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"Broyeur-concasseur-mélangeur pouvant éventuellement servir de pompe".
Les concasseurs ou broyeurs connus ont, en général, un rendement médiocre qui est dû à plusieurs causes.
Leur alimentation est irrégulière.
@ Il se produit facilement un échauffement dû à l'é- crasement de la matière à concasser, sur les meules, marteaux, /ou cylindres, ou des matières à mélanger.
Une quantité appréciable de puissance est souvent perdue aussi parce que les pièces de la machine travaillent mal, notamment celles qui sont'en contact direct avec le pro- 'duit à broyer ou à mélanger et ne font effort que par une
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partie de leur surface seulement. ,
Il arrive aussi que les particules de la matière à concasser ou à mélanger sont entraînées à la vitesse du rotor et ne reçoivent plus alors de chocs suffisants pour un broyage satisfaisant. En outre la résistance de l'air joue un rôle important dans les broyeurs et mélangeurs et tend à réduire le rendement dans de fortes proportions.
Enfin le filtrage à la sortie et la manière dont sont guidés les produits broyés ou mélangés apportent une ré- sistance importante à l'éjection du produit, ce qui fait tom- ber encore le rendement de l'appareil.
Le concasseur-broyeur-mélangeur-pompe qui fait l'ob- jet de la présente invention, plus spécialement destiné. au concassage des fruits, des graines, des plantes, des produits chimiques et même des produits minéraux assez durs, ainsi qu'aux mélanges même gazeux porte remède à ces inconvénients et permet d'obtenir un excellent rendement.
Dans ce concasseur-broyeur-mélangeur-pompe, l'ali- mentation peut être assurés par roulotté à secousses munie d'un aimant, mais elle est plus spécialement assurée par une trémie à ferneture hermétique. Le produitest introduitsans impuretés. De la trémie hermétique, le produit est entraîné par une Tris sans fin à vitesse réglable par changement de vitesses à plateaux pLr exemple, jusqu'à lE, chambre de concas- sage, en passant par !taxe d'un des arbres d'un des rotors qui estcreux.
Ce dispositif assure la régularité de l'arrivés du produit et son injection ou son aspiration forcée, d'autant plus que les rotors forment pompe.
Le broyage commence à la sortie du couloir d'ali- mentation. Il est réalisé par un rotor dont les dents ont une disposition. particulière assurant l'évacuation de l'air,
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qui peuvent s'emboîter dans les dents d'un stator, à la ma- nière d'une pompe centrifuge, car il forme effectivement pompe centrifuge. Mais il est réalisé préférablement par un ensemble de deux rotors se faisant vis-à-vis, tournant en sens inverse et dont les axes de rotation sont en ligne. C'est une pompe centrifuge à doubles rotors tournant en sens inverse.
Par ce dispositif tout risque d'entraînement de la matière à la vitesse d'un rotor est évité. Le produit à broyer suit donc une marche suivant l'axe des rayons des rotors. Les chocs qu'il subit ne sont pas freinés.
Sur ces rotors, sont disposés, à partir du centre jusqu.'à la périphérie, différents organes destinés au broyage et au filtrage.
1.- Un distributeur constitué par deux palettes destinées à répartir uniformément le produit, ce qui a de l'importance pour assurer le travail de toutes les surfaces.
2.- Un certain nombre de rangées de dents disposées en cercles concentriques et de rayons croissants, alternant sur l'un et l'autre rotor de façon que la longueur des dents étant peu inférieure à l'écartement des deux rotors, ces dents forment des chicanes entre lesquelles la matière à broyer, à mélanger ou à aspirer doit se frayer un chemin pendant que les rotors tournent.
Le rotor dont les rangées de dents sont les plus éloignées de l'axe tourne un peu moins vite que l'autre pour compenser la différence des rayons.
Les rotors peuvent ,être parallèles mais sont construits de préférence de telle façon'que leurs flasques qui portent les dents soient légèrement coniques pour augmen- ter leur écartement vers la périphérie et faciliter l'évacua- tion des produits traités,.
Par contre, les dents sont légèrement plus longues vers la périphérie que vers la partie centrale des rotors.
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Les dents peuvent être fixes, mais elles sont de préférence démontables.
Elles ont une forma préférée d'allure parallélépi- pédique à base triangulaire et légèrement effilées en pyramide.
Les faces de la pyramide peuvent être lisses, mais elles sont de préférence striées ou avec un relief de lime, l'une des faces jouant un rôle d.e lime.
Des deux autres faces, l'une joue le rôle d'aile du ventilateur et l'autre, dont la base passe sensiblement par le centre du rotor, fait appel d'air et produit un vide par- tiel.
Le vide partiel, obtenu ainsi automatiquement par la rotation du ou des rotors, a une importance essentielle.
Il produit une aspiration violente du produità broyer, à mélanger ou à pomper qui, frappant contre les dents, a d'au- tant plus de chances d'éclater qu'il se trouve dans une atmos- phère raréfiée.
De plus, dans cette zone de choc privée d'air, les particules, entraînées par les dents râpeuses, tournent à grande vitesse etse dissocient.
Il y a broyage par râpage, éclatement par rotation rapide et choc dans la zone de dépression. Les cellules ne sont pas simplement dissociées, mais bien éclatées.
Il n'y a pas d'écrasement ou d'aplatissement oui soit des facteurs d'échauffement.
Ce vide, au lieu d'être dû à la seule rotation des rotors, peut également être provoqué, ou simplement complété, par l'action l'une pompe à vide indépendante prévue à cet effet et convenablement disposée. Celé dépend du produità traiter.
3.- Un certain nombre de rangées de lames dentées, disposées en cercles concentriques et de rayons croissants
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alternant sur l'un et l'autre rotor; chaque rangée est consti- tuée par un empilage de lames posées à plat, dentées sur leurs deux bords extérieur et intérieur et séparées deux à deux par un petit intervalle à travers lequel peut s'échapper la ma- .tière broyée; l'espace entre deux lames superposées est créé par des cales d'épaisseur appropriée qui sont préférablement triangulaires et orientées comme les dents triangulaires,
Ces dents, d'ailleurs, au lieu d'être d'une. seule pièce, peuvent être constituées par des sections, mises bout à bout sur une circonférence complète.
Les côtés de ces lames peuvent être lisses mais sont de préférence striés à la manière de limes, pour favori- ser le broyage des particules qui auraient échappé aux dents.
L'ensemble de ces lames constitue un tamis rotatif à grande vitesse qui achève de broyer les particules qui ne l'auraient pas été suffisamment par les dents triangulaires.
L'évacuation des produits broyés et pompés est f a- vorisée par l'action de la force centrifuge.
Ce filtrage spécial supprime totalement les freina- ges au filtrage des concasseurs usuels si fréquents et si pré- judiciables à l'évacuation -des produits finis, et par suite nuisibles à un bon rendement. Ce ou ces filtres rotatifs peu- vent d'ailleurs être constitués par un tamis usuel mais rota- tif.
Un stator formant boîtier, entoure les deux rotors.
Ce stator peut être monté fou et suivre la visite des rotors; il devient un rotor non commandé. Il comporte à sa périphé- rie, au voisinage. immédiat de la dernière rangée de lames du rotor, une rangée concentrique et de plus grand rayon de lames séparées de même par de petits intervalles qui complètent le filtrage, et parachèvent, si nécessaire, le broyage.
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Un carter, en acier coulé par exemple, forme collec- teur du produiten même temps qu'il garantit contre tousris- ques de projection en cas de rupture d'un organe.
Ce carter est disposé assymétriquement, de sorte que les produits finis viennent le frapper tangentiellement, ce qui facilite encore leur évacuation. La produit collecta est dirigé vers un récipient dans lequel on peut éventuellement faire levide.
Un moteur ou plusieurs moteurs entraînent 1 : ou les rotors et la commande de la vis sans' fin de l'injecteur, par exemple au moyen de transmissions à courroies et poulies, des vitesses réglées séparément.
L'ensemble est monté sur un bâti stable.
Pour éviter toute résistance de l' air nuisible au 'rendement toutes les parties saillantes non travaillantes des rotors sont dissimulées sous des carters continus.
Une description détaillée d'un mode de réalisstion préféré de l'invention est donnée ci-dessus en référence aux dessins annexés dans lesquels:
Les figs. 1 st la sont des vues en coupe verticale du concasseur-broyeur-pompeavec un développé partial de la partie dorsale ou stator, ces figures se raccordant suivant les lignes A-A.
La fige 2 estune vue en coupe verticale d'un des stators par un plan passantpar la ligne I-I de la fig. 1.
La fig. 3 montre schématiquement une installation pour le travail dans le vide.
Deux rotors l et 2, entourés d'un stator 3, sont . montés l'un sur un axe creux 4: qui entoure le couloir 5 d'alimentation dans lequel est l'injecteur, l'autre sur un autre axe 6 situé dans le prolongement du premier; l'axe 4 est monté, avec interposition de régule graphité sur la sur-
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face extérieure du couloir 5. Un presse-étoupe assure l'étan- ché i té en 4' .
Ces deux rotors sont entraînés par deux poulies 7 et 8 reliées par des courroies trapézoïdales à des mot eurs électriques par exemple.
Un entonnoir d'alimentation 9 relié à une trémie hermétique est placé sur une des extrémités du couloir d'ali- mentation.
Une vis sans fin 10, qui peut être conique, est disposée à l'intérieur d'un tube d'injection lequel est lui- même placé dans le couloir 5.
Cette vis est mue par une poulie 11 reliée à un changement de vitesse lequel est commandé par un des moteurs ou par un moteur indépendant.
L'ensemble est supporté par un bâti 12 en acier coulé supportant des paliers 13. Des roulements à aiguilles 14 assurent un roulement sans grippage et des butées à billes 15 empêchent tous déplacements transversaux.
Le moteur ou les moteurs sont préférablement montés sur le même bâti que le concasseur.
Il en est de même des organes annexes s'il y a lieu, tels que pignons, changements de vitesses, etc..
Les rotors portent deux rangées da dents 16.
Pour faciliter l'évacuation des produits broyés ils sont plus écartés à la périphérie qu'au voisinage de leurs axes. A cet effet le profil des flasques 22 présente des re- dans17.
Pour compenser cet écart; les dents qu'elles portent sont plus longues à la périphérie que dans leur partie cen- trale.
Les rotors sont creux, pour diminuer leur poids et assurer une bonne assise des dents; cette disposition permet
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de ne pas fileter les dents aux points portant' effort ce qui les rendrait plus fragiles.
Dans les flasques en acier des trous 18 somt percés pour l'encastrement des dents. Dec sourrplets de renforcement venus d'emboutissage, de matriçage ou de fonderie peuvent y être aménagés.
L'assemblage est faitpar boulons ett pour éviter toute cause de résistance inutile de la part des filets d'air extérieurs aux rotors dus à la rapidité de la rotation, les extrémités dépassantes des écrous sont protégées par des carters annulaires et concentriques 35.
Un distributeur rotatif constitué par deux palettes 19, montées sur le rotor 1 et légèrement incurvées dans le sens de Ici rotation projette les matières débouchant du cou- loir d'alimentation sur la première rangée de dents et assure une bonne alimentation que la force centrifuge et le vide produits par les dentsentretiennent ensuite.
Chaque rotor porte ici deux rangées de dents. Ces dents sont en alliage résistant parfaitement au choc et non susceptible de modifications moléculaires par résilience.
Leur partie extérieure '20 a une allure pyramidale à base triangulaire et la partie 21 prise entre les flasques 22 a une forme cylindrique. Elles sont d'une seule pièce et creu- ses. Cette dernière disposition a pour but de les rendre plus légères et aussi de permettre d'équilibrer le rotor, qui doit tourner à grande vitesse, en introduisant dans ces dents des rondelles 23, en plomb par exemple en nombre variable sui- vant l'usure des dents ou les différences d'équilibres. Ces rondelles sont maintenues en plac , par un ressort 24 et un bouchon vissé 25 qui sert en même temps pour régler l'orien- tation des dentset les bloquer.
Ces dents sont en effet serrées par leur partie
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cylindrique 21 entre les flasques et fixées par ces écrous de blocage; une vis auxiliaire assure le bracage, ou inclinaison des dents.
Les faces des dents peuvent être plahes ou légère- ment convexes ou concaves; elles sont lisses ou striées en forme de limes non seulement la face travaillante mais aussi les faces qui servent à faire le vide car elles sont inter- changeables par rotation d'un tiers de' tour après usure.
L'inclinaison des dents par rapport aux rayons des rotors est destinée à produire un vide partiel.
La forme pyramidale à base triangulaire des dents n'est qu'une forme préférée de l'invention. Toute forme per- mettant de produire un vide partiel peut être utilisée.
Les lames filtrantes 26 et 27 sont destinées au fil- trage et à l'achèvement du broyage. Elles sont dentées en 28 et sont fixées sur les flasques par des broches 29.
'Ses lames filtrantes peuvent d'ailleurs être rem- placées par des tamis ou des tôles perforées tournant aux mêmes vitesses que les rotors. Ces tamis rotatifs présentent 1''avantage de ne pas bourrer.
Les lames sont séparées par des cales 30 d'épais- seur appropriée de préférence triangulaires, variable sui- vant la finesse du produit à obtenir, et fixées sur des pattes.
L'écartement entre les lames peut croître du centre vers la périphérie pour favoriser l'éjection du produit fini.
Les lamés sont préférablement striées en râpas de limes. Leurs joues peuvent également présenter un relief de râpe.
Leur inclinaison est variable suivant le genre du produit à concasser,'mélanger ou pomper. Elles peuvent aussi être placées de champ ou en travers et être plus ou moins
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écartées. Il peut y en avoir une ou plusieurs rangées et la disposition représentée sur le dessin n'est pas limitative.
Il en estde même des lames 32 que porte la partie dorsale 31 du stator 3. Leur disposition et leur écartement dépendent de la dureté des matières, de leur consistance et de la finesse que l'on veut obtenir.
Le carter 33 est en forme de cloche emboîtant les deux rotors. Il collecte le produit broyé qui est évacué par en dessous par l'ouverture 34.
Cette ouverture peut déboucher dans un récipient oà l'on peut avantageusement faire le vide, ou à l'air libre.
Dans tous les cas, elle est déportée légèrement par rapport au plan de symétrie du stator pour que les produits évacués arrivent tangentiellement. Elle forme ainsi Lui col- lecteur en forme de tuyère qui évite tous tourbillons freinant l'éjection.
La réalisation décrite ci-dessus peut donner lieu à de nombreuses variantes. En effet les produits à broyer, à mélanger ou pomper sontextrêmement variés quantà leur forme, pâteuse, granuleuse ou comportant de gros éléments, et r'uant à leur dureté et leur résistance au broyage qui est très différent suivant les cas. De plus, la finesse des par- ticules à obtenir dans le produit fini peut varier dans de grandes proportions. Pour ces raisons l'appareil ci-dessus décritpeut être légèrement modifié ou très simplifié, sui- vant les cas à considérer.
C'est ainsi que les filtres rotatif:: peuvent être, dans certains cas, inutiles et remplacés par des dents sup- plémentaires, alors que, dans d'autres cas, le nombre des dents peut être diminué et une plus grande importance peut être donnée aux filtres ou tamis rotatifs.
Lesrangées de dents peuvent être en nombre très
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variable, leur disposition par rangées alternées sur chaque rotor peut être remplacée par des alternances de groupes de dents en quinconce. La forme des dents peut varier..Les dents peuvent être supprimées, tout le travail se faisant alors par des lames de type de celles qui se trouvent à la périphérie dans la réalisation décrite. La forme des lames est d'ailleurs égalementvariable ainsi que leur orientation et l'intervalle qui les sépare, le nombre de leurs rangées, leur profil et leur degré dt afftitage.
Il en est de même de l'orientation des lames ou éléments de lames au stator et de l'angle qu'elles font avec celles des rotors.
Pour certains produits, on peut supprimer entière- ment lés dents et se. contenter de séries de lames qui.sont orientées de préférence pour faire le vide; si, au contraire, comme il a été prévu ci-dessus, on n'utilise que des dents et pas de lames, on peut employer comme filtres des toiles métal- liques ou des. tôles perforées tournant avec les rotors qui conviennent pour le filtrage de certains, produits.
On peut également envisager une disposition du'
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concusseur-broyeur-pompe'uvec un arbre vertical, et, dans ce cas, on peut remplacer l'alimentation forcée par injecteur par une alimentation sous l'action de la pesanteur ou de l'aspiration par les rotors qui sont alors horizontaux.
L'appareil peut être muni d'un réfrigérateur exté- rieur ou intérieur au corps de l'appareil ou plus simplement travailler dans une chambre froide, à -15 par exemple, l'ef- fet du froid comme l'effet du vide favorisant l'éclatement des cellules.
Pour travailler dans le vide on peut envisager une disposition telle que celle montrée schématiquement à la fige 3.
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Le boisseau 41 du chargement des produits à traiter communique par le conduit 42 avec le broyeur 43; ils sont évacués an 44 dans le boisseau 45 des produits traités; un cunalisateur 46 et éventuellementune pompe à vide 47 font communiquer les boisseau@ 41 et 45; 1'ensemble forme un tout étanche dans lequel on peut faire régner un vide aussi poussé qu'on le désire; les dispositifs de refroidissement éventuel- lement utilisés n'ont pas été représentés.
Il est bien entendu que toutes ces modifications et d'autres variantes analogues dans la disposition du stator, du carter et dans les détails de construction ne sortant pas du cadre. de la présente invention dont les dispositifs du mode de réalisation qui vient d'être décrit sont applicables aux pompes et mélangeurs.