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PERFECTIONNEMENTS A LA DISPERSION DE PARTICULES DANS LES LIQUIDES.
La présente invention se rapporte à la dispersion de particules dans les liquides. Des broyeurs à barre pour la dispersion de particules dans les liquides sont déjà connus et on fait l'objet de demandes de brevets tels que, par exemple, les demandes de brevets anglais n s 381.929 et 421.173. Le broyage des matières colorantes dans des véhicules dans les industries de peintures et d'encres, ainsi que le raffinage du chocolat constituent des exem- ples de leurs applications.
Dans les broyeurs à barre la matière, généralement sous forme de pâte, est broyée entre la surface circonférentielle d'un cylindre en rota- tion et une barre de broyage fixe par rapport à ce cylindre et parallèle à l'axe de ce dernier. En pratique, la barre est maintenue, habituellement par pression hydraulique, correctement espacée de la surface du cylindre, de maniè- re que la pâte en passant à travers l'espace réservé entre ces éléments soit écrasée ou broyée au degré voulu. La surface de la barre contiguë au cylindre est concentrique et toujours maintenue parallèle, à la circonférence de celji- ci, et le broyage s'accomplit dans. l'écartement actif de l'intervalle sépa- rant la barre de la surface du cylindre.
Puisque ces surfaces ont toujours été parallèles entre elles et sont en tout temps rigidement maintenues ainsi, il était jusqu'ici nécessaire d'associer à la barre quelque dispositif assurant l'admission de la pâte dans la zone de broyage. A cette fin, il était depratique courante de pourvoir la face avant de la barre d'une palette faisant un certain angle par rapport à la surface du cylindre et constituant ainsi un angle d'admission ou gorge dé- croissante conduisant la pâte à l'emprise du cylindre. Cet angle d'admission avait pour but de coincer la pâte pour l'introduire dans la zone de broyage, Cette construction et ce procédé introduisent certaines complexités.
Par exem- ple, lorsque la pâte est trop épaisse pour la pression hydraulique appliquée
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à la barre, elle relève trop celle-ci et1'intervalle devient alors trop grand pour produire une dispersion efficace. Si la pâte est fluide ou glissan- te, la palette n'alimente pas l'emprise du cylindre en une pellicule cont'.nue et ce dernier agissant alors comme un racloir, le débit de l'appareil est ri- goureusement restreint.
Jusqu'à présent, les difficultés provoquées par les forces con- tradictoires, provenant de l'action de coincement de la palette et la tendan- ce des surf aces de broyage au raclage ont été combattues au moyen d'expédients ou de procédés relativement compliqués. Par exemple, l'appareil a été pourvu de diverses barres dont les palettes avaient différents angles d'inclinaison, pouvant s'étendre de 2 à 30 , la pratique consistant à choisir et utiliser me barre à palette selon les conditions requises par la pâte particulière à traiter.
On a également beaucoup utilisé des barres avec dispositifs d'adap- tation, telles que celles décrites dans la demande de brevet anglais n 381. 929, et dans certains cas, des trous de dégagement furent percés dans l'une des sur- faces de broyage pour permettre une recirculation de la pâte au cours de l'o- pération de broyage.
Il existe un rapport idéal entre l'angle de la palette, la dure- té de la matière colorante, la pression hydraulique maintenant la barre en travail et l'épaisseur de la pellicule broyée obtenue, mais, selon la techni- que antérieure, ce rapport idéal était difficile à obtenir car il était habi- tuellement nécessaire de régler individuellement chaque facteur selon les con- ditions requises pour la pâte à broyer.
La présente invention a donc pour objet d'offrir un procédé et un appareil permettant de broyer de manière satisfaisante une grande diver- sité de pâtes sans réglage considérable de l'appareil de broyage.
Le procédé de broyage d'une pâte, objet de l'invention, consis- te à alimenter en pâte une surface mobile entraînant celle-ci, à interposer sur le trajet de ladite pâte une surface opposée, espacée de ladite surface mobile, et maintenue par rapport à celle-ci de manière à pouvoir pivoter au- tour d'un axe transversal au sens de déplacement de la pâte, et à appliquer effectivement une pression sur la surface opposante entre son bord d'atta- que et son bord de fuite et à l'arrière de sa ligne médiane dans le sens de déplacement de la pâte.
Le broyeur à barre de l'invention comprend un cylindre monté à rotation, une barre montée parallèlement à l'axe de ce cylindre et pourvue d'une surface de broyage opposée à la circonférence de ce dernier, un pivot supportant cette barre,pour mouvement de pivotementsur un axe compris dans un plan radial par rapport au cylindre et passant par la surface de broyage de la barre plus près du bord de fuite de ladite surface que de son bord d'attaque.
L'agencementpivotant de la barrepermet à celle-ci de s'incli- ner librement sur son axe propre de telle sorte que le bord d'attaque de sa surface de broyage soit plus espacé de la circonférence du cylindre que son bord-de fuite, c'est-à-dire que l'espace libre au bord d'attaque est plus grand qu'au bord de fuite. La supériorité de largeur de l'intervalle au bord d'attaque par rapport au bord de fuite dépend de la consistance de la pâte ainsi que de la vitesse du cylindre, et la seule variable à régler pour ob- tenir la dispersion désirée est la pression maintenant la barre espacée du cylindre. Plus cette pression est forte, plus mince est la pellicule formée.
Il est possible de régler l'épaisseur de la pellicule entre le cylindre et la surface de broyage en se servant de la pression comme seule variable né- cessitant un réglage. Ceci simplifie considérablement le fonctionnement, car le réglage de tous les facteurs, sauf la pression, s'obtient automatiquement.
L'invention ressortira mieux de la description donnée en réfé- rence au dessin annexé, sur lequel :
La Figure 1 est une vue schématique en coupe de l'appareil réa- lisé selon l'invention, et
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La Figure 2 est une coupe de détail à échelle agrandie.
Si l'on considère le dessin, la barre de broyage 5 est montée sur un guide ou pont 1 dont les caractéristiques générales sont décrites dans la demande de brevet anglais n 421;173. Ce pont 1 est monté sur un bâ- ti approprié, ainsi que l'indique le susdit brevet, en juxtaposition avec un cylindre de broyage 2. La barre de broyage se compose d'une monture 3 à l'extrémité inférieure de laquelle-est fixé un support de patin 4 lequel est monté à pivot sur un patin 5.
Le support 4 peut être commodément fixé à la monture 3 au moyen de vis 6 et la monture ainsi que le support sont tous deux montés pour mouvement radial par rapport au cylindre, à l'intérieur du guide ou pont 1, étant poussés en direction de la surface du cylindre par une force appropriée indiquée en F, qui peut être fournie par des pistons hydrau- liques selon la description de ladite demande n 421.713.
Le patin 5 a la forme d'une bande, de longueur pratiquement égale à celle du cylindre 2, articulée à son support au moyen d'une charnière appropriée. Ainsiqu'on peut le voir sur les dessins (particulièrement sur la Figure 2), le point d'appui a ici la forme d'un couteau dont l'arête est formée sur une nervure 7 s'étendant longitudinalement par rapport au support 4 pour s'engager dans un conduit 8 en V, formé à la surface supérieure du pa- tin de broyage. D'autres formes de point d'appui peuvent être utilisées, tel- les que, par exemple, des joints à douilles cylindriques ou une articulation du type piano, etc. La principale condition requise est que le patin soit mon- té à pivot sur son support de manière à pouvoir s'incliner tout en empêchant le passage de la pâte entre le patin et son support.
La surface de broyage du patin est désignée par la lettre G; elle s'étend dans le sens de rotation du cylindre d'un point 9, indiquant son bord d'attaque, à un point 10, indiquant son bord de fuite. Entre ces deux bords,on donne à la surface G, par meulage ou dressage, pratiquement le même rayon que celui de la circonférence du cylindre 2, afin que sa forme soit complémentaire de celle-ci. Les points 9 et10 désignent des lignes paral- lèles entre elles ainsi qu'à l'axe du cylindre, et longitudinales au patin de broyage 5.
On remarquera notamment sur la Figure 2 qu'une partie de la largeur de la barre dépasse en avantdu bord d'attaque 9 de la surface de bro- yage, mais en pratique ceci n'est pas nécessaire, sauf pour fournir un sup- plément de matière première en vue de l'usure et communiquer au patin plus de force et de solidité que n'en posséderait un patin d'une largeur seule- ment équivalente à celle de la surface effective de broyage.
Grâce au montage sus-indiqué du patin sur un pivot, le patin est capable de mouvement d'inclinaison sur l'axe A de ce point d'appui. Cet axe est situé, par rapport à la surface de broyage G, de telle sorte que, lorsque cette dernière est face à face avec la circonférence du cylindre, il se trouve dans un plan P radial par rapport au cylindre et passant par la surface G du patin plus près du bord de fuite 10 de la surface de broyage que du bord d'attaque 9 de celle-ci. Sur la Figure 2, le point 11 indique une ligne longitudinale médiane de la largeur de lasurface de broyage, c'est- à-dire parallèle aux lignes indiquées par les points 9 et 10 et également es- pacée de celles-ci.
Lorsque l'axe A occupe cette position, un plan radial par rapport au cylindre et passant par cet axe se situera toujours en arrière du point 11, quel que soit le degré d'inclinaison remontante du bord d'attaque de la surface de broyage.
Quand ces conditions prédominent, l'entraînement de la pâte par le cylindre en rotation vers le patin de broyage dans le sens transver- sal à l'axe de pivotement de ce dernier, relèvera le bord d'attaque de la surface de broyage G du patin, ainsi que le montrent les Figures 1 et 2, de sorte que cette surface G n'est plus parallèle, ou coaxiale, à la surface du cylindre. Au contraire, l'espace libre au bord d'attaque'est'plus grand qu'au bord de fuite. L'expérience a démontré qu'il est possible de broyer des pâ- tes de caractéristiques très différentes rien qu'en réglant la pression F, celle-ci étant la seule variable qu'il soit nécessaire de régler.
L'inclinai-
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son du patin et par conséquent l'épaisseur de 1 a pellicule obtenue m s'ob- tient automatiquement, et sa compensation automatique pour les diverses ca- ractéristiques de pâte permettra d'obtenir un broyage efficace et la disper- sion désirée. Plus la pression est forte, plus mince est la pellicule formée.
Grâce au dispositif de l'invention, il n'est plus nécessaire de pourvoir de palettes la barre de broyage ni le patin associé à cette barre.
Il n'est pas non plus nécessaire de changer les barres ou les patins de bro- ;;age selon les différentes caractéristiques de pâtes. Les trous de dégagement exigés dans de nombreux cas jusqu'à présent, ne sont plus nécessaires. Pour une dispersion efficace et satisfaisante de la matière colorante dans le vé- hicule, il suffit simplement de placer la matière pâteuse dans la trémie 12 et de régler les pressions F de manière à obtenir l'épaisseur désirée de pel- licule en m. La pellicule peut être retirée du cylindre 2 au moyen de la ra- clette habituelle 13, représentée sur la Figure 1.
La construction décrite comporte naturellement l'usure inévita- ble, mais ceci ne constitue pas un grave problème car l'usure de la surface G du patin progressera de telle sorte que la ligne 10 suivra la face inclinée remontante arrière 14 du patin. Cette inclinaison, bien qu'elle ne soit pas absolument nécessaire, est préférable car elle permet l'usure du patin jus- qu'à une extrême minceur sans qu'il y ait possibilité pour l'axe A de tomber avec.le temps à l'extérieur de l'espace compris entre les lignes 9 et 10.
Tant que cet axe A reste situé entre ces deux lignes et du côté arrière d'un plan radial comprenant l'axe du cylindre et le point médian 11 de la surface de broyage, l'appareil continuera à fonctionner correctement de manière auto- matique. Il peut être exact que la partie de la largeur du patin se trouvant en avant de la ligne 9 puisse avoir un certain effet de coincement, mais ceci est secondaire et sans importance. L'opération réellement active de coince- ment et de broyage a lieu à l'intérieur de la zone de broyage dont la surface G constitue l'une des parois, cette paroi n'étant pas parallèle à la surface du cylindre, ni coaxiale par rapport à celle-ci lorsqu'elle effectue le bro- yage.
Pour la réalisation pratique de l'invention, il est préférable qu'une partie au moins de la surface de broyage du patin ait un rayon complé- mentaire de la surface du cylindre. Mais ceci n'est pas essentiel, et si on le désire, la surface de broyage du patin peut être plane.
Dans la précédente description, le cylindre 2 est monté dans des paliers fixes et le patin est réglable en direction du cylindre. Toute- fois, si on le désire, cet agencement peut être inversé, la monture et son patin étant rigidement montés et le cylindre étant réglable par rapport à ceux-ci.
Naturellement,les extrémités opposées de la barre de broyage sont pourvues de joints d'étanchéité appropriés, mais ceux-ci ne font pas partie de la présente invention.
En pratique, le procédé ou l'appareil de l'invention peut être utilisé conjointement avec un cylindre de broyage monté pour rotation sans mouvement axial, ou bien avec un cylindre animé d'un mouvement de va-et-vient axial pendant sa rotation.
REVENDICATIONS.
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