, celui-ci peut être pourvu d'un vibreur 18 qui force la des- cente des particules appliquées contre la paroi dans le tuyau 16.
Ce conduit est fermé par un clapet 19, tare pour
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s'ouvrir sous une charge déterminée et permettant éventuel- lement une rentrée d'air dans le circuit. Les produits re- cueillis à la sortie du tuyau 16 peuvent être ramenés au broyeur par un moyen de manutention quelconque.
Le compartiment compris entre les deux grilles 6 et 7 comporte de même un tuyau 20 d'évacuation des refus de la grille 7, tuyau fermé par un clapet 21. Les registres 22, 23 et 24 permettent la mise en service de la seule grille 6 (23 et 24 fermés, 22 ouvert) ou des deux grilles à la fois, auquel cas le registre 22 est fermé et les registres 25 et 24 ouverts.
Le fonctionnement de l'installation qui vient d'être décrite est le suivant :
La matière pulvérisée à la finesse maximum permise sans colmatage par le broyeur tombe dans le conduit 3.
Les particules les plus fines sont immédiatement aspirées dans l'élargissement 5, tandis que l'entraînement des par- ticules plus grosses et plus lourdes tombant au fond du conduit 4 vers le tuyau 16 est assuré par la. vis d'Archi- mède.
Le courant d'air est réglé par l'obturateur 12, ce qui permet de réaliser une première sélection dans les conduits 3 et 4. Etant donné l'accroissement brusque du volume du conduit, les particules les plus grosses non retenues dans le conduit 4 tombent directement dans le tuyau 16, tandis que seules les particules fines viennent ren- contrer la grille 6. Du fait de sa rotation, ainsi qu'il a été expliqué dans le préambule, cette grille ne laisse passer que les particules les plus fines.
On peut influencer la finesse du produit obtenu ainsi que le rendement de l'appareil en agissant sur les facteurs suivants :
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a) la dimension des ouvertures pratiquées dans le. grille; b) le rapport des surfaces pleines à la surface des perforations pratiquées dans la grille; c) la vitesse du courant d'air d'aspiration ; d) la vitesse de rotation de la grille;.
Enfin, on peut, à volonté, n'utiliser pour la sélection qu'une partie de la surface de cette grille et, en particulier, la seule périphérie, en disposant devant la grille un écran 25. Cet écran laisse découvertes les per- forations périphériques de la grille, c'est-à-dire celles qui possèdent la plus grande vitesse linéaire, ce qui accroît la. finesse de sélection. Le même résultat peut évidemment être obtenu en utilisant des grilles ne comportant que des perforations périphériques.
La rotation de la grille empêche le colmatage de celle-ci. Les particules refusées se trouvent déposées par gravité ou par la force centrifuge contre la paroi de l'élargissement 5 dont les pentes doivent être aménagées en conséquence. Les particules ayant traversé la grille 6 peu- vent, soit être aspirées directement par le ventilateur, soit être dirigées, grâce à la manoeuvre des registres 22, 23 et 24, vers les autres grilles situées en arrière de la première, grilles dont les perforations sont de dimensions de plus en plus réduites, de manière à trier des particules de plus en plus fines.
Au lieu du ventilateur centrifuge représenté sur la figure, on pourrait également utiliser un ventilateur axial claveté sur le même axe que la ou les grilles. Cette disposition présenterait l'avantage de réduire l'encom- brement de l'installation. Néanmoins, elle n'est applicable que dans les cas où, pour une finesse donnée du produit pulvérisé, la vitesse de rotation de la ou des grilles est la même que le, vitesse de régime du . ventilateur.
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En gênerai, il y aura intérêt à séparer les deux organes en remarquant que le, force motrice nécessaire à la rotation des grilles est très faible.
L'air sortant du ventilateur abandonne les par- ticules triées qu'il maintient en suspension dans le cy- clone 13. L'air sortant du cyclone par le conduit 15 peut être soit renvoyé dans le broyeur, si l'on désire travailler à température élevée, soit être utilise de manière quelcon- que aux fins de récupération des calories qu'il contient.
Le procédé de sélection, selon l'invention, permet d'utiliser des grilles très minces avec des perfora- tions extrêmement fines, c'est-à-dire d'obtenir des produits de très grande finesse sans que, néanmoins, les corps durs étrangers puissent pratiquement arriver au contact de ces grilles et les détériorer. Les risques de colmatage des grilles sont élimines du fait de la rotation.
Le dispositif, selon l'invention, présente, en outre, l'avantage d'éliminer les poussières dans l'installa- tion de broyage par la. suppression des grilles fixes très- fines prévues usuellement dans les broyeurs. :Un effet, les fuites aux joints des broyeurs n'offrent pas aux particules broyées une résistance supérieure à celle des grilles, et par suite les poussières peuvent s'échapper du broyeur et se répandre dans l'atmosphère.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux procédé et dispositifs qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.