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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS DE DESINTEGRATION
L'invention est relative à des perfectionnements concernant des appareils de désintégration du genre dans lequel un rotor muni de palettes tourne à l'intérieur d9un stator périphérique muni de poches, et dans lequel la matière introduite dans l'appareil en particules dé- tachées est projetée par la force centrifuge et tourbillonne en rond à l'intérieur des poches pour former des remous., de manière à la désinté- grer par chocs., frottement et frottement interparticulaire.
Un inconvénient de machines connues de ce genre consiste en ce que la consommation deénergie est exagérément élevéeo
On trouve,, conformément à la présente invention, qu'on peut modifier le mouvement de remou ou de tourbillon de l'air et de la matiè- re entraînée à l'intérieur des poches,de manière à obtenir une meilleure désintégration avec une consommation moindre d'énergie en utilisant des palettes de guidage qui sont reliées en avant et en arrière par des sur- faces qui changent de direction à mesure qu'elles s'étendent vers l'ex- térieur, c'est-à-dire qu'elles s'écartent de l'axe du rotor, et dont la partie intérieure, tangente à un rayon partant de l'axe du rotor,
se rac- corde par une courbe douce à une partie extérieure inclinée sensiblement suivant le même angle que les faces d'entrée des poches.
La présente invention crée donc un appareil de désintégration comprenant un rotor pouvant tourner à 1-'intérieur d'un stator périphérique, une série annulaire de poches dans le stator., inclinées en avant dans le sens de rotation du rotor, et une série de palettes de guidage montées sur le rotor au voisinage de sa périphérie pour guider la matière dans les po- ches, et les palettes sont reliées en avant et en arrière par des surfaces qui changent de direction à mesure quelles s'étendent vers l'extérieur, c'est-à-dire qu'elles s'écartent de 1-'axe du rotor, et qui portent une par-
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tie intérieure, tangente à un rayon partant de l'axe du rotor,
qui se rac- corde suivant une courbe douce à une partie extérieure inclinée substan- tiellement sous le même angle que les faces d'entrée des pocheso
L'inclinaison d'une pièce quelconque renseignée plus haut doit s'entendre ici comme représentant l'angle que fait cette pièce avec un rayon partant de l'axe du rotor.
La désignation de désintégration utilisée dans ce texte doit être considérée comme comprenant une opération quelconque par laquelle les dimensions des particules de la matière traitée sont réduites, telle que mouture, broyage, pulvérisation, réduction, défibrage ou décorticageo L'ap- pareil de l'invention peut être utilisé au traitement de matières dures ou tendres, comprenant des minéraux, minerais, pierres, charbons céréales ou pulpe de bois. Comme on l'explique dans la suite, les relations entre les différentes pièces de l'appareil doivent être choisies suivant la nature de la matière et le traitement auquel elle est soumise.
De préférence *la surface arrière de chaque palette, à mesure qu'elle s'éloigne de l'axe, s'écarte d'abord puis se rapproche de la sur- face frontale.
Il faut comprendre que les surfaces frontales et arrières des palettes font face respectivement au sens de rotation du rotor et au sens inverse.
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, un appareil de désintégration comprend un rotor pouvant tourner à l'intérieur d'un stator périphérique, une série annulaire de poches dans le stator, in- clinées en avant dans le sens de rotation du rotor, et une série de palet- tes de guidage montées sur le rotor au voisinage de sa périphérie pour guider la matière dans les poches, possède un logement de stator muni d'une grille de déchargement qui s'étend le long d'un segment inférieur du loge- ment du stator à la périphérie du rotor, et la grille porte des passages de déchargement dont les entrées sont toutes inclinées en avant dans le sens de rotation du rotor substantiellement au même degré, et dont les sor- ties s'étendent toutes sensiblement verticalement vers le bas.
La grille de déchargement tend à supprimer les remous de la ma- tière désintégrée déchargée de l'appareil, et la suppression de ces remous aboutit à une réduction de la consommation d'énergie de l'appareilo @
Une réalisation de l'invention va maintenant être décrite à titre d'exemple, en se référant aux dessins en annexe, sur lesquels : la Figo 1 est une coupe verticale longitudinale à travers l'ap- pareil de désintégration; la Fig. 2 est une vue frontale à échelle réduite, partielle- ment amputée; la Figo 3 est une vue frontale détaillée représentant un seg- ment de la première couronne du stator; la Figo 4 est une partie détaillée agrandie de la Rigo 1, et la Fig. 5 est une vue schématique frontale en partie sectionnée.
En se référant à présent aux Figso 1 et 2 des dessins, l'appa- reil comprend un logement de stator qui consiste en une enveloppe frontale et une enveloppe arrière 1 et 2o L'enveloppe arrière 2 porte un palier 3 dans lequel un arbre 4 portant un disque 5, tourne dans le sens des aiguil-
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les d'une montre quand on regarde suivant la Fig. 2. Le disque 5 peut être réglé le long de 1 arbre 4. Une trémie 6 sertà introduire la matière par la partie supérieure de l'enveloppe frontale 1, et une introduction d'air supplémentaire,, munie de moyens réglateurs,, non représentés,est placée au centre de l'enveloppe frontale 1.
Un anneau de support 8 muni de brides est intercalé entre les enveloppes frontales et arrières 1 et 2 qui sont boulonnées l'une à l'autreo Des couronnes de stator 9 et 10 sont fixées sur les faces avant et arrière de l'anneau de support 8. L'enveloppe avant 1 a une forme appropriée à aider la matières pénétrant par la trémie 6;, à passer dans la couronne du stator 9. La couronne du stator 9 est com- posée de huit segments séparés (Fige 3) munis,chacun de poches ou encoches 11 ouvertes de trois .cotés c'est-à-dire sur la face intérieures avant et arrière. Chaque poche 11 est limitée par une face d'entrée droite 12, une partie cylindrique 13 et une face de sortie droite 14.
Chaque face d'en- trée 12 fait avec le rayon 15 qui la raccorde au centre de l'axe du rotor un angle aigu a supérieur à l'angle aigu b entre la face de sortie 14 et un rayon 16 venant de l'axe du rotoro Les segments de la couronne du sta- tor 9 sont munis d'oreilles à ouverture 17. Les segments en position mon- tée s'appuient contre un coussinet 18 (Fige 4) qui repose sur un épaulement intérieur de Panneau de support 8 =ni de brides. Les segments sont blo- qués par des chevilles 19 flottant dans des manchons 20 placés dans les oreilles à ouverture 17, et les chevilles 19 pénètrent dans une rainure annulaire 21 formée dans l'anneau de support 8.
Les segments de la couron- ne du stator 9 sont retenue par un anneau de blocage 22 qui recouvre les manchons 20 et chevilles 19 et est fixé de façon démontable à 1-'anneau de support 8 par des vis de serrage 23. Pour égaliser l'usure sur les différents segments de la couronne du stator 9, les vis 23 peuvent être de temps en-temps desserrées pour permettre à la couronne du stator 9 d'tre un petit peu tournée, après quoi on serre à nouveau les vis 230
La seconde couronne de stator 10 (Figso 2s 4 et 5) a un diamè- tre égal aux trois quarts de celui de la couronne du-stator 9. La couron- ne de stator 10 se compose d'un certain nombre de segments contenant des poches 24 et d'un segment inférieur 25 ayant la forme d'une grille, qui est décrit dans la suite.
Les segments de la seconde couronne de stator 10 sont boulonnés directement à 1'arrière de lanneau de support 80 Les poches 24 sont semblables mais non identiques comme configuration aux, poches 11, et sont réduites environ aux trois-quarts de la dimension des poches 11.
Un certain nombre de battoirs (Figo 5) sont montés sur la face frontale du disque 5 entre le centre et la périphérieo Les battoirs ont la forme de cornières portant des palettes 26 perpendiculaires à la surfa- ce du disque,!) ayant des brides 27 boulonnées au disque. Les palettes 26 sont placées radialement sur le disque. Un certain nombre de palettes de guidage sont également montées sur la face frontale du disque au voisina- ge de la périphéries et consistent en palettes profilées 28 portant des brides 29 boulonnées au disque.
La face frontale d'une palette 28 est constituée par une surface qui est placée d'abord radialement à partir de l'axe du rotors et qui change de direction suivant une courbe douce pour se terminer en une partie extérieure inclinée sensiblement suivant le même angle par rapport au rayon venant de l'axe du rotor que la face d'entrée 12 d'une poche 11. La face frontale est perpendiculaire au plan du dis- que
La face arrière d'une palette 28 consiste en une partie in- térieure, tangente à un rayon venant de 1-'axe du rotor,, et qui se raccor- de en courbe douce à une partie extérieure également inclinée par rapport à un rayon partant de l'axe du rotor sensiblement suivant le même angle que celui de la face d'entrée 12 de la poche 11.
Gomme on peut voire la surface arrière d'une palette s'écarte tout d'abord, puis se rapproche de la surface frontaleo La partie intérieure de la surface arrière d'une pa-
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lette a la forme d'une courbe parabolique. La surface arrière peut être perpendiculaire ou inclinée par rapport au plan du disque du rotor.
La face arrière du disque 5 est munie au voisinage de sa pé- riphérie de palettes de guidage profilées 30 dont une bride 31 est boulon- née au disque. La surface arrière de la palette de guidage 30 a un profil semblable à celui de la surface arrière de la palette de guidage 28 mais est réduite comme échelle à la dimension des trois quartso La face fron- tale des palettes de guidage 30 est plane et inclinée par rapport au rayon venant de l'axe du rotor suivant le même angle que la face d'entrée des poches 240
La grille segmentée 25 est munie de passages ayant la forme de fentes qui traversent la largeur de la grillée Chaque fente ou passage a une entrée 32, faisant le même angle avec un rayon qui y aboutit, venant du centre de l'axe du rotor.
Les passages ont des sorties 33 qui sont toutes parallèles les unes aux autres, et dirigées verticalement vers le bas.
Des conduites d'aspiration 34 débouchent vers le haut de l'en- veloppe 2 et sont munies de filtres, non représentéso
Pendant la marche, on introduit la matière par la trémie 6 et on lui fait subir un broyage ou une désintégration préliminaire par les pa- lettes de battoirs 26, puis elle est dirigée par les palettes de guidage 28 dans les poches 11,et pénètre dans les poches sensiblement parallèles aux faces d'entrée 12.
Les palettes de guidage, passant rapidement devant les poches 11, produisent des remous dans les poches 11 et la désintégra- tion de la matière s'effectue dans ces poches La forme des faces arrières des palettes de guidage 28 réduit la tendance de formation de remous non contrôlés à l'extérieur des poches, et réduit ainsi la consommation d'éner- gieo Des poches 11, la matière s'échappe par l'intervalle situé entre le disque 5 et le coussinet 18 dans les poches 24 de la seconde couronne de stator.10.
Des remous produits dans ces poches par l'action des plaques de guidage 30 continuent à désintégrer la matière, et la matière finement désintégrée s'échappe vers le haut par les conduites d'aspiration 34. La matière moins finement désintégrée est dirigée vers le bas vers la grille 25 par la paroi arrière de l'enveloppe du stator,, ayant une forme appro- priée à ce buta La matière passe à travers la grille et sort des sorties 33 de celle-ci sous forme de courants parallèles,, et peut ensuite être sou- mise à une nouvelle désintégration.
Il est prévu de pouvoir faire varier les nombres, dimensions et dispositions relatives des différentes parties de la machine., ainsi que les conditions de marche., pour s'adapter aux différentes matières à traiter.
Les effets pouvant être produits par ces variations sont discutés ci-des- sous :
On peut faire;varier la vitesse de révolution du rotor. On trouve qu'une augmentation de la vitesse du rotor-., toutes autres conditions égales d'ailleurs, produits (a) une augmentation de pression dans le logement du stator; (b) une augmentation de¯.la vitesse périphérique des remous à l'intérieur des poches; (c) une augmentation de la consommation d'énergieo
On peut faire varier le nombre de palettes de guidage 28 et 30,
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par exemple en boulonnant des palettes supplémentaires 28 et 30 au disque 5, et on trouve qu'une augmentation du nombre de palettes de guidage, toutes autres conditions égales d'ailleurs, produit (a) une augmentation de la quantité d'air qui traverse le loge- ment;
(b) une augmentation de la vitesse à laquelle les remous des poches 11 se déplacent axialement par rapport au rotor; .
(c) une augmentation de la consommation d'énergieo
On peut faire varier le nombre des poches 11 et 24, en échan- geant les couronnes segmentées 9 et 10 contre des couronnes ayant des nom- bres de poches différents. Une augmentation du nombre de poches dans une couronne en conservant le même volume total des poches et toutes autres conditions égales d'ailleurs,produit .
(a) une augmentation du nombre des remous ; (b) une augmentation de la consommation d'énergie.
On peut faire varier l'inclinaison des poches par échange des couronnes 9 et 10, et on trouve quune augmentation de 1-'inclinaison des poches dans le sens de rotation du rotor produit : (a) une modification de la forme des remous; (b) une augmentation de la vitesse périphérique des remous; (c) une réduction de la vitesse à laquelle les remous se dépla- cent suivant l'axe du rotor; (d) une augmentation de la consommation d'énergie.
On peut faire varier l'espace entre le disque de rotor 5 et la seconde couronne de stator 10, en réglant le disque du rotor 5 axialement le long de l'arbre 4. Une réduction de cet espace produit : (a) une réduction de la vitesse à laquelle les remous voyagent à travers les poches 11, parallèlement.. à l'axe du rotor; (b) une diminution de la pression à la sortie du logement du stator; (c) une augmentation de la vitesse périphérique des remous dans les poches 11; (d) une augmentation de la consommation d'énergie.
On peut faire varier le nombre de passages dans la grille 25 en échangeant la grille,, et on trouve qu'une augmentation du nombre de .pas- sages produit : (a) une augmentation de pression à la sortie du logement du stator ; (b) une diminution de la vitesse à laquelle les remous se dé- placent à travers les poches parallèlement à l'axe du rotor; (c) une augmentation de la vitesse périphérique des remous; (d) une augmentation de la consommation d'énergie.
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On peut faire varier les surfaces libres des filtres, non re- présentés., placés dans les conduites d'aspiration 34 par échange de ces filtres. Une réduction des surfaces libres des filtres produit g (a) une augmentation de la pression dans le logement, et par conséquent une augmentation de la pression à la sortie de la machine; (b) une réduction de la vitesse à laquelle les remous se dé- placent à travers les poches parallèlement à l'axe du rotor; (c) une augmentation de la vitesse périphérique des remous; (d) une augmentation de la consommation d'énergie.
Des variations produisant une augmentation de la vitesse péri- phérique des remous réduisant en même temps la vitesse à laquelle les re- mous se déplacent parallèlement à l'axe du rotor (avec une augmentation correspondante de la consommation d'énergie) donnent une réduction plus fine de la matière parce que la matière demeure plus longtemps sous l'ac- tion des remous formés dans les pocheso
Une augmentation de la vitesse périphérique des remous est toujours associée à une augmentation de la consommation d'énergie.
Des expériences montrent que pour un groupe quelconque de ma- tières en traitement qui se comportent de façon semblable au cours de leur désintégration par les remous,, on peut obtenir un degré de finesse déter- miné en faisant varier de façon appropriée les éléments opérants de la machine., mais il existe toujours une série déterminée de variables qui produisent la désintégration la plis favorable pour la matière du groupe, avec une consommation minimum d'énergie correspondanteo
Le nombre de palettes 28 dépend du nombre de poches 11 de la couronne 9 et de la finesse à laquelle on désire broyer la matièreo Le nombre de palettes peut s'élever à un sixième à un douzième du nombre to- tal des poches.
La longueur de la surface arrière d'une palette 28 proje- tée sur la circonférence du disque, doit de préférence être égale.à trois fois la longueur de la poche 11 projetée sur la même circonférence.
La largeur d'une palette 28 mesurée parallèlement à l'axe du rotor dépend de la profondeur de la poche 11, mesurée également parallè- lement à l'axe du rotor, et l'espacement entre le disque 5 et la seconde couronne du stator 10. La somme des deux dernières dimensions doit être inférieure de préférence d'environ 15 %, à la largeur d'une palette 28.
Les palettes de guidage peuvent être coulées ou pliées à la forme voulue et sont montées de manière à pouvoir être échangées rapide- ment lorsqu'elles sont usées pour limiter les dépenses en acier spéciale
Pour une désintégration primaire.. dans laquelle la production est plus importante que la finesse de la matière désintégrée, la,surface arrière des palettes peut avoir une forme simple semblable à celle de la surface frontaleo La vitesse de rotation de la machine pour une désinté- gration primaire est limitée., et Inexistence de remous non contrôlés n'a alors qu'une influence limitée sur la consommation d'énergieo Les autres conditions doivent être conformes à ce qui est dit plus hauto
La première couronne de stator peut contenir quelques 30 à 90 poches,
et la profondeur de la couronne et des poches, mesurée axialement, peut être de un quinzième à un dixième du diamètre du disque 50
Comme on l'a déjà dits les poches consistent en une face d'en-
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trée une partie cylindrique et une face de sortie.
En général';le diamètre de la partie cylindrique doit être augmenté quand (a) la matière doit être désintégrée moins finement (b) la matière traitée est facilement désintégrées même par de faibles remous; (c) la matière traitée doit être défibrée ou décortiquée ;
(d) la matière traitée augmente de volume par la désintégra- tiona
Une augmentation de diamètre est en général associée à une di- minution de l'angle d'inclinaison des faces d'entrée et de sortieo
Dans le but de produire des remous plus violents ayant une vi- tesse périphérique plus grande et une vitesse de mouvement parallèle à l'axe du rotor plus faible, pour obtenir une désintégration plus fine,, on réduit le diamètre de la partie cylindrique et on augmente les angles d'inclinaison des faces d'entrée' et de sortieo
Le diamètre intérieur de la première couronne de stator doit toujours être supérieur au diamètre extérieur du disque.
Le diamètre de la partie cylindrique d'une poche 24 de la se- conde couronne du stator 10 et les angles d'inclinaison de ses faces d'en- trée et de sortie doivent être supérieurs à ceux d'une poche 11 de la pre- mière couronne de statoro Le diamètre intérieur de la seconde couronne de stator 10 doit toujours être inférieur au diamètre extérieur du disque.
Les palettes de guidage 30 qui coopèrent avec les poches de la seconde couronne de stator 10 doivent être inclinées d'un angle plus grand que les palettes de guidage 28 qui coopèrent avec les poches 11 de la pre- mière couronne de stator 9. Les faces frontales des palettes de guidage 30 peuvent avoir un contour semblable à celui des faces frontales des pa- lettes de guidage 28 ou bien elles peuvent être planes
La largeur des palettes 30, mesurée parallèlement à l'axe du rotordoit toujours être supérieure à la somme de la largeur de la secon- de couronne de stator 10 et de l'espace entre le disque de rotor 5 et la seconde couronne de stator 10.
L'angle d'inclinaison de l'entrée d'un passage de déchargement 32 dans la grille 25 dépend de l'inclinaison des faces d'entrée des poches 24 de la seconde couronne de stator 10 et doit de préférence être compris dans un intervalle de + ou - 15 à partir de cet angle.
REVENDICATIONS.
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