Appareil broyeur. Cette invention est relative à un appareil broyeur à disques coopérants, lesquels pos sèdent une construction perfectionnée de la surface ou des surfaces actives. Les dis ques auxquels l'invention a plus particulière ment trait peuvent être employés avanta geusement par exemple dans la machine fai sant l'objet du brevet suisse no 61907. Pour raffiner ou triturer la liqueur obtenue en par tant des graines de cacao, pour laquelle cette machine a été établie, ou pour raffiner le chocolat et les matières analogues, on se trouve en présence de problèmes spéciaux et on a trouvé que les disques broyeurs connus ne fonctionnent pas convenablement.
Parmi les problèmes à résoudre pour ob tenir des disques raffineurs satisfaisants pour l'application susmentionnée, on mentionnera par ordre d'importance que: - la face du disque doit raffiner la liqueur sans la brûler; il faut éviter que la liqueur ne durcisse et colle sur le disque et ce' qui provoquerait la cuisson de ces parties durcies; - la liqueur doit être raffinée assez vite pour assurer une bonne production; - et la construction de la surface du disque doit être relativement peu coûteuse.
'foutes ces conditions sont remplies par l'appareil broyeur faisant l'objet de la pré sente invention. Dans cet appareil, la face active des disques broyeurs est divisée en secteurs par des rainures d'alimentation s'éten dant d'une chambre d'alimentation centrale vers la périphérie, chacun desdits secteurs étant couvert presque entièrement par des poches réductrices allongées inclinées vers l'arrière et vers l'extérieur par rapport à la rainure d'alimentation du secteur envisagé et au sens de la rotation dudit disque, les faces réductrices desdites poches s'élevant graduel lement depuis leur fond jusqu'à la face du disque dans une direction opposée à la rota tion du disque.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'ex emple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. .
La fig. 1 en est une coupe; La fig. 2 est un plan de la surface d'un disque (une partie seulement du disque étant représentée finie) fixé à une plaque de support rotative clavetée sur un arbre approprié; une partie du disque étant supposée arrachée pour montrer la, plaque de support; La fig. 3 est une vue de côté de la pla que rotative montrant son arbre et les dis ques fixés aux faces opposées de la plaque;
La fig. 4 est un plan d'un élément séparé du disque montrant sur sa face la disposition préférée des poches et rainures d'alimentation; La fig.5 est une coupe suivant 5-5 (fig. d) i La. fig. 6 est un détail en coupe suivant 6 -- 6<B><I>(fin,.</I></B> 4) ; La fig. 7 est Lui détail en plan d'un dis que pouvant coopérer avec celui de fig. 4;
La fig. 8 est une coupe transversale sui vant 8-8 (fig. 7); La fig. 9 montre le détail de la disposi tion des disques.
La forme des surfaces de broyage de chaque disque permet de fabriquer les dis ques par moulage. Ceci est important en ce sens qu'on évite des opérations de fraisage. Une façon préférée de fabriquer le disque objet de l'invention consiste à creuser d'abord une pièce mère destinée à servir de modèle. A l'aide de ce modèle, on peut couler huit pièces ou éléments en forme de segments de 45 degrés tels que- ceux représentés en fig. 4. Ces huit pièces peuvent être commodément assemblées et fixées à un support ou disque (fig. 2 et 3) par des vis à tête 2.
Les têtes de ces vis sont logées dans des cavités appro priées 3 et les parties filetées se vissent dans des trous taraudés 4, les éléments étant ainsi assemblés de façon à former un disque com plet sur chaque face du support 1. Les cavi tés 3 destinées à recevoir les têtes de vis 2 ont pour but de noyer ces têtes de façon que celles-ci ne fassent pas saillie sur la surface de broyage du disque et que cette surface ne soit défectueuse en aucun point.
Comme représenté, les rainures d'alimen tation 5 sont disposées à peu près radiale- ment à partir du centre du disque jusqu'en un point situé à proximité mais à une légère distance de la périphérie et sont espacées angulairement de quinze degrés. Chaque rai- hure présente. la section transversale montrée en fig. 8 et le fond de la rainure s'incline graduellement et radialement, de son point le plus bas, au centre vers la face du disque, à son extrémité externe.
Les poches 6 sont disposées par groupes de poches<I>1</I> B <I>C D</I> et E, resp. A3<I>B3</I> C3, pour la surface du disque comprise entre deux rainures d'alimentation successives On remarquera que chaque élément est divisé par les rainures d'alimentation en trois sec teurs renfermant des groupes de poches ana logues de sorte que les groupes correspon dants des secteurs forment des séries circu laires de groupes.
Le groupe A. se compose de six poches, le groupe B de six, le groupe C de sept, le groupe D de neuf et le groupe E de six.
Chaque poche est plus longue que large avec une face approximativement perpendi culaire à la surface du disque et les autres faces et extrémités inclinées graduellement jusqu'à ladite surface. Cette disposition se prête à la fabrication par moulage, les poches du genre décrit ainsi que les rainures d'ali mentation pouvant facilement être formées de cette faon. Le disque peut être fui en meulant sa surface plane sans nuire aux faces de broyage.
Toutes les poches situées entre deux rai nures d'alimentation consécutives sont paral lèles et sont disposées suivant un petit angle par rapport à ladite rainure et la poche des groupes A C et E, la plus i,approclite du centre est faite<B>là</B> plus longue. Les poches du groupe B sont de même longueur.
Les poches successives des groupes<B><I>A</I></B><I> C D</I> et E considérées en s'éloignant de la rainure d ali- mentation, sont généralement plus longues que les poches précédentes et chaque poche des groupes A B et C est généralement située plus loin de la périphérie du disque ou plus près du point central par oii se fait l'alimen tation, que la poche précédente.
Les cloisons 9, 10 et 11 de faible sur- face prévues sur la face externe (lu disque, limitent les @;roiipes (le poches A-B, B-E et C-D, respectivement. Les poches 6 des groupes A et C et les rainures d'alimenta tion 5 communiquent, tandis que les poches 6 de la même face du disque ne communi quent pas entre elles.
Sur un arbre rotatif 12 est clavetée unie plaque de support circulaire 1. Une couronne complète d'éléments tels que celui représenté en fig. 4 est fixée de la façon décrite sur la face droite de la plaque 1 et urne couronne d'éléments analogues mais disposée de la façon inverse, comme représenté en fig.7, est fixée sur la face gauche. Des disques assemblés correspondants sont pareillement fixés sur les faces internes de bâtis fixes J munis d'enveloppes et maintenus dans leurs positions relatives convenables à l'aide de boulons et de ressorts b, comme représenté.
La relation entre les faces et le sens .de rotation des disques est clairement indiquée en fig. 9. Les disques de droite sont R-R' et les disques de gauche L-L', ces disques correspondant à ceux des fig. 4 et 7, respec tivement.
Le cacao, chocolat ou autre substance est amené sous pression dans la chambre d'alimentation centrale S par les tuyaux d'alimentation F et passe vers l'extérieur dans les rainures 5 et les poches adjacentes. Les vides compris entre les disques adja cents sont ainsi chargés d'une quantité. notable de la liqueur: On fait tourner la plaque 1 et l'alimentation continue en liquide s'opère (de préférence sous une pression constante mesu rée). La liqueur tend à couler directement vers les orifices de sortie périphériques 0 des disques et à passer dans le conduit d'éva- cnation P.
Cet écoulement direct est efficace ment empêché par la disposition de poches 6 recevant la liqueur par les rainures 5 com muniquant avec la chambre d'alimentation<B>S</B>.
Les poches remplies A et C d'un disque avec les poches également remplies A et C du disque adjacent rie peuvent pas facilement délivrer leur contenu à cause des cloisons 9 et 11 et des cloisons séparant les poches; une circulation a lieu néanmoins grâce à la pression exercée sur la liqueur; ce contenu se trouve donc frotté et écrasé par suite du mouvement de rotation relatif sur, toutes les surfaces inclinées des poches (voir en fig. 9 le sens de rotation) en passant d'une poche d'une série circulaire de groupes A<B>...</B> As aux poches d'une autre série circulaire.
Un caractère important dans ce mouve- ment de la liqueur réside dans l'effet de frottement (et non de coupage) sur la très grande superficie de toutes les faces gra- duelbement inclinées des centaines de poches des disques. Cette superficie extrêmement grande désirée pour cet effet de frottement est obtenue par urne disposition relativement simple des poches.
La disposition angulaire décrite des poches et la disposition des groupes de poches par séries radiales et circulaires occasionne le mouvement de la liqueur sous pression par la rotation relative des disques suivant une trajectoire en forme de spirale comprenant un grand nombre de spires jusqu'à la péri phérie. Pendant ce mouvement, la liqueur se trouve écrasée et frottée sur une surface extrêmement grande des faces de broyage des disques. En d'autres termes, la liqueur a nu mouvement à peu prés continu le long de sa trajectoire spirale et se trouve efficace ment triturée sur les faces de broyage des disques.
La disposition ordonnée et logique des poches produit non seulement le raffinage parfait de la liqueur, mais procure, en outre, un meilleur contrôle prédéterminé de la pro duction volumétrique. On peut avantageuse ment augmenter la pression exercée sur la liqueur admise aux disques et la vitesse de rotation de ceux-ci jusqu'à un degré que ne permettaient pas d'atteindre les disques anté rieurement employés pour le même but.
Les rainures d'alimentation pourraient avoir en section la forme de<B>V</B> et être espa cées d'autres angles que ceux montrés au dessin.
Crusher device. This invention relates to a mill apparatus with cooperating disks, which have an improved construction of the surface or active surfaces. The disks to which the invention relates more particularly can be used advantageously, for example, in the machine forming the subject of Swiss Patent No. 61907. To refine or grind the liquor obtained from cocoa beans, for which this machine has been established, or in refining chocolate and the like, special problems are encountered and it has been found that the known grinding discs do not function properly.
Among the problems to be solved in order to obtain satisfactory refining disks for the aforementioned application, it will be mentioned in order of importance that: the face of the disk must refine the liquor without burning it; it is necessary to prevent the liquor from hardening and sticking to the disc and what would cause the cooking of these hardened parts; - the liquor must be refined quickly enough to ensure good production; - and the construction of the disk surface must be relatively inexpensive.
All these conditions are fulfilled by the grinding apparatus forming the subject of the present invention. In this apparatus, the active face of the grinding discs is divided into sectors by feed grooves extending from a central feed chamber towards the periphery, each of said sectors being covered almost entirely by elongated reducing pockets inclined towards the periphery. rearward and outwardly with respect to the feed groove of the sector envisaged and in the direction of rotation of said disc, the reducing faces of said pockets rising gradually from their bottom to the face of the disc in a direction opposite to disc rotation.
The accompanying drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention. .
Fig. 1 is a section; Fig. 2 is a plane of the surface of a disc (only part of the disc being shown finished) attached to a rotatable support plate keyed to a suitable shaft; part of the disc being supposed to be torn off to show the backing plate; Fig. 3 is a side view of the rotary plate showing its shaft and the disks attached to the opposite faces of the plate;
Fig. 4 is a plan of a separate element of the disc showing on its face the preferred arrangement of the pockets and feed grooves; Fig.5 is a section on 5-5 (fig. D) i Fig. 6 is a sectional detail following 6 - 6 <B> <I> (end ,. </I> </B> 4); Fig. 7 is him detail in plan of a saying that can cooperate with that of FIG. 4;
Fig. 8 is a cross section along 8-8 (Fig. 7); Fig. 9 shows the detail of the arrangement of the discs.
The shape of the grinding surfaces of each disc allows the discs to be made by molding. This is important in the sense that milling operations are avoided. A preferred way of manufacturing the disc which is the subject of the invention consists in first hollowing out a mother part intended to serve as a model. Using this model, eight parts or elements in the form of 45 degree segments can be cast, such as those shown in fig. 4. These eight pieces can be conveniently assembled and secured to a bracket or disc (fig. 2 and 3) by cap screws 2.
The heads of these screws are housed in suitable cavities 3 and the threaded parts are screwed into threaded holes 4, the elements thus being assembled so as to form a complete disc on each face of the support 1. The cavities 3 intended for to receive the screw heads 2 are intended to embed these heads so that they do not protrude on the grinding surface of the disc and that this surface is not defective at any point.
As shown, the feed grooves 5 are disposed approximately radially from the center of the disc to a point near but a slight distance from the periphery and are angularly spaced fifteen degrees apart. Each stripe is present. the cross section shown in fig. 8 and the bottom of the groove tilts gradually and radially, from its lowest point, in the center towards the face of the disc, at its outer end.
The pockets 6 are arranged in groups of pockets <I> 1 </I> B <I> C D </I> and E, resp. A3 <I> B3 </I> C3, for the surface of the disc between two successive feed grooves It will be noted that each element is divided by the feed grooves into three sectors containing groups of analogous pockets so that the corresponding groups of sectors form circular series of groups.
Group A. consists of six pockets, group B of six, group C of seven, group D of nine, and group E of six.
Each pocket is longer than it is wide with one face approximately perpendicular to the surface of the disc and the other faces and ends gradually inclined to said surface. This arrangement lends itself to manufacture by molding, the pockets of the type described as well as the feed grooves can easily be formed in this way. The disc can be leaked by grinding its flat surface without harming the grinding faces.
All the pockets located between two consecutive feed grooves are parallel and are arranged at a small angle with respect to said groove and the pocket of groups AC and E, the closer to the center is made <B> there < / B> longer. The pockets of group B are the same length.
The successive pockets of the <B> <I> A </I> </B> <I> CD </I> and E groups, considered away from the feed groove, are generally longer than the pockets and each pocket of groups AB and C is generally located farther from the periphery of the disc or closer to the central point through which the feed is made, than the preceding pocket.
The partitions 9, 10 and 11 of small surface provided on the external face (the disc, limit the @; roiipes (the pockets AB, BE and CD, respectively. The pockets 6 of groups A and C and the grooves of power supply 5 communicate, while the pockets 6 of the same face of the disc do not communicate with each other.
On a rotary shaft 12 is keyed united circular support plate 1. A crown complete with elements such as that shown in FIG. 4 is fixed in the manner described on the right face of the plate 1 and a crown of similar elements but arranged in the reverse manner, as shown in fig.7, is fixed on the left face. Corresponding assembled discs are likewise fixed to the internal faces of fixed frames J provided with shrouds and held in their suitable relative positions by means of bolts and springs b, as shown.
The relation between the faces and the direction of rotation of the discs is clearly indicated in fig. 9. The right disks are R-R 'and the left disks L-L', these disks corresponding to those of fig. 4 and 7, respectively.
Cocoa, chocolate or other substance is brought under pressure into the central supply chamber S through the supply pipes F and passes outward into the grooves 5 and the adjacent pockets. The voids between the adjacent discs are thus loaded with a quantity. significant amount of liquor: Plate 1 is rotated and the continuous supply of liquid takes place (preferably under a measured constant pressure). The liquor tends to flow directly towards the peripheral outlet openings 0 of the discs and to pass into the exhaust duct P.
This direct flow is effectively prevented by the provision of pockets 6 receiving the liquor through the grooves 5 communicating with the supply chamber <B> S </B>.
The filled pockets A and C of a disc with the equally full A and C pockets of the adjacent disc can not easily deliver their contents because of the partitions 9 and 11 and the partitions separating the pockets; circulation nevertheless takes place thanks to the pressure exerted on the liquor; this content is therefore rubbed and crushed as a result of the relative rotational movement on all the inclined surfaces of the pockets (see in fig. 9 the direction of rotation) while passing from a pocket of a circular series of groups A <B > ... </B> Ace in the pockets of another circular series.
An important feature in this movement of the liquor is the frictional (not cutting) effect on the very large surface area of all the gradually inclined faces of the hundreds of pockets of the discs. This extremely large surface area desired for this friction effect is obtained by a relatively simple arrangement of the pockets.
The described angular arrangement of the pockets and the arrangement of the groups of pockets in radial and circular series causes the movement of the pressurized liquor by the relative rotation of the discs following a spiral-shaped trajectory comprising a large number of turns up to the peri pheria. During this movement, the liquor is crushed and rubbed over an extremely large area of the grinding faces of the discs. In other words, the liquor has almost continuous movement along its spiral path and is effectively crushed on the grinding faces of the discs.
The orderly and logical arrangement of the pockets not only produces the perfect refining of the liquor, but also provides better predetermined control of the volumetric production. It is advantageously possible to increase the pressure exerted on the liquor admitted to the discs and the speed of rotation of the latter to a degree which the discs previously used for the same purpose did not allow to be achieved.
The feed grooves could have a <B> V </B> shape in section and be spaced at other angles than those shown in the drawing.