BE515964A

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Publication number: BE515964A
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Description

APPAREIL DE DISPERSION POUR LA PRODUCTION DE SUSPENSIONS DE PARTICULES SOLIDES
FINEMENT DIVISEES DANS DES LIQUIDES.

Cette invention concerne des moulins de dispersion et plus par- ticulièrement des appareils pour la production de suspensions de matières so- lides finement divisées dans des liquides.

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux mé- langes, mais elle vise plus spécialement à résoudre des problèmes de disper- sion spéciaux et particulièrement difficiles qu'on rencontre dans la produc- tion de dispersions de pigments pour peintures, encres d'imprimerie, laques, revêtements de papiers carbone etc.. dans des solvants ou véhicules de dif- férentes espèces. Jusqu'à présent, la production de dispersions de ce genre ne pouvait se faire que par des procédés très longs qui comportaient succes- sivement une série de phases, nécessitant l'emploi d'appareils mélangeurs et malaxeurs de construction et de modèles différents et, évidemment, nécessi- tant le transfert des charges de matières de chaque appareil au suivant.

Le problème de la dispersion intime de pigments ou autres ma- tières solides extrêmement divisées dans des véhicules et des solvants pour la fabrication des peintures, encres d'imprimerie, laques, émaux, vernis, revêtements de papiers carbone, etc.. est difficile et irritant et le temps nécessaire à la dispersion de même que le degré de dispersion atteint dans des limites données sont des facteurs extrêmement importants au point de vue, tant de la qualité du produit final que du coût total de la production. Le problème général est encore rendu plus difficile par le fait que les pigments et autres matières solides et semi-solides à disperser sont fréquemment très tenaces ou visqueux et qu'il est nécessaire que les dispersions des matières soient très complètes.

En outre, le pourcentage de matière solide ou semi-solide dans la composition est fréquemment très élevé dans les produits préparés au moyen du présent appareil, en comparaison des problèmes de mélange ordinaires. Fré- quemment les véhicules eux-mêmes sont tout à fait visqueux, ce qui complique davantage le problème de l'obtention d'une humidification et d'une dispersion

parfaites dans des limites pratiques et économiques.

Le présent appareil disperse intimement des compositions' et des-- mélanges de la classe générale ci-dessus mentionnée d'une manière surprenante et en un temp beaucoup plus court que celui nécessaire dans les moulins de dispersion du genre connu traitant des compositions similaires.

Une forme d'exécution complète et spécifique de l'invention est représentée sur les dessins annexés et décrite en détail ci-après. Toutefois, il doit être bien entendu que cette forme d'exécution n'est décrite qu'à ti- tre d'exemple et que l'invention n'y est pas limitée.

Dans les dessins :
Fig. 1 est une vue générale en élévation d'une forme d'exécu- tion de l'appareil de dispersion suivant l'invention;
Fig. 2 est une vue fragmentaire, en coupe horizontale, approxi- mativement suivant la ligne II-II de la Fig. 1, mais à une échelle considé- rablement plus grande, et
Fig. 3 est une vue en coupe transversale, approximativement suivant la ligne III-III de la Fig. 2.

Sur les différentes figures du dessin, les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes pièces et, comme le montre en particulier la Fig. l, le chiffre 10 désigne d'une façon générale une cuve à fond arrondi destinée à recevoir la charge. Dans le cas considéré une paroi externe con- venablement espacée 11 forme une enveloppe de circulation pour recevoir un agent liquide échangeur de chaleur. Un couvercle amovible à double paroi pour la cuve est indiqué d'une façon générale en 12 sur la Fig. 1. Le dis- positif de dispersion qui fait l'objet de la présente invention est désigné dans son ensemble par 13 sur la Fig. 1 et est représenté plus en détails sur les Figs. 2 et 3.

Comme le montre plus particulièrement la Fig. 3, un arbre de rotor 14 est supporté de manière à pouvoir tourner dans un coussinet an- ti-friction d'un palier 15 qui comporte un dispositif permettant de fermer celui-ci hermétiquement et d'empêcher un fluide de l'extérieur d'y arriver de même qu'à l'arbre de rotor. Une description plus détaillée de ce dispo- sitif n'est pas nécessaire pour comprendre la présente invention. Le palier 15 est soudé dans une bride annulaire ou une bagne 16 qui repose au milieu du fond de la cuve 10 et une bague d'écartement 17 est soudée centralement entre cette cuve 10 et la paroi de l'enveloppe externe 11.

Une série circu- laire de vis 18 fixent la bague 16 et le palier 15 de manière à former un ensemble rigide comprenant la cuve 10, la paroi de l'enveloppe 11 et la ba- gue d'écartement 17 comme c'est représenté clairement sur la Fig. 3.

Les organes de dispersion proprement dits comprennent une série de trois pièces annulaires, les plaques annulaires supérieure et inférieure 20 et 21 et une bague de stator intermédiaire 22. Les trois pièces 20, 21 et 22 sont assemblées pour former un ensemble rigide par une série circulaire ou couronne de vis 24 et le tout est supporté dans la position voulue nota- blement au-dessus du fond de la cuve 10 par une série circulaire ou couronne de montants 25 dont les extrémités inférieures filetées sont vissées dans la bague 16, tandis que les extrémités supérieures sont vissées dans la pla- que annulaire inférieure 21, les montants 25 étant décalés par rapport à la série de vis 24. Des manchons d'écartement 26 coopèrent avec les montants 25 pour supporter l'appareil de dispersion, comme c'est représenté sur la Fig. 3.

Les plaques supérieure et inférieure 20 et 21 sont pourvues d'ou- vertures centrales tronconiques 28 et 29 qui forment des passages d'entrée s'ouvrant dans une chambre circulaire de rotor formée par les plaques 20 et 21 et la bague de stator 22. Les surfaces des plaques 20 et 21 qui se trou- vent en regard l'une de l'autre présentent des parties saillantes chanfrei- nées 30 et 31, respectivement, qui forment des épaulements extérieurs carrés s'adaptant à l'intérieur de la bague de stator 22, comme c'est représenté sur la Fig. 2 pour définir une chambre de rotor s'évasant vers l'extérieur.

Un rotor ou impulseur désigné dans l'ensemble par 33, est cla- veté à l'arbre de rotor 14, comme c'est indiqué en 34, par exemple, et peut être calé sur cet arbre, au moyen d'un écrou 35 visse sur l'extrémité de l'ar- bre de rotor 14. Dans la forme d'exécution représentée sur la Fig. 3, le ro- tor 33 est constitué de deux parties égales;, l'une supérieure 40 et l'autre inférieure 41, s'appliquant l'une sur l'autre et présentant un moyeu central,
42 et 43 respectivement. Les faces en contact des deux moitiés du rotor com- prennent des parties radiales plates 45 et 46 sur lesquelles sont établies des séries d'aubes 47 et 48, respectivement.

Les aubes 47 et 48 s'étendent à l'extérieur des parties plates 45 et 46 et se terminent extérieurement par des surfaces plates qui épousent sensiblement la forme des saillies chanfrei- nées 30 et 31, comme c'est représenté clairement sur la Fig. 3. @
Les aubes de rotor 47 et 48 sont de préférence cintrées si elles sont vues dans un plan perpendiculaire à l'axe comme le montre la Fig. 2 et se terminent à l'extérieur, radialement, par des extrémités arquées qui s'a- daptent sensiblement à la périphérie interne de la bague de stator 22, comme le montre également la Fig. 2. Les aubes étant disposées comme c'est.repré- senté sur le dessin, la rotation se fera dans le sens du mouvement des aiguil- les d'une montre pour la Fig. 2.

La bague de stator 22 est pourvue d'une série de fentes verti- cales, s'étendant radialement, 49. Ainsi qu'on le remarquera sur la Fig. 2, les rainures sont relativement étroites et la matière est projetée contre- les extrémités internes ou d'entrée des fentes et canalisée vers l'extérieur par les fentes à une vitesse très élevée, la vitesse du rotor étant en général de 1,'ordre de dix à quinze mille tours par minute.

L'arbre du rotor s'étend de haut en bas et est raccordé à son extrémité inférieure à un moteur de commande 50 au moyen de poulies 51 et 52 et d'une courroie de transmission 53 ou de toute autre manière désirée.

La vitesse de fonctionnement du rotor est considérablement plus élevée que celle qui est généralement employée dans le domaine du mélange des couleurs, par exemple. Bien que la vitesse du rotor varie quelque peu suivant la composition de la charge à mélanger et aussi suivant différents facteurs relatifs au type de construction et les proportions variables des dispositifs de dispersion, des vitesses périphériques du rotor comprises en- tre 7500 et 11.000 pieds (env. 2250 et 3300 m.) ont été employées utilement et favorablement dans diverses applications de dispersion.

REVENDICATIONS.

1. Appareil de dispersion caractérisé en ce qu'il comporte une cuve dans laquelle est monté un dispositif de dispersion comprenant un stator qui contient un rotor et se compose de pièces discoïdes supérieure et inférieure situées à proximité intime des surfaces supérieure et infé- rieure du rotor et présentant une ouverture centrale pour l'entrée de la ma- tière à disperser, ainsi que d'une pièce annulaire s'étendant entre les pièces discoïdes supérieure et inférieure et autour du rotor, tandis que ce dernier est pourvu d'aubes en saillie vers l'extérieur, inclinées vers 1-'arrière par rapport au sens de rotation et proportionnées de manière à se terminer relativement près de la périphérie interne de la pièce annulaire du stator, cette dernière étant percée d'une série circonférentielle de fen- tes verticales, s'étendant vers l'extérieur,

et relativement étroites en comparaison de leur longueur vers l'extérieur.

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Claims

2. Appareil de dispersion caractérisé en ce qu'il comporte une cuve dans laquelle est monté un dispositif de dispersion comprenant un sta- tor et un rotor qui y est logé et possède des aubes faisant saillie vers l'extérieur, ce dispositif de dispersion se composant de pièces discoïdes supérieure et inférieure situées à proximité des parties supérieure et infé- rieure des aubes du rotor et présentant une ouverture centrale pour l'entrée de la matière à disperser, le stator comportant une pièce annulaire s'éten- dant verticalement entre les pièces discoïdes supérieure et inférieure et <Desc/Clms Page number 4> située autour du rotor,

tandis que les aubes du rotor sont inclinées vers l'arrière par rapport au sens de rotation et sont -proportionnées 'de manière à se terminer relativement près de la périphérie interne de la'pièce annulai- re du stator, qui est percée d'une série de fentes s'étendant vers l'extérieur, relativement étroites en comparaison de leur longueur vers l'extérieur...

3. Appareil de dispersion caractérisé en ce qu'il comporte uné cuve dans laquelle est monté un dispositif de dispersion comprenant un sta- tor et un rotor qui y est logé, le stator étant composé de pièces discoïdes supérieure et inférieure situées à proximité intime des surfaces supérieure et inférieure du rotor et présentant une ouverture centrale pour l'entrée' de la matière à disperser, ainsi que d'une pièce annulaire s'étendant entre les pièces discoïdes supérieure et inférieure et autour du rotor, lequel possède des aubes en saillie vers l'extérieur, proportionnées de manière à se terminer relativement près de la périphérie interne de la pièce annulaire du stator qui présente une série circonférentielle de passages s'étendant vers l'extérieur, relativement étroits en comperaison de leur longueur vers l'extérieur.

4. Appareil de dispersion caractérisé en ce qu'il comporte une cuve dans laquelle est monté un dispositif de dispersion comprenant un sta- tor et un rotor qui y est logé, ce dispositif de dispersion comportant des pièces discoïdes supérieure et inférieure disposées à proximité des parties supérieure et inférieure des aubes du rotor et présentant une ouverture cen- trale pour l'entrée de la matière à disperser, le stator comprenant une pie- ce annulaire s'étendant verticalement entre les pièces discoïdes supérieure et inférieure et autour du rotor, tandis que les aubes du rotor sont incli- nées vers l'arrière par rapport au sens de rotation et sont proportionnées de façon à se terminer relativement près de la périphérie interne de la piè- ce annulaire du stator,

qui est percée d'une série circonférentielle de rai- nures verticales s'étendant vers l'extérieur et relativement étroites en comparaison de leur longueur vers l'extérieur.

5. Appareil de dispersion caractérisé en ce qu'il comporte une cuve dans laquelle est monté un dispositif de dispersion comprenant un sta- tor et un rotor qui y est logé, un moyen de supporter ce dispositif'de dis-- persion au-dessus du fond de la cuve, le stator se composant de pièces dis- coîdes supérieure et inférieure, venant à proximité intime des surfaces su- périeure et inférieure du rotor et présentant des ouvertures centrales su- périeure et inférieure pour l'entrée de la matière à disperser, ainsi que d'une pièce annulaire s'étendant entre les pièces discoïdes supérieure et inférieure et autour du rotor, lequel est pourvu d'aubes en saillie vers l'extérieur,

inclinées vers l'arrière par rapport au sens de rotation et proportionnées de manière à se terminer relativement près de la périphérie interne de la pièce annulaire du stator qui présente une série circonféren- tielle de fentes verticales s'étendant vers l'extérieur et relativement étroi- tes en comparaison de leur longueur vers l'extérieur.

6. Appareil de dispersion caractérisé en ce qu'il comporte une cuve dans laquelle est monté un dispositif de dispersion comprenant un sta- tor et un rotor qui y est logé, un moyen de supporter ce dispositif de dis- persion au-dessus du fond de la cuve, le stator se composant de pièces dis- coïdes supérieure et inférieure venant à proximité intime des surfaces su- périeure et inférieure du rotor et présentant.des ouvertures centrales supé- rieure et inférieure pour l'entrée de la matière à disperser, ainsi que d'une pièce annulaire placée entre les pièces discoïdes supérieure et infé- rieure et autour du rotor, lequel est pourvu d'aubes en saillie vers l'ex- térieur,

proportionnées de manière à se terminer relativement près de la périphérie interne de la pièce annulaire du stator qui présente une série circonférentielle de passages s'étendant vers l'extérieur et relativement étroits en comparaison de'leur longueur vers l'extérieur.

7. Appareil de dispersion caractérisé en ce qu'il comporte une cuve dans laquelle est monté un dispositif de dispersion comprenant un sta- tor et un rotor logé dans celui-ci et pourvu d'aubes en saillie vers l'exté- <Desc/Clms Page number 5> rieur, ce dispositif de dispersion se composant de pièces discoïdes supé- rieure et inférieure disposées à proximité des parties supérieure et infé- rieure des aubes du rotor et présentant une ouverture centrale pour l'entrée de la matière à disperser, ainsi que d'une pièce annulaire s'étendant verti- calement entre les pièces discoïdes supérieure et inférieure et autour du rotor dont les aubes sont inclinées vers l'arrière par rapport au sens de rotation et sont proportionnées de façon à se terminer près de la périphérie interne de la pièce annulaire du stator,

laquelle est percée d'une série circonférentielle de passages s'étendant en substance ràdialement et relati- vement étroits en comparaison de leur longueur vers l'extérieur.

8. Appareil de dispersion comprenant une cuve dans laquelle est monté un dispositif de dispersion comprenant un stator et un rotor qui y est logé, le stator se composant de pièces discoïdes supérieure et inférieure venant à proximité intime des surfaces supérieure et inférieure du rotor et présentant une ouverture centrale pour l'entrée de la matière à disperser, ainsi que d'une pièce annulaire s'étendant entre les pièces discoïdes supé- rieure et inférieure et autour du rotor, lequel est pourvu d'aubes en sail- lie vers l'extérieur, inclinées en arrière par rapport au sens de rotation et proportionnées de façon à se terminer relativement près de la périphérie interne de la pièce annulaire du stator qui est percée d'une série circon- férentielle de fentes verticales pratiquement radiales,

relativement étroi- tes en comparaison de leur étendue vers l'extérieur.

9. Appareil de dispersion caractérisé en ce qu'il comporte une cuve dans laquelle est monté un dispositif de dispersion comprenant un sta- tor et un rotor qui y est logé et est pourvu d'aubes en saillie vers l'ex- térieur, ce dispositif de dispersion se composant de pièces discoïdes su- périeure et inférieure venant à proximité des parties supérieures-et infé- rieures des aubes du rotor et présentant une ouverture centrale pour l'en- trée de la matière à disperser, ainsi que d'une pièce annulaire s'étendant verticalement entre les pièces discoïdes supérieure et inférieure et autour du rotor, dont les aubes sont inclinées vers l'arrière par rapport au sens de rotation et sont proportionnées de façon à se terminer relativement près de la périphérie interne de la pièce annulaire du stator,

laquelle est per- cée d'une série circonférentielle de fentes verticales s'étendant vers l'ex- térieur et relativement étroites en comparaison'de leur étendue vers l'exté- rieur, et un dispositif moteur pour faire tourner le rotor à une vitesse pé- riphérique supérieure à sept mille cinq cents pieds (2250 mètres) par minute. en annexe 2 dessins.