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Appareil broyeur et mélangeur, destiné particulièrement à mélanger des liquides à des matières solides.
L'invention a pour objet un appareil pour mélanger des substances liquides, en particulier des liquides oléagineux, avec des matières solides, en particulier des matières pulvéru- lentes, telles que celles utilisées par exemple pour la prépa- ration des couleurs et encres d'imprimerie, c'est-à-dire pour transformer le colorant pulvérulent et l'amener à l'état visqueux nécessaire par'l'addition de liquides oléagineux appropriés. On introduit dans cet appareil le colorant pulvérulent, qui est souvent mélangé à des masses agglutinés, et le liquide approprié de nature oléagineuse., fréquemment aussi de consistance onctueuse et on amène alors le tout par broyage et mélange à l'état vis- queux désiré.
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La préparation de ces mélanges offre la difficulté que la matière colorante qui doit être employée, si elle consiste par exemple en noir de fumée ou en une substance qui possède des propriétés analogues, ne peut être mélangée que très difficile- ment au liquide oléagineux qu'il s'agit d'y ajouter. Si l'on mélange par exemple du noir de fumée à l'huile, ou constate que l'huile n'est absorbée par le noir de fumée ou vice versa que très difficilement; on ne peut obtenir un pareil mélange par simple agitation, car la suspension des particules de noir de fumée dans l'huile ne se fait que dans la zone immédiatement adjacente aux barreaux agitateurs mobiles sans se produire même au bout d'une agitation de longue durée dans le restant de la masse et même si le noir de fumée se trouve dans un état complè- tement désagrégé.
Le mélange de liquides oléagineux avec des matières pulvérulentes s'effectue donc généralement en faisant passer ces matières entre les cylindres d'un moulin à cylindres.
En raison des efforts considérables qui se produisent à la cannelure d'entrée et qui sont en partie provoqués par la grande force de compression, les cylindres doivent être exécutés d'une manière très robuste et être moulé dans des supports extrêmement résistants. De pareilles machines sont par conséquent lourdes et coûteuses et exigent une puissance considérable.
Pour la préparation de couleurs, encres, etc. destinés à être employées à l'état liquide, ou la production de suspen- sions colloïdales, il est également déjà connu d'effectuer un broyage et un mélange en faisant passer la masse à mélanger par des cylindres dentés qui s'engrènent.
Lorsqu'on applique ce principe à des matières solides et liquides, notamment l'huile et le noir de fumée ou d'autres substances présentant des propriétés analogues, on rencontre
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toutefois aussi l'inconvénient que ces cylindres dentés ne sai- sissent que la masse à mélanger qui se trouve dans leur voisinage tandis que les zones situées à une plus grande distance ne sont pas atteintes. D'autre part, il n'est possible d'obtenir de cette manière des suspensions à finesse cololdale que lorsque le pour- centage de liquide est très élevé.
On ne peut obtenir au moyen des dispositifs connus des mélanges de consistance variant de l'état de liquide épais à l'état pâteux, parce que les substances d'après les conventions se trouvent en partie à l'état solide, en partie sous forme oléagineuse et qu'aucune mesure n'a été prise pour incorporer dans l'opération de mélange la phase solide d'une part graduellement et d'autre part intégralement. L'incorporation graduelle des matières solides a urie importance exceptionnelle, car l'incorporation brusque de grandes;,quantités aurait pour effet de surcharger les installations de broyage et de mélange ce qui obligerait à adopter un type de construction lourd et très coûteux de machines.
L'invention évite ces inconvénients par l'emploi de corps mélangeurs rotatifs de type connu s'engrènant l'un l'autre , qui agissent sur la masse à mélanger, désagrégée en petits fragments, en l'entraînant dans les creux des dents, ainsi que par l'emploi de dispositifs qui assurent une incorporation graduelle de la masse à mélanger dans toute la chambre de mélange en faisant passer aussi fréquemment qu'on le désire la masse à mélanger à travers les corps mélangeurs engrenés. En faisant passer la masse à mélanger aussi souvent qu'on le désire par les cylindres dentés on obtient une désagrégation extrême et un mélange préalable in- time, le broyage fin proprement dit s'effectuant après exécution de ce mélange préalable par le passage répété de la masse à travers les cylindres dentés.
Cette mesure permet d'exclure la possibilité
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de restreindre le mélange à certaines zones seulement de la chambre de mélange. De cette manière les deux matières de na- tures différentes en présence se mélangent peu à peu mais intégralement, c'est-à-dire que des matières qui ne peuvent être mélangées que très difficilement lorsqu'on opère le mélange à la main dans des mortiers à pilons peuvent être trans- formées sans dépenses spéciales d'énergie et par les moyens les plus simples en une excellente suspension atteignant un degré de finesse colloïdal.
Suivant une forme d'exécution préférée de l'invention on peut assurer la circulation de la masse à mélanger en imprimant au moins à l'un des cylindres dentés engrenant l'un dans l'autre, en outre de son mouvement de rota.tion, encore un autre mouvement qui s'effectue par rapport à la paroi de la chambre de mélange de telle façon que ce cylindre balaye périodiquement toute la chambre de mélange de façon à éliminer avec certitude toute formation d'espaces morts dans lesquels le mélange ne se ferait pas.
Si les matières à mélanger se trouvent à l'état liquide ou à l'état solide, l'introduction forcée de l'organe auxiliaire qui doit balayer la totalité de la chambre de mé- lange, c'est-à-dire le cylindre déjà mentionné, qui reçoit en dehors de son mouvement de rotation un mouvement supplémentaire, dans cette masse solide, peut donner lieu à un accroissement dan- gereux de la. force dans le système en mouvement.
Pour éviter cet inconvénient on peut, suivant une autre caractéristique de l'invention exécuter l'accouplement entre les corps mélan- geurs et leur commande d'une part et/ou l'accouplement entre les corps mélangeurs et les organes qui- en outre de leur mouvement de rotation- exécutent encore un mouvement supplémentaire, d'autre part, de manière que l'accouplement se passe par friction, par exemple en intercalant un accouplement à glisse- ment entre ces éléments.
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Les dessins schématiques annexés représentent des exemples d'exécution 4'appareils broyeurs et mélangeurs suivant l'invention.
Les Figs. 1 et 2 montrent, en coupe horizontale et en coupe verticale, un mode d'exécution comportant deux corps broyeurs dentés tournant sur place, qui se trouvent en prise avec un corps broyeur animé en outre d'un mouvement de monte et baisse.
Les Figs. 3 et 4 montrent en coupes semblables, une forme de construction comportant une paire de corps broyeurs dentés qui reçoivent tous deux un mouvement de monte et baisse. Les Figs. 5 et 6 montrent une forme d'exécution comportant un seul corps broyeur en forme de roue dentée à mouvement de monte et baisse à l'intérieur du récipient mélangeur pourvu d'une denture interne, ce corps broyeur exécutant par rapport à la chambre de broyage un mouvement de révolution planétaire, tandis que les Figs. 7 et 8 montrent une anode de construction semblable à celui des Figs. 5 et 6 mais à trois corps broyeurs à mouve- ment planétaire qui n'exécutent pas un mouvement axial.
Suivant qu'on désire pousser davantage le broyage on le mélange, on choisira une forme d'exécution qui comporte les éléments assurant un fin broyage de la phase solide ou un mélange intime des deux phases.
La forme d'exécution suivant les Figs. 1 et 2 comprend deux cylindres dentés, 2, tournant sur place dans une enveloppe 1 et engrenant une roue dentée 3. Cette dernière possède un trou central taraudé et est susceptible de tourner sur une tige file- tée 4; la commande est transmise par un arbre 5 d'une part aux cylindres 2, d'autre part à la tige filetée 4 montée de façon à pouvoir se déplacer quelque peu axialement, dans les deux cas de préférence par l'intermédiaire de roues à friction 6. Si @
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la tige 4' tourne,la roue 3, qui tourne à une autre vitesse angulaire, exécutera par rapport à cette tige un mouvement axial relatif.
En supposant que la roue 3 soit en train d'effec- tuer un mouvement de descente, elle provoquera, après sa rencon- tre avec la surface du fond, du fait qu'elle continue à tourner, un déplacement de la tige 4 de bas en haut, ce qui aura pour effet de faire entrer la roue 6' en prise avec la roue motrice montée sur l'arbre 5. Par suite du renversement du sens de rota- tion de la tige 4 qui a produit ainsi, la roue 3 se déplace de bas en haut jusqu'à ce qu'elle rencontre de nouveau une résis- tance, qui peut aussi se produire par suite d'une agglomération de la masse à mélanger, c'est-à-dire que la roue est animée constatent d'un mouvement de monte et baisse et refoule ainsi la masse qui se trouve au-dessus ou au-dessous à travers les endroits où les cylindres 2 engrènent la roue 3.
On comprendra qu'on peut augmenter encore notablement le nombre des cylindres dentés tournant sur'place 2, dans le cas où la nature des matières à broyer et à mélanger le nécessiterait. En outre, on constatera que la vitesse à laquelle monte le cylindre 3 ne sera pas égale à celle à laquelle il descend; ceci peut être compensé par une exécution approriée de la transmission 6, 6'. Les parois de l'enveloppe 1 épousent intimement les corps tournants 2, 3 pour empêcher la formation d'espaces morts.
Dans la forme d'exécution suivant les Figs. 3 et 4, une paire de cylindres mélangeurs 7 en prise l'un avec l'autre sont montés dans une enveloppe 1 où un dispositif de commande non re- présenté, par exemple des manivelles, leur transmet un mouvement de monte et baisse. Les organes de commande sont de préférence établis de telle manière que les deux cylindres 7 n'arrivent jamais simultanément aux points morts, afin d'éviter la compres- sion de la masse qui n'est pas encore suffisamment mélangée.
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Les cylindres 7 sont'pourvus sur l'une de leurs faces ou sur toutes les deux, d'organes racleurs 8 qui empêchent la formation d'agglomérats sur le fond et le couvercle de la chambre de mélange.
Les Figs. 5 et 6 montrent une forme d'exécution dans la- quelle les cylindres mélangeurs 9 exécutent par rapport à l'en- veloppe 1 un mouvement planétaire. Dans ce but, l'enveloppe est pourvue d'une denture interne qui engrène la denture externe du cylindre 9. L'enveloppe 1 tourne sur place et est actionnée par un pignon 10 et une couronne dentée 11, tapdis qu'un mouvement de monte et baisse-est transmise à l'axe 12 du cylindre. La Fig. 6 est une coupe horizontale à travers l'enveloppe 1 de l'appareil broyeur et mélangeur suivant la Fig. 5.
Dans la forme d'exécution suivant les Figs. 7 et 8, l'en- veloppe 14 présente la forme d'un pot de section transversale cir- culaire. Dans l'axe de l'enveloppe, un cylindre médian 15 à denture oblique est monté dans le couvercle amovible 18' et un mouvement de rotation peut lui être communiqué au moyen d'une manivelle 17. Le cylindre médian 15 engrène trois autres cylindres 16, dont les dimensions sont déterminées avantageusement de manière qu'ils viennent en contact avec la surface interne du récipient 14.Un couvercle 18 qui sert également à supporter les tiges rotatives 19 ferme la chambre interne 20 en l'isolant de l'extérieur.
Le couvercle 18 présente une rainure hélicoïdale 21 dont le pas a un sens tel que lors de la rotation de la mani- velle 17 et de la rotation résultante du couvercle 18, il se produit, une résistance à la sortie de la matière à mélanger. Une sorte de frein à main, constitué par deux mâchoires 24 qu'on peut serrer à l'aide de vis 23, agit sur un prolongement cylindrique 22 du couvercle externe 18'.
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Des ra cloirs 25,dont le but a déjà été exposé, sont disposés en dessous des corps 16 et éventuellement aussi du cylindre 15. Ces racloirs qui peuvent aussi être établis sur la face opposée, raclent la surface plane du fond ou du couvercle de l'enveloppe 14.
Le fonctionnement se fait comme suit:En enlevant le couvercle 18', ce qui a pour effet de retirer aussi le cylindre médian 15 et les cylindres planétaires 16, on peut avoir accès à l'intérieur de l'enveloppe 14. On introduit alors la matière à mélanger et on place ensuite le couvercle, de préférence en faisant tourner la manivelle 17. La rotation de la manivelle a pour effet, au début, tant que le couvercle 18 reste 1;mobile, de faire tourner le cylindre 16 sur place. Mais il se peut que cette rotation sur place donne lieu à de grandes résistances résultant par exemple de l'agglomération des éléments constitutifs pulvérulents.
Dans ce cas, il ne se produira pas de mouvement re- latif entre le cylindre 15 d'une part et les cylindres planétai- res 16 d'autre part et l'ensemble constitué par les organes 15, 16 et 18 tournera d'un seul bloc à l'intérieur du récipient !4.
Le frein constitué par les bandes 24 et les vis 23 s'oppose à ce mouvement circulaire; la grandeur du moment de freinage est dé- terminé par le serrage des vis 23 et par le coefficient de frotte- ment entre les rubans 24 et une fourrure intermédiaire 26. Ce dispositif élimine tout danger d'exposer les dents des corps mé- langeurs à des efforts excessifs. En faisant tourner la manivelle en sens inverse on peut déceler le corps qui provoquait le calage et qui peut aussi être un corps étranger; et on peut soit l'en- lever soit réduire ses dimensions par un mouvement de rotation répète dans les deux sens.
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Toutefois une raison'plus ;,importante de ce mouvement planétaire des corps mélangeurs est celle exposée ci-dessous.
La difficulté.de mélanger des matières pulvérulentes à des véhicules ayant une consistance variant de l'état visqueux à l'état pâteux.provient aussi du fait qu'un dispositif mélangeur ,qui tourne sur place dans un récipient ne peut pas saisir la totalité du contenu de ce dernier. S'il n'y a pas de dispositifs spéciaux pour provoquer une circulation de la masse à mélanger, il se forme au voisinage du corps mélangeur une zone limite au-delà de laquelle la rotation du corps mélangeur n'a plus d'effet.
Si le constituant liquide est prépondérant, la résistance qui s'oppose à une rotation du cylindre 16 est faible, c'est- à-dire que ce cylindre tournera sur place et le mélange s'effec- tuera graduellement. L'autre cas extrême se présente lorsque l'élément de base employé a une consistance onctueuse; dans ce cas l'inertie de freinage qui dépend du frein 23, 24, est sur- montée et les cylindres 16 exécutent un simple mouvement de révolu- tion, sans rotation autour de leurs axes propres. Au cours de ce mouvement, la totalité de l'espace interne du récipient est atteinte peu,à peu, c'est-à-dire que la zone limite mention- née ci-dessus ne peut pas se former.
Entre ces deux cas extrêmes se placent les cas intermédiaires plus importants en pratique, où les cylindres 16 tournent non seulement sur leurs axes mais aussi autour de la roue centrale 15- en parcourant également la totalité de la chambre interne. L'amplitude de la rotation propre des cylindres 16 est déterminée par la grandeur de l'action de freinage et il est recommandable d'équiper le frein de manière à obtenir un moment de freinage réglable. L'inclinaison des den- tures provoque une circulation de la masse à mélanger dans un sens déterminé sans qu'il soit nécessaire de prévoir des surfaces
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de guidage ou autres dispositifs semblables, et le mélange proprement dit se fait par le contact-toujours linéaire avec les surfaces cylindriques sans rencontrer une grande résistance.
Le sens du pas de la denture hélicoïdale est de préférence choisi de telle façon que lorsqu'on fait tourner la manivelle dans le sens normale le refoulement de la masse à mélanger se fait vers le bas pour s'opposer à sa sortie du récipient. Les racloirs 25 empêchent qu'une couche solide se dépose entre les faces avant des cylindres et le fond du ré- cipient et apportent une contribution assez sensible à l'amé- lioration du mélange.
Les exemples d'exécution décrits., qui laissent encore le champ libre à de nombreuses combinaisons et variantes de l'invention, montrent que dans tous les cas il s'agit d'attein- dre toute la chambre graduellement et intégralement. Bien qu'il soit avantageux de construire au moins l'un des corps mélan- geurs, de telle manière qu'en dehors de son mouvement de rota- tion il exécute encore un mouvement axial supplémentaire (Figs.
1, 3, 5) ou un mouvement planétaire supplémentaire (Figs. 5, 7), il n'est toutefois pas indispensable d'employer un corps mé- langeur pour produire ce mouvement supplémentaire, car le même objet peut être obtenu par un autre corps mobile. Ainsi, dans le mode d'exécution suivant la Fig. 1, on pourrait établir le cylindre 3 de façon qu'il ne soit pa.s susceptible d'un mouve- nient axial et disposer au-dessus de lui une paroi mélangeuse à mouvement de monte et baisse mais sans mouvement de rotation.
On augmente encore l'effet utile en augmentant sensible- ment le creux entre les dents des corps mélangeurs en prise par rapport à l'épaisseur des dents, par exemple en supprimant dans une denture normale une dent sur déux.
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Par suite de la grande largeur de 1-'espacement des dents ainsi obtenus, même de grosses mottes de la matière solide à mélanger peuvent être saisies et entraînées entre les cy- lindres pour y être broyées. De cette manière on parvient à assurer une réduction suivie de broyage d'agglomérats très compacts.
REVENDICATIONS
1.- Appareil broyeur et mélangeur, en particulier pour mélanger des substances liquides, de préférence oléagineuses, avec des matières solides de préférence pulvérulentes, carac- térisé en ce qu'il comporte des corps ou organes mélangeurs de type connu en soi, s'engrenant à la façon de roues dentées, qui agissent sur la masse à mélanger, désagrégée en petits fragments, en l'entraînant entre les dents, ainsi que par des dispositifs qui permettent de saisir peu à peu la masse à mélanger dans la totalité de la chambre de mélange de telle sorte qu'on peut forcer la masse à passer autant de fois qu'on le désire entre les corps mélangeurs qui s'engrènent.
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Grinding and mixing device, particularly intended for mixing liquids with solids.
The invention relates to an apparatus for mixing liquid substances, in particular oleaginous liquids, with solids, in particular powdery materials, such as those used, for example, for the preparation of colors and inks. printing, that is to say for converting the pulverulent dye and bringing it to the viscous state required by the addition of suitable oleaginous liquids. The pulverulent colorant, which is often mixed with agglutinated masses, and the appropriate liquid of an oleaginous nature, frequently also of creamy consistency, are introduced into this apparatus and the whole is then brought by grinding and mixing to the desired viscous state. .
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The preparation of these mixtures presents the difficulty that the coloring matter which is to be employed, whether it consists, for example, of carbon black or of a substance which has similar properties, can only be mixed with great difficulty with the oleaginous liquid. it's about adding to it. If, for example, carbon black is mixed with oil, or it is found that the oil is only absorbed by the carbon black or vice versa with great difficulty; such a mixture cannot be obtained by simple stirring, since the suspension of the carbon black particles in the oil takes place only in the area immediately adjacent to the moving stirring bars without occurring even after long stirring in the remainder of the mass and even if the carbon black is in a completely disaggregated state.
The mixing of oleaginous liquids with pulverulent materials is therefore generally carried out by passing these materials between the rolls of a roll mill.
Due to the considerable stresses which occur at the inlet spline and which are in part caused by the large compressive force, the cylinders must be made in a very robust manner and be molded in extremely strong supports. Such machines are therefore heavy and expensive and require considerable power.
For the preparation of colors, inks, etc. intended for use in the liquid state, or for the production of colloidal suspensions, it is also already known to carry out grinding and mixing by passing the mass to be mixed through toothed rolls which mesh.
When this principle is applied to solids and liquids, in particular oil and carbon black or other substances with similar properties, we encounter
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however, also the disadvantage that these toothed rolls only catch the mass to be mixed which is in their vicinity, while the zones situated at a greater distance are not reached. On the other hand, it is only possible to obtain suspensions with cololdal fineness in this way when the percentage of liquid is very high.
Mixtures of consistency varying from thick liquid to pasty state cannot be obtained by means of known devices, because substances according to conventions are found partly in the solid state and partly in the form of a paste. oleaginous and that no measures have been taken to incorporate the solid phase into the mixing operation on the one hand gradually and on the other hand completely. The gradual incorporation of solids is of exceptional importance, since the sudden incorporation of large quantities would have the effect of overloading the grinding and mixing installations which would make it necessary to adopt a heavy and very expensive type of construction of machines.
The invention avoids these drawbacks by using rotary mixing bodies of known type which mesh with each other, which act on the mass to be mixed, broken up into small fragments, by dragging it into the hollows of the teeth, as well as by the use of devices which ensure a gradual incorporation of the mass to be mixed throughout the mixing chamber by passing the mass to be mixed as frequently as desired through the meshed mixing bodies. By passing the mass to be mixed as often as desired through the toothed rollers, an extreme disintegration and an intimate preliminary mixing are obtained, the fine grinding proper being carried out after carrying out this preliminary mixing by the repeated passage of the mass through the toothed cylinders.
This measure excludes the possibility of
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restrict mixing to only certain areas of the mixing chamber. In this way the two materials of different natures present mix little by little but completely, that is to say that materials which can only be mixed with great difficulty when the mixing is carried out by hand in tanks. Pestle mortars can be transformed without special expenditure of energy and by the simplest means into an excellent suspension reaching a degree of colloidal fineness.
According to a preferred embodiment of the invention, it is possible to ensure the circulation of the mass to be mixed by imparting to at least one of the toothed rolls meshing with one another, in addition to its rotational movement. , yet another movement which takes place relative to the wall of the mixing chamber such that this cylinder periodically sweeps the entire mixing chamber so as to eliminate with certainty any formation of dead spaces in which the mixture does not settle. would not.
If the materials to be mixed are in the liquid state or in the solid state, the forced introduction of the auxiliary member which must sweep the whole of the mixing chamber, that is to say the cylinder already mentioned, which receives, apart from its rotational movement, an additional movement, in this solid mass, can give rise to a dangerous increase in the. force in the moving system.
In order to avoid this drawback, it is possible, according to another characteristic of the invention, to perform the coupling between the mixing bodies and their control on the one hand and / or the coupling between the mixing bodies and the members which furthermore their rotational movement still carries out an additional movement, on the other hand, so that the coupling takes place by friction, for example by interposing a sliding coupling between these elements.
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The accompanying schematic drawings represent exemplary embodiments of the grinding and mixing apparatus according to the invention.
Figs. 1 and 2 show, in horizontal section and in vertical section, an embodiment comprising two toothed grinding bodies rotating in place, which are engaged with a grinding body furthermore driven by an up and down movement.
Figs. 3 and 4 show in similar sections a form of construction comprising a pair of toothed grinder bodies which both receive an up and down movement. Figs. 5 and 6 show an embodiment comprising a single grinding body in the form of a toothed wheel moving up and down inside the mixing vessel provided with internal teeth, this grinding body running relative to the grinding chamber a movement of planetary revolution, while Figs. 7 and 8 show an anode similar in construction to that of Figs. 5 and 6, but with three planetary motion grinding bodies which do not perform an axial movement.
Depending on whether it is desired to further grind or mix it, an embodiment will be chosen which comprises elements ensuring fine grinding of the solid phase or an intimate mixture of the two phases.
The embodiment according to Figs. 1 and 2 comprises two toothed cylinders, 2, rotating in place in a casing 1 and meshing a toothed wheel 3. The latter has a tapped central hole and is capable of rotating on a threaded rod 4; the control is transmitted by a shaft 5 on the one hand to the cylinders 2, on the other hand to the threaded rod 4 mounted so as to be able to move somewhat axially, in both cases preferably by means of friction wheels 6. If @
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the rod 4 'rotates, the wheel 3, which rotates at another angular speed, will execute relative axial movement with respect to this rod.
Assuming that the wheel 3 is in the process of making a downward movement, it will cause, after its meeting with the bottom surface, because it continues to turn, a displacement of the bottom rod 4. at the top, which will have the effect of making the wheel 6 'engage with the driving wheel mounted on the shaft 5. As a result of the reversal of the direction of rotation of the rod 4 which thus produced the wheel 3 moves from bottom to top until it meets resistance again, which can also occur as a result of agglomeration of the mass to be mixed, i.e. the wheel is animated observe a movement of up and down and thus pushes back the mass which is above or below through the places where the cylinders 2 engage the wheel 3.
It will be understood that the number of toothed cylinders rotating on the spot 2 can still be significantly increased, if the nature of the materials to be ground and mixed so requires. In addition, it will be noted that the speed at which the cylinder 3 rises will not be equal to that at which it descends; this can be compensated for by an appropriate execution of the transmission 6, 6 '. The walls of the casing 1 closely match the rotating bodies 2, 3 to prevent the formation of dead spaces.
In the embodiment according to Figs. 3 and 4, a pair of mixing rollers 7 engaged with one another are mounted in a casing 1 where a control device not shown, for example cranks, transmits them an up and down movement. The control members are preferably set up in such a way that the two cylinders 7 never reach dead centers simultaneously, in order to avoid the compression of the mass which is not yet sufficiently mixed.
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The rolls 7 are provided on one of their faces or on both of them, with scrapers 8 which prevent the formation of agglomerates on the bottom and the cover of the mixing chamber.
Figs. 5 and 6 show an embodiment in which the mixing rolls 9 execute with respect to the casing 1 a planetary movement. For this purpose, the casing is provided with internal teeth which mesh with the external teeth of the cylinder 9. The casing 1 rotates in place and is actuated by a pinion 10 and a ring gear 11, undergoing an upward movement. and drop-is transmitted to axis 12 of the cylinder. Fig. 6 is a horizontal section through the casing 1 of the mill and mixer apparatus according to FIG. 5.
In the embodiment according to Figs. 7 and 8, the casing 14 has the shape of a pot of circular cross section. In the axis of the casing, a median cylinder 15 with oblique teeth is mounted in the removable cover 18 'and a rotational movement can be communicated to it by means of a crank 17. The median cylinder 15 meshes three other cylinders 16. , the dimensions of which are advantageously determined so that they come into contact with the internal surface of the container 14. A cover 18 which also serves to support the rotating rods 19 closes the internal chamber 20 by isolating it from the outside.
The cover 18 has a helical groove 21, the pitch of which has a direction such that during the rotation of the crank 17 and the resulting rotation of the cover 18, there is a resistance at the exit of the material to be mixed. A sort of hand brake, consisting of two jaws 24 which can be tightened using screws 23, acts on a cylindrical extension 22 of the outer cover 18 '.
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Scrapers 25, the purpose of which has already been explained, are arranged below the body 16 and possibly also the cylinder 15. These scrapers, which can also be established on the opposite face, scrape the flat surface of the bottom or of the cover of the machine. envelope 14.
The operation is as follows: By removing the cover 18 ', which also has the effect of removing the middle cylinder 15 and the planetary cylinders 16, it is possible to have access to the interior of the casing 14. The material to be mixed and then the cover is placed, preferably by rotating the crank 17. The rotation of the crank has the effect, at the beginning, as long as the cover 18 remains movable, to rotate the cylinder 16 in place. But it is possible that this rotation in place gives rise to great resistances resulting, for example, from the agglomeration of the pulverulent constituent elements.
In this case, there will be no relative movement between the cylinder 15 on the one hand and the planetary cylinders 16 on the other hand, and the assembly constituted by the members 15, 16 and 18 will turn unawares. single block inside the container! 4.
The brake formed by the bands 24 and the screws 23 opposes this circular movement; the magnitude of the braking moment is determined by the tightening of the screws 23 and by the coefficient of friction between the tapes 24 and an intermediate fur 26. This device eliminates any danger of exposing the teeth of the mixing bodies to excessive effort. By turning the crank in the opposite direction, it is possible to detect the body which caused the stalling and which can also be a foreign body; and one can either remove it or reduce its dimensions by a rotational movement repeated in both directions.
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However, a more important reason for this planetary movement of the mixing bodies is that set out below.
The difficulty of mixing powdery materials with vehicles having a consistency varying from viscous to pasty state also arises from the fact that a mixing device, which rotates in place in a container cannot capture all of the material. content of the latter. If there are no special devices for causing circulation of the mass to be mixed, a limit zone is formed in the vicinity of the mixing body beyond which the rotation of the mixing body has no effect.
If the liquid component is preponderant, the resistance to a rotation of cylinder 16 is low, that is, this cylinder will rotate in place and mixing will take place gradually. The other extreme case arises when the basic element used has a smooth consistency; in this case the braking inertia which depends on the brake 23, 24 is over-increased and the cylinders 16 perform a simple revolving movement, without rotation around their own axes. During this movement, the whole of the internal space of the container is reached little by little, that is to say the limit zone mentioned above cannot be formed.
Between these two extreme cases lie the more important intermediate cases in practice, where the cylinders 16 rotate not only on their axes but also around the central wheel 15 - also traversing the entire internal chamber. The amplitude of the proper rotation of the cylinders 16 is determined by the magnitude of the braking action and it is advisable to equip the brake so as to obtain an adjustable braking moment. The inclination of the teeth causes the mass to be mixed to circulate in a determined direction without it being necessary to provide surfaces.
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guide or other similar devices, and the actual mixing is done by always linear contact with the cylindrical surfaces without encountering great resistance.
The direction of the pitch of the helical toothing is preferably chosen such that when the crank is rotated in the normal direction, the discharge of the mass to be mixed takes place downwards to oppose its exit from the container. The scrapers 25 prevent a solid layer from depositing between the front faces of the rolls and the bottom of the vessel and make a fairly substantial contribution to improving mixing.
The examples of execution described, which still leave the field open to numerous combinations and variations of the invention, show that in all cases it is a question of reaching the entire chamber gradually and completely. Although it is advantageous to construct at least one of the mixing bodies in such a way that apart from its rotational movement it still performs an additional axial movement (Figs.
1, 3, 5) or an additional planetary movement (Figs. 5, 7), however, it is not essential to use a mixing body to produce this additional movement, since the same object can be obtained by another movable body. Thus, in the embodiment according to FIG. 1, the cylinder 3 could be set up so that it is not susceptible to axial movement and placed above it a mixing wall with an up and down movement but without rotational movement.
The useful effect is further increased by substantially increasing the hollow between the teeth of the mixing bodies in engagement with the thickness of the teeth, for example by eliminating a tooth on deux in normal teeth.
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Owing to the large width of the tooth spacing thus obtained, even large lumps of the solid material to be mixed can be picked up and drawn between the rollers to be crushed therein. In this way it is possible to ensure a reduction followed by grinding of very compact agglomerates.
CLAIMS
1.- Grinding and mixing apparatus, in particular for mixing liquid substances, preferably oleaginous, with solids, preferably pulverulent, characterized in that it comprises mixing bodies or members of a type known per se, s' meshing in the manner of toothed wheels, which act on the mass to be mixed, broken up into small fragments, by dragging it between the teeth, as well as by devices which allow the mass to be mixed to be gradually grasped in the whole of the mixing chamber so that the mass can be forced to pass as many times as desired between the intermeshing mixing bodies.