CH683752A5 - Appareil de broyage continu à sec. - Google Patents

Description

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Description

L'invention concerne d'une manière générale la production de poudres homogènes fines, ayant une distribution très étroite de dimensions de particules, à partir de matières solides en particules, dans un broyeur à boulets agités ou un broyeur à milieux agités, et elle a trait en particulier à un appareil continu à grande vitesse pour traiter les matières solides en particules afin de produire une telle poudre fine par un procédé continu à sec, avec décharge radiale.

L'art antérieur comprend divers procédés et appareils pour le broyage à sec de matières solides en particules, comprenant des broyeurs à boulets, des broyeurs vibratoires, des broyeurs à impact, des broyeurs à jets, des broyeurs à aiguilles, des broyeurs à marteaux et des broyeurs à tubes, qui sont tous bien connus de l'homme de l'art.

L'art antérieur comprend plus particulièrement des dispositifs à milieux agités ou des broyeurs à boulets agités. A cet égard, ces broyeurs utilisent un procédé dans lequel la matière à broyer est mélangée avec des éléments ou boulets de broyage et est agitée.

De tels moyens de fragmentation comprennent généralement une cuve qui contient un lit d'éléments de pulvérisation ou de broyage qui sont agités par des éléments reliés à un arbre tournant.

Un avantage important des broyeurs de pulvérisation du type à milieux agités, en comparaison avec les broyeurs vibratoires ou broyeurs à boulets, par exemple, est que la pulvérisation à lieu principalement entre les éléments de pulvérisation des milieux agités et qu'elle n'implique pas les parois de la cuve. Par conséquent, l'usure mécanique de la paroi intérieure de la cuve est considérablement réduite. Un autre avantage des broyeurs de pulvérisation du type à milieux agités est que la cuve de pulvérisation reste immobile, de sorte que ces broyeurs sont moins encombrants.

Des dispositifs de ce type général sont utiles dans diverses industries telles que les industries chimiques, agricoles, du caoutchouc, de la céramique, de l'enduction des papiers, des métaux, des poudres, des peintures et vernis, de l'impression, de la pharmacie, des cosmétiques, des matières plastiques, de l'électronique et de la confiserie.

L'objectif de base de ces dispositifs est de produire un écoulement constant de matière traitée, broyée de façon globalement uniforme et fine. Habituellement, les particules solides sont broyées, dans l'art antérieur, à une dimension comprise entre 100 et 5 micromètres.

Comme mentionné, la matière devant être broyée est placée dans l'enceinte ou cuve fixe avec un milieu convenable de broyage, tel que des billes ou boulets du type en acier au carbone, en acier inoxydable, en acier au chrome, en carbure de tungstène ou en céramique, d'un diamètre globalement compris entre 4,8 et 12,7 mm. Ce milieu n'est indiqué qu'à titre illustratif et est bien connu dans l'industrie.

Dans un procédé à sec du type discontinu, une quantité choisie d'un mélange à traiter est placée dans une cuve en même temps que les éléments du milieu de pulvérisation ou de broyage, et le milieu de broyage est ensuite agité par un agitateur, après quoi la charge est enlevée et le processus est répété.

Dans le procédé de broyage continu à sec, la matière est introduite dans la cuve par le haut, tombe à travers le lit formé par le milieu de broyage et est déchargé à travers des grilles situées au fond.

Ces diverses approches de l'opération de broyage ont à la fois des avantages et des inconvénients. Par exemple, avec des opérations du type discontinu, il faut arrêter l'opération de broyage pour effectuer une décharge, alors que ceci n'est pas nécessaire dans un système continu. Cependant, dans un système continu fonctionnant à sec, la décharge s'effectue généralement par gravité, ce qui ne convient pas à une matière broyée de façon extrêmement fine ou à une matière de faible densité.

Par conséquent, bien que chacune des approches précitées se soit avérée satisfaisante dans la situation appropriée, il semble que le concept fondamental peut être amélioré par la mise en œuvre d'un broyeur nouveau et inédit, fonctionnant à sec et à grande vitesse, qui soit également capable de fonctionner en continu.

L'appareil selon la présente invention réalise ce but et se distingue par les caractéristiques énumé-rées à la revendication 1.

Il est apparu qu'en utilisant une combinaison de bras d'agitation de forme en L et de disques déflecteurs sur l'arbre de l'agitateur, on peut obtenir un broyage continu à sec avec une décharge latérale.

Il est apparu que cet objet peut être réalisé en disposant les bras agitateurs de forme en L en un arrangement alterné avec ies disques déflecteurs, les branches courtes des bras étant dirigés de façon alternée vers le haut et vers le fond de la cuve.

Il est en outre apparu que les objets souhaités de l'invention peuvent encore être améliorés en espaçant les branches courtes des bras agitateurs des parois de la cuve d'une distance égale à environ 4 à 7 fois le diamètre des éléments de broyage et en espaçant la branche longue du bras d'agitation le plus bas d'une distance similaire du fond de la cuve.

Il est apparu en outre que les objets souhaités de l'invention peuvent encore être améliorés en utilisant des disques déflecteurs d'un diamètre compris entre 50% et 83% du diamètre de la cuve.

Il est en outre apparu que les objets souhaités de l'invention peuvent encore être améliorés dans certaines circonstances par l'utilisation d'un écoulement d'air dirigé vers l'intérieur de la cuve à proximité immédiate du point de décharge radiale pour faciliter la décharge.

Il est en outre apparu que les objets souhaités de l'invention peuvent encore être améliorés dans certaines circonstances en dirigeant les branches courtes de certains des bras d'agitation les plus hauts vers le haut de la cuve.

Par conséquent, la production d'un appareil perfectionné de broyage à sec à grande vitesse, du

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type décrit ci-dessus, devient l'objet principal de l'invention.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatifs et sur lesquels:

la fig. 1 est une vue en perspective d'une forme de l'appareil perfectionné de broyage à sec à grande vitesse selon l'invention;

la fig. 2 est une vue en élévation avec coupe de la cuve de pulvérisation;

la fig. 3 est une vue en élévation de l'un des bras d'agitation de forme en L logés et utilisés dans la cuve de pulvérisation;

la fig. 4 est une vue en coupe horizontale de la structure d'une vanne de décharge; et la fig. 5 est une vue en coupe de la structure de la vanne de décharge suivant la ligne 5-5 de la fig. 4.

En référence d'abord à la fig. 1, on voit que l'appareil de broyage à sec à grande vitesse selon l'invention, indiqué globalement par la référence numérique 10, comprend une plaque 11 de support au sol sur laquelle est monté un bâti 12 de machine, le bâti 12 de machine étant constitué essentiellement d'un élément horizontal 12a de base et de pieds verticaux opposés 12b et 12c qui sont réalisés d'une seule pièce avec l'élément horizontal 12a de base ou soudés à celui-ci.

Le pied vertical 12b ne s'élève que sur une partie de la hauteur globale de la machine qui sert de support pour le montage pivotant de la cuve de pulvérisation, comme décrit ci-après. Le pied vertical opposé 12c s'élève également de l'élément horizontal 12a de base et aboutit dans un bras transversal 12d disposé horizontalement, de manière que l'ensemble du pied 12c et du bras transversal 12d ressemble à un L retourné.

Un moteur 13 et une plaque 13a de montage de ce moteur, ainsi qu'un démarreur 14 et sa plaque de montage 14a, sont montés sur une surface du pied vertical 12c. Les commandes habituelles 15 à bouton-poussoir sont également présentes sur une face du pied 12c et le mécanisme à poulies ou courroie (non représenté), qui est relié au moteur 13 de manière classique pour servir de transmission pour l'appareil agitateur, ainsi qu'un carter 16 de protection des poulies et de la courroie, les recouvrant à des fins de sécurité, sont montés sur le dessus du pied 12d.

La structure venant d'être décrite n'a pas été expliquée ou illustrée plus en détail, car elle est bien connue de l'homme de l'art, dans une certaine mesure. Il suffit d'indiquer que le moteur 13, lorsqu'il est mis en marche par le démarreur 14, entraîne le mécanisme à courroie et poulies pour communiquer un mouvement de rotation à l'arbre de l'agitateur par l'intermédiaire d'un accouplement et de paliers appropriés, à des fins qui seront décrites. Cette liaison mécanique et son fonctionnement sont bien connus. De façon similaire, l'électronique et le circuit de commande, etc., sont d'un type tel qu'il semble que l'homme de l'art soit capable de les reproduire sans expérience excessive.

En référence encore à la fig. 1 des dessins pour une description plus poussée du broyeur perfectionné 10, on notera qu'une cuve 20 de pulvérisation est montée, de manière à pouvoir pivoter sélectivement, sur les pieds 12b et 12c afin que, si cela est souhaité, on puisse faire pivoter l'ensemble de la cuve pour accéder à l'intérieur de celle-ci à des fins de nettoyage, de réparations, etc. Sur les dessins, seul le montage à pivot 22, sur le pied 12b, est illustré, en même temps qu'une poignée 22a de manœuvre qui est reliée à un ensemble à vis sans fin et roue de vis avec un arbre et un tourillon reliés à la cuve 20. On comprendra qu'un montage similaire à arbre et tourillon relie la cuve 20 au pied 12c. Il convient cependant de noter également ici que la cuve est conçue pour être bloquée dans un état fixe durant le broyage et que, à cet effet, une poignée 19 de blocage de la cuve peut être vue sur la fig. 1.

La cuve 20 de pulvérisation comporte également un couvercle amovible 21 qui est fixé par des brides 23, 23 au corps de la cuve et, à proximité de son extrémité inférieure, un ou plusieurs ensembles 50 à vannes de décharge sont montés sur la paroi de la cuve.

Un carter 17 de protection d'arbre fait saillie vers le haut du dessus du couvercle 21 et, à des fins de sécurité, recouvre l'arbre agitateur et l'accouplement de l'arbre à l'ensemble à agitateur qui sera décrit plus en détail ci-dessous. Une goulotte 18 d'alimentation est également montée sur le dessus du couvercle 21 qui présente une ouverture convenable pour que la matière non broyée puisse être déposée au moyen de la goulotte 18 dans la cuve 20.

En référence à présent à la fig. 2 des dessins, on notera que la cuve 20 de pulvérisation comprend un corps 24 ayant une paroi latérale cylindrique intérieure 25 et un fond 26. Comme illustré, le corps est à paroi double, comme indiqué en 25a et 26a afin que de l'eau de refroidissement puisse être introduite dans la cavité ainsi formée, par des orifices d'entrée et de sortie 25b et 25c. Les tourillons 27, 27 pour le montage pivotant de la cuve 20 sur les pieds 12b et 12c, comme mentionné précédemment, sont également montés sensiblement sur le milieu de la paroi extérieure 25a.

Le couvercle 21 mentionné précédemment est évidemment monté sur son extrémité ouverte et est fixé par les brides 23, et il est traversé d'une ouverture 21a destinée à recevoir l'arbre 41 de l'ensemble agitateur 40, ainsi que l'ouverture venant d'être décrite en communication avec la goulotte 18 d'alimentation. Une extrémité de l'arbre 41 fait saillie au-dessus du couvercle 21 et une rainure 41a de clavette est usinée dans cette extrémité. Cette extrémité de l'arbre est reliée à un accouplement qui est également relié à l'arbre et au palier de la poulie qui, elle-même, est reliée au moteur 13, comme décrit précédemment en regard de la fig. 1, afin que l'arbre 41 puisse être mis en rotation dans le sens de la flèche 100. Aucun détail supplémentaire n'est illustré ni décrit, car un tel montage semble être bien connu dans la technique.

Un milieu ou des éléments M de broyage sont

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logés dans la cuve 20 et agités à des fins de broyage par l'ensemble agitateur qui sera à présent décrit.

L'arbre 41 de l'agitateur est traversé d'une série d'alésages 41b, 41b s'étendant radialement, agencés en série le long de l'axe longitudinal de l'arbre 41 et alternant radialement suivant des angles de 90° pour recevoir les bras d'agitation 42.

En référence aux fig. 2 et 3, on voit que chaque bras d'agitation 42 est de forme en L, comportant une branche longue 42a et une branche courte 42b qui est reliée à la branche longue par une partie coudée 42c et qui en fait saillie sensiblement à 90°. La branche longue 42a présente également une ou plusieurs encoches annulaires 42d, 42d réalisées par fraisage sensiblement en son milieu longitudinal. Comme on peut le voir sur la fig. 2 des dessins, ces bras 42 d'agitation sont insérés dans les alésages 41b, 41b et maintenus en place par des goupilles 43 qui sont reçues dans les encoches fraisées 42d, 42d. La présence de plusieurs encoches 42d permet, de façon aisément apparente, aux bras mélangeurs 42 d'être montés et disposés de façon que leurs branches 42b à angle droit puissent s'étendre vers la paroi latérale intérieure 25 ou dans le sens opposé, comme souhaité et comme demandé pour l'opération particulière de broyage à effectuer. Comme on peut également le voir sur la fig. 3, il est possible de prévoir qu'une partie de la branche longue 42a soit d'un diamètre réduit pour faciliter l'insertion des bras d'agitation 42 et leur enlèvement.

Plusieurs disques déflecteurs 44 sont également montés sur l'arbre 41 de l'agitateur. Ces disques déflecteurs présentent chacun une ouverture centrale afin qu'ils puissent être glissés sur l'arbre 41, et, comme cela apparaît clairement sur la fig. 2, ils sont disposés en alternance par rapport à chaque paire de bras 42 de forme en L. Ces disques déflecteurs sont maintenus en place sur l'arbre, de manière à ne pas pouvoir se déplacer axialement, par plusieurs coussinets tubulaires 45 disposés axialement au-dessus et au-dessous de chaque disque 44 et présentant des encoches arrondies 45a pour s'ajuster autour des bras d'agitation 42.

Comme indiqué précédemment, ce dispositif est destiné à fonctionner à des vitesses élevées et, bien qu'il puisse être caractérisé comme étant du type «sec» de dispositifs de broyage, comme indiqué précédemment, la décharge est continue et s'effectue vers le côté, contrairement à la décharge normale par le fond que l'on trouve dans le broyage à sec, grâce à la force centrifuge communiquée à la matière broyée. A cet effet, l'angle inférieur de droite de la fig. 2 illustre le tamis 51 à travers lequel la matière broyée passe vers un ensemble à vanne 50 et une goulotte 50a de décharge, et les fig. 4 et 5 des dessins illustrent le mécanisme d'obturation utilisé en coopération avec le tamis 51. A cet égard, divers types de tamis ayant des ouvertures de divers types et de diverses dimensions peuvent être utilisés.

En référence à présent principalement aux fig. 4 et 5 des dessins pour une description d'un ensemble à vanne typique 50, on notera que l'ensemble à

vanne 50 de décharge comprend le tamis 51 mentionné précédemment qui est monté de façon amovible le long de la paroi intérieure 25 de la cuve 20 de pulvérisation.

Une protubérance 52 de vanne, qui s'étend radialement vers l'extérieur de la paroi 25, est également montée sur cette paroi 25. Un corps 53 de vanne est fixé à la protubérance 52 par des goujons filetés convenables 53a, et une décharge 54 de vanne est également fixée au corps 53 de vanne par des vis convenables 54a et aboutit dans les goulottes 50a de décharge.

Dans la forme illustrée de l'invention, un système à quatre vannes est montré et la fig. 4 illustre une vanne double sur un côté de la cuve 20, étant bien entendu qu'un agencement similaire existe en un emplacement diamétralement opposé. On comprendra aussi qu'un nombre de vannes plus élevé ou plus petit peut être utilisé. Le nombre de vannes demandées est imposé, dans une certaine mesure, par la nature de la matière. Ainsi, dans le cas d'une matière qui ne s'écoule pas particulièrement librement, il faut un tamis ayant une plus grande surface ouverte et donc davantage de vannes.

En référence encore aux fig. 4 et 5, la vanne illustrée comprend des obturateurs 55, 55 de vanne recouvrant chacun une partie du tamis 51 et reliés chacun à une tige 56 de vanne et, finalement, à une poignée 56a.

Un chapeau 58 est monté sur le corps 53 qui en fait saillie et, en association à chaque vanne, reçoit une tige 56 de vanne. Chaque chapeau 58 présente un alésage radial destiné à recevoir un écrou 59 de blocage dans chaque cas, l'écrou de blocage étant actionné par une poignée 59a.

Un organe 57 de retenue d'obturateur est fixé à chacun des obturateurs 55 par des vis 57a, 57a, et la tige 56 de vanne lui est fixée de manière que, une fois que la poignée 59a de l'écrou de blocage est tournée pour desserrer l'écrou 59, la poignée 56a peut être tournée pour déplacer la tige de vanne 56 axialement et donc amener l'obturateur 55 soit en position de recouvrement par rapport à une partie de tamis 51, soit à l'écart de cette position.

Comme on peut le voir sur la fig. 4, l'obturateur de gauche est entièrement introduit, ou en position fermée, fermant ainsi la partie associée du tamis 51, tandis que l'obturateur du côté de droite de la fig. 4 est tiré vers l'extérieur, ouvrant ainsi la partie associée du tamis qu'il recouvre normalement, et permettant à la matière broyée d'être refoulée vers l'extérieur à travers le tamis et par l'ouverture 54a dans la goulotte 54 de décharge.

Si cela est souhaité, pour améliorer le débit de décharge, il est possible d'injecter de l'air par un raccord 27 provenant d'un tuyau 27a juste en amont du tamis 51. Ceci a pour effet de fluidiser la matière broyée pour la rendre donc moins compacte. En variante, un secoueur pneumatique pourrait être relié au tamis afin de le faire vibrer et donc de faciliter aussi la décharge.

En fonctionnement, on supposera que le broyeur est assemblé comme montré sur la fig. 1 et que les disques déflecteurs 44 et les bras d'agitation 42 sont fixés à l'arbre 41, les bras faisant l'objet d'un

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réglage, comme mentionné précédemment, qui porte sur la proximité des branches courtes verticales 42b par rapport à la paroi 25 de la cuve 20. L'arbre 41 de l'agitateur étant fixé à la transmission et les ensembles à vannes de décharge 50 étant fermés, le broyeur est prêt à recevoir par l'intermédiaire de la goulotte 18 du tube d'alimentation la matière devant être broyée.

Il convient de noter ici que la distance à laquelle les branches 42b se trouvent de la paroi intérieure 25 est habituellement déterminée par la dimension des éléments de broyage et que cet espace est normalement compris entre 4 et 7 fois le diamètre des billes ou boulets. De plus, le même espacement est maintenu entre le bras d'agitation 42 le plus bas et le fond 26.

En outre, des résultats souhaitables peuvent être obtenus lorsque le diamètre des disques déflecteurs 44 est compris entre environ 50% et environ 83% du diamètre de la cuve 20.

En fonctionnement, il est apparu que la combinaison des bras d'agitation 42 de forme en L et des disques déflecteurs 44 rend possible d'utiliser un milieu de broyage plus fin et de faire fonctionner le broyeur plus rapidement que dans le cas habituel d'une opération de broyage à sec.

Par exemple, habituellement, dans un broyage à sec effectué dans un broyeur à billes ou à boulets agités, le milieu ou les éléments de broyage ont une dimension comprise entre 12,7 et 4,763 mm, alors que l'expérience a montré que l'on pouvait utiliser des éléments de dimensions très réduites, par exemple de 3,175 à 1,548 mm, ou même de 0,79 mm.

Similairement, la vitesse normale à laquelle l'arbre de l'agitateur est mis en rotation dans une opération de broyage à sec est de 300 à 350 tr/min. Il en est ainsi avec un bras d'un diamètre de 165 mm. Il est apparu qu'avec la présente invention et un bras de dimension similaire, la vitesse de rotation pouvait être élevée à une gamme comprise entre 1000 et 1700 tr/min. On notera que la vitesse en bout, aux extrémités des bras d'agitation, est le critère essentiel. Cependant, il est courant dans l'industrie de donner la vitesse en tant que vitesse de l'arbre comme c'est le cas ici. Cependant, des accroissements proportionnels, de l'ordre de trois fois, de la vitesse en bout sont obtenus. Hormis l'exemple ci-dessus, on ne donnera aucune valeur numérique absolue, car les vitesses absolues varient suivant la taille de l'appareil.

En conséquence, la vitesse est si grande que la matière a tendance à former un cylindre droit durant le mélange, mais l'addition des disques déflecteurs 44 brise ce cylindre et dévie une partie de l'écoulement de la matière vers les zones situées entre les disques pour augmenter le temps de séjour dans la chambre de broyage, ce qui assure un broyage plus fin.

Il est également apparu que, lors du broyage de matières fibreuses telles que de la pâte à papier, des graines de coton, du foin, etc., on obtient de meilleurs résultats. Dans des procédés de broyage à sec de l'art antérieur, les fibres tendent à former un mat contre la paroi. Avec la conception améliorée, les fibres tendent à se cisailler en fines particules lorsqu'elles entrent en contact avec le tamis 51 monté dans la paroi latérale.

Des problèmes similaires de formation de mat apparaissent habituellement avec le caoutchouc ou les matières plastiques et sont également surmontés par la présente invention grâce à la décharge centrifuge à travers le tamis monté dans la paroi latérale. De plus, la vitesse accrue des éléments de broyage fragmente les particules polymériques sans que l'on ait à travailler à des températures cryogéniques pour rendre les polymères cassants.

Les avantages de la présente invention peuvent être mieux illustrés par les exemples non limitatifs suivants.

EXEMPLE I

Dans cet exemple, on a broyé 2,27 kg de carbonate de calcium ayant une dimension initiale moyenne de 14,88 micromètres, 90% à 27,6 micromètres, dans une cuve de 5,68 I équipée uniquement de bras de forme en L similaires aux bras d'agitation 42, et en utilisant des éléments de broyage ayant un diamètre de 3,175 mm. Avec une vitesse d'arbre de 500 tr/min produite par un moteur de 2,23 kW, ceci a produit un débit de traitement de 6,81 kg/h et une dimension finale des particules broyées de moins de 14,9 micromètres pour 83% des particules et de moins de 10,5 micromètres pour 73% des particules.

On a broyé 3,18 kg de la même matière, ayant une dimension initiale identique, dans une cuve de 3,785 l équipée de la combinaison des bras 42 d'agitation de forme en L selon l'invention et des disques déflecteurs 44 et en utilisant des éléments de broyage ayant un diamètre de 1 mm. Avec une vitesse d'arbre de 1350 tr/min produite par un moteur de 2,23 kW, ceci a produit un débit de traitement de 33,14 kg/h et une dimension finale des particules broyées de moins de 14,1 micromètres pour 90% des particules, de moins de 10,55 micromètres pour 83% des particules et de moins de 7,46 micromètres pour 71% des particules.

Les deux essais ont été menés en continu et le débit de traitement accru et le produit de broyage plus fin démontrent clairement les avantages du procédé de l'invention.

EXEMPLE II

Dans cet exemple, on a broyé 106,7 kg de talc, d'une dimension initiale inférieure à 44 um, dans une cuve de 9,46 I équipée uniquement de bras d'agitation de forme en L et en utilisant des éléments de broyage ayant un diamètre de 3,175 mm. Avec une vitesse d'arbre de 680 tr/min, produite par un moteur de 2,23 kW (contrairement à la vitesse de 300 à 350 tr/min à laquelle fonctionne la machine), ceci a produit un débit de traitement de 3,99 kg/h et une dimension finale de particules broyées dont la majorité était inférieure à 10 micromètres, certaines de 10 à 20 micromètres et quelques-unes de 25 micromètres.

On a broyé 22,7 kg de la même matière, ayant une dimension initiale identique, dans une cuve de

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3,785 I équipée de la combinaison du bras 42 d'agitation de forme en L et des disques déflecteurs 44 selon l'invention et en utilisant des éléments de broyage de 3,175 mm. Avec une vitesse d'arbre de 1350 tr/min produite par un moteur de 2,23 kW, ceci a donné un débit de production de 16,03 kg/h et une dimension finale des particules en majorité inférieure à 10 micromètres, certaines particules étant comprises entre 20 et 25 micromètres et quelques-unes ayant 30 micromètres.

Les deux essais ont été menés en continu et, en utilisant des éléments de broyage comparables, on a produit un produit broyé de finesse égale par le procédé selon l'invention, à un débit de production beaucoup plus élevé.

EXEMPLE III

Dans cet exemple, on a broyé 750 g de polymé-thacrylate de méthyle ayant une dimension initiale de 300 um dans une cuve de 5,68 I équipée uniquement de bras d'agitation droits et en utilisant des éléments de broyage ayant des diamètres de 6,350 mm. Avec une vitesse d'arbre de 350 tr/min produite par un moteur de 1,49 kW, ceci a donné un débit de production de 300 g/h et une dimension finale des particules en majorité de 1 à 10 micromètres et, pour certaines, de 30 à 40 micromètres. Il convient de noter que cet essai a été mené sur une base «discontinue», car le temps de traitement était de 2,5 heures.

On a broyé 500 g de la même matière, ayant une dimension initiale identique, dans une cuve de 3,785 I équipée d'une combinaison selon l'invention de bras 42 de forme en L et de disques déflecteurs 44 et en utilisant des éléments de broyage de 3,175 mm. Avec une vitesse d'arbre de 1700 tr/min produite par un moteur de 2,23 kW, ceci a donné un débit de production de 167 g/h et une dimension finale des particules en majorité de 1 à 5 micromètres et, pour certaines, de 5 à 8 micromètres.

Il convient de noter que l'échantillon témoin a nécessité l'addition d'azote liquide pour abaisser la température.

EXEMPLE IV

Dans cet exemple, on a broyé 700 g d'alcooi po-lyvinylique (PVA) ayant une dimension initiale de 840 jim dans une cuve de 5,68 I équipée uniquement de bras d'agitation droits et en utilisant des éléments de broyage de 4,763 mm. Avec une vitesse d'arbre de 350 tr/min produite par un moteur de 1,49 kW, ceci a donné un débit de production de 175 g/h et une dimension finale des particules inférieure à 150 [im pour 30% des particules. Il convient de noter que cet essai a été mené sur une base «discontinue» car le temps de traitement était de quatre heures.

On a broyé 200 g de la même matière, ayant une dimension initiale identique, en continu dans une cuve de 3,785 I équipée d'une combinaison selon l'invention de bras 42 d'agitation de forme en L et de disques déflecteurs 44 et en utilisant des éléments de broyage de 3,175 mm. Avec une vitesse d'arbre de 100 tr/min produite par un moteur de 2,23 kW, ceci a donné un débit de production de 5,9 kg/h et une dimension finale des particules inférieure à 150 um pour 100% des particules.

Dans certains cas, un problème peut apparaître par la formation d'un mat de la matière dans la partie supérieure de la cuve 20. Dans ce cas, au moins le bras supérieur d'agitation 42 ou les deux bras supérieurs peuvent être tournés de manière que les branches courtes 42b soient en saillie vers le haut comme représenté en traits mixtes sur la fig. 2.

En outre, en plus des caractéristiques du broyeur qui réalisent le fonctionnement perfectionné obtenu par l'invention, il est évident à l'homme de l'art que la matière à broyer impose divers facteurs tels que la dimension et la densité des éléments de broyage et le volume utilisé, ainsi que le débit d'alimentation en matière à broyer. Similairement, le type de tamis et la dimension et le type des ouvertures du tamis sont des paramètres affectant le fonctionnement.

En outre, bien que les bras d'agitation 42 soient représentés et décrits comme étant de forme en L pour faciliter la fabrication et l'assemblage, d'autres configurations pourraient être utilisées pourvu qu'elles donnent des éléments d'agitation proches des parois de la cuve 20 comme décrit précédemment.

Enfin, bien que les bras d'agitation 42 soient représentés et décrits comme étant espacés radialement de 90° pour un équilibre optimal, d'autres écartements peuvent être utilises.

il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au broyeur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (16)

Revendications

1. Appareil (10) de broyage en continu à sec pour broyer une matière en particules en utilisant des éléments de broyage (M), comprenant une cuve de broyage (20) avec un moyen (18) d'accès de la matière à proximité immédiate du haut de la cuve, des moyens agitateurs (40, 44) disposés à l'intérieur de la cuve et des moyens de décharge (50) disposés à proximité immédiate du fond de la cuve, l'appareil étant caractérisé par le fait que les moyens agitateurs comprennent un arbre allongé (41 ) et plusieurs disques déflecteurs (44) et bras d'agitation (42) reliés à l'arbre en alternance verticale.

2. Appareil de broyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bras d'agitation partent radialement de l'arbre et ont des extrémités distales (42b) disposées à proximité immédiate de la paroi (25) de la cuve de broyage.

3. Appareil de broyage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités distales sont disposées à peu près parallèlement à la paroi de la cuve de broyage.

4. Appareil de broyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bras d'agitation sont de forme globalement en L, en élévation, ayant une branche longue (42a) et une branche courte (42b), l'axe de la branche courte étant disposé à peu près perpendiculairement à l'axe de la branche longue, et la branche courte étant disposée à proximité immédiate de la paroi de la cuve de broyage.

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CH 683 752 A5

5. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bras d'agitation et les disques déflecteurs sont fixés de façon amovible à l'arbre afin de ne pas se déplacer le long de l'axe longitudinal de l'arbre.

6. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les extrémités distales sont espacées de la paroi (25) de la cuve de broyage d'une distance comprise entre quatre fois le diamètre des éléments de broyage (M) et sept fois le diamètre.

7. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras d'agitation le plus bas (42) est espacé du fond (26) de la cuve de broyage d'une distance comprise entre quatre fois le diamètre des éléments de broyage (M) et sept fois ce diamètre.

8. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens (27, 27a) sont prévus pour alimenter en air l'intérieur de la cuve de broyage.

9. Appareil de broyage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en air sont disposés à proximité immédiate des moyens de décharge (50) de manière que la matière soit fluidisée à des fins de décharge.

10. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bras d'agitation sont reliés de façon réglable à l'arbre de l'agitateur afin que leur proximité de la paroi (25) de la cuve de broyage puisse être modifiée.

11. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de décharge comprennent un tamis (51) monté sur la paroi (25) de la cuve de broyage et au moins un ensemble à vanne réglable entre les positions de recouvrement du tamis et de mise à découvert du tamis.

12. Appareil de broyage selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de décharge comprennent une goulotte (50a) de décharge reliée au moyen à vanne.

13. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les disques déflecteurs (44) ont un diamètre compris entre 50% et 83% du diamètre de la cuve de broyage.

14. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications 4 à 13, caractérisé en ce que les branches courtes (42b) des bras d'agitation sont orientées alternativement vers le haut et vers le fond de la cuve de broyage.

15. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications 4 à 14, caractérisé en ce qu'au moins le plus haut des bras d'agitation est disposé de manière que la branche courte soit tournée vers le haut de la cuve.

16. Appareil de broyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de broyage ont un diamètre compris entre 3,2 et 0,8 mm.

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