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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS DE BROYAGE
Il est connu de constituer les broyeurs ventilée verticaux de telle sorte que le broyage des produits soit produit principalement par suite de la création d'un état vi- bratoire, ou de chocs et frottements des particules les unes contre les autres plutôt que par l'impact des particules sur les pales du broyeur.
Les appareils connus dans lesquels on recherche cette interaction des particules les unes sur les autres ont un fonctionnement assez médiocre, du fait soit de l'irrégula- rité du mélange et de la répartition des produits à broyer et du fluide gazeux circulant dans l'appareil ; soit de ce que ne sont pas remplies les conditions nécessaires pour la formation et l'entretien de tourbillons profonds entraînant la matière à broyer ; soit encore du fait d'une imperfection de la classification dont la précision doit être adaptée aux possibilités de ce mode de broyage.
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La présente invention a pour objet un broyeur ventilé vertical perfectionné palliant ces inconvénients, caractérisé par tout ou partie des dispositions suivantse a) le broyeur comporte,à sa base, un caisson d'alimentation débouchant au oentre de l'appareil, de telle sorte que les produits en provenance de oe caisson soient, dès leur entrée dans le broyeur, également répartie sur la circonférence de oe derniers b) le caisson d'alimentation reçoit à la foie l'air frais, l'air recycle, le produit brut et le produit ,:
' recyclé de telle sorte.que les différente composants du mélange air-produit soient loua introduite en un même point du broyeur et qu'ainsi il n'y ait pas d'irrégularité dans la composition du mélange air-produit comme cela se produit lorsque les composante sont introduits séparément* c) l'arrivée d'air frais dans le conduit d'alimen- tation aboutissant au caisson est située entre l'arrivée du' mélange air recycle-produit recyclé et l'arrivée du produit brut, de telle sorte que l'air frais, l'air recycle, le produit brut et le produit mélangé soient intimement mélangée dans le caisson préalablement à leur introduction dans le broyeur.
d) la vitesse de rotation du rotor est telle que la vitesse en bout de pale soit intérieure à 150 m/s et de préférence comprise entre 60 m/s et 100 m/s et la force centrifuge entre 2.000 et 3*000 g, ce qui nécessite un diamètre du rotor compris entre 24 et 100 cm. ;
afin qu'il , puisse se former entre les pales des tourbillons profonde tout en évitant que la force centrifuge ne soit trop élevée peur que les produits puissent y pénétrer
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e) le jeu entre l'extrémité des pales du. rotor et le stator est compris entre 5 et 12 mm., de façon à provoquer à l'arête des pales les décollements générateurs de tourbillons. f) le jeu entre l'extrémité des pales du rotor et le stator étant une donnée critique, les pales radiales sont fabriquées avec des alliages à haute teneur en chrome
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(environ 15 de façon à éliminer les pht5no1fi:
e d'usure pouvant modifier l'espace compris entre l'eau imité des pales du rotor et le stator. g) le broyeur comporte en outre un classificateur dont l'orifice de sortie est un cylindre concentrique au rotor, de telle sorte que la zone de classification soit répartie sur un cylindre concentrique au rotor et qu'ainsi dans cette zône les valeurs de la force centrifuge soient les mêmes.
A titre d'exemple et pour faciliter l'intelli- genoe de la description. on a représenté au dessin annexé t
Figure 1, une vue en coupe d'un broyeur selon l'invention.
Figure 2, une vue de détail en coupe en plan illustrant les tourbillons formés dans 1 appareil.
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Figure 3 une vue schématique duin c3pacificateur connu.
Figure 4, une vue schématique d'un classificateur selon l'invention.
En se reportant à la figure 1, on voit que le broyeur comporte un stator 1 et un rotor 2 à aubes radiales 3. Le stator 1 peut ou non être rainure intérieurement.
Ce broyeur comporte en outre un caisson d'alimentation 4.
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Ce caisson 4 comprend * un conduit d'arrivée d'air et de produite recyclés 5 une arrivée de produit brut 6, uno arrivée d'air frais 7 située entre l'arrivée 5 d'air et de produite recycles et l'arrivée 6 de produits bruteun caisson d'alimentation 8 dans lequel l'air recyclé, l'air frais, le produit recyclé et le produit brut sont brassés avant introduction dans l'appareil par l'orifice de sortie 9 ducaisson 4, cet orifice étant situé le plus près possi- ble de l'axe central du broyeur, do telle sorte que le mé- lange air-produit débouchant par l'orifice 9 soit immédia- tement réparti également sur la circonférence du broyeur.
L'alimentation en produit brut peut se faire de façon connue au moyen d'une trémie 10 et d'une vis sans fin 11entraînée par un moteur 12. L'arrivée d'air frais 7 comporte de préférence un volet de réglage commandé par exemple par une manette 13.
Pour que le processus d'autodésagrégation de la matière puisse prendre place, il faut s a) que les dimensions du rotor 2 et sa vitesse de rotation, b) que l'espace compris entre l'extémité des pales 3 du rotor 2 et du stator 1, c) que les dimensions des alvéoles constitués par les espaces située entre les pales 3, soient tels qu'il y ait formation de tourbillons profonds (fig. 2) entraînant la matière à moudre dans lesdits alvé- oies et que l'écoulement du flux constitué par le mélange air-produit soit le plus turbulent possible sans que la force centrifuge ne soit tellement élevée que les produits soient rejetés hors des alvéoles.
En d'autres termes,
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lorsque la vitesse du rotor est trop faible, l'écoulement du flux air-produit n'est pas assez turbulent pour que se pro- duise d'une façon satisfaisante le processus d'auto-désa- grégation de la matière et lorsque l'écoulement est trop rapide, les produits sont centrifugés et ne pénètrent pas ou presque dans les alvéoles. Au broyage par percussion peut se substituer alors un broyage par autodésagrégation de la manière résultant des chocs entre les particules dans les tourbillons. Ce broyage par autodésagrégation de la ma- tière peut d'autant mieux so faire que le mélange air- produit est pratiquement homogène et que sa répartition est régulière dans le broyeur.
Pour que ces conditions optima de fonctionnement soient obtenues, il faut que le rotor soit animé d'une vi- tesse de rotation telle que la vitesse à l'extrémité des pales soit intérieure à 150 métros/seconde, et de préférence comprise entre 60 et 100 mètres/zeconde et la force oentri- fuge comprise entre 2.000 et 3:000 g.
En appliquant la formule # = V2/R on trouve R que pour ces différentes valeurs maxima et minima le dia- mètre du rotor se trouve compris entre 24 cm. et 100 cm.
Lorsque la vitesse dépasse 150 M/s; 10 rendement de l'appareil est nettement inférieur du fait que les pro- duits à broyer sont centrifugés le long de la paroi inter- ne du stator et ne sont plus brassés par les tourbillons à l'intérieur des alvéoles.
Il faut en outre, pour que les tourbillons, fac- teurs d'autodésagrégation pui@ocnt se produire, que l'écou- lement du flux d'air et de produit à broyer soit le plus turbulent possible et les essais ont montré que cette tur- bulence maximum était obtenue lorsque, pour les vitesses
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et les dimensions indiquées ci-dessus, le jeu entre les ex- trémités de pale et le stator est compris entre 5 et 12 mm.
Pour maintenir l'existence de ce jeu et éviter qu'il ne soit rapidement augmenté par une usure prématurée, ce qui provoquerait immédiatement une modification de l'é- coulement turbulent les pales 3 du rotor sont constituées de préférence par des alliages résistant h la foie aux ef- forts de traction, dûs a leur rotation, et à l'abrasion.
En particulier, les meilleure résultats sont obte- ' nue en utilisant des alliages à haute teneur au chrome, n@tamment à 15 %,
Le broyeur vertical selon l'invention comporte en outre un classificateur perfectionné.
Ion broyeurs verticaux comportent usuellement des classificateurs dont le principe est d'opposer la poussée de l'air sortant les produits, à la force centrifuge à laquelle sont soumis ces produits- l'action de cette dernière étant prépondérante pour les crains les plus gros, ces derniers sont en quelque sorte éjectes hors du flux d'air sous l'effet de la force centrifuge.
A cet effet (fig. 3) le courant d'air 14 eot partiel- lement détendu dans un caisson circulaire 15 avant d'être recomprimd par le passage par l'orifice de sortie 16 du caisson 15, cet orifice 16 étant annulaire et compris dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor 2.
Il se produit sur chaque filet du flux air-produit une zone 19 de poussée minima où la poussée de l'air peut, pour les graine les plus gros, devenir inférieure à la force centrifuge, qui en- traine ces grains hors du flux d'air, ces grains ainsi éjectés sortant du broyeur par un orifice 17 pratiqué dans .
la paroi du stator et pouvant être recueillis par un conduit do recyclage 18 parexemple,
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Cette classification cet généralement défectueuse parce que la zone 19 des minima étant perpendiculaire l'é- coulement 14 qui est lui-même oblique par rapport à l'axe de l'appareil, s'évase de bas en haut, et la force centrifuge étant fonction de la distance au centre de la machine varie le long de cotte zone 19, ce qui a pour résulta que la classification s'établit à des dimensions dif ntesle lorg de cette zone 19 de maxima.
En se reportant à la figure 4, on voit que le clas- sifioateur selon la présente invention est constitué par un caisson cylindrique 20 ayant deux parois verticales 21 et 22, l'une 21 dans le prolongement du stator et l'autre 22, inté- rieure. Ce caisson 20 comporte un orifice de sortie 23 qui est un cylindre concentrique à l'appareil.
Co clscstficateur fonctionne suivant le même principe de détente partielle du courant d'air 26, mais du fait de la forme du caisson 20 et de la position de son orifice de sortie 23 situé à sa partie inférieure, le flux d'air et de produit 26 est tel que sa zone 25 de poussée minimaconstitue un cylindre, concentrique au stator, le long duquel la force centriiuge a une valeur uniforme, ce qui a pour résultat que les dimensions et clas- sification sont les mômes.
Il est bien évident que l'invention n'est @@s limita- aux exemples de réalisation décrits à partir desquels on peut prévoir d'autres modes de réalisation sans pour autant sortir du cadre de l'invention.