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Il Broyeur colloldogène " On connaît déjà des broyeurs colloidogénes dans les- quels une ou plusieurs roues dentées sont montées à l'inté- rieur d'un contre-batteur fixe comportant la même denture.
Dans tous ces broyeurs colloîdogénes l'épaisseur des dents est égalemen, ou sensiblement égale, aux vides, ou creux, séparant les différentes dents.
Dans une telle disposition, on observe les inoonvé- nients suivants :
Le broyeur colloidogéne laisse passer trop peu ou très peu de matière à broyer entre les roues dentées lorsque cet- te matière se déplace continuellement à travers le broyeur dans le sens de rotation de ce dernier. La possibilité de passage est en effet trop petite, même lorsque les dents du rotor sont situées en face des creux de dents du contre- batteur parce que l'épaisseur des dents du rotor déborde le creux de denture opposé, pour obvier à cet inconvénient on a déjà proposé de ménager des fraisures sur les roues den- tées, fraisures disposées transversalement par rapport au sens du mouvement.
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Une telle réalisation permet, il est vrai, le passage de grandes quantités de matière à broyer à travers le broyeur mais l'efficacité est trop faible parce qu'une partie du liquide peut traverser les creux de dents sans action de bat- tage.
Un autre inconvénient du mode de construction connu ré- side dans le fait que les oscillations, qui naissent au cours du broyage, ont des amplitudes trop petites pour que l'on puisse considérer que le principe du broyeur colloido- gène est fondé sur un principe vibratoire.
La présente invention a pour objet un nouveau type de broyeur colloldogène dans lequel l'action de broyage, ou de dispersion, est exercée, sur la matière à broyer traversant d'une manière périodiquement interrompue le broyeur colloi- dogène, non seulement par une action de frottement ou de battage, mais encore sous l'action de vibrations engendrées mécaniquement dans le broyeur colloidogéne lui-même, ces vibrations de nature homo-rythmique étant, de fréquence et d'amplitude élevées, organisation sur laquelle est fondé un principe entièrement nouveau du broyage colloïdal.
On a constaté qu'il se produit une action toute nouvel- le au cours du broyage colloïdal lorsque le rapport, entre l'épaisseur de dents et le creux de dents sur le rotor et sur le carter fixe agissant comme contre-batteur, n'est pas, comme c'était généralement le cas jusqu'à ce jour,de 1 : 1, mais environ de 1 : 2 ou, mieux encore, dans les grandes machines , d'environ 1 : 3 (Les chiffres 2 et 3 in- diquant les proportions des creux de dents fraisés entre les différentes dents) et lorsque la matière à broyer est introduite et évacuée dans le sens du mouvement ; rapport susvisé peut, lorsque le broyeur oolloldogène tourne à de
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J,très grandes vitesses, être porté , 1 : 4, 1: S et Même jusqu'à 1 : 6 environ.
Dans ce mode de réalisation il est possible que la matière à broyer se déplace entre le rotor et le oarter suivant une trajectoire libre en zigzag jus-
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qu'au point d'évacuation au moment où la dent du rotor se trouve au milieu du creux séparant deux dents du oarter. La rotation du rotor détermine l'acheminement de la matière à broyer depuis le point d'admission jusqu'au² point d'évacua- tion et il se produit alors un effet de pompage tellement intense que la matière à broyer peut, sans pompe auxiliaire, être ramenée depuis le point d'évacuation jusqunà la trémie de remplissage . Un pompage automatique ininterrompu et réi- téré de la matière à broyer est ainsi rendu possible à tra- vers le broyeur colloidogène et l'on produit des osoillations rythmiques et continues de la matière à broyer.
La matière à broyer peut être refoulée directement par une canalisa- tion spéciale dans un récipient de vidange. En pratique, on s'arrange de manière que la canalisation de circulation reste toujours plus ou moins ouverte, même lors du soutirage, afin que la pression intérieure sur les garnitures d'étanchéité soit modérée.
L'action du nouveau broyeur oolloldogène à vibrations est fondée sur le fait que, lorsqu'il existe par exemple un rapport de 1 cm : 3 cm entre les dents et les creux de dents (la profondeur des creux de dents étant sensiblement égale à la largeur des surfaces de dents aussi bien du rotor que du carter), deux phases se trouvent engendrées à chaque période . La première phase est engendrée lorsqu'une dent de carter se trouve en face d'une dent de rotor. Il se produit alors l'effet de pression et de broyage le plus grand. Le passage du courant de liquide est toutefois presque complè- tement arrêté. La deuxième phase se produit lorsque la surfa- ce de dents du rotor se trouve en face du milieu du creux de dents séparant deux dents du carter.
La pression exercée sur le liquide de la matière à broyer est alors la plus fai- ble et le oourant de matière à broyer dispose, pour son pas- sage, d'une section transversale de 1 om, environ. Le passa- ge d'une phase à l'autre a lieu par périodes suooessives
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régulières. La matière à broyer doit alors s'écouler sui- vant un trajet en zigzag à travers l'espace existant momen- tanément entre le rotor et le carter et cette matière est ainsi soumise à des vibrations ou à des oscillations pério- diques de fréquence élevée, ces vibrations , ou oscillations, étant provoquées par des augmentations et des diminutions de pressions alternées régulièrement.
Déjà avec un nombre normal de ces périodes, ce broyeur oolloidogène agit comme un appareil à réaction et à disper- sion de grand rendement. Il est toutefois possible d'aug- menter le nombre des périodes d'oscillations à un degré tel que ce nombre s'approche des oscillations ultra-sonores.
Dans un tel mode de réalisation apparaissent les effets nou- veaux qui caractérisent l'invention et qui sont semblables aux effets dûs aux ultra-sons.
On connaît déjà un broyeur colloidogéne comportant un corps broyeur denté, cylindrique, ou légèrement tronconique, tournant concentriquement dans un carter comportant un nom- bre égal de dents. Ce broyeur colloidogéne connu rend im- possible l'action d'oscillations rythmiques agissant d'une manière ininterrompue sur la matière à broyer, marne lorsque les creux de dents sont plus larges que les dents car le passage de la matière à broyer est orienté axialement dans ce broyeur oolloldogène, ce qui fait que la matière en ques- tion est malaxée en hélice entre les creux de dents et les dents, toute action rythmique d'oscillations sur la matière à broyer étant toutefois exclue en raison de l'apparition des phénomènes d'interférence (battements) .
Contrairement à ce qui précède, le progrès essentiel caractérisant le broyeur colloidogéne oonforme à l'invention résulte de l'u- tilisation d'oscillations rythmiques agissant d'une manière continue sur la matière à broyer.
Dans le nouveau broyeur colloudogène, la matière à broyer est introduite dans le sens du mouvement et est évacuée après avoir parcouru environ les trois-quarts de la périphé-
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rie du carter; le dernier quart du carter ne oomporte pas de dents et est lisse . Grâce à cette disposition, le broyeur oollotdogène acquiert simultanément des propriétés de pompa- ge qui présentent un intérêt oapital pour une large applica- tion industrielle et qui ne peuvent pas être obtenues avec les broyeurs oollodogènes oonnus.
L'un des broyeurs colloidogénes connus présente en ou- tre une disposition différente des dents sur le rotor et sur le carter,ce qui fait que les oscillations rythmiques,telles qu'elles sont obtenues conformément à l'invention, sont in- terrompues par suite de l'apparition de phénomènes d'inter- férence ou battements.
Les exemples ci-après fournissent des indications de détail sur le nouveau broyeur colloidogéne : Exemple 1 : - Le rotor et le oarter oomportent, sur le sec- teur de travail, 25 dents ayant 1 cm. d'épaisseur et des 'creux de dents ayant 1 cm. de hauteur et 3 cm. de largeur. Un moteur à court-circuit, tournant à 3.000 tours par minute, est accouplé directement au broyeur colloidogéne.
Dans ce mode de réalisation, la matière à broyer est soumise à un effet d'oscillations périodiques de 25 x 3.000 - 75.000 périodes ou 150.000 demi-périodes. Une réaction ohimique ou une dispersion quelconque soumise à un tel nom- bre d'oscillations rythmiques, savoir à 2.500 demi-périodes ou 1.250 périodes par seconde, acquiert. sous l'aotion de cette force mécanique, une activité et une accélération éle- vées, ce qui tait que l'appareil conforme à 1.'invention travaille aussi bien comme machine à dispersion efficace que comme machine activant les réactions chimiques .
Si, à l'aide d'engrenages, on fait tourner ce broyeur colloidogéne à 6.000 tours par minute, on obtient déjà 150.000 périodes ou 300.000 demi-périodes par minute,par conséquent 2.500 périodes ou 5.000 demi-périodes vibratoires par seconde.
La limite supérieure n'est toutefois pas encore attein-@@
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te. Lorsque l'on actionne le broyeur colloidogéne à la vi- tesse de 9.000 tours par minute ou bien, en utilisant une turbine à grande vitesse, jusqu'à 12.000 tours par/minute, on obtient, dans ce dernier cas, 25 x 12.000 = 300.000 pério- des ou 600.000 demi-périodes par minute,c'est-à-dire un nom- bre extrêmement élevé d'oscillations par seconde . Il se pro- duit alors déjà des actions analogues à celles de la zone limite des ultra-sons; ainsi apparaissent de nouvelles possi- bilités et de nouvelles actions lorsque l'on procède à des dispersions et lorsque l'on active des réactions chimiques à l'aide d'énergie mécanique.
Exemple 2 : - Pour provoquer, dans certains buts particu- liers, avec le nouveau broyeur colloldogène fondé sur le principe des oscillations, des actions analogues à celles des ultra-sons, on donne aux dents du rotor et du carter une épaisseur de 5 mm. seulement et l'on donne aux creux séparant les différentes dents une largeur de 1 cm et une hauteur de 1 cm. environ. Lorsque l'on utilise un rotor de 300 mm. de diamètre, ce qui correspond à une périphérie de 943 mm., on obtient 63 périodes à chaque tour. Pour 6.000 tours par minute on obtient ainsi 378.000 périodes par minu- te, c'est-à-dire 6.300 périodes ou 12. 600 demi-périodes par seconde. Lorsque l'on utilise une vitesse de rotation de 18.000 tours par minute, on obtient 63 x lE.000 = 1.134.000 périodes et 2.208.000 demi-périodes par minute, soit 37.800 demi-périodes par seconde .
Si l'on porte le diamètre à 500 mm. et que l'on entrai- ne la machine à 18.000 tours, on obtient 104 x 18.000 = 1.872.000 périodes ou 3.744.000 demi-périodes par minute, soit 62.400 demi- périodes par seconde . On arrive ainsi dé-' jà dans la zone d'action des oscillations ultra-sonores.
En pratique on obtient toutefois d'excellents résultats industriels déjà avec des fréquences sensiblement plus bas- ses.
Le broyeur colloidogéne comporte avantageusement au-
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dessus du carter muni de la chemise de refroidissement un entonnoir ou trémie aveo un robinet de réglage. Après la mise en marche de la machine, la matière à broyer s'écoule à travers le robinet de réglage dans le secteur de broyage efficace vers l'orifice d'évacuation. Dans un mode de réali- sation conforme à l'exemple 1, la matière à broyer est soumise directement et successivement à 25 actions de pres- sion et de détente, c'est-à-dire à 25 périodes. Un peu avant le dernier quart de la périphérie du carter, la matière à broyer est refoulée par centrifugation sous l'action de pom- page de la roue dentée et elle est ramenée par l'intermédiai- re d'une tubulure dans l'entonnoir de remplissage tant que doit' être répété le processus.
En vue du soutirage, on a prévu un point de soutirage approprié sur la canalisation de retour. La paroi interne du oarter comporte, sur les trois quarts de sa périphérie, une denture analogue à celle du rotor. Le quart de carter qui se trouve en aval du point d'évacuation est lisse pour rendre possible l'action de pom- page ou pour augmenter l'efficacité. Pour améliorer encore l'évacuation complète par pompage de la matière à broyer, on a avantageusement disposé, en amont du corps de carter lisse, une rackette en acier, ayant par exemple la forme d'un couteau, raclette qui, grâce à une vis, permet d'obtu- rer plus ou moins l'intervalle entre le rotor et le carter en aval du point d'évacuation.
Une telle disposition n'est pas absolument indispensa- ble mais elle est toutefois recommandable, notamment dans le cas d'une matière à broyage fluide.
Le broyeur colloidogéne comporte, disposée dans le car- ter, une chemise de refroidissement, ou de chauffage,dans la- quelle on peut faire circuler de la vapeur ou de l'eau chaude, par exemple lorsque l'on traite une matière pâteuse.
La denture du broyeur colloidogéne peut également être établie de manière que les creux des dents du rotor descen- dent, dans le sens du courant de liquide, perpendiculairement
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au bord du creux, ou tout au moins en pente raide par rapport à ce bord, en direction au fond du creux pour remonter doucement, suivant une courbe, vers l'autre bora du creux, tandis que les creux des dents du carter s'abaissent, dans le sens du courant de liquide, en forme de courbe douce depuis le bord du creux en direc- tion du fond du creux pour remonter d'une manière raide ou perpen- diculaire à l'autre bord du creux ou inversement pour les creux du rotor et du carter.
On obtient ainsi une rupture brutale des oscillations. De plus, suivant l'inclinaison et la courbe des creux de aents, on peut modifier les périodes d'oscillations et leur amplitude. D'autre part, le passage de la matière à broyer se trouve facilité dans le sens du pompage.
Jusqu'à ce jour, on ne connaissait pas de broyeur colloido- gène dont l'action est fondée sur le principe des oscillations.
On ne pouvait pas supposer qu'il était possible de provoquer, sous des actions mécaniques, des actions vibratoires analogues aux ultra-sons sur les liquides, les gaz ou les vapeurs.
Lorsque l'on fait usage ae grands nombres de périodes, il n'est pas nécessaire de prévoir une denture de carter conforme à l'invention sur tout le trajet que parcourt la matière à broyer depuis son introduction jusqu'à son évacuation. On peut, au con- traire, prévoir une denture, par exemple, sur une moitié seulement de la partie de carter à denter ou certaines parties de ce carter.
On peut, par exemple, fraiser un groupe de 10 dents à peu près immédiatement en aval du point d'introduction et fraiser, en amont du point d'évacuation, un autre groupe de 10 dents. Les groupes de dents peuvent toutefois être prévus également en trois ou quatre endroits de la paroi du carter. Un tel mode de réalisation est avantageux lorsque l'on fait usage de nombres de périodes élevés pour régler le débit. l'appui des figures 1 à 4 du dessin annexé on va décrire plus en détail le broyeur colloidegène établi conformément à la présente invention :
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La figure-1 est une coupe transversale du broyeur colloidogéne.
La matière à traiter est introduite dans la machine à partir de l'en- tonnoir ou trémie 1 et par l'intermédiaire du robinet 2. Le robinet 2 permet de régler l'admission. La matière à broyer arrive par ltin- termédiaire du canal 3 dans la cavité à vibrations. Les Vibrations sont produites par la rotation du rotor denté 4 dans le carter fixe également denté 5. Les dentures sont établies de manière , par exemple, qu'à une épaisseur de dents de 1 cm. succède un creux de dents ô ayant une largeur de 3 cm.
Le carter immobile 5 ne comporte une denture que sur les trois- quarts de sa périphérie. En aval du point d'évacuation ou de sou- tirage 7 jusqu'au point d'introduction 3, la paroi du carter ne comporte aucune denture ; au contraire, les espaces intermédiaires comportent une garniture métallique.
Une canalisation 8 part du point de soutirage 7, cette canali- sation comportant un robinet de soutirage 9 et aboutissant à l'en- tonnoir ou trémie 1, ce qui fait que la matière à broyer peut être traitée d'une manière continue jusqutà ce que soit atteint le ré- sultat escompté.
La machine comporte un compartiment enveloppant 10, muni de tubulures 10 d'admission 11 et d'échappement 12; la machine repose, par son bâti 13, sur une plaque de fondation ou socle 14.
La figure 2 représente une coupe longitudinale du broyeur cooloidogène dans le sens de l'axe avec l'entonnoir ou trémie 1, le robinet de réglage d'admission 2 et la tubulure d'admission 3. On a désigné par 6 les vides intermédiaires ( creux de dents) entre les dentures du rotor et dú carter fixe. La denture est représentée par son contour dans l'arrière/plan. On a désigné par 15 la masse du rotor et par 16 l'axe de ce dernier; le compartiment de refroi- dissement par eau ou de chauffage est également désigné par 10 et la tubulure d'admission est désignée par 11.
L'axe 16 comporte, aux points de passage du compartiment à vibrations, des garnitures d'étanchéité métal-graphite 17. Cet axe s'arrête d'une part, derrière le palier à graissage sous pression
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séparé de la machine et traverse, d'autre part, un autre palier à graissage sous pression pour se terminer par le plateau d'accou- plement l. On a désigné par 18 et 19 les paliers à graissage sous pression et par .30 la pompe à huile actionnée par l'axe, pompe qui assure constamment la lubrification automatique sous pression.
L@ machine est reliée par l'intermédiaire du plateau d'accouplement, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un mécanisme multiplicateur, au moteur.
Les figures 3 et 4 représentent chacune une organisation des dents et des creux de dents au rotor et du carter, organisations dans lesquelles les creux de dents du rotor descendent,, dans le sens da courant de liquide, perpendiculairement au bord du creux, ou du moins en pente raide par rapport à ce bord, en direction du fond du creux pour remonter ensuite lentement, suivant une courbe, vers l'autre bord du creux, tandis que les creux de dents du carter s'abaissent suivant une courbe douce, dans le sens du courant de liquide, depuis le bord du creux vers le fond du creux pour remonter, d'une manière presque perpendiculaire à l'autre bord du creux ou inversement pour les creux de dents du rotor et du carter.
Sur les figures 3 et 4 également, le rotor est désigné par 4, le carter par 5 et la cavité annulaire par 10; les creux de dents portent également le chiffre de référence 6.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Colloldogenic mill "Colloidogenic mills are already known in which one or more toothed wheels are mounted inside a stationary concave having the same teeth.
In all these colloidogenic grinders the thickness of the teeth is also, or substantially equal, to the voids, or hollows, separating the different teeth.
In such an arrangement, the following inconveniences are observed:
The colloidogen mill allows too little or very little material to pass between the toothed wheels as this material moves continuously through the mill in the direction of rotation of the latter. The possibility of passage is in fact too small, even when the teeth of the rotor are located opposite the hollows of the concave teeth because the thickness of the teeth of the rotor exceeds the opposite hollow of teeth, to obviate this drawback. has already proposed to provide countersinks on the toothed wheels, countersinks arranged transversely to the direction of movement.
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Such an embodiment allows, it is true, the passage of large quantities of material to be ground through the mill, but the efficiency is too low because part of the liquid can pass through the tooth hollows without threshing action.
Another drawback of the known construction method resides in the fact that the oscillations which arise during grinding have too small amplitudes for the principle of the colloidogenic mill to be considered to be based on a principle. vibratory.
The present invention relates to a new type of colloldogenic mill in which the action of grinding, or of dispersing, is exerted on the material to be ground passing through the colloidogenic mill in a periodically interrupted manner, not only by an action. friction or threshing, but still under the action of vibrations generated mechanically in the colloidogenic mill itself, these vibrations of homo-rhythmic nature being, of high frequency and amplitude, an organization on which is based an entirely new principle colloidal grinding.
It has been found that a completely new action takes place during colloidal grinding when the ratio, between the thickness of teeth and the hollow of teeth on the rotor and on the stationary casing acting as concave, does not is not, as was generally the case until now, 1: 1, but about 1: 2 or, better yet, in large machines, about 1: 3 (The digits 2 and 3 in - indicating the proportions of the milled tooth hollows between the different teeth) and when the material to be ground is introduced and discharged in the direction of movement; aforementioned ratio can, when the oil-forming mill is running at
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J, very high speeds, be carried, 1: 4, 1: S and Even up to approximately 1: 6.
In this embodiment, it is possible for the material to be ground to move between the rotor and the oarter following a free path in zigzagging up to
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at the discharge point when the rotor tooth is in the middle of the hollow between two teeth of the oarter. The rotation of the rotor determines the flow of the material to be ground from the inlet point to the outlet point and there is then a pumping effect so intense that the material to be ground can, without an auxiliary pump, be produced. be returned from the discharge point to the filling hopper. An uninterrupted and repeated automatic pumping of the material to be ground is thus made possible through the colloidogenic mill, and rhythmic and continuous oscillations of the material to be ground are produced.
The material to be ground can be discharged directly through a special pipe into a drain container. In practice, it is arranged so that the circulation pipe always remains more or less open, even during withdrawal, so that the internal pressure on the seals is moderate.
The action of the new vibrating oil-forming mill is based on the fact that, when there is, for example, a ratio of 1 cm: 3 cm between the teeth and the tooth hollows (the depth of the tooth hollows being substantially equal to the width of the tooth surfaces of both the rotor and the housing), two phases are generated at each period. The first phase is generated when a crankcase tooth is opposite a rotor tooth. The greatest pressure and crushing effect then occurs. The flow of the liquid stream is, however, almost completely stopped. The second phase occurs when the tooth surface of the rotor is in front of the middle of the tooth groove separating two teeth of the housing.
The pressure exerted on the liquid of the material to be ground is then the lowest and the flow of material to be ground has, for its passage, a cross section of approximately 1 µm. The transition from one phase to another takes place in successive periods.
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regular. The material to be ground must then flow in a zigzag path through the space temporarily existing between the rotor and the housing and this material is thus subjected to periodic vibrations or oscillations of high frequency. , these vibrations, or oscillations, being caused by increases and decreases in regularly alternating pressures.
Already with a normal number of these periods, this oil-forming mill acts as a high efficiency reaction and dispersion apparatus. It is, however, possible to increase the number of oscillation periods to such a degree that this number approaches ultrasonic oscillations.
In such an embodiment, the new effects which characterize the invention and which are similar to the effects due to ultrasound appear.
A colloidogenic mill is already known comprising a toothed, cylindrical or slightly frustoconical mill body rotating concentrically in a housing comprising an equal number of teeth. This known colloidogen crusher makes impossible the action of rhythmic oscillations acting in an uninterrupted manner on the material to be ground, marl when the tooth hollows are wider than the teeth because the passage of the material to be ground is oriented axially. in this oil-forming crusher, which means that the material in question is mixed in a helix between the tooth hollows and the teeth, any rhythmic action of oscillations on the material to be ground being however excluded due to the appearance of the phenomena interference (beats).
Contrary to the foregoing, the essential progress characterizing the colloidogenic mill oonforme to the invention results from the use of rhythmic oscillations acting continuously on the material to be ground.
In the new colloudogenic mill, the material to be ground is introduced in the direction of movement and is discharged after having traversed approximately three-quarters of the periphery.
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crankcase laugh; the last quarter of the housing has no teeth and is smooth. By virtue of this arrangement, the oil-forming mill simultaneously acquires pumping properties which are of great interest for a wide industrial application and which cannot be obtained with known oil-forming mills.
One of the known colloidogenic mills also has a different arrangement of the teeth on the rotor and on the housing, which means that the rhythmic oscillations, as obtained in accordance with the invention, are interrupted by following the appearance of interference phenomena or beats.
The examples below give details of the new colloidogen mill: Example 1: - The rotor and the oarter have, in the working area, 25 teeth of 1 cm. thick and tooth hollows having 1 cm. height and 3 cm. of width. A short-circuited motor, rotating at 3,000 revolutions per minute, is coupled directly to the colloidogen mill.
In this embodiment, the material to be ground is subjected to a periodical oscillating effect of 25 x 3,000 - 75,000 periods or 150,000 half periods. Any ohimic reaction or any dispersion subjected to such a number of rhythmic oscillations, namely at 2,500 half-periods or 1,250 periods per second, acquires. under the aotion of this mechanical force, high activity and acceleration, so that the apparatus according to the invention works both as an efficient dispersing machine and as a machine for activating chemical reactions.
If, with the help of gears, we make this colloidogenic mill turn at 6,000 revolutions per minute, we already obtain 150,000 periods or 300,000 half-periods per minute, consequently 2,500 periods or 5,000 vibratory half-periods per second.
However, the upper limit is not yet reached - @@
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you. When the colloidogen mill is operated at a speed of 9,000 revolutions per minute or else, using a high-speed turbine, up to 12,000 revolutions per / minute, in the latter case, 25 x 12,000 = 300,000 periods or 600,000 half-periods per minute, that is to say an extremely high number of oscillations per second. Actions similar to those of the ultrasound limit zone are already produced; Thus new possibilities and new actions arise when dispersions and when chemical reactions are activated with the aid of mechanical energy.
Example 2: - In order to induce, for certain specific purposes, with the new colloldogenic mill based on the principle of oscillations, actions similar to those of ultrasound, the teeth of the rotor and of the casing are given a thickness of 5 mm. . only and the hollows separating the different teeth are given a width of 1 cm and a height of 1 cm. about. When using a 300mm rotor. in diameter, which corresponds to a periphery of 943 mm., 63 periods are obtained in each revolution. For 6,000 revolutions per minute, 378,000 periods per minute are thus obtained, that is to say 6,300 periods or 12,600 half-periods per second. When using a rotational speed of 18,000 revolutions per minute, we obtain 63 x lE.000 = 1,134,000 periods and 2,208,000 half-periods per minute, or 37,800 half-periods per second.
If we bring the diameter to 500 mm. and if the machine is driven at 18,000 revolutions, one obtains 104 x 18,000 = 1,872,000 periods or 3,744,000 half-periods per minute, or 62,400 half-periods per second. We thus already arrive in the zone of action of the ultrasonic oscillations.
In practice, however, excellent industrial results are obtained already with significantly lower frequencies.
The colloidogen mill advantageously comprises at-
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above the crankcase fitted with the cooling jacket a funnel or hopper with an adjustment valve. After switching on the machine, the material to be ground flows through the regulating valve in the efficient grinding sector to the discharge port. In an embodiment according to Example 1, the material to be ground is subjected directly and successively to 25 pressure and expansion actions, that is to say 25 periods. A little before the last quarter of the periphery of the casing, the material to be ground is pumped out by centrifugation under the pumping action of the toothed wheel and it is returned via a pipe into the funnel. filling as long as the process has to be repeated.
In view of the withdrawal, an appropriate withdrawal point is provided on the return line. The internal wall of the oarter has, over three quarters of its periphery, teeth similar to that of the rotor. The quarter casing which is downstream of the discharge point is smooth to make the pumping action possible or to increase efficiency. To further improve the complete evacuation by pumping of the material to be ground, there is advantageously placed, upstream of the smooth casing body, a steel rack, having for example the shape of a knife, a scraper which, thanks to a screw , allows to close more or less the gap between the rotor and the casing downstream of the discharge point.
Such an arrangement is not absolutely essential but it is nevertheless advisable, in particular in the case of a material with fluid grinding.
The colloidogen mill comprises, disposed in the housing, a cooling or heating jacket, in which steam or hot water can be circulated, for example when treating a pasty material.
The teeth of the colloidogen mill can also be established so that the hollows of the teeth of the rotor descend, in the direction of the flow of liquid, perpendicularly.
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at the edge of the hollow, or at least steeply sloping in relation to this edge, towards the bottom of the hollow to rise slowly, following a curve, towards the other bora of the hollow, while the hollows of the teeth of the housing s' in the direction of the flow of liquid, in the form of a gentle curve from the edge of the hollow towards the bottom of the hollow to rise in a steep or perpendicular manner to the other edge of the hollow or vice versa for the hollow in rotor and housing.
A sudden break in the oscillations is thus obtained. Moreover, according to the inclination and the curve of the troughs of the winds, it is possible to modify the periods of oscillations and their amplitude. On the other hand, the passage of the material to be ground is facilitated in the direction of pumping.
Until now, no colloidogenic mill was known whose action is based on the principle of oscillations.
It could not be supposed that it was possible to cause, under mechanical actions, vibratory actions similar to ultrasound on liquids, gases or vapors.
When using ae large numbers of periods, it is not necessary to provide a casing toothing according to the invention over the entire path that the material to be ground travels from its introduction to its evacuation. On the contrary, it is possible to provide toothing, for example, on only one half of the part of the housing to be toothed or certain parts of this housing.
One can, for example, mill a group of 10 teeth approximately immediately downstream of the point of introduction and mill, upstream of the point of discharge, another group of 10 teeth. However, the groups of teeth can also be provided in three or four places on the wall of the housing. Such an embodiment is advantageous when using large numbers of periods to control the flow rate. In support of Figures 1 to 4 of the accompanying drawing, the colloidgene grinder established in accordance with the present invention will be described in more detail:
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Figure-1 is a cross section of the colloidogen mill.
The material to be treated is introduced into the machine from the funnel or hopper 1 and via the tap 2. The tap 2 makes it possible to adjust the intake. The material to be ground arrives via channel 3 into the vibration cavity. The vibrations are produced by the rotation of the toothed rotor 4 in the fixed also toothed casing 5. The toothings are established so, for example, that at a thickness of teeth of 1 cm. follows a hollow of teeth ô having a width of 3 cm.
The stationary casing 5 only has teeth on three quarters of its periphery. Downstream from the discharge or suction point 7 to the point of introduction 3, the wall of the casing has no teeth; on the contrary, the intermediate spaces have a metallic lining.
A pipe 8 leaves from the draw-off point 7, this pipeline comprising a draw-off tap 9 and terminating at the funnel or hopper 1, so that the material to be ground can be processed continuously until this point. that the expected result is achieved.
The machine comprises an enveloping compartment 10, provided with pipes 10 for intake 11 and exhaust 12; the machine rests, by its frame 13, on a foundation plate or base 14.
Figure 2 shows a longitudinal section of the cooloidogen mill in the direction of the axis with the funnel or hopper 1, the inlet regulating valve 2 and the inlet manifold 3. The intermediate voids (6) are designated ( tooth hollow) between the rotor teeth and the fixed housing. The toothing is represented by its outline in the background / plan. The mass of the rotor and 16 the axis of the latter are denoted by 15; the water cooling or heating compartment is also designated 10 and the intake manifold is designated 11.
The axis 16 comprises, at the passage points of the vibration compartment, metal-graphite seals 17. This axis stops on the one hand, behind the pressure-lubricated bearing.
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separate from the machine and crosses, on the other hand, another pressure-lubricated bearing to end with the coupling plate l. The pressure lubricated bearings are designated by 18 and 19 and by .30 the oil pump actuated by the shaft, which pump constantly ensures automatic pressure lubrication.
The machine is connected via the coupling plate, either directly or via a multiplier mechanism, to the motor.
Figures 3 and 4 each show an organization of the teeth and tooth hollows at the rotor and housing, organizations in which the rotor tooth hollows descend, in the direction of the liquid stream, perpendicular to the edge of the hollow, or less steep in relation to this edge, towards the bottom of the trough and then slowly ascend, following a curve, towards the other edge of the trough, while the tooth valleys of the casing lower in a gentle curve, in the direction of the flow of liquid, from the edge of the trough to the bottom of the trough to ascend, in a manner almost perpendicular to the other edge of the trough or vice versa for the tooth valleys of the rotor and the housing.
Also in Figures 3 and 4, the rotor is designated by 4, the casing by 5 and the annular cavity by 10; the tooth hollows also bear the reference number 6.
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