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Appareil pour le broyage à froid de matières diverses.
La présente invention concerne les appareils de broyage dans lesquels la matière en morceaux reçoit, sous Inaction de la force centrifuge, dans une enceinte comportant une série d'alvéo- les, un mouvement de tourbillonnement violent qui, par le choc et la friction des particules les unes contre les autres, provoque leur division à un etat de grande finesse. On a proposé d'utiliser à cet effet un rotor muni de battoirs, tournant dans un stator comportant deux couronnes d'alvéoles dans lesquels la matière, violemment projetée par les battoirs, tourbillonne en se divisant.
Les appareils de ce genre présentent cependant des in- convénients qui se sont opposés jusqu'à présent à.leur utilisa- tion industrielle. D'une part ils donnent lieu à un échauffement qui croit avec la vitesse de rotation et nuit à leur bon fonction- nement; les résultats obtenus sont irréguliers et l'on ne peut envisager le traitement de matières, telles que la farine, qui s'altèrent à température élevée. D'autre part la consommation de force motrice est considérable et les tentatives de broyage industriel se sont avérées très onéreuses.
La présente invention est basée sur l'observation du fait qu'il existe une dependance entre les formes et dispositions
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des parties coopérantes de l'appareil et qu'il est possible de créer entre biles des relations bien définies, dont l'observance permet d'écarter complètement les inconvénients mentionnes ci- dessus.
Suivant l'invention, le rotor est muni à sa périphérie d'organes de guidage de le. matière dont l'angle d'inclinasion sur le rayon du rotor à l'intersection de cette surface et de le pé- ripherie uu rotor est égal ou sensiblement égal à l'angle d'incli- naison de le surface d'entrée ae chaque alveole. Ainsi chaque fois qu'un de ces organes passe devant un alvéole, sa surface est paral- lèle à la surface d'entree de l'alvéole et guide la matière dans celui-ci avec la. plus grande vitesse.
Le fona des alvéoles est arrondi mais au lieu d'être ce forme symétrique comité dans les appareils antérieurs, les alvéoles ont une forme dissymétrique par rapport aux rayons du rotor, l'an- gle d'entrée de l'alvéole, c'est-à-dire l'angle entre la surface d'entrée et le rayon du rotor à l'enaroit de son intersection avec la périphérie du rotor étant toujours aigu; l'angle. de sortie est plus petit que l'angle d'entrée et peut devenir de signe contrai- re à celui-ci.
Il a aussi été trouvé que l'inclinaison de la surface d'entrée des alvéoles a une grande importance en ce qui concerne la nature de la matière traitée. Il convient en général que cet angle soit d'autant plus grand que la matière est plus cassante, et par conséquent d'autant plus petit que la matière est plus mallsable.
Lorsqu'on observe ces conditions, il est possible d'augmenter la. vitesse de rotation dans une mesure inattendue sans prouuire un échauffement sensible de l'appareil; on peut notamment faire tourner la couronne c'alvéoles en sens inverse du roteor et doubler ainsi la vitesse effective pour le traitement sans atteindre une température nuisible.
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Une disposition qui permet de maintenir la. température dans des limites très basses, et en pratique de limiter l'échauf- fement maximum dans l'appareil à 15 C, consiste à prévoir des entrées d'air additionnel dans la paroi antérieure de l'appareil.
Des formes d'exécution de l'appareil conforme à l'in- vention sont représentées à titre d'exemples sur le dessin annexée dans lequel :
Fig. 1 représente un appareil en coupe axiale suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2, celle-ci étant une vue de face après enlèvement du couvercle, Fig. 3 est une vue de face du couvercle formant la face antérieure du carter et Fig. 4 est une vue prise de la ligne IV-IV après enlèvement du rotor et de la face postérieure du carter.
Figs. 5,6, 7 et 8 montrent différentesformes d'al- véoles ainsi que la disposition des organes de guidage coopérant avec ceux-ci.
Fig. 9 montre en coupe axiale une forme codifiée 'dap- pareil et Fig. 10 représente en vue de face, le stator de cet appareil après enlevèrent du couvercle et du rotor.
Fig. Il montre en coupe axiale un appareil à deux ro- tors, c'est-à-dire dont une des couronnes d'alvéoles forme un second rotor; Fig. 12 est une vue de face de cet appareil après enlèvement du couvercle et du premier rotor, ce dernier étant représenté à la Fig. 13 tandis que la Fig. 14 montre le secorid rotor.
L'appareil représenté sur les Figs. 1 à 4 se compose d'un carter de forme générale cylindrique ferme à l'avant par un couvercle 2 et à l'arrière par une culasse 3 munie de paliers 4 supportant l'arbre 5 du rotor. Le rotor est constitué d'un disque 6 muni sur sa face antérieure de saillies, formées par exemple par des cornières, dont une série 7 voisine du centre, sert de battoirs, et une autre série 8 placée le long de la périphérie, sert d'organes de guidage; des organes de guidage 9 sont égale-
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nent prévus à lu face postérieure du. :.<Jt<Jr 6. im carter 1, constituant le st#it.<:r, sont tirées tinté- l'ÍC:XC'8.lClt ueux couronnas c;';lvco7¯es 1J, 11 '1011't les faces d.'entrée 011t 2L..tl\]c;..l;:lt aux téy0u'1;3 on r.=>L;>r, 1 ¯.1ê'lC;
inclinaison l'2Sl)2C- tiVt::.:l811t que les organes de 6LÜQ'LE 3 .), les 0rgmf;s 3 tournant duns L,:, eouro'Line a'8.1véoles 10 (t les ,)T'.::;eJ1E';s 9 dans 1:3 C0;u'onIl", l,u'c'.1VC'7le:S 11.. ta8 couronne ô'è:llv':;ale3 10 ( Fig. é) s'éC'1' sur toute 13 y>crly7hE rln du StC'¯tOr tanols (.DE:' 1;-' C')'JJ'Ij',l'18 C%'c71¯VLIeS 11 ;le s'ccenli eue sur sa ps.rtie slJ.iJ8rieure, ln partie inférieure 0t:::1.lt ouverte et CO;,1!;)LLÜC,U,"1,lt par llne grille 1 ;,vee une ouverture de décharge 1.
Le coiivetcle est perc d-'une ouverture de chargement 14 et a'orifices 15 à'enttàe ci'air suppicnentaire lequel est des- tine il refroicir l'appüreil, :':.1. entraîner et a sécher la charge.
Le rotor étant cuis en rotation, à une vitesse de l'ordre de 0.,)00 à 4.000 tours pci.r .ninute par eyen;lc, la matière à divi- ser est chargée par l'ouverture 14. aussitôt battue, brisée et mise en rotation par les battoirs 7, elle est reprise et guidée par les organes 8 dans les alvéoles 10 où les particules tourbillon- nent à grande vitesse de sorte qu'elles se brisent., éclatent ou
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s'ef'Ïri teüt par l'effet ae leurs chocs et frottements :.iu.tJ.els.
Cette action se poursuit sur toute la profondeur des alvéoles 10 d'où les particules IJEtI'vienllent, par l'espace annulaire 16 entre le disque 6 et le carter 1, dans les alvéoles 11 où, sous l'ac- tion des organes 9, la division de la matière s'achève, celle-ci,
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à l'état de fine poudre, passant ensuite dans l ch8 bre 17 d'Où, guidée par la courbure appropriée de la culasse #, elle est évacuée vers la grille 12 et l'ouverture de décharge 13.
Pour assurer les conditions les plus favorables3. la division poussée de la matière sans échauffèrent et sans consom-
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.aation excessive lie force :uotrice il importe que l'angle c d'in- clinaison de chaque organe 8 sur son i?=àyon à soit égal à l'angle A
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d'entrée des alvéoles 10, comme indiqué sur les Figs. 5 à 8. Il convient aussi que les organes 8 soient d'autant plus longs que l'angle Ó est plus grand et que leur hauteur dépasse la dimension axiale des alvéoles.
Quant à l'angle Ó, il importe de le choisir convena- blement et de le modifier suivant la nature des produits à broyer.
Un angle Ó très petit (Fig. 5) convient pour des matières friables ou malléables (farine) tandis qu'un angle plus grand (Fig. 8) convient pour des matières dures ou cassantes (minerpis durs), des formes intermédiaires convenant pour des matières (pierre, charbon, bois, etc...) dont le degré de dureté est compris'; entre ces extrêmes. En général, l'angle Ó variera entre 18 et 50 , ces limites n'étant cependant p as rigoureuses.
Les variations de l'angle d'entrée de l'alvéole entraî- nent des variations ae la forme de l'alvéole lui-même et de l'an- gle de sortie ss qui sera généralement plus petit que l'angle Ó peut atteindre 0 et devenir de sens contraire à Ó (Fig. 5). La seconde couronne a'alvéoles 11 aura avantageusement les mêmes caractéristiques qu:.. la première, et les organes 9 la même in- clinaison que les organes 8.
Dans un appareil destiné à traiter des matières de dif- férentes natures, les couronnes d'alvéoles et les rotors seront interchangeables pour permettre d'adapter toujours 1'équipement de l'appareil à la nature ae la matière traitée.
L'appareil représenté sur les Figs. 9 et 10 diffère de celui qui vient d'être décrit par la disposition ci'.une grille de décharge axiale 18 au lieu de la grille inférieure 12. La seconde couronne d'alvéoles 11 est complète et l'arbre 5 du rotor est monté dans 'la paroi antérieure 2 du carter. Le fonctionnement est le même que dans le cas précédent, mais le produit pulvérisé s'échappe axialement par la grille 18.
Sur les Figs. 11 à 14 on a représenté un appareil à @
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deux rotors dont l'un, ports par l'arbre 5, colitporte co.nne ci- àess.i::, un risque 6 muni Je battoirs 7 et i'ocg7.iie,s dg guidage 8, t::nc,ls \j.UE:; i'Ciutre, cul tourtin un sens inverse CO::1QJT't0 un-'dis- !'¯L'- i9 sur .l0c;1Jr31 est fi?.cc 1'->. COUI'J'1=lE-? 4.';>ivàoles 10 et oui porte sur 5& -.--,ce opposée les or-7,,ies ce guidas8 (ig. 14). La ou- ronne (.-'alvéoles est fi..e, co;1'm c,¯:Lls 1'e.>.e.:,i,>ie '::08 .6'ls. 1 4 et 1.', :3'-JJ:,tlc au proouit 1 ¯>¯1v-ri;( se f';.Í t i1,,1:' la gril].? li' et l'ouverture e 1 1...
Cette disposition lJl'l"llet. 1; ;.> doubler la vitesse effective 1!'=3ctiiJii ues ornes .siii". 1:1 1'u'tlelo sans l:;Lß71'i.Oler' aux rotors une vitesse de rotation excessive.
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D'au tres modifications de construction peuvent évideu- .'icnt t t2''E élfJ)ort6es à 1'#=pa.<.eilL suivant l'1WV<;lt¯LOï1 sans sortir du cadre de invention.
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1.- Appareil pour le broyage à proié de matières 6iver- ses comportant un rotor tournant clans me couronne périphérique
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à'a.î--Téoles, caractérise en ce que le rotor est ¯runi sa périphé- rie 6'oranüs ue guidage due la matière dont l'angle d'inclinaison est égal ou sensiblement egal à l'angle d'inclinaison ':le 1=. sur- face d'entrée ae chaque alvéole.
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- Appareil suivant 1..i revendication 1, caréJct8risé en ce que ces alvéoles ont une forme dissymétrique l'angle de la sur-
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Apparatus for cold grinding of various materials.
The present invention relates to grinding devices in which the material in pieces receives, under the inaction of the centrifugal force, in an enclosure comprising a series of cells, a violent swirling movement which, by the impact and the friction of the particles against each other, causes their division to a state of great finesse. It has been proposed to use for this purpose a rotor provided with beaters, rotating in a stator comprising two rings of cells in which the material, violently projected by the beaters, swirls while dividing.
Apparatus of this kind, however, have drawbacks which have heretofore been opposed to their industrial use. On the one hand, they give rise to heating which increases with the speed of rotation and impairs their proper functioning; the results obtained are irregular and it is not possible to envisage the treatment of materials, such as flour, which deteriorate at high temperature. On the other hand, the consumption of motive power is considerable and attempts at industrial grinding have proved to be very expensive.
The present invention is based on the observation that there is a dependence between the forms and arrangements
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cooperating parts of the apparatus and that it is possible to create well-defined relationships between biles, the observance of which makes it possible to completely eliminate the drawbacks mentioned above.
According to the invention, the rotor is provided at its periphery with guiding members. material whose angle of inclination on the radius of the rotor at the intersection of this surface and the periphery of the rotor is equal to or substantially equal to the angle of inclination of the entry surface ae each alveole. Thus each time one of these members passes in front of a cell, its surface is parallel to the entry surface of the cell and guides the material therein with the. higher speed.
The fona of the alveoli is rounded but instead of being this symmetrical committee shape in earlier devices, the alveoli have an asymmetrical shape with respect to the radii of the rotor, the entry angle of the alveolus is that is to say the angle between the entry surface and the radius of the rotor at the edge of its intersection with the periphery of the rotor being always acute; angle. exit angle is smaller than the entry angle and may become opposite to it.
It has also been found that the inclination of the entry surface of the cells is of great importance with regard to the nature of the material treated. It is generally appropriate that this angle be all the greater as the material is more brittle, and consequently all the smaller as the material is more malleable.
When these conditions are observed, it is possible to increase the. speed of rotation to an unexpected extent without causing significant heating of the device; in particular, it is possible to rotate the crown of the cells in the opposite direction to the roteor and thus double the effective speed for the treatment without reaching a harmful temperature.
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A provision which allows to maintain the. temperature within very low limits, and in practice of limiting the maximum heating in the appliance to 15 ° C., consists in providing additional air inlets in the front wall of the appliance.
Embodiments of the apparatus according to the invention are shown by way of example in the accompanying drawing in which:
Fig. 1 shows an apparatus in axial section taken along line 1-1 of FIG. 2, this being a front view after removal of the cover, FIG. 3 is a front view of the cover forming the front face of the housing and FIG. 4 is a view taken from line IV-IV after removal of the rotor and of the rear face of the housing.
Figs. 5, 6, 7 and 8 show different shapes of honeycombs as well as the arrangement of the guide members cooperating with them.
Fig. 9 shows in axial section a codified form of the apparatus and FIG. 10 shows in front view, the stator of this apparatus after removing the cover and the rotor.
Fig. It shows in axial section an apparatus with two rotors, that is to say, one of the rings of cells forming a second rotor; Fig. 12 is a front view of this apparatus after removal of the cover and of the first rotor, the latter being shown in FIG. 13 while FIG. 14 shows the secorid rotor.
The apparatus shown in Figs. 1 to 4 consists of a housing of generally cylindrical shape which is closed at the front by a cover 2 and at the rear by a cylinder head 3 provided with bearings 4 supporting the shaft 5 of the rotor. The rotor consists of a disc 6 provided on its front face with projections, formed for example by angles, of which a series 7 near the center, serves as beaters, and another series 8 placed along the periphery, serves as 'guide members; guide members 9 are also
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nent provided on the rear face of the. :. <Jt <Jr 6. im housing 1, constituting the st # it. <: R, are drawn tint- ÍC: XC'8.lClt ueux crowned c; '; lvco7¯es 1J, 11' 1011 ' t the entry faces 011t 2L..tl \] c; .. l;: lt aux téy0u'1; 3 on r. => L;> r, 1 ¯.1ê'lC;
inclination l'2Sl) 2C- tiVt ::.: l811t that the bodies of 6LÜQ'LE 3.), the 0rgmf; s 3 turning duns L,:, eouro'Line a'8.1veoli 10 (t les,) T ' . ::; eJ1E '; s 9 in 1: 3 C0; u'onIl ", l, u'c'.1VC'7le: S 11 .. ta8 crown ô'è: llv':; ale3 10 (Fig. é) s'éC'1 'on any 13 y> crly7hE rln of StC'¯tOr tanols (.DE:' 1; - 'C') 'JJ'Ij', l'18 C% 'c71¯VLIeS 11; the s'ccenli had on its slJ.iJ8rieure ps.rtie, the lower part 0t ::: 1.lt open and CO;, 1!;) LLÜC, U, "1, lt by llne grid 1;, vee an opening discharge 1.
The coiivetcle is pierced with a loading opening 14 and ports 15 to enter the additional air which is intended to cool the appliance,: ':. 1. drive and dry the load.
The rotor being cooked in rotation, at a speed of the order of 0.,) 00 to 4,000 revolutions pci.r .ninute per eyen; lc, the material to be divided is loaded through the opening 14. immediately beaten, broken and set in rotation by the beaters 7, it is taken up and guided by the members 8 in the cells 10 where the particles whirl at high speed so that they break, burst or break.
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is eradicated by the effect of their shocks and friction: .iu.tJ.els.
This action continues over the entire depth of the cells 10 from where the particles IJEtI'vienllent, through the annular space 16 between the disc 6 and the casing 1, in the cells 11 where, under the action of the organs 9 , the division of matter is completed, this one,
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in the state of fine powder, then passing through the ch8 bre 17 where, guided by the appropriate curvature of the cylinder head #, it is discharged to the grid 12 and the discharge opening 13.
To ensure the most favorable conditions 3. the advanced division of matter without heating and without consuming
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.excessive aation binds force: uotrice it is important that the angle c of inclination of each organ 8 on its i? = aton to be equal to the angle A
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entry of the cells 10, as shown in Figs. 5 to 8. It is also appropriate that the members 8 are all the longer as the angle Ó is greater and their height exceeds the axial dimension of the cells.
As for the angle Ó, it is important to choose it suitably and to modify it according to the nature of the products to be ground.
A very small angle Ó (Fig. 5) is suitable for friable or malleable materials (flour) while a larger angle (Fig. 8) is suitable for hard or brittle materials (hard minerpis), intermediate shapes suitable for materials (stone, charcoal, wood, etc.) of which the degree of hardness is understood '; between these extremes. In general, the angle Ó will vary between 18 and 50, however these limits are not strict.
Variations in the inlet angle of the socket will cause variations in the shape of the socket itself and in the outlet angle ss which will generally be smaller than the angle Ó can achieve. 0 and become opposite to Ó (Fig. 5). The second ring with alveoli 11 will advantageously have the same characteristics as: .. the first, and the members 9 the same inclination as the members 8.
In an apparatus intended to treat materials of different natures, the rings of cells and the rotors will be interchangeable to allow the equipment of the apparatus to always be adapted to the nature of the material being treated.
The apparatus shown in Figs. 9 and 10 differs from that which has just been described by the arrangement ci '. An axial discharge grid 18 instead of the lower grid 12. The second ring of cells 11 is complete and the shaft 5 of the rotor is mounted. in 'the front wall 2 of the housing. The operation is the same as in the previous case, but the sprayed product escapes axially through the grid 18.
In Figs. 11 to 14 there is shown a device at @
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two rotors, one of which, carried by the shaft 5, colitporte con.nne shown below, a risk 6 provided with the beaters 7 and i'ocg7.iie, s dg guide 8, t :: nc, ls \ j.UE :; i'Ciutre, cul tourtin a reverse direction CO :: 1QJT't0 un-'dis-! '¯L'- i9 on .l0c; 1Jr31 is fi? .cc 1' ->. COUI'J'1 = lE-? 4. ';> Ivàoles 10 et oui relates to 5 & -.--, this opposite the or-7,, ies this guidas8 (ig. 14). The or- ronne (.- 'alveoli is fi..e, co; 1'mc, ¯: Lls 1'e.>. E.:,i,>ie' :: 08 .6'ls. 1 4 and 1. ',: 3'-JJ:, tlc at the proouit 1 ¯> ¯1v-ri; (se f';. Í t i1,, 1: 'the grill].? Li' and the opening e 1 1 ...
This arrangement lJl'l "llet. 1;;.> Double the effective speed 1! '= 3ctiiJii ues ornes .siii". 1: 1 1'u'tlelo without l:; Lß71'i.Oler 'to the rotors excessive rotational speed.
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Other modifications of construction can evidently be .'icnt t t2''E elfJ) ort6es 1 '# = pa. <. EilL according to the 1WV <; lt¯LOï1 without departing from the scope of the invention.
Li L "J B> il 1i 1 C; T 1 j ri S
1.- Apparatus for prey crushing of various materials comprising a rotating rotor in the peripheral crown
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à'a.î - Téoles, characterized in that the rotor is ¯run its periphery 6'oranüs ue guidance due to the material whose angle of inclination is equal or substantially equal to the angle of inclination ' : the 1 =. entrance surface to each cell.
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- Apparatus according to 1..i claim 1, caréJct8risé in that these cells have an asymmetrical shape the angle of the sur-