<Desc/Clms Page number 1>
" Procédé pour le broyage des substances sèches, de pâtes et de matières analogues ".
La présente invention se rapporte à un procédê pour le broyage de substances sèches, de pâtes, etc., en particulier de matières de nature grenue ou en poussière, et à des dis- positifs pour la réalisation du procédé .
Il a été proposé de moudre des substanoes sèches, des pâtes, etc., au moyen de corps de mouture en grains fins, par exemple de sable de quartz, par le fait que les récipients contenant ceux-ci sont mis en vibrations uniénergétiques sur une voie fermée . De ce fait les corps auxiliaires de mouture se trouvant dans le récipient sont mis en mouvement de cir- culation en sens inverse du senses vibrations circulaires du récipient, ce qui produit un broyage de la matière à moudre.
Dans ce procédé et dans les procédés à vibrations uniéner- gétiques sur voie ouverte, le rendement est extrêmement minime et devient d'autant plus petit que le nombre de vibrations est plus élevé .
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention propose au contraire de nroyer des substances sèches à l'aide de corps de mouture par le fait qu'elles sont mises en vibrations biénergétiques sur voie ouverte, la matière à broyer étant conduite dans une voie qui monte en direction des points de rebroussement.
Si la matière à moudre et les corps de mouture auxiliai- res sont placés dans des récipients qui, comme parties de dis- positifs de construction appropriée-montés entre des moyens élastiques d'une machine à résonance -, peuvent exécuter des vibrations biénergétiques sur voie ouverte, les corps auxi- liaires de mouture sont mis en rotation dans la position moyen- ne du récipient en vibration - en sens inverse du sens du mouvement du récipient- et agissent en broyant par roulement tandis que dans les positions extrêmes du récipient ils écra- sent la matière à moudre On n'emploie donc pas seulement de l'énergie cinétique pour l'opération de broyage,
mais l'éner- gie cinétique est transformée de la position médiane jusqu'à la position extrême en énergie potentielle et inversement l'énergie potentielle est retransformée de la position extré- me vers la position médiane en énergie cinétique .
L'emploi de vibrations biénergétiques sur voie ouverte provoque, également par suite de l'effet combiné de mouture et de battage, l'un ou l'autre de ces effets pouvant être préféré suivant les désirs, un rendement extrêmement grand.
On obtient en outre l'avantage que des dippositifs pour la réalisation des vibrations biénergéiques sur voie ouverte peuvent être imbriqués plus simplement et par conséquent à meilleur compte et qu'ils peuvent plus facilement être adaptés aux conditions spéciales de chaque cas particulier.
La présente invention a pour objet un procédé pour le broyage de substances sèches, de pâtes, etc., en particulier de substances sèches de nature en grains ou en poussière par l'action de vibrations sur la matière à moudre se trouvant dans les récipients avec les corps de mouture, des vibrations
<Desc/Clms Page number 3>
biénergétiques en voie ouverte et avantageusement des vibra- tions non harmoniques étant mises en action, la matière à moudre étant conduite dans une voie montant en direction des points de rebroussement.
On peut ainsi par l'action de forces relativement petites en cas de trajet relativement long de vibration des corps de mouture, favoriser la mouture cinéti- que par frottement, et/ou par l'action de forces relativement grandes dans le cas d'un trajet de vibrations court par rap- port à la force, favoriser le broyage potentiel par choc.
La présente invention a en outre pour objet un dispositif pour la réalisation de ce procédé dans lequel un récipient en forme d'auge ou de forme analogue, par exemple un récipient de section transversale semi-ciroulaire ou circulaire, pour recevoir les corps de mouture et la matière à moudre, est mon- té entre les moyens élastiques d'une maohine à rêsonance,tan- dis que par le couplage lâche connu de ce récipient,qui peut également être subdivisé, on provoque des vibrations de réso- nance biénergétiques. Le plan des vibrations est en outre le plan de la section en forme de cercle ou d'auge. On prévoit avantageusement des moyens élastiques connus en eux-mêmes dont la courbe de force s'élève progressivement de manière qu'il se produise des vibrations non-harmoniques ou pseudo- harmoniques.
Pour favoriser le broyage cinétique, on établit un dis- positif avec des moyens élastiques tels que leur conformation et leurs dimensions en même temps que leur masse ohoisie re- lativement minime provoquent de grands trajets de vibration .
Pour favoriser le broyage potentiel par choc, les dispo- sitifs sont établis avec une masse relativement grande et l'on prévoit des moyens élastiques de conformation et de dimensions telles qu'il en résulte des trajets de vibration relativement petits, tandis qu'avantageusement le dispositif est établi pour recevoir des forces relativement grandes.
La façon de procéder suivant la présente invention pro- cure donc la possibilité de faire rouler les corps de mouture @
<Desc/Clms Page number 4>
auxiliaires essentiellement par-dessus la matière à moudre tandis qu'ils broient la matière à moudre, ce qui est favorisé par la constitution en forme d'auge et par l'action centrifuge supplémentaire qui en résulte, ou bien l'on produit seulement ou supplémentairement un battage ou un/ écrasement de la matiè- re à moudre aux points d'inversion de la masse en vibration,de telle sorte que ces deux effets peuvent être séparés nettement l'un de l'autre ou combinés ensemble suivant les nécessités de chaque cas particulier.
La fig. 1 montre un dispositif pour la réalisation du procédé suivant la présente invention en représentation sché- matique.
La fige 2 montre une autre forme de réalisation.
La fig. 3 montre en représentation schématique une autre forme de réalisation d'un semblable dispositif.
La fig. 4 montre en vue en perspective (en partie en coupe) un détail d'un semblable dispositif.
La fig. 5 montre en vue en perspective, (en partie en cou- pe), une autre forme de réalisation d'un détail d'un sembla- ble dispositif.
Tous ces dispositifs sont des dispositifs vibrant t de fa- çon biénergétique,comme cela apparaîtra en particulier lors de la description des dispositifssuivant les fig. 1 à 3.
Dans les dispositifs suivant la fig. 1, une masse M os- cille autour d'un axe de rotation X sur le levier h. Le le- vier h se termine par un palier elleptique en caoutchouc dont la partie élastique g de forme elliptique est fixée de façon adhérante d'une part au pivot intérieur z et d'autre part au levier h lui-même, qui possède à son extrémité inférieure la forme d'un corps annulaire elliptique y .
La masse M peut donc exécuter des vibrations autour du palier élastique z g (comme cela est représenté en pointillé).
L'excitation se fait par un oouplage lâche connu en lui-même.
Il est à remarquer que le couplage lâche, c'est-à-dire la masse m ne se meut pas ici avec un décalage de phase de 180
<Desc/Clms Page number 5>
par rapport à la masse M mais prend dans le cas à envisager du meilleur rendement (près de la position de résonance) à peu près un décalage de phase de 90 . Cela signifie que les forces d'excitation et les forces de vibration ne sont pas ici en opposition comme forces d'action et de réaction mais que la masse d'excitation est en avance dans chaque cas d'environ 90 sur la masse excitée de sorte que seules les forces d'ex- citation minimes sont transmises et que les pertes sont ré- duites au minimum.
Ceci apparait encore mieux à la fig. 2.
La masse montée dans des ressorts de caoutchouc ellipti- ques y, z g h est excitée par un couplage qui est formé par un levier p mis en mouvement en cercle à une extrémité et re- lié de façon souple à une tige k, qui est reliée à son tour de façon souple à M. La liaison souple se fait avantageusement moyennant l'emploi d'un corps de caoutchouc elliptique g qui est fixé d'une part à une partie intérieure elliptique z, d'autre part à une partie extérieure elliptique y . Ce coupla- ge, établi comme ressorts en caoutchouc elliptiques,fait vi- brer la masse en va-et-vient dans le sens horizontal.
Les seules pertes qui prennent naissance sont les pertes par hystérésis à l'intérieur des anneaux de caoutchouc,pertes qui suivant les mesures valent de 5 à 5%. Il prend en outre naissance , en dehors du système vibrant proprement dit,une perte dans le bouton de manivelle du moteur électrique de commande et il faut fournir en outre un petit travail de ré- sistance de l'air négligeable suivant la fréquence.
Si les masses M, fig. 1 et 2, établies comme des réci- pients creux, sont remplies partiellement de matière à moudre et de corps auxiliaires de mouture, par exemple de boulets, de cylindres, ou d'autres moyens durs susceptibles de broyer, et si le dispositif est mis en vibration, plus de 90% de l'é- nergie apportée sont transformés en travail utile .
On peut naturellement donner aux récipients de mouture de
<Desc/Clms Page number 6>
semblables systèmes d'une manière connue la forme de récipients en auge simple ou multiple, également les conformer de telle manière que les forces prenant naissance sous l'effet des mas- ses en vibration et les déplacements de masse se compensent complètement d'une manière connue (par exemple voir le brevet allemand 514156). On peut également employer les récipients de mouture d'une manière connue à l'état ouvert ou fermé et les incliner sous n'importe quel angle par rapport à l'horizon- tale, etc.
On peut également faire fonctionner ces dispositif s,sui- vant le nombre et la résistance des ressorts employés zgh, d'une manière connue avec n'importe quelle fréquence.
Un exemple d'un récipient en forme d'auge placé obli- quement est représenté à la fig. 5, sur laquelle M représente la masse vibrante répartie dans les auges. Les auges 1,2,3 peuvent, comme l'auge M de la fig. 2, présenter à leur paroi antérieure des passages en forme de tamis par lesquelsen cas de mouture suffisamment fine la masse s'écoule du récipient 1 vers le récipient 2 et de là au récipient 3 et finalement vers la sortie 4. L'auge 1 est munie en outre par exemple d'un couvercle pouvant être fermé, tandis que l'auge 2 est ouverte et que l'auge 3 est représentée comme fermée de façon fixe. L'angle d'inclinaison peut être modifié suivant la ma- tière à traiter.
On a employé à la fig. 3 des ressorts hzgy qui sont pla- cés verticalement de sorte que le tamis placé obliquement doit également vibrer verticalement. On peut naturellement aussi, comme on l'a représenté en pointillé, placer les res- sorts obliquement de façon que le tamis vibre obliquement par rapport à l'horizontale .
On a représenté à la fig. 4 la masse M sous la forme d'une auge suspendue à des paliers de caoutchouc elliptiques zgyh et qui est actionnée par un couplage élastique lâche consistant en deux têtes à ressort zgy et en la tige k, au moyen d'un @
<Desc/Clms Page number 7>
moteur approprié, par l'intermédiaire d'une bielle p .
On peut voir immédiatement que dans le cas d'un corps creux allongé approprié, l'effet de pulvérisation par énergie cinétique joue à cause du long trajet que les corps de mouture parcourent, un plus grand rôle que l'effet de compression et de battage des corps de mouture à l'extrémité de l'auge, en particulier lorsque les corps de mouture sont relativement massifs et qu'on emploie des fréquences lentes en conséquence.
On peut voir inversement qu'en cas de chambre de mouture plus étroite et de trajet plus court l'action de l'opération de vibration peut s'élever à une hauteur inconnue jus qu'à présent. Il est alors fait usage principalement de l'énergie potentielle de l'opération de vibration.
On a représenté à lafig. 5 un récipient de mouture M ouvert qui oscille sur deux ressorts elliptiques zgy d'une manière analogue à celle du récipient, suivant la fig. 4.
A l'intérieur de ce récipient de mouture se trouve une se- conde masse m qui oscille avec un décalage de phase de 1800 par rapport à la masse M.
Cette masse est à peine influencée ou amortie par l'é- nergie cinétique, mais elle cède sa puissance presque exclusi- vement sous forme potentielle par le fait qu'elle atteint cen- tralement la matière qui s'élève par suite du processus de vibration sur les côtés du récipient de mouture M, la frappe en cet endroit d'un coup dur et la broie .
Le dispositif suivant la fig. 5 montre clairement que les masses M et m se compensent complètement au point de vue des forces et des effets d'inertie lorsque, suivant le bre- vet allemand 514156, elles sont actionnées par deux couplages agissant en opposition de 180 dans la phase, ou par un cou- plage avec intercalation d'un levier d'inversion.
Dans beaucoup de cas, en particulier lorsqu'on dispose d'une fondation fixe, l'action opposée à 180 des corps de mouture auxiliaires et de la matière à moudre suffit. Lorsque ce moyen ne suffit pas, on peut aussi sans que l'essence de
<Desc/Clms Page number 8>
l'invention subisse un changement, mettre deux récipients de mouture en vibration avec décalage de phase de 180 , suivant le brevet allemand de base mentionné ci-dessus 51456 de telle sorte qu'une compensation exacte de l'effet de force et d'i- nertie est produite .
La forme des récipients de mouture dépend d'une part de la fréquence et de l'intention que l'on a de broyer au moyen de l'énergie potentielle , ou de l'énergie cinétique, ou des deux.
Si l'on rend le rayon des réservoirs de mouturelors de la rotation autour des moyens élastiques égal à un arc de cer- cle autour du centre et si après que les corps de mouture ont parcouru un trajet déterminé, on les laisse venir à l'arrêt par amortissement en concordance avec la fréquence choisie, la mouture se fait par voie purement cinétique .
Il en est de même pour des récipients demouture déplacés parallèlement et à fond plat.
Si au contraire on donne aux récipients de mouture une forme telle que les surfaces intérieures sortant de la verti- cale en ligne courbe ou droite sont prèsl'une de l'autre et si l'on fait balloter pour ainsi dire les corps de mouture entre ces deux surfaces sur un trajet court en va-et-vient,on se sert d'une manière extrême de l'énergie potentielle .
L'emploi des deux formes d'énergie en commun est compris entre ces deux cas extrêmes.
Les figures représentées et décrites montrent des dis- positifs qui effectuent ce qu'on appelle des vibrations non- harmoniques (voir à cet effet par exemple le brevet allemand 541307).
Cette forme de vibration a donne d'excellents résultats dans la pratique vu que des machines de ce genre ne perdent pas la cadence en cas de charge variable et d'amenée d'énergie variable.
On peut également construire des machines de broyage de matières dures dans lesquelles on emploie des ressorts d'a-
<Desc/Clms Page number 9>
oier qui présentent dans leur forme de courbe une allure liné- aire de vibration. Ceci ne change rien à l'essence de l'in- vention.
En outre les récipients de mouture et les dispositifs représentés sont toujours pourvus seulement d'une masse vibran- te M qui provoque naturellement sur sa fondation, suivant les effets d'inertie , des secousses.
L'introduction de la matière moulue peut se faire,suivant la finesse, de la manière la meilleure, aussi bien par un pro- cédé de tamisage connu en lui-même, que par des criblages con-
EMI9.1
Ùlt4 nus par sëleotiNTA ou cribleurs à vent ou par d'autres procé- dés.
La forme du récipient de mouture ne change rien'non plus l'essence de l'invention lorsqu'elle n'est pas appropriée au dimensionnement et au mouvement le plus favorable des corps auxiliaires de mouture.
On a trouvé comme forme particulièrement favorable de l'auge, au point de vue de l'action cinétique sur la matière, celle qui oppose aux corps de mouture une résistance croissant progressivement. La forme la plus favorable pour l'énergie potentielle est celle qui fait balloter les corps de mouture d'une paroi à l'autre avec une résistance de frottement aussi minime que possible et leur fait atteindre de cette manièrea matière à moudre de façon aussi centrale que possible,comme on l'a représenté à la fig. 5.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour broyer des substances sèches,des pâtes, etc., en particulier des substances sèches de nature granuleu- se ou poussiéreuse, par l'action de vibrations sur la matière à moudre se trouvait en même temps que des corps de mouture dans des récipients, caractérisé en ce qu'on fait agir des vibrations biénergétiques en voie ouverte, la matière à moudre étant conduite dans une voie qui monte en direction des points de rebroussement.