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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE BROYAGE DE MATIERES SOLIDES..
La présente invention concerne des méthodes et des appareils pour la pulvérisation à sec de matériaux transportés par un courant gazeuxo Dans la pulvérisation à ses de matériaux en utilisant les méthodes et les appareils antérieurement connus il a été possible de produire des matériau jusqu'à une dimension de 10 microns.
Avec quelques types de matériaux et de machines il a même été possible de produire des matériaux dans lesqueis la majorité des particules obtenues ont des dimensions inférieures à 5 mi- crons et dans lesquelles la fraction principale en-dessous de 5 microns à une dimension moyenne de particules aussi basse que 3 micronso
Cependant en utilisant les méthodes et les appareils connus ' pour la pulvérisation il a été pratiquement impossible de produire écono- miquement des matériaux ayant une dimension moyenne inférieure à 3 microns, .
Lorsque le matériau est réduit par exempleà une dimension de 3 microns la masse des particules individuelles est excessivement petite et les parties les ont un comportement différent de celui du même matériau en particules de plus grande dimension. Ainsi la plupart des matériaux lorsqu'ils sont réduits à une dimension de finesse de 3 à 5 microns présentent dans cette échelle de finesse une modification dans leur comportement chimiquema- gnétique et électro-statique ainsi qu'une modification dans la températu- re d'inflammation, la capillarité? Inaptitude à l'humidification, leur ca- ractéristique d'écoulement qui se rapproche de celle des fluides,
ainsi que des modifications dans Inactivité de surface et dans les propriétés chimiques apparentes.
En pratique il a jusqu'ici,été impossible réellement de pro- duire à 1?échelle commerciale et dans la même machine des matériaux pulvé- risés de n9importe quelle espèce lorsque la dimension de la poudre doit être très inférieure à 10 microns. Ceci naturellement varie quelque peu suivant les matériaux:, mais d9une manière générale 10 microns représentent
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la limite commerciale inférieure de broyage et des matériaux de 5 Nierons
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sont regardés comme exceptionnels. Des matériaux pulvérisas ayant des diz mensions de 3 microns sont excessivement difficiles à produire.
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Dans ce qui suit et en ce qui eoneerne la présente invention le qualificatif "ultrafine" désignera des matériaux dont la dimension moyen- ne des particules est inférieure à 10 microns et Wfinw des matériaux dont la dimension se situe entre la dimension de particule minimum qui peut être tamisée c9est-à-dire environ 50 microns et 10 microns.
La présente invention a pour objet un procédé pour la pulvé-
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risation à sec de substances solides jusqu9à des dimensions ultrafines, ce procédé consistant à soumettre simultanément lesdites substances entraîner
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par un flux gazeux, à des chocs mécaniques et à un système dpondes vibra- toires intenseo
Elle a également pour objet un appareil pour la réalisation ' du procédé., cet appareil étant constitué par un broyeur rotatif du type à palettes radiales dans lequel les matériaux à broyer sont entraîné par un
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flux gazeux, ce broyeur étant muni intérieurement d9êlêments susceptibles de créerrdes systèmes d-ondes vibratoires intenses.
Les éléments susceptibles de créer des systèmes d9ondes vibratoires intenses sont de préférence constitués par des lames vibran- tes en forme de disques montées entre les étages successifs de palettes radiales du broyeur.
Dans le procédé selon 1?invention les ondes vibratoires
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ont des fréquences comprises dans la gamme allant des plus basses fré- qunces audibles jusque dans les fréquences supersoniques de 180000 vibra- tions par seconde ou plus.
On décrira plus en détail ci-après le procédé et divers exemples de réalisation de l'appareil objet de 1 invention avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : figo 1 est une coupe verticale d'un exemple d9appareil con- forme à la présente invention qui peut être utilisé pour réaliser le pro-
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cédé conforme à 1-9invention. figo 2 est une coupe fragmentaire verticale à plus grande
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échelle d-lune partie de 1?appareil représenté à la figo 1 et illustrant plus en détail i?appareil conforme à 19invention. figo 3 est une coupe horizontale de 19appareil des figures 1 et 2 par III/III de figo 1 et 20
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frigo 4 est une coupe verticale partielle correspondant à figo 2 mais illustrant une forme légèrement modifiée du disque annulaire vibratoire dudit appareil.
figo 5 est une coupe fragmentaire à très grande échelle représentant les portions du rotor à palettes radiales et du disque vibratoire intermédiaireo
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figo 6 est une coupe horizontale de détail suivant I/I de figo 20
Figo 7 est une coupe verticale fragmentaire de l'appareil de
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figo 2 par VII/711 des figures 2 et 5
Fige.
8 et 9 sont des coupes verticales partielles à grande échelle correspondant à celles représentées à la figo 5 avec des formes me- difiées du disque vibratoire notamment en ce qui concerne le bord de ce disqueo figo 10 est une coupe horizontale partielle d'une partie du rotor du disque et du carter montrant les répartitions des courants d'air
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et particuli.èe1Dlfm1f,t le vortex entre palettes avec sa sortie et son entrée d'air par-dessus les bords périphériques du disque inter-étage, et le cou-
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rant d'air à travers le jour entre les palettes et les disques à la péri- phérie du rotor et du disqueo fig.
11 est une vue de détail montrant plusieurs étages de 1 appareil et illustrant le courant vortex du flux gazeux dans la zone en- tre palettes avec sa charge de matériaux à pulvériser et entre les disques séparant les étageso
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fig<r 12 est une coupe verticale correspondant à la figo 7 représentant les courants d9air dans le diamètre périphérique du rotor de- puis le cote à haute pression de la palette vers le côté à vide partiel qui
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constitue l'un des multiples 3moyens pour induire des vibrations supersoni- ques dans le disqueo
Il peut être noté avec référence à la figo 10,
11 et 12 que ces figures représentent seulement l'une des explications possibles des conditions existant dans les machines au cours de leur travailo figo 13 est une coupe verticale correspondant à figo 1 re-
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présentant une forme légèrement différente du carter et du rotor pour 1-lap- pareil conforme à 19invention. figo 14 est une coupe verticale partielle de plusieurs étageas de l'appareil conforme à 1?invention et illustrant une forme modifiée du profil de 1-'arête des palettes radiales. fig. 15 est une coupe verticale de détail à plus grande échelle dans une forme de rotor modifiée illustrant une autre forme d'ap- pareil dans l'esprit de l'invention.
En général lorsque 1?on met en oeuvre les méthodes de pulvé- risation conformes à 1?invention on utilise un flux gazeux sec tel que 1?air des gaz inertes ou réactifs tels que 1,'azote, les gaz bromhydriques
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ou chlorhydriques!) de 1?hydrogène, de l'oxygène, de 1-lacide carbonique, de l'hélium, etcooo ou de la vapeur sèche ou presque sèche9 ou des mélan- ges de tels gaz ou de l'air mélangé à de tels gaz pour entraîner les par- ticules de matériaux soumises à la pulvérisations Le courant de fluide sec ou presque sec qui peut être chauffé ou réfrigéré pour contrôler les réactions et le matériau solide entraîné par celui-ci,
est dirigé suivant un chemin tel qu'il oblige les particules à venir de façon répétée en con- tact les unes avec les autres et/ou en contact avec des surfaces contre lesquelles il bute de manière à ce que les particules rentrent en colli- sion ou soient soumises à des chocs avec les strictions et les divisions qui en résultent. Simultanément tandis que les particules sont encore soumises à de tels chocs elles sont également soumises à une énergie soni- que intense qui est engendrée dans le milieu gazeux.
L'expression énergie sonique intense est utilisée pour caractériser une énergie sonique qui au moins pour certaines fréquences,, dépasse 120 décibels et de préférence 140 décibels et dont les fréquences s'étendent dans une gamme partant des - plus basses fréquences audibles et comprenant les fréquences supersoniqueso
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Laexpression supersonique est utilisée pour caractériser des fréquences d9environ 180000 cycles par seconde ou plus qui ne peuvent en général pas être perçus par l'oreille elle-même.
Par le terme énergie sonique intense on entend une énergie
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sonique ayant une intensité de 120 dèbîela ou au-dessus, par comparaison avec un repère de 0,000204 dynes par cm au moins pour certaines fréquent ces de la bande de fréquences détendant des plus basses fréquences audi- bles de quelques centaines de cycles par seconde jusqu'aux plus hautes fré- quences et au delà dans la gamme des fréquences supersoniquestel que
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jusqu9à 50 kilocycles ou même plus haut et dans lesquelles peuvent exister des ondes de chocs subsoniques à la fois simples,
d9intersection et réflé- chies aussi bien que des phénomènes de séparation des filets d9air qui pro-
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duisent des effets semblables à des cavitalionso Le terme séparation des filets d-air" se réfère aux conditions existant lorsque de 1?air circulant à grande vitesse se sépare en raison de son incapacité à suivre une surface
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et donne une zone dans laquelle existent des conditions de turbulence inten- se et des vartexo
Une des formes dappareil les plus simples pour soumettre les particules à une striction mécanique par chocs et,
/ou impact et à une telle énergie sonique intense est obtenue en insérant dans la zone de réac- tion (dans laquelle les particules sont déjà réduites en dimension ou à travers laquelle elles sont passées) des lames ou des plaques montées de
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manière à clêteffllner au moins partiellement un passage et/ou des jours à travers lesquels le flux gazeux et le matériau qu9il transporte puissent passer lesdites lames ou plaques étant montées de manière à être capable de vibrer à leur fréquence naturelle ou à une fréquence forcée par le cou- rant gazeux qui passe à travers les passages ou jours de la zone de trai- tement et transporte le matériau soumis à trituration et/ou à des chocs.
Ainsi le même fluide gazeux est utilisé pour transporter le matériau soli- de à pulvériser et engendrer 1?énergie sonique intense ayant les caracté- ristiques ci-dessus définies. Il se produit de même un phénomène annexe
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d9ondes de chocs subsoniques et des zones de séparation des filets d9air. A titre dillustration dune forme d9appareil dans lequel la méthode con- forme à 1?invention peut être mise en oeuvre économiquement et d9une ma- nière pratique on se référera au dessin et plus particulièrement à la
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figo 1.
Dans cette figure est représenté un moulin pour la pulvérisation ultrafine de solideso Le moulin comporte un soubasement 10 sur lequel est monté un carter cylindrique 11, ayant une colerette inférieure 129au
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moyen de laquelle le carter est fixé au soubasement. Le carter cylindri- que est pourvu d'un palier inférieur 13 sur sa paroi terminale inférieure
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7.1o A la partie supérieure du carter est réalisée une chambre annulaire de plus grand diamètre 15 qui est fermée par un chapeau 16 qui constitue
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le support d9un palier supérieur central 17o Les détails des paliers 13 et 17 sont du domaine de la mécanique connue et ne nécessitent pas dpetre décrits en détailo Ils sont calculés pour supporter 1-'arbre 20 et 1?en- semble du rotor porté par celui-ci à des vitesses périphériques du rotor
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de 70500
mètres par minute ou plus. L?arbre 20 est muni à son extrémité inférieure dune poulie à gorges trapézoïdales multiples 21 sur laquelle passe une pluralité de courroies 22 logées dans le soubasement 10 et qui entraînent 1?arbre 20 à des vitesses élevées.par exemple à des vitesses périphériques de 70500 mètres par minute .ou plus quoiqu?il ne soit pas toujours nécessaire d9utiliser de telles vitesses et que des vitesses in- férieures soient utilisées autant que possible-pour réduire les efforts mécaniques dans la machineo La paroi inférieure du carter 11 est munie à la hauteur du palier 13 dune ou plusieurs ouvertures 23 à travers les-
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quelles peut passer 19air.
A 1?intérieur du carter 11 et légèrement au- dessus du palier 13 est placé un diaphragme 24 ayant une ouverture centra- le 25 dont la dimension peut être réglée par une plaque 25' à travers la- quelle le flux gazeux peut pénétrer à 1?intérieur du moulin proprement dit comme indiqué par les flèches 26.
La quantité du fluide gazeux in- troduite peut si on le désire être réglée au moyen d'un régulateur non re- présenté de manière à admettre à plein courant ou à courant réduite Au-
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dessus du diaphragme 24 est placé un rotor représenté en face de l9acco lade 27 à la fig.
1 et qui sera décrit plus en détail ci-aprèso
Au-dessus de 19 ensemble du rotor au niveau de 1?accolade 37 dans la figo 1 on pente si on le désire, placer un ventilateur à palettes radiales multiples 28 qui fonctionne comme classificateur pour les maté- riaux produits dans le moulino Le ventilateur 28 est surmonté par un dis-
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que 28 qui a un diamètre tel qu9il réserve une ouverture annulaire 29 dans 1?ouverture 30 de 19 anneau 31, le 1IlB.t&au finement pulvérisé produit dans le moulin,, sort de cette fente annulaire, dans la direction des flè-
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ches 32 et est alors propulsé par le ventilateur à palettes radiales multi- ples 33 et forcé par la sortie 34 de la chambre supérieure 15.
On peut no- ter que toutes les parties rotatives de l'appareil sont portées par le même arbre 20 et entraînées à la même vitesse de rotationo La vitesse pé- riphérique des différentes parties du rotor varie donc proportionnellement
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avec les différents diamètres des 6-L@mentS rotatifs individuels portés par le rotor Si on le désire le courant gazeux traversant']Le moulin peut être
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créé par une soufflerie separeeo De même si on le désire 1?entrée 25 peut être connectée à la sortie 34 par 1?intermédiaire d'un circuit gazeux ex- terne comportant un séparateur à cyclone,un séparateur à sac ou similaire
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pour enlever les composants solides et.ainsi reconstituer le flux i,9,
azi*Ux qui est recyclée Ceci est plus spécialement désirable dans la composition où la température du flux gazeux doit être contrôlée par exemple,lorsque 1?on traite des matériaux hautement explosifs ou sensibles à la chaleur.
Ainsi dans un tel circuit fermé 19atmosphère gazeuse constituée par des gaz:
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reaptifg, rares ou non réactifs, peut être utilisée et en chauffant ou re- froidissant une telle atmosphère qui peut être portée à toute pression ab- solue désirée. les conditions de réaction peuvent être contrôlées avec pré- cisiono Egalement un accroissement ou une diminution de 19humidité du pro- duit peut etre contrôlée en établissant une pression de vapeur dans le fluide gazeux entranto
Dans la paroi latérale du carter 11,légèrement au-dessus du diaphragme 24 est prévue une ouverture 35 dans laquelle est montée une vis
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sans fin 36 ou autre dispositif d-9alimentation adapté à la nature du maté- riau à traiter,
servant-à alimenter ledit matériau directement dans le carter llo Dans 'beaucoup de cas9 par exemple9 lorsque le matériau à trai-
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ter est déjà pulvérisé en fines particules capables d9être transportées par un courant gazeuxon peut éviter le transport solide par vis sans fin 36 ou autre moyen pour alimenter des solides et les particules fines peu- vent être introduites avec le flux gazeux rentrant entre 26 à travers les
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lumières ?..,o
Le carter 11 sur toute sa partie au-dessus du diaphragme 24 et en-dessous de la zone de classification 37 est habituellement muni d9un garnissage intérieur 40 qui peut être rainuré longitudinalement comme illus- tréo Les rainures peuvent avoir une profondeur et une largeur qui dépen- dent des dimensions du moulin,
par exempleune profondeur et une largeur
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de 1%100éme de millimètre et peuvent être en forme de dents de scie ou arrondies. Le garnissage intérieur peut être en un matériau variable tel
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que la stélli te 9 19 acier molybdène les cristaux de bore., porcelaine, caoutchouc ou similaire, adapté à la nature du matériau à traiter et à l'ef-
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fet recherché. Si 1?on désire éliminer 1?effet de bris dû à l9apaot9 un revêtement en caoutchouc peut être utilisé lorsque 1?on désire des parti- cules arrondies ou sans angles vifs. Ainsi les cristaux de quartz peuvent être produits sous des formes,arrondies, sans angles vifs dans une ma- chine utilisant comme revêtement des matériaux souples.
D'un autre côté., lorsque 1?on recherche un effet de bris maximum et un clivage on utilise comme revêtement des matériaux à surface dureo Egalement une machine peut avoir une combinaison de matériaux telle que un revêtement dur dans les premiers étages pour obtenir un bris maximum au départ et une réduction notable des dimensions et des revêtements souples dans les étages de fini- tion pour polir et arrondir les particules Plusieurs machines avec des revêtements différents peuvent être utilisées en sériée Les matériaux de revêtement à surface dure peuvent être appliqués par les processus de dé-
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pôt électrolytiques ou par soudure au moyen des baguettes de soudure spéeia- les dites pour
surfacer en dur cela suivant le type de revêtement à sur- face dure qui est appliqués tandis que les revêtements souples, tels que le caoutchouc sont habituellement appliqués de préférence par vulcanisa- tiono
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En ce qui concerne la partie 27 dans laquelle e9eeotue dans le moulin la pulvérisation ultrafine, celle-ci se compose dans 19exem- ple de réalisation représenté aux dessins de trois étages de palettes ra-
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diales disposées avec des espacements 19une au-dessus de 1?autre entre une plaque annulaire inférieure 42 et une plaque annulaire supérieure 43 Deux ou plus de deux étages de ce genre peuvent être utilisés.,le présent dessin en comportant trois pour clarifier les dessins.
En général les trois étages ont la même constitution et une description de 1?un des éta-
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ges sera suffisante pour 1.9ensemble. Ainsi 1?étage inférieure comporte un moyeu tel que 44 avec plusieurs palettes radiales 45 disposées radialement autour de celui-ci. Le moyeu 44 comporte un grand nombre de telles palet-
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tes radiales le moyeu représenté au dessin en comportant vingt quantre pmr un diamètre externe de 54 cms.
Un plus grand ou un plus petit nombre de palettes radiales peuvent être utilisées et le diamètre du rotor peut de la
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même maniere être modifié suivant les dimensions du moulin et suivant 1-lin- tensité du travail à réalisero Les palettes radiales 45 sont de préférez disposées parfaitement radialement comme représente (voir figure 3) mais peuvent être inclinées en avant ou en arrière par rapport à la direction de rotation ou avec une légère inclinaison verticale Le deuxième étage
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comporte un 1noYeQ/semblable 46 qui est de la même manière muni de palettes radiales 47. Le troisième étage comporte un moyeu 48 portant des palettes radiales 49.
Les moyeux 4446 et 48 sont espaces de façon convenable sur 19 axe 20 et sont clavetés de manière à être entraînées en rotation avec 1?arbre et bloqués contre tout déplacement axial.
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Les bases internes des palettes radiales peuvent être recourt bées légèrement particulièrement à 19 étage supérieur (et la plaque 43 supprimée) de telle sorte que ledit étage fonctionne comme un ventilateur
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pour assurer le passage du flux gazeux à travers 1?espace de rêetion.
Les palettes radiales 45.47 et 49 (figo 1) et les palettes radiales arr respondantes des autres moulins représentés peuvent être réalisées en des matériaux tels ou montées de telle manière quelles vibrent librement com- me expliqué ci-après
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L9espacement entre les étages est tel qu9entre les palettes 45 et 47 soit réservé un espace tel que 50 et entre les palettes 47 et 49 existe un intervalle semblable 51.
Dans 1?intervalle 50 est monté un an-
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neau 52 qui est porté en trois ou plus de trois points par des pattes d y air tache 47a sur la palette 47 et 45a sur la palette 45 de manière à être li- bre de vibrero Ainsi en se référant aux figures 3 et 5trois ou plus de trois palettes 45 choisies avec des espacements égaux sont munies de pat- tes dattache 45a et un nombre égal de palettes également espacées 47 si-
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tuées au-dessus des palettes 45 sont de même munies de pattes daattache 47as De plus Panneau 52 est tenu écarté des pattes d9attache 45 et 47 au moyen de rondelles d9espacement convenable comme représenté et 1?ensemble est maintenu par un boulon tel que 53.
De même dans 1?espace 51 un disque an-
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nulaire 54 est porté de manière similaire à partir de pattes d9attache 47b sur les palettes 47 et de pattes d9attache 49a sur les palettes 490
En se reportant plus particulièrement aux figo 2 et 5 on pour- ra remarquer que la position des pattes d9attache 45a et 47a au moyen des- quelles un disque annulaire 52 est monté sur les palettes 45 et 47, est telle que la distance radiale intérieure RI (voir fig. 2) entre le bord intérieur de rayon minimum du disque annulaire 52 et les pattes de monta- ge est de préférence légèrement plus grande que la distance radiale RO de la patte de montage à la périphérie du même disque 52.
Il est préfé- rable de monter le disque 52 en un point tel que le rapport de la dimen-
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sion RI à la dimension RO soit égal à 7/sème, c9est.dire que la dimen- sion radiale RI sera de préférence les 7/5ème de la dimension radiale ROo Cependant Inexpérience a montré que ce rapport peut varier considérable= ment;
des résultats satisfaisants ont été obtenus avec une dimension RI
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égale ou approximativement égale à la dimension 1t'io En se reportant plus particulièrement à la figure 5. les bagues deespacement GSC et 47c ont une épaisseur telle que le disque com- me représenté à la figure 5 est place avec son arête aigue 52e à mi-dis- tance entre le bord supérieur de la palette radiale 45 et le bord infé- rieur de la palette radiale 47 et le diamètre maximum du disque vibrant 52 est de préférence tel que le bord 52 soit légèrement en retrait des arêtes 47e et 45e des palettes radialeso
Dans la figure 5 le disque 52 est représenté comme étant chanfreiné sur 1?arête 52,
mais comme représenté à la figure 8 le disque 60 @
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peut être chanfreiné sur deux arêtes 60F-60F -ou comme représenté à la fiiJl1= re 9 le disque peut, si on le désire, avoir une arête à angle droit comme en 6IF
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Il est préférable cependant 9utilÎser un disque vibrant 52 chanfreiné comme représenté à la figure 5 sur une face seulement en 52F.
Le disque vibrant 52 de la figure 5 peut être placé avec le chanfrein 52F tourné soit vers la palette 47c et 45c seraient dans ce cas interchangées
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de manière à conserver à 19arête 52e la position représentée.
Il peut être noté en outre que pour de meilleurs résultats, 19arête 52e peut être comme représenté à la figure 5, mais le diamètre du disque 52 peut être modifié de manière à amener 1?arête 52e au point 52g ou 52h à des distances du centre égales ou supérieures au rayon 47e.
Les disques 52 et 54 (et les éléments vibrants des autres
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dispositifs illustrés) ont une épaisseur faible et un module d9F3.atieité tel, que portés à partir des palettes radiales 5 ,'7 et 99 de la manière illustrée, et montés dans le moulin les disques vibreront intensément et produiront une énergie sonique intense dans le 'moulin plus spécialement au voisinagé immédiat des disques et des palettes radiales.
Les mesures actuelles de 1?intensité sonore et des fréquences
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,ont été effectuées sur la surface interne doun carter de moulin 115 (figo15) dans lequel les disques vibratoires étaient montés sur l'arbre 100, comme
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dans la figo 15, mais dans lequel les disques de support 112 et 113 naé- taient pas utilisés et dans lequel les palettes radiales 106 n9étaîent pas montées vibrantes. Lesdites mesures ont révélé une énergie sonore ayant
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un niveau d?énergie supérieur à 120 décibels à certaines fréquences et une gamme de fréquence allant de fréquences inférieures aux fréquences audi- bles à des fréquences ultra-sonores, les intensités les plus élevées se trouvant dans la gamme au-dessus d'environ 40000 cycles par seconde.
Des différences de pression dans Inonde sonore (point maximum à point minimum
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de Inonde sonore) de 09025 atmosphère ont été notées sur la paroi interne, avec des énergies sonores d9environ 145 à 150 décibels pour certaines fréquences dans la gamme allant d?environ 40000 à 150000 cycles par secon- deo
Les vibrations des disques annulaires 52 et 54 de la figo 1,
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les disques vibrante similaires 54=-ls 54-2 (fige 2)
les disques de la figa 13 les disques 110 et 111 de la fige 15 et les disques 99-99 de la frigo 14 egnt très complexes et sont produites par les mouvements des palettes ra- diales et des disques vibrants par rapport aux différences d9coulement du flux gazeux à travers le moulino La vitesse d9écoulement du flux gazeux par rapport au moins à certaines parties des palettes radiales et des disques vibrants des mou-
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lins, atteint probablement la vitesse subsonique de 100000 à 18.000 mètres par minutée Les palettes radiales et les disques vibrants forment des passages à travers lesquels le flux gazeux et sa charge de matériaux soli- des à traiter passent à travers la zone de réaction de la machiner ainsi tout.le flux doit passer à travers les passages annulaires formés par les disques 52-54 etc.
qui sont placés normalement à la surface interne du
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carter 11=40 ou le flux gazeix passe ainsi continuellement à travers les espaces existant aptre les palettes radiales et le carter, et au moins une partie du flux passe entre les lames radiales et les disques vibrants 52=54 (espace DoDo frigo 12)0 Les forces centrifuges du moulin, lancent les gaz et les solides radialement vers 19extêrîeur et il n9y a en pra- tique aucun flux ascendant dans la partie centrale du moulin (fige 1) et aucun dans la partie centrale du moulin (figo 15).
La vitesse du flux gazeux par-dessus les arêtes des disques vibrants 52-54 etc... au voisinage des surfaces des palettes radiales résulte des différentes-.composantes de vitesses ainsi 1?une de ces compo- santes est due simplement à la rotation des disques et des palettes ra- diales par rapport au carter et cette composante peut atteindre 80000 mè-
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très par minute ou plus quand on utilise de 1?acier habituel, pour les élé-
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ments du moulin rotatifo La seconde composante à savoir la composante ax3a le du flux à travers les passages entre les disques vibrants 52, 54 etco 0 et la paroi du carter peut facilement atteindre 30500 mètres par minute avec des volumes normaux du flux gazeux traversant le moulin.
Une troisième composante est due à la vitesse instantanée des disques vibrants dans une direction normale aux disques. Ladite vitesse in- stantanée, en admettant une fréquence de 100000 cycles par seconde et une amplitude d9un à trois cms peut atteindre une vitesse instantanée de 1.500 à 3a000 mètres par minutée
Une quatrième composante de vitesse résulte du mouvement de
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la pression d9air vers les zones de vide existant dans 19espace de réac- tion de la zône P vers la zone V de la figo 12.
Ces vitessoe3?ajoutent vectoriqllement et il est évident qu9au moins à certains moments et au moins à certains endroits, dans 1?espace de réaction du moulin, les vi-
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tessevréxultantex du flux gazeux par rapport aux surfaces adjacentes (peut être aussi par rapport aux matériaux solides transportés par les gaz) ont des valeurs qui sont comprises dans l'échelle supersonique de 100000 à 180000 mètres par minutée On sait que les vitesses des gaz sur les surfaces présentant des irrégularités (telles que les arêtes des pa- lettes radiales et les arêtes des disques vibrants et sur les aspérités alvéoles etc..
de la face interne du carter) produisent des ondes de choc subsoniques Dans le moulin les ondes de chocs subsoniques sont ré- fléchies et se recoupento
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De plus il se produit des zones de séparation d9air en B Zs C Z (fige 10) dans lesquelles se produisent une turbulence intense et des vortex qui s9ajoutent aux effets de 1?énergie sonique intenseo
Se reportant plus particulièrement aux figures 10 ll et 12 la rotation des palettes 45 pas exemple à 1?intérieur du carter 11 produit
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entre les palettes, des spirales serrées (vortex interettes ) du fluide gazeux et de sa charge de matériaux solides comme représenté en Wo On se rappellera que le flux gazeux subit dans le moulin un déplacement moyen;
global dans une direction axiale (ascendante dans le moulin parti-
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culier représenté) et ainsi le flux gazeux s9êlève en spirales serrées jus- qu9à ce qu9il coupe et passe au delà de 1,9arête du disque vibrant 52 et 54 entre étageso
Le flux gazeux se déplaçant en spirale passant contre les bords des disques 52-54 et frappant ceux-ci les met en vibration et pro- duit en même temps des vibrations intenses dans le flux gazeuxo Il est
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probable qu9il produit en outre des ondes de chocs subsoniques prenant letr origine sur les arêtes des disques 52 et 54.
Les particules solides sont sollicitées par les forces centrifuges à travers les zones d9énergie soni- que intense et à travers et contre les ondes de chocs qui sont ainsi crééeso Les ondes de chocs se glissent probablement aussi le long de quel-
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ques unes ou de toutes les parties de 19arête externe des palettes radia- les 45 et 47, ces ondes se propageant vers 1?extérieur à partir des palet- tes et formant un angle avec les ondes de chocs produites à la périphérie des disques vibrantso
Les dites ondes de chocs provenant des palettes frappent sur la paroi du carter très voisin 11 qui peut être rainurée longitudinalement comme illustré en 40 produisent des ondes de chocs réfléchies qui coupent et se rencontrent avec les ondes de chocs produites par les disques vi- brantso
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En outre,
il est évident qu9il existe des zones de séparati# d-'air à 1?intérieur du moulin telles que les zones P Z au voisinage d9une face et près de 1?extrémité de chaque face radiale et très probablement une autre zone annulaire C Z régnant autour de 19extrepmitê de plusieurs palettes radiales (voir frigo 10)o Lorsque les palettes radiales sont con- struites de manière à vibrer ou à avoir des arêtes ou des lames montées é1aStiquemefit et sont utilisées dans le moulin seules ou en combinaison
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avec les disques vibrants,
ces lames sont également mises en vibration et contribuent à créer une énergie sonique intense dans le mouline
La figure 12 illustre une cause probable de la vibration intense des disques 52 et 54 d'où résulte une des composantes de vitesse du flux gazeux comme expliqué si-dessus Les palettes radiales 45 et 47 sont
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dans cette représentation placées au-dessus l'une de l'autre et le dicq" 52 est logé entre elles étant sépare de celles-ci par des distances D et ainsi libre de vibrer. Les palettes 45 et 47 se déplacent horizontalement
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et l9un des cotes P voit apparaître une surpression tandis que 19autre co- te 7-voit apparaître une zone de dépression de vide puisque le mouvement est-toujours dans la même direction.
Les calculs indiquent qu9il peut y avoir une différence de pression de plusieurs atmosphères entre les zones P et Vo En conséquence une partie du fluide gazeux glisse à traers l9espam ce D comme indiqué par les flèches 58 et 590 En supposant un mouvement différentiel initial du disque 52 comme le disque vibrant 52 se déplace par exemple vers le haut contre la palette 47 il y a une diminution de
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19espace D.
et de même une diminution du flux d'air 5gaz ce qui tend à ac- croître la pression P et à donner un vide V plus¯poussé' au voisinage de
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la palette radiale ! Zo Au même moment 19 espace entre la palette 45 et le disque vibrant 52 s9accrot9 ce qui permet un flux plus important en 59 et un abaissement de la pression P et une réduction du vide V au voisina-
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ge de la palette radiale 450 Ceci amène une plus grande pression à s9exei- cer sur la surface supérieure du disque vibrant 52 et il tend par suite à être forcé vers le bas dans la direction de la palette 45.
Comme il dé- passe la position d'équilibre, les faits inverses se produisent ce qui tend à créer des vibrations entretenueso En conséquence les disques 52 et 54 sont maintenus dans un état vibratoire intense entretenu qui très pro- bablement comporte de nombreux harmoniques fondamentauxo Lorsque les pa-
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lettes radiales 45947 et 49 etc...
sont réalisées en un matériau élastique ou ont des artes élastiques,celles-ci sont également mises en vibrationo
Comme il a été noté le flux moyen du fluide à travers le mou- lin est ascendant dans la forme de réalisation représentée et comme repré-
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senté par la flèche de la fig.' llo En conséquence,
les tourbillons W de fluide gazeux ont une forme en spirale ascendante serrée ou vortex qui à
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un certain niveau frappe sur 19arête du disque 52 comme représenté par le point 56 de la spirale S et entre les palettes 47 le tourillon semblable W est de même un tourbillon ascendant qui à un certain niveau frappe sur 19 arête du disque 54 comme représenté par la pointe de la flèche 57 de la figo llo Il a été démontré que le flux gazeux dans les vortex de même que le flux gazeux entrant et sortant radialement par dessus les arêtes du dis- que et par dessus les arêtes des lames vibrantes est à une vitesse subso- nique ou supérieure et les disques 52 et 54 sont en conséquence mis en vi- bration, vibration qui peut être à une fréquence naturelle ou forcée.\)
la véritable fréquence de vibration n'étant pas déterminée actuellement. Il est cependant certain qu'une vibration intense des disques 52 et 54 prend naissance ainsi que dans toutes les palettes radiales réalisées en un ma- tériau élastique capable de vibrer ou munies d'une arête élastique vibran-
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teo Les variations de pression,
de température et d humidi té du flux ga- zeux ont quelques effets sur le résultat d'ensemble et peuvent le régler à volontéo L'humidité et la pression atmosphérique normales sont suffisantes pour la plupart des opérations de broyage et de traitemento
Une théorie admissible et les faits constatés confirment que
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19énergie conique intense établie dans le flux gazeux s'étend sur une lar= ge gamme de fréquence allant de quelques centaines de cycles par seconde très loin dans la gamme des fréquences supersoniqueso Des fréquences pou- vant atteindre plusieurs centaines de mille cycles par seconde- doivent
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probablement se produire peut être sous forme d9harmoniques.
L9ensemble de ces fréquences ne peut persister dans de larges volumes dans la zone de réaction de 1 y appareil Il est probable que les fréquences les,.plus hau- tesprobablement des harmoniques,sont localisées et ne peuvent se propa-
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ger en énergie sonique de niveau intense jusqu9à la paroi du carter 11-40,
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mais doivent avoir un effet dans leur zone de localisation.
Comme représenté aux figs. 11 et 12 il existe des espaces in- tersticiels D entre les arêtes des palettes radiales 45 et le disque vibrait inter-palettes 52 et entre ledit disque et l'étage suivant de palettes ra- diales 47. Le disque vibrant 52 vibre intensément et dans la région des in- terstices D, l'énergie sonique est extraordinairement élevée.
Les particu- les solides déjà soumises à des chocs et partiellement brisées, entraînées par des vortex de fluide gazeux, sont portées à travers ou au moins auprès des espaces intersticiels D et lesdites particules sont soumises à une éner- gie sonique concentrée de manière intenseo On pense que ladite action est au moins partiellement responsable des extraordinaires réductions de dimen- sion qu'il est possible d'obtenir avecrla présente inventiono
Des espaces interstitiels ou passages périphériques relative- ment petits sont de même réalisés entre les arêtes externes des palettes, les disques vibrants et la surface interne de la paroi adjacente 11-40 de la machine, comme représenté aux figures 1,2,4,5,6,8 à 10 -14 - 15 et pour l'étage 74 à la figo 13, et dans de tels espaces intersticiels ou passages,
une énergie sonique intense est engendrée avec des ondes de chocs à effet destructif qui prennent naissance dans ladite région comme il a été exposé ci-dessus. Cette énergie sonique intense est en consé- quence transférée aux particules solides en cours de traitement qui doi- vent passer à travers de tels espaces interstitiels quand elles progres- sent dans le moulino
Les explications précédentes sont proposées sans limitation de la portée de l'invention comme étant les meilleures explications actuel- lement possibleso Quelle que soit la raisonil a été constaté que lors- que les particules sont soumises simultanément ou presque à des chocs et à une énergie sonique intense,
les particules se divisent en particules beaucoup plus fines que celles qu'il a été possible de produire avec les méthodes et les appareils antérieurs à opération continue. Ainsi en uti- lisant l'appareil pour la méthode de la présente invention il est possible par exemple de produire du quartz pulvérisé dans lequel 90% du produit a une dimension inférieure à 5 microns et seulement 10% une dimension supé- rieure à 5 microns et dans lequel la dimension moyenne des particules de la fraction à 90% est d'un micron ou moins. De plus les particules de la- dite fraction à 90% ont une plus grande régularité de dimension et une configuration plus uniforme.
Une remarquable finesse de broyage peut être obtenue pour les céréalesles produits pharmaceutiques, les colorantsles mélanges de co- lorants et de supports et les mélanges daliments à base de céréales va- riés et de produits laitiers;on peut également réaliser l'enrobage de particules avec des-matières plastiques ou des colorants,, la séparation des minerais de la gangue et une très large variété d'opérations.
On a représenté seulement trois points de support sur cha- cun des disques 52 et 54 mais on comprendra que l'on peut en prévoir un plus grand nombre ou que le disque peut être supporté par son ouverture centrale sur l'axe 20 avec la seule arête 52 restant libre pour vibrer vers le haut et vers le bas.
L'appareil représenté à la figure 4 est du même type que ce- lui décrit précédemment excepté queau lieu d'un seul disque vibrant 52 et d'Un autre seul disque vibrant en 54, deux disques 521 et 52 sont dans ce mode de réalisation disposés entre les étages inférieurs tout en étant écartés. Un collier d'espacement 60 est prévu pour maintenir les disques écartés.
De même au lieu d'un disque en 54 on prévoit deux disques espacés 541 et 542 eux-mêmes espacés l'un de l'autre entre les étages su- périeurs et tenus de même par un collier d'espacement 61. L'appareil est autrement le même et dans ce cas les paires des disques 511 et 522' 541 et
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542 sont de même mis en vibration par le flux gazeux traversant la machine et impose au matériau en cours de pulvérisation une énergie sonique intense .
Les particules en cours de désintégration sont soumises à des chocs par les collisions inter-particules ou par collision des particules avec d'autres parties de la machinée On ignore si la réduction dans la dimension de la particule est due à un contact des particules avec les disques vibrants de
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cette figure (ou les disques 52 et 54 de la machine précédemment décrite), On voit que l'énergie sonique intense des disques vibrants est transmise dans le flux gazeux et qu'il n'est même pas nécessaire que les particules soumises à des chocs soient réellement amenées en contact avec le disque ou les disques,ou que les particules traversent ou viennent buter contre
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les ondes de choc ou les ones de séparation d'air,
mais quelle que soit la raison le fait est que des résultats largement améliorés et des dimen- sions de particules beaucoup plus fines sont obtenues avec la présente invention ainsi qu9une plus grande régularité de dimensions des particules.
On peut d'autre part obtenir sur les céréales la farine,les produits
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d'alimentation etcooo une stérilisation à 100% contre la moisissure;, les bactéries et autres sources d9întectlon.
A la figure 13 il a été représenté une autre forme de réa-
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lisation de i'invention dans laquelle les étages successifs 70,71 à 79 du moulin sont chacun semblables en conception aux étages individuels des moulins décrits ci-dessus sauf que dans la figure 13 les étages succes- sifs ont des diamètres tels que 1?on obtient un Venturi ou tuyère de La- val renversés.
Ainsi les étages 71 à 74 ont des diamètres croissant avec un diamètre maximum à l'étage 74 et les étages 74 à 79 un diamètre dé-
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croissant de 19êtaee 74 à i'étage 79 mais avec un taux de variation dif- férent par comparaison avec le taux d9accroissement entre les étages 71
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et z L'angle désiré par 80 à la rigo 12 est compris entre 14 et 28 l'angle 81 étant approximativement d'une valeur moitié.
Le carter 90 (dans lequel tourne le rotor) a un diamètre intérieur uniforme. Entre chacun des étages 71 et 72, 72-73 etc... est monté un disque monté de manière à vibrer comme décrit ci-dessus. Cepen- dant dans ce cas le matériau constituant le disque ainsi gue le-module
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élastique et lfl pai eu sont modifiés d9étage,à étage de. telle manière que chaque disque indépendamment de son diamètre soit capable de vibrer inten- sément sous les conditions qu'il rencontre en cours de travail. Chaque
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étage est composé comme indiqué préoroeument par une pluralité de palet- tes radiales et produit une spirale d'écoulement de rayon graduellement décroissant entre les étages 71 et 19étage 74 et de 19étage 74 à l'étage 79.
Des vitesses de flux subsoniques et éventuellement transoniques par rapport aux surfaces adjacentes se produisent à l'étage 74, ou légèrement au-dessus avec un impact intense du flux gazeux contre les arêtes des disques intersticiels avec les résultats ci-dessus décritso Dans la for- me de moulin représentée à la fig.
13 la plus grande réduction en dimension des particules soumises à la désintégration semble prendre place dans les étages 75 ,76 et 77 pour autant que cela ait pu être déterminéo
Dans la figure 14 une forme de réalisation de 19 appareil lé- gèrement modifié est représentée)} celle-ci étant identique avec celle dé- crite précédemment avec référence aux figures 1 à 11 sauf que l'arête ex- terne des palettes radiales est dans ce cas coupée en forme d'une demi-ses- tion de Venturi ou de tuyère de Lavalo Ainsi la palette 92 a une largeur qui décroît sur la partie 93 qui est coupée à un angle 94 d'approximative- ment 14 à 28 .
La palette a aussi une partie de diamètre maximum en 95 et
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ensuite une partie 96 en pente moins abrupte c'est-à-dire inclinée sous un . angle 97 qui est approximativement moitié de !-angle 94. Le résultat est que chaque palette produit le long de la partie 93 un tourbillon en spira- les d'air ou autre milieu gazeux de rayon graduellement décroissant et alors dans la partie 96 l'air se déplace à des vitesses subsoniques ou
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transoniques avec ce résultat que 19impact sur l'arête 98 du disque vi-
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brant 99 est accru dans une notable mesureo La même action se produit pour les étages supérieurs successifs représentés à la figure 13.
Dans les figures 13 et 14 comme dans la figure 1 le flux moyen à travers le moulin est dirigé de bas en haut.
Dans les figso 6 et 7 sont représentés des formes d'arête qui. peuvent être utilisées pour les palettes radiales de n'importe lequel des broyeurs conformes à l'invention. Dans la figo 6 le bord 103 est réalisé par dépôt de matériau à surface durepar exemple par soudure et la palette est munie à titre accessoire d'une surface inclinée vers 19avant 104,105 et 106. Ce contour contribue à un meilleur fonctionnement du moulin. Dans la figo 7 le matériau de surface dure est placé le long de l'arête inférieu- re 107, de la palette 47 et le long de l'arête supérieure 108, de la palet- te 45. Ces garnissages de surfaces sont de même légèrement incurves vers Pavant de l'arête de la palette. L'intérieur du carter du broyeur peut de même être revêtu éventuellement d9un surfaçage dur.
La fig. 15 représente une forme légèrement modifiée de l'in- vention dans laquelle le disque vibrant est monté directement sur l'arbre qui porte les palettes radialeso Ainsi l'arbre 100 est muni d'une rainure de clavetage 101 et sur ,l'arbre sont montés plusieurs rotors à palettes, les rotors à palettes étant portés dans chaque cas par un moyen central 102, 103 et 1040 Le moyeu 102 porte un disque 105 sur lequel sont montées des palettes radiales 106 et le moyeu 103 porte un disque 107 sur lequel sont montées les palettes radiales 108 et le moyeu 109 représenté seulement partiellement porte de manière similaire des palettes radiales 109 dont la partie supérieure seulement est visible au dessin.
Entre les moyeux 102 et 103 est monté un disque 110 et en- tre les moyeux 103 et 104 est monté un disque 111. Ces disques étant évi- dés de manière à être fixés à glissement doux sur l'arbre 100 et munis d'une rainure de manière à engager la clavette 1010 Les disques 110 et 111 sont de préférence portés par un ou plusieurs disques plus petits 112 placés sur les faces opposées du disque 110 et 113 placés sur les faces opposées du disque 111. L'arbre 101 est habituellement muni d'un collier ou noyau en un point le long de sa longueur et les moyeux et disques montés alter- nativement sur lui et finalement serrés par un collier de pression ou un noyau de pression placé en un autre point le long de l'axe. Ainsi lien- semble tourne en concordance avec l'arbre.
L'ensemble représenté à la figo 15 comporte seulement trois étages mais on comprendra qu'un plus grand ou plus petit nombre d'étages peuvent être utilisés et que ceux-ci nont pas besoin d'être tous du même diamètremais peuvent être dérivés de la combinaison représentée à la figo 13 et que les arêtes périphériques des palettes radiales 107,108 et 109 peuvent être si on le désire cou- pées conformément au schéma représenté à la fig. 14. L'ensemble rotatif représenté à la fig. 15 est alors monté dans le carter habituel 115.
Pen- dant le fonctionnement les disques 110 et 111 qui sont réalisés en un ma- tériau élastique fléchissent vers le bas et vers le haut par rapport à leur point de fixation central comme représenté par la double flèche 116 pour le disque 110 et 117 pour le disque 111. Les disques sont portés dans leur partie centrale par des disques secondaires plus petits, 112 pour le disque vibrant 110, et 113 pour le disque 111.
Le disque 110 et les disques secondaires 112 travaillent en conséquence comme un ressort en feuilles la périphérie du disque 110 vibrant ainsi alternativement vers le haut et vers le bas dans l'espace S entre les arêtes inférieures des palettes radiales 106 et les arêtes supérieures des -palettes radiales 108,les disques 112 étant, de la même manière, fléchis dans une propor- tion limitée par lesdites vibrations; le disque 111 vibre d'une manière semblable. 0 , avantage de ce mode de réalisation réside dans sa simplici- té de fabrication.
Les vibrations intenses du disque sont produites . exactement de la même manière qu'expliqué précédemment avec référence aux modes de réalisation représentés aux fige. 1 à 14 et établissent dans la zone de réaction du moulin les phénomènes d'énergie sonique intense ci-
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dessus mentionnés.
Si on le désire le rotor peut être constitué à surface unie ou avec seulement de petites cavités et les palettes radiales peuvent être in- cluses dans le stator
Si on le désire les séparations radiales ou sensiblement ra- diales formant des lumières peuvent être prévues dans la partie extérieure du vibrateur ultra-sonique (disques 52,54,110,111 etcoo) de manière à for- mer des segments radiaux ayant sensiblement 19aspect de pétales de fleurs qui sont libres de vibrer individuellemento Une telle réalisation avec fente radiale est spécialement adaptée pour le dispositif de fige 159 les fentes peuvent être directement alignées avec les palettes radiales et avoir sensiblement la même longueur radiale que les paletteset les bords des fentes et les palettes adjacentes peuvent, si on le désire,
être chan- freinés de manière à produire un,Effet créateur de vibrations intenses ma- ximum en coopération avec la vitesse élevée de l'air passant sur ces bordso Dans quelques cas les tentes peuvent aussi être continuées radialement à l'intérieur vers la zone G Z. Les disques à fentes radiales sont montés plus facilement lorsqu'ils sont fixés sur le rotor connue représenté à la figo 15.
Egalement de tels disques partiellement ou complètement fendus radialement peuvent être monté sur le statoro
Lorsque les lames radiales 45,47,49 de fige 1 et les lames radiales correspondantes des moulins décrits ci-dessus sont réalisées en un matériau ayant un module d9élasticité suffisamment élevé et une épais- seur appropriées leurs extrémités sont élastiques et libres de vibrer vers l'arrière et vers Pavant dans une direction circonférentielleo Il est probable qu'une vibration se produit même avec un matériau épais et non élastique pour la réalisation de lames radiales et en choisissant un ma- tériau élastique d'épaisseur convenable, tel que 1 acier à ressorts les lames radiales peuvent être rendues partiellement élastiques et ainsi susceptibles de vibrer facilement,
aussi bien que de vibrer à certaines fréquences prédominantes préalablement choisies. Si on le désire les lames radiales peuvent comporter des bords radiaux en matériaux élasti- ques lesdits bords étant libres de vibrer tandis que le reste de la lame est à peu près à l'abri de tout mouvement vibratoire.
Lorsque les Marnes radiales sont ainsi susceptibles de vibrer on peut compter sur elles comme source unique de l'énergie sonique intense qui doit régner dans la machine et les disques vibrants 52 et 54 de la figo 1 et les disques vi- brants correspondants des autres figures peuvent être supprimés et rem- placés par des disques non vibrants si on le désire ou de tels disques vibrants peuvent être utilisés en liaison avec les palettes radiales vi- branteso
Une telle lame radiale vibrante produit une énergie sonique intense plus spécialement lors qu'elle est utilisée en conjugaison avec un revêtement interne du carter du moulin rainuré longitudinalement et lors- que celui-ci tourne à une vitesse appropriéedans ce cas une énergie so- nique intense prend naissance. Il est bien évident toutefois que de
tel- les rainures ne sont pas absoluement nécessaires pour la production d9une énergie sonique intense lorsque 19on utilise des palettes radiales vibran- tes et qu'un revêtement uni peut aussi être utiliséo
La vibration des lames radiales est probablement due en par- tie à la réaction qui s'exerce entre elles@et les rainures du revêtement interne du rotor du moulin tel qu'illustré, lequel en raison des rainures laisse subsister des espaces de surface variable entre le carter et les pa- lettes radiales entraînées en rotationo Cette action contribue d'une ma- nière importante à la production de l'énergie sonique intense à 19inté= rieur du mouline
Dans un moulin ayant une circonférence interne de la paroi de,
pas* exemple, 2 mètres, et ayant des rainures longitudinales sur la paroi interne d'un demi centimètre de largeurfl les lames radiales (45,47,49 de
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fig. 1) sont soumises pour chaque tour du rotor à 400 variations de 19inter- valle libre subsistant entre elles et le stator (avec un effet producteur d'énergie sonique correspondant).
Pour un rotor tournant à une vitesse des par exemple, 50 tours par seconde (3.000 tours minutes),, qui peut être ob- tenue facilement il en résulte une fréquence de 20.000 cycles par seconde avec des sous-harmoniques et des harmoniques de plus haute fréquence sui- vant le module d'élasticité des palettes radiales, leur dimension, leur forme, leur épaisseur et la manière dont elles sont montées sur le moyeu du rotor.
L'énergie produite par les disques vibrants 52,54 etc ou pre- duite par les palettes radiales vibrantes (45,47, 49 etc) peut dans une certaine mesure être contrôlée par le volume gazeux admis ainsi que par d'antres moyens tels que le contrôle de la température et/ou de l'humidi- téo Il a été noté que lorsqu'on utilise un revêtement interne uni, les vibrations se produisent dans le disque 52,54 etc... aussi bien que dans les palettes radiales vibrantes 45s47 et 49 quand celles-ci sont réalisées en matériaux élastiques.
Ainsi les vibrations desdits disques et palettes radiales n'exigent pas un revêtement interne du moulin rainuréo
On estime que ce phénomène est dû à 1?impact du flux gazeux et/ou des particules sur les différents éléments élastiques et aux réfle- xions des ondes de chocs subsoniques intenses sur le revêtement interne sans que 1?état de surface particulier du revêtement:
' interne joue un rô- leo Le mot "sonique" utilisé.dans la description ci-dessus peut être con- sidéré comme partiellement inappropriéo En effet, les niveaux d'énergie observés par mesure directe sur la surface interne d'un moulin tel que re- présenté à la figo 13 était d'un ordre de grandeur 20 à 50 fois plus grand que les intensités sonpres maximum qui peuvent être percues par l'oreille humaine et très au-dessus du seuil produisant des lésions de cette oreille, Des différences de pression de 0,025 atmosphère de pointe à pointe ont été observées dans le milieu gazeux,ces valeurs correspondant à une destruc- tion ou une détérioration de l'oreille humaine qui y serait exposée.
Aussi, bien que 1?on ait utilisé le terme "sonique",on doit admettre que ce terme se réfère à des vibrations dans le milieu gazeux semblables à celles qui,avec des intensités beaucoup plus basses et des fréquences appropriées peuvent être perçues par 1 oreille humaine.
Des expériences ont établi quune très large variété de ma- tériaux solides peuvent être pulvérisés par la. méthode et les procédés dé- crits ci-dessus jusqu'à des finesses de particules jusqu'ici impossible à obtenir par aucun des procédés commerciaux connus et avec des consomma- tions de puissance incroyablement plus basses que celles nécessaires avec les méthodes connues même pour la production de particules plus grossières.
On estime que chaque particule solide introduite dans le mou- lin est tout d'abord brisée par un simple choc mécanique et/ou par stric- tion en raison des collisions avec les autres particules ou avec les parois du moulin, les palettes tournantes ou les disques vibrants. Un tel choc préliminaire brise ou use le matériau en particules plus petites qui se pm- duisent sur une plus grande échelle et à un degré plus poussé qu'auparavant.
Le procédé soumet également la substance constituant la particule à une vi- bration intergranulaire et peut être intermoléculaire. Les tensions de la vibration interne de la substance, constituant le solide diminuent pro- bablement les forces de cohésion qui existent habituellement entre les grains, les cellules ou les molécules adjacentes constituant la substance.
Alors tandis que les particules encore suffisamment grosses sont ainsi affaiblies, et avant que les forces de cohésion aient pu se rétablir et même simultanément avec le bris ou la striction mécanique préliminaire, les particules sont soumises aux effets d'une énergie sonique intense ci-dessus décrite qui comprennent les pressions des ondes soniques inten- ses, et les effets de phénomènes tels que les ondes de choc subsoniques et/ou les effets de séparation des filets d'air et de cavitation qui peu- vent exister. Tous ces effets et phénomènes sont probablement présents si-
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multanément et agissent à des degrés variés dans les différentes parties de la zone de réaction.
Le rôle que joue chacun d'eux dans la désintégration des particules jusqu'à la finesse finale n'est pas parfaitement évalué sé- parement. Le pouvoir de désintégration de l'énergie sonique dans la'zône de réaction est probablement le facteur primordial d'efficacité et les fac- teurs de fréquences, d'ondes de chocs et de séparation des filets d'air qui.
sont ci-dessus compris dans la définition "énergie sonique intense" peuvent contribuer au résultato
Une théorie admissible confirmée par l'évidence semble indi- quer Inexistence des trois effets ci-dessus, l'intensité de l'énergie soni- que étant établie par les mesures effectuées sur la paroi interne du mou- lino
Beaucoup de substances solides d'une très large diversité et de nature organique et inorganique peuvent être réduites à des dimensions de particules extrêmement fines ou être mélangées, enduites, décapées ou séparées lorsqu'elles sont traitées conformément au procédé et en utilisait l'appareil conforme à l'inventiono
C'est ainsi que les céréales tels que l'avoine, le seigle, le riz,l'orge, le blé,
le mais et similaire peuvent être réduits pour donner des farines de grain entières d'excellente qualité pour la consommation hu- maine et animale, des farines de blé entières et des farines de seigle entières toutes 'une qualité exceptionnelle et présentant des qualités de panification remarquables peuvent ainsi être produites.
En général la fa- rine produite selon le procédé présente un pouvoir d'absorption de l'humi- dite plus élevé et nécessite moins de corps gras pour la production du pain, des gateaux, etcoo que la farine produite par les méthodes usuelleso De plus,les farines de céréales finement divisées produites en utilisant les méthodes et l'appareil de la présente invention., ne sont pas soumises à avaries et ne rancissent pas ou beaucoup moins que celles produites par les procédés de mouture habituels.
On pense que'cela est dû au fait que les insectes vivants leurs oeufs et même les microbes sont tués ou dévi- tallisés quand lesdites farines sont soumises à une énergie sonique inten- se combinée avec des chocs et des strictions, avec le résultat que le pro- duit reste pur et dans une certaine mesurer l'abri de la rancité et peut être -stocké pendant des durées exceptionnellement longues si il est suffi- samment protégé contre une nouvelle pollutiono De même la levure peut être rendue agréable au goût et sans odeur nuisible quand elle est traitée conformément à la présente inventiono La levure broyée par le procédé et avec l'appareil conforme à l'invention est si finement divisée qu'elle peut être utilisée comme pollen pour les
abeilleso
Des matériaux de nature;molle ou élastique organique ou inor- ganique peuvent être réduits en particules ultra-fine en les traitant sous forme congelée. C'est ainsi que beaucoup de matériaux mous., tels que les pneumatiques en caoutchouc d'automobile renforcés avec des cordes ou ma- tériaux similaires peuvent être réduits en fines particules à des tempéra- tures et sous des pressions normaleso
En plusla séparation du caoutchouc et des matières textile formant de tels matériaux peut être réalisée facilement en ajustant conve- nablement le classificateur 15.
En conséquence il n'est pas toujours né- cessaire de congeler des matériaux souples pour les pulvérisero
Parmi d'autres substances organiques ou inorganiques qui peu- vent être travaillées en utilisant la présente invention, on peut mention- ner les minerais tels que les minerais de fer, la pyrite et la taconite, les combustibles tels que le charbon et la ligniteles minéraux non métalliques tels que les sulfuresles matériaux abrasifs tels que le quartz et le cap- borundum, les matériaux tels que le gypse,le graphite 9 19 argile la novi- culite et la vermiculite, les colorant minéraux et organiques, les produits pharmaceutiques les tourteaux de toute nature,les bourres contenant de la laine (les bourres étant réduites sans dommage pour la laine)
les céréa-
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les et les composés de céréales, le bois sous toutes ses formes,les noix, et les amandes., les graines, les marcs de raisins et de pommes, les mé- taux (pour la production des poudres métalliques) les tourteaux de graines tels que les tourteaux de linde soja, de noix et autres résidus de tour- teaux des graines et fruits oléagineux constituant les résidus de la pro- duction d'huile.
On peut préparer des mélanges alimentaires pour les porqs et la volaille, ceux-ci pouvant être moulus en poudre fine en introduisant l'ensemble des constituants en mélange dans le moulin, ceux-ci se trouvant moulus en poudre ultrafine et mélangés en une seule opérationo Ainsi deux fournées d'aliments pour volailles ont été préparées à partir d'avoine, de son, d'orge, de coquilles d'uitres, de sel etcooo suivant la formule stan- dardo Dans 1-lune des fournées les ingrédients ont été moulus séparément dans un broyeur à marteau et ensuite mélangés; dans la deuxième fournée les ingrédients sous la forme brute ont été mélangés grossièrement et ensuite moulus en une poudre ultrafine et mélangés suivant le procédé et avec l'ap- pareil conformes à l'invention.
Deux groupes de poussins âgés d'un jour ont été nourris avec les deux fournées alimentaires, les autres conditions d'élevage étant identiqueso Après trois semaines les poulets nourris avec l'aliment conforme à l'invention étaient en meilleure condition plus gros et plus lourds d'environ 10% que ceux nourris avec les aliments conven- tionnelso
En général on peut dire que le matériau solide est alimenté dans les dimensions qui sont facilement accessibles Il est souvent plus avantageux de broyer., couper ou réduite de toute autre manière le matériau solide à des dimensions tamisables ou même en-dessous, jusqu'à des particu- les déjà de faibles dimensions (par exemple 50 microns) ce qui peut être réalisé habituellement d'une manière facile,avant de traiter le matériau solide conformément à la présente invention.
REVENDICATIONS
1. Un procédé de broyage de matériaux solides caractérisé en ce que l'on transporte le dit matériau solide dans un flux gazeux sec et soumet les particules du dit matériau à la fois à des chocs mécaniques et à une énergie sonique intense.