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Perfectionnements aux cylindres de broyeuses.
La présente invention se rapporte aux broyeuses à cylindres employées dans les industries du chocolat, du cacao, du savon et des peintures. L'application de l'invention à l'in- dustrie du chocolat est décrite ci-après à titre d'exemple.
On utilise pour le broyage de cacao, de masses de chocolat, de couleurs, etc., des broyeuses à cylindres, dont les cylindres doivent être finis avec une précision extrême (de l'or- dre du 1/1000 de mm) pour obtenir un produit finement broyé. Mal- gré les soins apportés à leur construction, ces broyeuses pré- sentent des inconvénients auxquels on cherche depuis longtemps à remédier, sans obtenir de résultat satisfaisant.
La fig. 1 des dessins annexés représente une paire de cylindres du type généralement employé dans ces broyeuses. Cha- que cylindre comprend un corps cylindrique creux 10 fermé aux deux extrémités 11 par des flasques auxquels sont fixés des tou-
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rillons 12 et 13. Un des axes est foré en 14 pour livrer passage à un tube de faible diamètre 15 qui amène de l'eau de refroidis- sement à l'intérieur du cylindre, le trou 14 formant trop-plein.
Les deux cylindres doivent entrer en contact linéaire s'ils sont finis avec précision.
Quand la matière à broyer passe entre les deux cylindre sous une pression généralement très élevée (100-150 kg par cen- timètre de longueur du cylindre), les parois du cylindre se dé- forment plus ou moins à la position de broyage vers le milieu, où elles peuvent céder élastiquement sous la pression tandis qu' elles sont maintenues de manière rigide aux extrémités par des flasques 11. Par conséquent, les cylindres, qui ne supportent pas les mêmes efforts sur toute leur longueur, exercent une pression différente au centre et aux extrémités, et fournissent un pro- duit irrégulièrement broyé.
On a tenté de remédier à cet inconvénient comme le montre la fig. 2, en rendant les cylindres partiellement sphéri- ques. Quand deux cylindres partiellement sphériques sont pressés ensemble à une pression suffisamment élevée,l'élasticité des parois permet d'obtenir finalement un contact linéaire entre les cylindres, la pression étant répartie uniformément sur toute leur longueur. Mais la pression entre les cylindres continuant à rédui- re le diamètre du milieu des cylindres, le contact cesse d'être purement linéaire et devient un contact de surfaces comme le mon- tre la fig. 3, plus grand au milieu des cylindres et diminuant à zéro à l'extrémité.
La matière broyée au milieu, où la surface est large, est donc traitée d'une autre manière que celle qui est broyée aux extrémités, et cette construction ne parvient pas davan- tage à un broyage uniforme sur toute la longueur du cylindre. De plus, vu la forme de la surface de contact, l'usure se produit plus rapidement au milieu des cylindres, formant ainsi une partie an- nulaire creuse préjudiciable au broyage des matières. Cet inconvé- @
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nient rend nécessaire l'arrêt fréquent de la machine et le re- taillage des cylindres.
Suivant l'invention, chaque cylindre est constitué par un corps cylindrique lisse et creux, d'épaisseur uniforme d'un bout à l'autre, et monté élastiquement sur son axe.
De cette manière, les cylindres sont supportés élas- tiquement et toutes les forces pouvant agir sur eux au cours du broyage se répartissent uniformément sur toute leur longueur. Le contact à la position de rencontre de ces cylindres est théorique- ment linéaire,mais est représenté en réalité par une étroite surface de contact de largeur constante sur toute la longueur.
L'invention peut être réalisée de plusieurs manières différentes. Les dessins annexés en illustrent schématiquement un certain nombre.
La fig. 4 est une coupe verticale d'une forme de réa- lisation, la fig. 5 représentant la surface de contact entre les deux cylindres de la fig. 4. La fig. 6 illustre une autre forme de réalisation, également en coupe verticale longitudinale, la fig. 7 représentant la surface de contact correspondante. La fig.8 est une autre variante, également en coupe verticale longitudina- le, et la fig. 9 une dernière forme de construction d'un cylindre, toujours en coupe verticale longitudinale.
Conformément aux figs. 4 et 5 le corps du cylindre est constitué par un corps cylindrique creux entièrement lisse, de même épaisseur de paroi sur toute sa longueur (par exemple l'épais- seur courante de 50 mm pour un cylindre de 1000 mm de longueur).
Sur l'axe 16 du cylindre, au voisinage des extrémités du cylindre 10, sont montés des ressorts spiraux 17 fixés par leurs extrémi- tés intérieures à l'axe et par leurs extrémités extérieures à la paroi intérieure du corps du cylindre. Ces ressorts supportent le cylindre et sont assez fortspour offrir une résistance suffi- sante aux efforts de torsion qui se présentent. Le cylindre est A
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figs. 6 et 7, mais le corps du cylindre y est distinct, cons- tructivement,de la partie élastique. Cette partie élastique est formée par un corps cylindrique creux en acier 22, un tube en acier étiré fixé aux disques 21 par soudure ou moyen analogue.
Le corps du cylindre,de longueur convenable, est pressé sur ce tube. Afin de compenser les faibles différences d'élasticité résultant de la fixation à la partie élastique du cylindre, on force dans le tube 22 des disques annulaires 23 qui forment des cloisons espacées à courte distance à l'intérieur du cylindre creux Les diamètres intérieurs de ces disques annulaires décroissent des extrémités vers le milieu du cylindre creux.
La présence de ces disques assure un meilleur refroi- dissement du cylindre 10. Celui-ci est formé par des manchons séparés 10' interchangeables et de fabrication aisée. Suivant la nature de la matière à broyer, ces manchons peuvent être en fonte trempée, en acier, en granit, en porcelaine, en carbo- rundum, alundum etc.
Suivant la forme de réalisation illustrée par la fig. 9, les disques qui forment le corps du cylindre à ses ex- trémités constituent eux-mêmes des ressorts supportant le corps du cylindre, lequel présente la même épaisseur sur toute sa longueur. Le corps du cylindre est vissé sur les disques 24, formés de manière à présenter un retrait annulaire 25 qui, sous l'influence de la pression radiale, facilite la compression des extrémités 26 des disques. Les disques fermant le cylindre jouent ainsi le rôle de montage élastique pour le cylindre 10.
REVENDICATIONS
1.- Cylindre creux pour broyeuses à chocolat, cacao, etc., constitué par un corps cylindrique lisse et creux à parois d'épaisseur constante, monté élastiquement sur son axe.
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Improvements to crusher cylinders.
The present invention relates to roller mills used in the chocolate, cocoa, soap and paint industries. The application of the invention to the chocolate industry is described below by way of example.
Roll mills are used for grinding cocoa, chocolate masses, colors, etc., the rolls of which must be finished with extreme precision (of the order of 1/1000 of a mm) to obtain a finely ground product. Despite the care taken in their construction, these crushers have drawbacks which have long been sought to be remedied without obtaining satisfactory results.
Fig. 1 of the accompanying drawings shows a pair of rolls of the type generally employed in such mills. Each cylinder comprises a hollow cylindrical body 10 closed at both ends 11 by flanges to which are attached
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grooves 12 and 13. One of the pins is drilled at 14 to provide passage for a small diameter tube 15 which brings cooling water inside the cylinder, the hole 14 forming an overflow.
The two cylinders must make linear contact if they are precisely finished.
When the material to be ground passes between the two rolls under a generally very high pressure (100-150 kg per centimeter of length of the roll), the walls of the roll deform more or less in the grinding position towards the middle. , where they can yield elastically under the pressure while they are held rigidly at the ends by flanges 11. Consequently, the cylinders, which do not withstand the same forces over their entire length, exert a different pressure in the center and at the ends, and provide an irregularly ground product.
An attempt has been made to remedy this drawback as shown in FIG. 2, making the cylinders partially spherical. When two partially spherical cylinders are pressed together at a sufficiently high pressure, the elasticity of the walls ultimately results in linear contact between the cylinders, the pressure being distributed evenly over their entire length. But as the pressure between the cylinders continues to reduce the diameter of the middle of the cylinders, the contact ceases to be purely linear and becomes a contact of surfaces as shown in fig. 3, larger in the middle of the cylinders and diminishing to zero at the end.
The material crushed in the middle, where the surface is large, is therefore treated in a way other than that which is crushed at the ends, and this construction does not achieve more uniform crushing over the entire length of the cylinder. In addition, due to the shape of the contact surface, wear occurs more rapidly in the middle of the rolls, thus forming a hollow annular part which is detrimental to the grinding of the materials. This inconvenience
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denies it is necessary to stop the machine frequently and resize the rolls.
According to the invention, each cylinder is constituted by a smooth and hollow cylindrical body, of uniform thickness from one end to the other, and elastically mounted on its axis.
In this way, the rolls are resiliently supported and all the forces which can act on them during grinding are distributed uniformly over their entire length. The contact at the meeting position of these rolls is theoretically linear, but is actually represented by a narrow contact surface of constant width along the entire length.
The invention can be carried out in several different ways. The accompanying drawings schematically illustrate a number of them.
Fig. 4 is a vertical section of one embodiment, FIG. 5 showing the contact surface between the two cylinders of FIG. 4. FIG. 6 illustrates another embodiment, also in longitudinal vertical section, FIG. 7 showing the corresponding contact surface. Fig. 8 is another variant, also in longitudinal vertical section, and fig. 9 a last form of construction of a cylinder, still in longitudinal vertical section.
According to figs. 4 and 5 the cylinder body consists of a completely smooth hollow cylindrical body of the same wall thickness over its entire length (eg the current thickness of 50 mm for a cylinder 1000 mm in length).
On the axis 16 of the cylinder, in the vicinity of the ends of the cylinder 10, are mounted spiral springs 17 fixed by their internal ends to the axis and by their external ends to the internal wall of the body of the cylinder. These springs support the cylinder and are strong enough to provide sufficient resistance to the torsional forces that arise. The cylinder is A
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figs. 6 and 7, but the body of the cylinder is there constructively distinct from the elastic part. This elastic part is formed by a hollow cylindrical steel body 22, a drawn steel tube fixed to the discs 21 by welding or the like.
The cylinder body, of suitable length, is pressed onto this tube. In order to compensate for the small differences in elasticity resulting from the attachment to the elastic part of the cylinder, annular discs 23 are forced into the tube 22 which form partitions spaced at a short distance inside the hollow cylinder The internal diameters of these Annular discs decrease from the ends towards the middle of the hollow cylinder.
The presence of these discs ensures better cooling of the cylinder 10. The latter is formed by separate sleeves 10 'which are interchangeable and easy to manufacture. Depending on the nature of the material to be ground, these sleeves can be made of hardened cast iron, steel, granite, porcelain, carbonundum, alundum etc.
According to the embodiment illustrated by FIG. 9, the discs which form the body of the cylinder at its ends themselves constitute springs supporting the body of the cylinder, which has the same thickness over its entire length. The cylinder body is screwed onto the discs 24, formed so as to have an annular recess 25 which, under the influence of radial pressure, facilitates the compression of the ends 26 of the discs. The discs closing the cylinder thus play the role of elastic mounting for the cylinder 10.
CLAIMS
1.- Hollow cylinder for chocolate, cocoa, etc. grinders, consisting of a smooth and hollow cylindrical body with walls of constant thickness, elastically mounted on its axis.
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