Procédé de pulvérisation de matière solide. La présente invention a trait à la pulvéri sation de matière solide telle, par exemple, que les minéraux friables et les substances similaires (y compris les pigments) en vite de leur conversion en poudres ultra-fines.
Cette invention. consiste en un procédé de pulvérisation de matière solide de manière à la convertir en une matière ultra-fine, carac térisé en ce qu'on traite la matière par un fluide sous pression à l'intérieur d'une cham bre d'abrasion, en ce qu'on fait. passer la ma tière ainsi traitée dans une chambre de triage pour réintroduire la matière insuffisamment réduite dans la chambre d'abrasion afin de la soumettre à un traitement supplémentaire.
Pour assurer le maintien de la pression et ou (le 1a vitesse de la matière à l'intérieur de la chambre d'abrasion et éviter la dissipa tion d'énergie, cette chambre peut être de construction sinueuse, hélicoïdale ou parallèle et peut présenter des ouvertures de commu nication, et la matière peut être traitée dans cette chambre pendant un temps d'une durée aussi longue que cela est pratiquement pos sible avant d'être transférée à la chambre de triage.
Le mélange de matière et de fluide peut s'élever à l'intérieur de la chambre d'abrasion, les particules les plus lourdes étant ramenées à un niveau inférieur, pour y subir un nou veau traitement soit par les ouvertures de communication, soit par l'intermédiaire de la chambre de triage.
On petit effectuer une réduction complète des morceaux libres ou particules semi-pulvé- risées de pigments ou autres matières, d'une manière propre à réduire au minimum la dis sipation d'énergie du fluide sous pression à l'intérieur de la chambre d'abrasion, en pro voquant une variation et, par suite, un accrois sement du ou des chemins parcourus par la matière à l'intérieur de la chambre d'abrasion vers laquelle elle est dirigée pour y être pul vérisée par attrition.
La chambre d'abrasion peut comprendre au moins deux faces d'attrition placées en re gard et à, un certain écartement l'une de l'autre, de préférence aussi rapprochées l'une de l'autre que cela est pratiquement possible, la matière étant dirigée vers l'intérieur de cette chambre et déviée d'une des parois à l'autre de telle manière que, par l'effet de chocs alternants sur les faces de ladite cham bre, elle se trouve contrainte à suivre un tra jet sinueux et à prolonger ainsi son mouvement à l'intérieur de ladite chambre, dans laquelle un fluide sous pression est introduit, cette matière sortant finalement de la chambre à un état de fine subdivision.
'Un injecteur ou des tuyères à fluide tour billonnant peuvent être prévus pour ramener les particules les plus grosses de la matière de la chambre de triage à la chambre d'abra sion et un écran fluide peut être prévu en travers de l'orifice de sortie de la matière pour qu'on soit sûr qu'une matière insuffi- samment broyée ne quittera pas la chambre de triage et qu'une telle matière sera, au con traire, ramenée à la chambre d'abrasion pour y être de nouveau traitée.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, des formes d'exécution préférées de cette invention.
Fig. 1 est une vue en élévation avec demi- coupe verticale d'un appareil de pulvérisation. Fig. 2 est une vue en élévation fragmen taire de la portion voisine de la ligne x-x de .la fig. 1.
Fig. 3 et 4 sont des coupes horizontales par les lignes x-x et y-y de la fig. 1.
Fig. 5 est une vue. analogue à la fig. 1, d'une variante.
Fig. 6 et 7 sont des coupes horizontales par les lignes x-x et y-y de la fig. 5.
Fig. 8 est une vue en élévation avec coupe verticale d'une variante.
Fig. 9 est une coupe par la. ligne y-y de la fig. 8.
Fig. 10 représente, par une vue perspec tive, un fragment de la variante de la fig. 8. Fig. 11 est une coupe fragmentaire repré sentant une construction modifiée de la chambre d'abrasion de l'appareil de fig. 8. Fig. 12 est, une élévation-coupe d'un autre appareil de pulvérisation.
Fig. 13 est une vue, moitié en plan, moitié en coupe horizontale, de l'appareil de la fig. 12.
Fig. 14 est une coupe d'une tuyère ré glable.
On décrira d'abord l'appareil des fig. 1 à 4, dans lesquelles 1 désigne une chambre d'abrasion, constituée par un organe extérieur dans lequel est disposé un organe inté rieur 3. Des rainures hélicoïdales 21 sont cons tituées sur la surface intérieure de l'organe 2, en regard de rainures 31 constituées sur la. surface de l'organe intérieur 3, de manière à former la chambre d'abrasion 1, qui effectue ainsi plusieurs tours complets (indiqués par des traits mixtes) autour de l'axe vertical principal de l'appareil.
L'organe 3 de la chambre d'abrasion est fixé à l'organe 2, à son extrémité supérieure, par une bride 3" qui est traversée par des boulons 4 se vissant dans l'organe 2, et un joint hermétique aux gaz est établi entre les surfaces de contact inférieures 2' et 3e des organes 2 et 3 par une garniture.
Des lumières 5, pratiquées dans l'organe 3 de la. chambre d'abrasion 1 et. communiquant avec la spire la plus haute de cette chambre, débouchent dans une chambre de classement ou triage 6 constituée à. l'intérieur de L'organe 3, et un tube d'échappement. à bride 7 est fixé par des boulons 8 à. un prolongement infé rieur 9 dudit tube, lequel prolongement est aussi pourvu d'une bride et fixé par les bou lons 4.
Une lumière 10 (fig. 3), ménagée dans la portion inférieure de l'organe 3, communique avec la spire la plus basse de la chambre 1, et une tuyère d'injection 11, vissée dans un cône 12 prévu à l'intérieur de la portion de base de l'organe 2, est dirigée vers l'intérieur de cette lumière. Il peut d'ailleurs être prévu plusieurs de ces lumières 10, avec une tuyère à fluide 11 pour chacune d'elles.
Des tuyères 1.3, reliées par des tuyaux non représentés à un compresseur (également non représenté), sont vissées dans des ouver tures 14 de 1'orga.ne 2 et projettent. des jets de fluide comprimé dans la spire la. plus basse de la chambre 1. Celle-ci présente aussi une ouverture 1.51 dans laquelle se visse un injec teur 15 à l'aide duquel est introduite la ma tière à pulvériser. L'angle suivant lequel cha cune des tuyères 13, ainsi que l'injecteur 15, sont dirigés vers l'intérieur de la chambre 1, est tel .que le fluide sous pression émis tourne autour de l'axe longitudinal de cette chambre en même temps qu'il progresse le long de cette chambre.
Des canaux verticaux 16 constituent des lu mières entre les circonvolutions de la chambre 1 et, près de ces lumières 16, se trouvent des nervures radiales 17 prévues sur l'organe 3 et des rainures radiales 1.71 aboutissant aux lu mières 16 de l'organe 2.
La matière à pulvériser est. introduite par l'injecteur 15 (auquel un mécanisme équiva lent peut être substitué) dans la chambre 1, dans laquelle elle est soumise à l'action tour- billonnante progressive du fluide sous pres sion projeté par les tuyères 13 et, en venant heurter alternativement les surfaces d'abra sion 2a, 3a de ladite chambre, ladite matière est contrainte à suivre un trajet sinueux à l'intérieur de cette chambre et, par une action d'abrasion ou d'attrition, ses particules se trouvent réduites à un état suffisamment fin pour pouvoir être déchargées, par l'intermé diaire des lumières 5, dans la chambre 6.
Les particules les plus grosses de la matière re passent par les lumières 16 de chacune des spires de la chambre dans la spire directe ment inférieure pour y être de nouveau trai tées, les rainures 17a permettant à de telles particules de s'échapper en passant par les lumières 16 pour pénétrer dans le courant de matières passant dans ladite spire inférieure, et les nervures 17 contribuant à guider ces particules et à les faire passer par les lumières 16.
Le chemin tortueux allant des lumières 5 à la tubulure d'échappement 7 (comme résul tat de la disposition du prolongement 9 de cette tubulure) provoque la séparation des particules, et celles dont la grosseur est. supé rieure à une valeur prédéterminée se déposent dans la chambre 6, d'où elles sont réinjeetées par le jet de fluide projeté par la tuyère 11 prévue dans la ou chacune des lumières 10 à l'intérieur de la spire la. plus basse de la chambre, pour y subir une réduction ou broyage supplémentaire. Le fluide sous pres sion que revoit la tuyère 11 provient du cône 12 dans lequel le fluide est introduit à partir d'une tubulure d'alimentation (non représen tée) fixée à la base de l'organe 2.
L'appareil prévoit le retour continu de la matière insuffisamment réduite aux spires in férieures de la chambre d'abrasion, pour y subir un traitement supplémentaire, non seu lement pendant que la matière se trouve dans ladite chambre, mais aussi lorsqu'elle a atteint la chambre de triage 6, qui la transfère fina lement, à l'état de fine subdivision requis, à l'orifice d'échappement 7, à la sortie duquel elle est finalement ensachée ou autrement re cueillie. Dans l'appareil des fig. 5, 6 et 7, le cône 12 de l'organe 2 et l'orifice d'admission de fluide s'y rapportant sont supprimés et il est prévu pour les remplacer une tubulure d'échappement à bride 19 disposée en regard de la tubulure 7.
La matière partiellement ré duite de la chambre 6 est transférée de la tubulure 19 à l'injecteur 1.5 pour être réintro- duite dans l'appareil.
De plus, les tuyères 13, au lieu d'être re liées individuellement au compresseur, sont entourées par une boîte collectrice 20, fixée à la portion inférieure de l'organe 2 par des boulons 21, 22 traversant des brides 20a, 20' de la boîte 20. Pour faciliter l'enlèvement des tuyères 13, la boîte 20 est percée d'un trou 23 en face de chacune des ouvertures 14 de l'organe 2, ces ouvertures étant pourvues d'obturateurs amovibles 23a. L'injecteur 15 est vissé dans une ouverture 24 de la boîte 20 à l'alignement d'une ouverture 15a de l'organe 2, et une admission de fluide 25 est destinée à être raccordée à une source de fluide.
Dans cette construction, les parois inférieures de la chambre 1 constituée par les organes 2 et 3 ont une épaisseur qui permet aux surfaces d'usure 2a, 3a d'être alésées et regarnies.
La chambre d'abrasion des fig. 8, 9 et 10 est constituée, comme précédemment, par des organes extérieur 2 et intérieur 3, mais elle est réduite à un anneau simple, vers l'inté rieur duquel des tuyères réglables 13a sont dirigées, de même qu'un injecteur, non représenté. Les tuyères 13a sont raccordées par des tuyaux 26a à un collecteur à fluide 26 assujetti ,à un prolongement en forme de toit 3d de l'organe 3, et une tubulure à bride 7 est fixée à ce prolongement par des boulons 8. Une paroi cylindrique à bride 3e est fixée à la base de l'organe 3 par des boulons non dessinés.
L'élément 2 de la chambre est. prolongé vers l'intérieur pour constituer une paroi de base ou plancher 2', et entre un cordon annu laire 2d de cette paroi et la surface inférieure de l'organe 3 est ménagé un intervalle 5a qui constitue une lumière annulaire par laquelle la matière pulvérisée est déchargée de la chambre 1 dans la chambre 6.
Un dispositif à tuyères 28 s'élève centrale ment à l'intérieur de la chambre 6 à partir de la. paroi de base 2e, et un tuyau 29, relié à la source de fluide, est. d'autre part relié à une portion de diamètre réduit du dispo sitif 28, laquelle portion traverse la paroi 2 .
Le dispositif 28 présente une série d'ori fices d'injection 28a qui ramènent la matière insuffisamment réduite à la chambre 1 en opposition au courant déchargé, et l'extrémité supérieure de ce dispositif présente une fente annulaire 28b dont le débit, établit un écran de fluide sous pression en travers de l'orifice d'échappement 7 pour opposer un obstacle supplémentaire aux particules qui tenteraient de s'échapper par ledit. orifice avant d'avoir été complètement réduites.
A la fig. 11, qui est une variante de la fig. 8, entre les organes 2 et 3, sont. disposées des sections de garnitures amovibles 32 3.\3a, les sections 32 présentant des ouvertures 32b placées en regard de la lumière 5a, entre l'or gane 3 et la paroi de base 2c de la chambre 6.
Les tuyères 13 (fig. 11 et 14), dirigées vers l'intérieur de la chambre 1, traversent. l'organe 2 et sont entourées par une chambre collectrice 20 pourvue d'une admission de fluide 25. De préférence, ces tuyères 13 sont. angulairement réglables, comme on le voit à la fig. 14, dans laquelle le conduit d'injection 13b fait un certain angle avec l'axe longitudi nal de la tuyère. Ceci permet, par rotation de la tuyère dans sa monture, de faire varier l'angle suivant lequel le fluide sous pression pénètre dans une chambre d'abrasion, de ma nière à l'adapter à la matière à traiter.
Les fig. 12 et 13 comprennent, une boîte 30 pourvue d'un couvercle 31 dans lequel sont disposées deux chambres d'abrasion 1, 1a éta blies sous forme des sections 32, 32a les plus appropriées à la matière à traiter. La boîte 30 est entourée par une conduite 33 pourvue d'une admission de fluide 33a à partir de la quelle le fluide comprimé est fourni par des tuyaux 33b : à des tuyères angulairement ré glables 13a fixées à la boîte 30. Ces tuyères dirigent des jets de fluide vers l'intérieur des chambres 1 et. 1a qui communiquent entre elles par des lumières 16.
Pour faciliter la péné tration des particules dans la chambre infé- rieuure la, la. chambre supérieure 1 est. pourvue d'un rebord 18 contre lequel butent les parti cules qui sont ainsi arrêtées et guidées vers les lumières 16, ledit rebord étant obtenu en épaississant la. base des sections 32 de cette chambre, et un rebord similaire 18a est cons titué dans la chambre inférieure 1. a par l'épais sissement de la portion supérieure des sec tions 32a.
La matière à. traiter, arrivant par une tré mie 34, est projetée par un injeeteur 15 dans la. chambre d'abrasion supérieure 1, où elle est soumise à l'action de jets de fluide fournis par les tuyères 13a; et cette matière passe par les lumières 16 dans la chambre inférieure 11, et, lorsqu'elle est devenue suffisamment fine, passe par des lumières supérieures ou/et infé rieures 5, 5a prévues dans les sections 32 des chambres 1, la.
Ion regard des lumières 5, 5a se trouvent des ailettes directrices 35 qui sont montées à. pivot à l'intérieur de la boîte 30 et du couvercle 31 à l'aide d'axes 35a et dont on peut régler la. position uniformément et simultanément à. l'aide d'engrenages 36.
Les lumières 5, 5a débouchent dans une chambre de triage secondaire 611, dans laquelle se trouve un collecteur 37 pourvu de lumières 7a 3<B>3</B> qui débouchent dans la chambre 6a, ainsi que d'une tubulure d'échappement de matière 38 et d'un échappement de gaz 39, principale ment destiné au fluide épuisé, opposé à la tubulure 38.
La position des lumières 37a et l'angle donné aux ailettes assurent que la ma tière insuffisamment réduite sera déviée en regard des lumières 37a et se déposera dans la chambre 6a, celle-ci étant. pourvue d'un obturateur 40 monté à charnière en -10a et d'un contrepoids 41. qui permettent une éva cuation intermittente de la matière. La ma tière ultra-fine peut être recueillie à l'orifice 39 et la matière de finesse normale peut être recueillie à l'orifice 38.
Les caractéristiques d'une forme de réali sation peuvent être appliquées à d'autres formes de réalisation. Par exemple, un écran d'air peut être disposé en travers des orifices d'échappement de matière de l'appareil des fig. 5 à 7. De plus, les rebords 18 et 18a que comportent les chambres d'abrasion dans les fig. 12 et 13 peuvent être incorporés aux appareils des fig. 1 à 7. De même, les tuyères angulairement réglables de la fig. 14 peuvent être appliquées à tous les autres appareils.
Les chambres d'abrasion des fig. 1 à 7 peu vent être pourvues de garnitures amovibles.