Disque réducteur pour les appareils servant à raffiner le cacao, le chocolat et les matières similaires. Cette invention a pour objet un disque réducteur pour les appareils, servant à raf finer le cacao, le chocolat et les matières similaires, et en particulier pour les appa reils broyeurs du type général décrit dans le brevet suisse N 61907, spécialement établi en vue de raffiner par broyage la liqueur obtenue en partant de la graine de cacao, du chocolat ou des matières analogues.
L'ex périence a démontré que le raffinage des substances de cette nature ne peut pas être effectué d'une façon convenable et satisfai sante à l'aide des disques broyeurs du type usuel en raison des problèmes spéciaux et des conditions particulières inhérents à la nature des substances traitées. La construc tion de disques réducteurs appropriés à l'usage, particulier susmentionné a été l'ob jet d'études et d'essais approfondis et on avait déjà établi des disques donnant des résultats satisfaisants. Un exemple de ces disques est décrit dans le brevet suisse N 73376.
On a reconnu que pour raffiner par broyage d'une façon satisfaisante les liqueurs de cacao, chocolat etc., les disques réduc teurs doivent satisfaire à certaines condi tions. I1 faut que le disque raffine la Ii- queur sans la brûler et empêche la forma tion de dépôts solides produisant le brûlage. <B>Il</B> faut aussi que le disque raffine la ma tière d'une façon parfaite quoique rapide et, enfin, il est, désirable que la construction du disque soit, relativement peu coûteuse.
Le but de la présente invention est d'é tablir un disque réducteur qui satisfasse à ces conditions.
Le disque suivant l'invention présente sur sa face active plusieurs poches réduc trices occupant. la partie externe, de forme générale annulaire, de cette face du disque. et plusieurs rigoles d'alimentation destinées à amener la matière de la partie centrale du disque aux susdites poches et disposées sur une zone située à la partie interne du dis que et distincte de la susdite partie annu laire,
ces rigoles d'alimentation comprenant une série (le rigoles principales espacées an- gulairement allant chacune d'un orifice d'alimentation céiitral du disque vers l'ex térieur clans une direction générale radiale jusqu'à la limite interne de ladite partie an nulaire du disque occupée par les poches réductrices et plusieurs rigoles plus petites ou auxiliaires pour chaque rigole principale.
ces rigoles auxiliaires ayant leurs axes lon gitudinaux faisant un angle avec l'axe lon gitudinal de la rigole principale, de façon que chaque rigole principale rencontre un grand nombre de rigoles auxiliaires et qu'elle distribue à l'aide de celles-ci la substance à raffiner aux poches réductrices.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
Dans ce dessin: La fig. 1 est uue coupe verticale d'un appareil broyeur à peu près du même type que celui décrit clans le brevet N 6190<B>7</B> et nlontrë les divers disques placés, de façon à coopérer; La. fig. 2 est. un plan d'un des disque broveurs et montre la construction de la sur face de broyage composée d'une série d'élé- nienis en forme (le secteurs.
Une partie (le la surface du disque a été partiellement ar rachée pour montrer le plateau supportant les secteurs; La fig. 3 est un détail en coupe transver sale à plus grande échelle suivant 3--3 (fig. ?) et montre la façon de fixer les sec teurs au support;
La fig. Il est un plan à plus grande échelle d'un des secteurs et montre le détail corn- plet de la surface de broyage de ce secteur: La fig. 5 est une coupe suivant 5--5 (fig. f) et. montre la. disposition des rigoles d'alimentation principales: La. fig. 6 est. une coupe transversale sui vant 6 (fig. 4j et montre la construction des rigoles d'alimentation secondaires;
La fi,-. 7 est une vue en plan partielle ment arrachée d'un secteur destiné à être monté sur la face du plateau opposée à celle sur laquelle est monté le secteur de la fig. 4-: La fig. 8 est une vue en bout partielle ment arrachée montrant une façon appro priée de disposer plusieurs disques destinés à coopérer; Les fig. 9 et 10 sont des coupes suivant 9 et 10, respectivement, fig. 4.
La machine représentée en fig. 1 com prend un plateau rotatif. a convenablement fixé à un arbre rotatif h et deux-plateaux fixes c (refroidis par une circulation d'eau) el: disposés de part et d'autre du plateau a. près de ce dernier. Les disques broyeurs sont disposés par paires R R' et L L' et un disque de chaque paire est fixé au plateau rotatif a et l'autre au plateau fixe adjacent c, les surfaces de broyage des disques de chaque paire étant contiguës.
Ces surfaces sont élastiquement maintenues clam cette position par une série de vis d et de res sorts e montés sur ces vis. Des conduits d'admission f et /'' ménagés clans les plateaux fixes c pour diriger la matière à broyer vers la partie interne et centrale des disques d'où elle coule, ainsi qu'on le verra plus loin d'une facon détaillée,
vers la périphérie des disques pour aboutir clans une cuve q. un ruban ou cercle approprié h étant dis posé autour de la majeure partie des péri phéries des divers disques pour empêcher la matière broyée de s'échapper des disques ailleurs qu'aux points désirés.
Chacun des divers disques broyeurs, le disque R par exemple, est établi spéciale ment de façon à pouvoir être obtenu par moulage et ceci est particulièrement, impor tant et avantageux en ce sens qu'on écono mise la dépense relativement grande du fraisage de nombreuses petites poches mé nagées dans la face du disque. Le disque se compose d'un certain nombre d'éléments en forme de secteurs r. identiques les uns aux autres.
Ainsi, par exemple, on peut mouler suivant le même modèle un certain nombre d'éléments r, huit par exemple, et les assem bler de la façon représent < >e en fig. ? pour former le disque complet R et fixer ensuite ces éléments au plateau de sripport, c'est- à-dire au plateau rotatif o.
Chaque élément r présente sur chacun de ses bords radiaux plusieurs creusures semi- cylindriques 10 (fig. 3 et 4) qui sont élar gies en 11 près de la face externe du dis que, de façon à former un épaulement 12 (fig. 3). Ces creusures semi-cylindriques sont entièrement formées. par moulage et il est inutile de les usiner ultérieurement.
Quand les divers éléments r sont assemblés de la façon représentée en fig. 2, les creu- sures semi-cylindriques 10 des bords en con tact des secteurs adjacents r se complètent mutuellement et forment des trous cylin driques complets à travers lesquels peuvent, passer les tiges des vis de fixation 13. De même, les parties élargies externes 11 se complètent mutuellement pour former des cavités destinées à, recevoir les têtes 14 des vis 13 de telle sorte que ces têtes sont noyées au-dessous du plan de la face externe (lu disque.
Les vis 13 se vissent dans le support <I>a</I> et les éléments<I>r</I> sont maintenus en posi tion par le serrage des têtes 11 sur les épaulements 12. Comme ceux-ci sont ob tenus par moulage, ils sont sujets. à être plus ou moins . grossiers et irréguliers et il se peut en outre que les épaulements adjacents 12 d'un même trou soient, situés à (les ni veaux légèrement différents. Pour permettre à chaque épaulement 12 d'être serré avec la même force par la tête 14 (le la vis de fixation, on monte une rondelle 15 avec jeu sur chaque paire d'épaulements 12 de façon que la tète 14. au lieu de venir- s'appliquer directement sur les épaulements 12, s'appli que sur la rondelle 15.
Les surfaces coopé- rantes de la tête 14 et de la rondelle 15 sont des parties (le sphère d'un même rayon de façon à obtenir L'effet d'un joint. à rotule permettant à la rondelle de s'incliner légè rement, si cela est nécessaire, et, d'une façon générale (le se conformer aux irrégularités des deux épaulements conjugués afin que cfracun d'eux soit également. serré par la tête d'une même vis.
Ainsi qu'on l'a. dit plus haut. tous les éléments d'un disque sont identiques et les éléments des disques R R' sont aussi iden- tiques. Les éléments clos disques L L' sont aussi identiques riais diffèrent de ceux clos disques<I>Il Il'</I> en ce sens qu'ils sont cons truits à gauche, c'est-à-dire dans l'ordre in verse des premiers.
Toits les éléments reçoi vent essentiellement la même construction et il suffira, par conséquent, d'en décrire un seul, par exemple celui r du disque<I>Il.</I> Un fragment d'élément 7 est représenté en fig. \ï pour morrtrer sa disposition à, gauche c'est-à-dire inverse de celle du disque à droite<I>r</I> (le la.
fig. <I>1.</I> L'élément 1 est, destiné à constituer le disque<I>L,</I> le disque I_' étant formé d'éléments exactement identiques.
On se reportera maintenant <B>à.</B> la fi-,-. et l'on décrira, d'abord les rigoles d'alimen tation. Claque élément possède trois rigoles d'alimentation principales 18 disposées à peu près radialement et espacées angulaire- nient. Ces rigoles partent dit bord interne de l'élément, et se dirigent vers la,
périphérie. Chaque rigole 18 (fig. 61 présente une face longitudinale qui est à peu près perpen- dictïla.ire 1r la face externe du disque, tandis que soir autre face longitudinale s'incline graduellement dit fond de la rigole à la face externe dit disque.
Comme on le voit en fig. 5, chaque rigole 18 diminue de pro fondeur gi-adirellement, -s'incline de bas en haut depuis le bord interne (lu disque et se termine clans le plan de la face externe du disque.
Les rigoles d'alimentation -1 sont relativement profondes, comme on le voit en fig. 0. et, relativement lardes. comme on le voit en fin. fi, et, ces rigoles diminuent ,rraduellerraerrt (le largeur depuis le maxi- rnum situé air bord interne du disque ju@- qu < t un minimum situé à leurs extrémités, ces dernières étant intentionnellement plus près du bord interne que du bord externe du disque.
Pour chacune des rigoles 18, on prévoit plusieurs rigoles d'alimentation plus petit.e#z ou secondaires 19. Celles-ci sont formées d'urne façon générale comme les rigoles principales en ce qui concerne leur section transversale, mais elles en diffèrent en ce sens qu'elles sont plus petites et moins pro- fondes et qu'elles ont à peu près la même largeur et la même profondeur d'un bout à. l'autre de leur longueur.
Les diverses rigoles secondaires 19 pré- vues pour chaque rigole principale 18 sont toutes disposées très près et parallèle ment les unes aux autres et leurs axes Ion gitudinaux font un angle aigu avec l'axe (le la rigole principale de sorte qu'un nom bre relativement grand de rigoles secon- cla.ires (six par exemple) peut rencontrer la rigole principale. Les diverses. rigoles 19 de chaque groupe ont des longueurs variables de sorte que toutes les extrémités externes se trouvent à. des distances peu variables du centre du disque.
Toutefois, en réalité, la limite externe de la zone- des rigoles. 19 du disque est en dents de scie et la disposition est. telle que l'extrémité externe de la plus longue clos rigoles 19 est située un peu plus pris du centre du disque que celle de la plus courte, la distance du centre du disque aux extrémités externes des. rigoles succes- sives 1.9 augmentant progressivement à.
me sure que<B>la</B>, longueur des rigoles décroit. Par suite, les extrémités des rigoles 19 d'un groupe quelconque se terminent suivant une ligne courbe excentrique à la circonférence du disque.
A l'extérieur de la partie interne et ap proximativement annulaire du disque, oc cupée par les rigoles que l'on vient de dé crire, la. face' du disque est presque entière ment couverte par plusieurs centaines de poches de broyage 20. Les rigoles d'alimen tation principales 18 et les cloisons sépara- t.rices 24 dirigées suivant clos rayons sub- divisent radialemënt la face du disque en secteurs.
Dans chacun de ces secteurs, les poches 20 sont disposées en groupes tels que <I>.1 B</I> C .1) <I>G</I> T <I>G et H</I> dont chacun est, placé @. une distance plus grande du centre que le groupe précédent et est parallèle à la ligne courbe excentrique à la circonférence du dis que suivant. laquelle se termine les rigoles 19 vers l'extérieur. L'ensemble de ces groupes forme ainsi une série radiale de groupes de poches. D'autre part, les groupes des poche, A---A" etc., B-f etc., C-C, etc., D-D etc...
H--H"- etc. des différentes séries radiale de poches forment des séries circulaire de groupes de poches. Le nombre de poches de chaque groupe est choisi de faon que les poches couvrent approximativement tout l'angle de chaque secteur de sorte que le ..ombre de poches des groupes successifs d'une série radiale quelconque augmente progressivement avec la distance du groupe au centre du disque. Ce nombre est, dans l'exeinplë ' représenté, de huit poches pour le groupe A, de neuf pour le groupe B, de dix pour le groupe C etc.
Chaque poche 20 est un peu plus longue que large. Une de ses faces est approxima tivement perpendiculaire à, la face externe du disque et l'autre face et les extrémités s'inclinent graduellement vers la. face externe du disque, ainsi qu'on le voit clairement. dans. les fig. 8 et 1.0. Cette disposition se prête à la fabrication des éléments par mou- lage et les rigoles d'alimentation sont éta blies d'une façon généralement similaire. clans le même but.
Dans certains cas, lors que le nombre de poches. d'un -coupe est insuffisant. pour couvrir l'a<B>,</B> face d'un sec teur du disque et que le nombre de poches immédiatement supérieur est trop élevé, on ménage clos poches 21 un peu plus petites clans le seul but. d'éviter clos surfaces planes de dimensions exagérées, sur la. surface dit disque.
Après moulage, les secteurs sont finis en meulant, simplement leurs faces planes et. . cette opération ne diminue pas l'efficacité des surfaces de broyage.
Dans chaque secteur, par exemple dans celui comprenant, les groupes (le poches, <I>A. B C D I'</I> I' <I>G H,</I> les poches sont disposées parallèlement les unes aux autres ainsi que parallèlement -aux rigoles (Falim enta lion auxiliaires 19 qui, ainsi qu'on l'a. vu, sont disposées avec leur axe longitudinal faisant.
un. angle aJgu. par rapport à l'aNe Iongitii- dina.l de la. rigole principale 1S' disposée ra.- dia.lement. Toutes les poches, à 1'exceptiori clos poches spéciales ?i et<B>(le</B> certaines po ches des groupes adjacents à la périphérie jlu disque, ont même longueur.
Les cloisons 22 qui séparent les divers groupes de poches d'une série radiale entre eux et d'avec les rigoles d'alimentation 19 sont parallèles et la section au sommet, de ces cloisons est in- f.entionnellenient relativement faible.
La dis position générale que l'on vient de décrire est désirable eu ce sens qu'elle permet, d'ob tenir une distribution ordonnée et systéma- tique des poches et de couvrir toute la sur face (lit disque en ne laissant (lue quelques zones planes présentant une section relative ment faible.
Des cloisons séparatrices étroites ana logues 23 sont également menagées entre les diverses poches 20 de chaque groupe.
En fonctionnement, le cacao, le chocolat, ou autres matières analogues qu'il est diffi cile de raffiner sont amenés par les, tuyaux (l'alimentation f et /' (fig. 1.) aux chambres centrales S et S', respectivement, et.
pé nc- trent dans les rigoles d'alimentation princi pales 13. Ainsi qu'il ressort de la fig. fi, les, extrémités d'entrée de ces rigoles couvrent la majeure partie du périmètre de l'orifice central du disque, ce qui assuré le passage libre et rapide du chocolat, vers l'extérieur, dans des directions radiales.
Cet effet peut être amplifié si on le désire, en faisant en sorte qu'une (les rigoles auxiliaires 19 (la plus longue) (le chaque secteur communique aussi avec l'ouverture centrale du disque, ce (lui augmente la rapidité de l'écoulement (lit chocolat vers l'extérieur. En partant des ri goles principales 1.8, les courants de chocolat: dirigés vers l'extérieur se divisent en un grand nombre de courants parallèles plus petits dans les rigoles d'alimentation auxi liaires 1.9.
Grâce à, la disposition des rigoles, les poches des premiers groupes (A A= A@\ etc.) des séries radiales reçoivent à peu près la même quantité (le chocolat et, la distribu tion du cliocplat de l'ouverture d'admission <B>aux</B> premiers groupes est ainsi assurée d'une façon uniforme, quoique rapide.
Le disque a reçoit un mouvement de ro tation et l'alimentation de la liqueur est pré- férablement effectuée sous une pression constante. Bien entendu, cette liqueur tend à couler directement vers la périphérie des dis ques et à s'échapper de ceux-ci par l'ouver ture de sortie, établie de la façon susmen tionnée, pour tomber dans le bac collecteur Toutefois,
cet écoulement direct est en- travé efficacement. par la disposition (les poches et cloisons séparatrices que l'on vient (le décrire. Les cloisons séparatrices courbes 22 enipéelietit lci liqueur de passer directe ment (les rigoles d'alimentation 1.9- dans les poches A d'uii disque tel due Iz, puis (le passer directement (les poches A aux poches 13,
de celles-ci aux poches (' et ainsi de suite jusqu'à la périphérie du disque Il. De nième, les cloisons séparatrices 23 empêchent la liqueur de couler d'une poche à l'autre clans une direction généralement circulaire. Toute fois, les poches du disque coopérant Il' ser vent à relier les poches d'un groupe tel que A' à, celles (Iii groupe suivant B, ainsi que la poche d'un groupe à la poche adjacente du même groupe.
En (l'autres termes, la liqueur est obligée de passer un grand nom bre (le lois d'un (tes disques conjugués à l'autre, en suivant une trajectoire spiroïdale avant qu'elle puisse atteindre la périphérie du disque et elle se trouve par conséquent soumise au frottement sur toutes les sur faces inclinées de poches un grand nombre de fois durant son pass.a.ge entre les disques coopérzints. Quand la liqueur a atteint la périphérie des disques, le ruban !a l'empêche de s'échapper ailleurs que dans le bac col lecteur (1.
On remarquera. (lue la liqueur est raffinée par une action (le frottement et non pas par une action (le sectionnement. Ceci ressort clairement de la fig. 8 en tenant compte (lit sens (le rotation relatif des disques par rap port à, la disposition des surfaces réductrices (les poches 20. Si l'on inversait le sens de rotation, il se produirait une section de sec tionnement de la matière plutôt qu'une ac tion de frottement, au détriment du raffinage.
Par suite de la disposition choisie, les deux disques conjugués peuvent être faits sui vant le même modèle et exactement inden- tiques sous tous rapports, tandis que si les cloisons 22 étaient exactement concentriques, les cloisons d'un disque devraient nécessaire ment être déplacées par rapport à celles (le l'autre disque pour éviter que le chocolat brûle.