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Machine et procédé pour la désintégration de produits en vrac.
Cette invention se rapporte à une machine et à un procédé pour désintégrer des produits meubles en vrac, composés de particules solides individuelles, par exemple pour moudre des céréales cornue le blé et pour effectuer les opérations de concassa- ge lors de la mouture de telles céréales, et cette désintégration peut, dans le cas de céréales et autres produits alimentaires, aller de pair avec la destruction des insectes vivants pouvant se trouver dans le proauit.
Un but de cette invention est de fournir une machine et un procédé perfectionnes pour effectuer cette désintégration de pair avec une séparation, par laquelle les particules du produit désintégré sont séparées d'après leurs dimensions. Lors du traite-
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ment de céréales telles que le blé, un but de l'invention est d'obtenir une action de mouture uniforme, suivie immédiatement d'une séparation des particules, plus menues, d'endosperme, des particules, plus grosses, du grain.
Dans une machine conforme à cette invention, une ouver- ture d'admission déverse un courant du produit sur un rotor muni d'ailettes radiales conçues pour diriger le produit de façon qu'il soit déchargé en substance tangentiellement de la périphérie du rotor lorsque celui-ci tourne, et des cibles discontinues fixes sont disposées en une rangée annulaire autour de la périphérie du rotor, de façon à se trouver sur la trajectoire du produit s'échappant du rotor, pour désintégrer les particules du produit par choc ou impact de celles-ci sur les cibles, chaque cible comportant une face en substance perpendiculaire à la direction du flux tangentiel du produit s'échappant du rotor,
et les cibles étant espacées de manière à former entre elles d'étroits inter- stices par lesquels seulement des particules relativement menues du produit ainsi que de l'air peuvent s'échapper, et un dispo- sitif est prévu pour diriger, en courants séparés, les particu- les les plus menues s'échappant par les interstices et les particules restantes trop grosses pour s'échapper par ceux-ci.
Lorsqu'on effectue la désintégration d'un produit de la nature précitée, par exemple lors de la mouture du blé ou d'autres céréales par le procédé suivant cette invention, on soumet le courant du produit à un mouvement de rotation, de manière à l'étaler sous forme d'un mince courant annulaire à déplacement rapide, dans lequel les particules individuelles du produit se déplacent sensiblement suivant une tangente et dans lequel les particules à déplacement tangentiel sont projetées contre et interceptées par des faces de cibles placées perpendiculairement à la direction du flux tangentiel des particules, allongées dans
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le sens parallèle à l'axe du courant annulaire et séparées par d'étroits interstices par lesquels seulement l'air accompagnant le courant ainsi que de menues particules du produit peuvent s'échapper,
tandis que les plus menues particules qui parviennent à s'échapper par des interstices et les particules restantes, trop grosses pour s'échapper par ceux-ci, sont dirigées vers le bas en des courants séparés.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 est une coupe verticale d'une forme de réalisation de l'invention, certaines parties de la machine étant représentées en traits pleins. li'ig. 2 est une vue de dessus de la machine de la fig.l, certaines parties étant brisées pour montrer la structure interne.
Fig. 3 est une vue fragmentaire à plus grande échelle d'une partie de la fig.2.
Fig. 4 est une vue semblable à la fig.3, représentant une variante.
Fig. 1 représente une machine pourvue d'un carter désigné globalement par 2, comprenant une coquille supérieure 4 et une trémie de fond 6, cette dernière étant vissée sur le fond d'un châssis principal 5 de la coquille 4. Le carter 2 est supporté par trois pieds 8 dont les extrémités supérieures s'emboîtent étroitement dans des creux 9 pratiqués dans une console 10 du châssi- 5, et l'extrémité inférieure de chaque pied est pourvue d'un socle à rebord 11. Un moteur électrique à vitesse variable 14 est monté sur le haut du châssis 5 au moyen d'un trépied formé de trois pieds 12 et d'une bague à rebord 13. Chaque pied 12 comporte une console 15 dirigée vers le bas et une paroi supérieure centrale en forme de disque 19 de la coquille 4, est vissée à ces trois conso- les 15.
Le moteur 14 comporte un arbre dirigé vers le bas et qui passe dans un boîtier de palier allongé 16 contenant un fort palier
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à rouleaux 17. L'arbre est terminé par un prolongement conique 18 faisant saillie vers le bas hors du boîtier 16. La paroi supérieure 19 de la coquille 14 comporte une ouverture d'ad- mission du produit centrale 20, traversée par l'arbre du moteur et entourée par un collet 22 dirigé vers le bas.
Un couloir 24 est fixé sur la paroi supérieure 19 près de l'ouverture 20, par un rebord annulaire 26 qui prend appui et est vissé sur la paroi supérieure 19 autour de l'ouverture 20.
Dans sa paroi supérieure, le couloir 24 présente une ouverture 28 donnant passage au boîtier de palier 16 qui s'y ajuste étroi- tement. Comme c'est représenté plus clairement sur la fig.2, la paroi inférieure 27 du couloir se termine, d'un côté de la ligne médiane longitudinale du couloir, par une lèvre 29 sur le collet 22, tandis que de l'autre côté de cette ligne médiane, la paroi inférieure 27 du couloir pénètre dans le collet 22 (voir également fig.l) en prenant la forme d'un segment 31. En bas, le segment 31 se termine par un rebord 30 formant un bord radial du segment, l'autre bord radial 33 du segment 31 étant situé le long de la médiane longitudinale du couloir 24.
Le segment 31 est découpé pour s'adapter le long de la paroi extérieure du boîtier de palier 16 et de la surface intérieure du collet 22, dans le plan de la surface supérieure de la paroi inférieure 27 du couloir.
Un rotor 36, centré directement sous l'ouverture d'ad- mission du produit 20, est fixé au prolongement conique du rotor au moyen d'un écrou 32, d'une rondelle 34 et d'une clavette non représentée. Le rotor 36 est formé d'un fond concave 38 et d'un organe supérieur 40 fixé à ce fond. Le fond 38 présente un moyeu central 39 entouré d'une paroi dirigée vers le haut et vers l'extérieur, terminée par un rebord annulaire 41 présentant une surface annulaire supérieure plane 42. L'organe 40 est
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annulaire dans l'ensemble, mais près de son bord extérieur il présente un certain nombre (par exemple soixante-douze) d'ailettes radiales également espacées 44, qui font saillie vers le bas, leur surface inférieure butant contre la surface 42 du fond 38.
Chaque ailette 44 a en coupe la forme représentée sur la fig.3, comportant une surface d'attaque 46, une surface postérieure 48 et des surfaces extrêmes 50 et 51. Entre chaque paire d'ailettes adjacentes 44 il y a donc un passage 49 et le courant du produit est distribué de façon égale parmi ces passages, lorsque ce courant est forcé vers la périphérie du rotor, d'où il s'échappe tangentiellement en un courant annu- laire dans la zone de trajectoire 53.
Comme c'est indiqué sur la fig. 3, des ailettes alter- nantes 44 sont fixées au fond 38 par des vis 52 (voir également fig.l) fixant les organes 38 et 40 ensemble, de manière à consti- tuer le rotor rigide. Quatre cales "Woodruff" 54 également espacées autour du rotor, assurent que les deux organes 38 et 40 soient alignés avec précision, et transmettent la charge de tor- sion. Le rotor 36 est façonné de façon à présenter une épaisseur variable, comme c'est montré, afin de répartir en substance uniformément les efforts auxquels il est soumis, et de manière que son centre de gravité coïncide avec le centre du palier inférieur 17 placé près de l'extrémité inférieure du boîtier de palier allongé 16.
Le rotor 36 et le rotor du moteur 14 sont équilibrés dynamiquement avant d'être installés, mais par suite du déséquilibre probable de la charge, il est désirable de placer le rotor 36 comme c'est décrit, afin d'éviter tout flambage de l'arbre du moteur ainsi que des vibrations excessives.
Un déploiement ou rangée circulaire de cibles rectangu- laires allongées formées de barres plates rectangulaires 56 pou- vant être au nombre de cent quatre-vingt et qui se dirigent vers
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le bas en travers de la sortie du rotor, entourent la périphérie du rotor 36. Ces cibles sont montées rigidement par leur extrémité supérieure sur une bague encochée 57 que plusieurs goujons 60 équipés d'écrous 60a et passant dans des trous appropriés prati- qués dans un rebord de montage de la bague 57, fixent au bord extérieur de la paroi supérieure 19. La bague 57 est formée de deux parties semi-circulaires ou demi-cercles, supportant chacun la moitié du nombre de cibles 56 (quatre-vingt-dix dans l'exemple traité).
Le châssis 5 et séparé du bord extérieur de la paroi supérieure 19 par un interstice ou vide annulaire 59 dans lequel passent les cibles, et ce vide annulaire est recouvert par une chape annulaire en U renversé 61 que plusieurs boulons 63 et écrous 63a calent en place. Un peut donc, en enlevant les écrous 63a, soulever la chape 61 et la maintenir soulevée par un câble ou autre moyen approprié (non représenté) permettant ainsi d'avoir accès aux cibles et aux éléments associés. Comme la bague 57 est formée de deux parties semi-circulaires, celles-ci peuvent être enlevées facilement entre deux quelconques des pieds 12.
Comme le montre la partie gauche de la fig.3, chacune des encoches de la bague 57 présente une face large 62 et une face étroite 64, et les cibles sont solidement calées dans les encoches, le haut d'une face latérale 67 de chaque cible étant posé contre la face 62, et le haut d'une de ses faces de champ 66 contre la face 64. de l'encoche. La partie droite de la fig. 3 montre que ces champs 66 forment les faces de cibles ou surfaces d'impact des cibles, et lorsque le rotor 36 tourne en sens contraire des ai- guilles d'une montre, dans le sens de la flèche, les particules du produit sont projetées contre ces faces de cibles en suivant des trajectoires perpendiculaires à ces faces.
La largeur de la face latérale 67 de chaque cible est supérieure à la largeur de la face 62, de sorte que le bord de la
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cible placée en face de la face de cible 66 recouvre le bord de la cible adjacente suivante. En outre, l'épaisseur des cibles est légèrement inférieure à la largeur des faces 64 de sorte qu'il se forme une étroite rainure ou interstice 68 au bord extérieur de chaque face de cible.
Comme c'est représenté à droite sur la fig. 3, le déploiement de cibles 56 offre un grand nombre de faces de cibles 66, également espacées et chacune en substance perpendi- culaire à la trajectoire des particules du produit projetées dans leur direction à partir du rotor, et près du bord extérieur de chaque face de cible il y a un interstice étroit par lequel l'air accompagnant le produit ainsi que les plus menues particules du produit peuvent s'échapper.
Comme c'est représenté sur les figs. 1 et 2, une zone de diffusion annulaire 69 dans laquelle pénètrent l'air et les petites particules s'échappant par les interstices 68, entoure le déploie- ment des cibles 56. Dans cette zone, l'air est freiné (la vitesse de l'air est diminuée) et dirigé dans l'ensemble vers le bas par la surface intérieure du châssis 5. En coupe transversale, les cibles 56 sont rectangulaires et, avec le nombre de cibles indiqué dans l'exemple traité, chacune d'elles est placée de façon à former un angle de deux degrés avec la suivante, et de ce fait, la lar- geur de chacun des interstices 68 augmente légèrement lorsqu'on s'éloigne de sa face de cible adjacente 66. Donc, chaque parti- cule qui pénètre dans un interstice, s'échappera par celui-ci et arrivera dans la zone 69.
Dans cette forme de réalisation, la largeur des interstices 68 est de 1. 6 mm (1/16 de pouce) à leur bord d'entrée, de façon que les particules dont les dimensions sont plus grandes, soient déviées vers le bas, le long des faces 67 et des champs 66.
Suivant la fig. 1, l'assemblage en forme de trémie 6 du carter 2 est formé de deux trémies en substance concentriques comprenant une trémie extérieure 70 vissée par son sommet aux
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bords inférieurs du châssis 5, et une trémie intérieure 72 supportée à son sommet par une bague 74 et plusieurs consoles 76 espacées angulairement, chacune d'elles étant rivée par une extrémité à la trémie 70 et par l'autre extrémité à la bague 74.
Le fond de la trémie 70 est pourvu d'une goulotte d'écoulement ou raccord 78, et la trémie 72 est pourvue d'un débouché sem- blable. Le bord supérieur de la trémie 72 entoure le fond du déploiement des cibles 56 de façon que l'air et les particules de produit qui s'échappent par les interstices 68 entre les cibles et pénètrent dans la zone de diffusion 69, retombent dans la trémie 70 tandis que les particules plus grosses qui ne s'échappent pas par ces interstices, retombent du côté intérieur du déploiement de cibles dans la trémie 72. On fait donc percuter le produit pour réaliser sa désintégration, et les petites particules sont ensuite simultanément transportées par l'air dans la zone de diffusion 69 et ainsi soustraites au courant des grandes particules du produit.
En plus de cela, les faces de cibles sont maintenues propres en vertu de cette action de séparation au cours de laquelle les petites particules s'échappent radialement et tangentiellement vers l'extérieur et les grosses particules retombent dans la trémie 72. Ceci assure une action d'impact uniforme au cours de laquelle chaque particule du produit reçoit un impact prédéterminé.
Sur la fig. 1, lorsqu'on utilise la machine, un courant du produit à traiter, tel que du blé, descend, par gravité, dans le couloir 24 et sensiblement la moitié du produit est dirigée par le rebord 30 dans le sens de rotation du rotor 36 sur la partie centrale de celui-ci, tandis que le restant du produit tombe par dessus le rebord 29 directement sur la partie centrale du rotor. Le bord inférieur du collet 22 tend à distribuer le flux du produit uniformément sur l'organe
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contigu concave 38 du rotor. Par suite du mouvement de rotation du rotor,le produit s'étale et s'écoule sous forme d'un courant annulaire uniforme à une vitesse croissante, en grimpant le long de la surface supérieure concave de l'organe 38.
Lorsque le courant atteint le bord intérieur de la surface 42, les surfaces d'attaque 46 (fig. 3) des ailettes 44 happent des parties du courant, de sorte que le courant est subdivisé en un grand nombre de petits courants. Chacun de ces courants s'étale vers le haut le long de sa surface vide 46, tandis que la vitesse d'écoulement augmente, et ceci provoque un nouvel amincissement du courant.
L'ouverture de sortie du rotor 36 décharge le produit et l'air qui l'accompagne par la zone de trajectoire 53 vers le déploiement de cibles 56. Les trajectoires des particules du produit, par exemple des grains de blé, sont quelque peu turbulentes, mais dans l'ensemble sont dirigées tangentielle- ment et à une vitesse susceptible de provoquer la désintégration ou l'éclatement au moment de l'impact sur ce déploiement de cibles. Les particules du produit qui ne heurtent pas directe- ment une face de cible 66 (fig. 3) sont dirigées par la surface latérale 67 de la cible adjacente 56 vers la face de cible 66 de la cible adjacente suivante dans le sens de la trajectoire.
En raison du courant d'air à travers les interstices 68 jus- que dans la zone de diffusion relativement grande 69 (fig.2), au delà du déploiement de cibles, les remous du courant d'air dans la zone de trajectoire sont fortement diminués. D'autre part, comme il a été mentionné ci-avant, les petites particules de produit s'échappent avec l'air parles interstices 68, et les grosses particules retombdnt. Ceci élimine sensiblement tout amortissement ou déviation des particules du produit près des faces de cible 66 et sur ces faces mêmes, et il en résulte un éclatement de toutes les particules du produit.
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Les petites particules du produit éclaté qui sont amenées dans la zone de fdiffusion 69, sont transportées de là, par gravité et par courants d'air, à travers les ouvertures d'écoulement 78 situées à la base de la trémie 70, et le reste du produit éclaté est transporté directement vers le bas, par gravité et par courants d'air, des faces de cibles 66 à travers l'ouverture d'écoulement 80 de la trémie 72.
La machine représentée convient particulièrement pour concasser du blé en minoterie. Lorsqu'on l'emploie à cet usage particulier, le rotor 36 a un diamètre de 71 cm. (28 pouces) et tourne à 1740 tours/minute. L'écartement entre le déploiement de cibles et la périphérie des ailettes 44 est en substance de 19 mm (3/4 pouce) et les autres dimensions sont représentées sur le dessin exécuté en substance à l'échelle exacte. Cette machine est d'application générale pour désintégrer des produits divers et il est évident qu'on peut modifier le nombre des ailettes du rotor et le nombre des cibles fixes, ainsi que d'autres caractéristiques de la machine, afin de l'adapter aux usages particuliers et aux conditions de fonctionnement. En outre, on peut incurver ou incliner les ailettes vers l'avant ou vers l'arrière.
Les dimensions des faces de cible et des ou- vertures intermédiaires doivent être choisies de façon à traiter efficacement un produit donné. De façon générale, la hauteur des cibles doit dépasser la hauteur de la sortie du rotor, la largeur des interstices 68 doit être moindre que les dimensions mineures moyennes du produit, et- la face de chaque cible peut être plus large que les dimensions majeures moyennes du produit, le tout étant déterminé par le genre de concassage ou éclatement qu'on désire réaliser. Lorsque la machine représentée est employée comme décrit ci-avant, l'action d'impact est suffisamment impor- tante pour détruire les insectes vivants pouvant se trouver dans le grain.
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Des machines de minoterie antérieures dans lesquelles le grain est percuté par des percuteurs tournants ne provoquent pas l'éclatement de tous les grains ou noyaux, mais provoquent l'écrasement, la cassure ou l'écaillement du péricarpe, d'où il résulte de menus fragments de son. La machine de minoterie à impact ou percussion conforme à la présente invention est une machine plus efficace puisqu'elle produit ou provoque un seul impact ou percussion avec suffisamment de puissance pour réaliser la réduction requise, en donnant moins de menus frag- ments de son et en gaspillant moins d'énergie.
Lors des opérations de broyage, les exigences relatives à une réduction satisfaisante des produits à moudre varient avec ces produits. Par exemple dans le système du concassage ceci reviendrait à ce que la réduction devrait être réglée pour obtenir un maximum d'issues grossières et un minimum de farine de concassage sans entraîner un concassage excessif du son. Avec la présente machine on satisfait à l'exigence de varier la ré- duction en prévoyant un choix de cibles interchangeables peu coûteuses et simples et un choix de vitesses de trajectoires, ces dernières étant réalisées par l'emploi d'un moteur à vitesse variable 14.
Fig. 4 représente une variante, identique à la machine des figs. 1, 2 et 3 exception faite des dimensions des cibles, qui sont plus étroites et plus épaisses, et de la disposition des interstices intermédiaires. C'est ainsi que les cibles 56 des figs. 1, 2 et 3, sont remplacées sur la fige 4 par des ci- bles 86 qui sont fixées sur la bague encochée 57 par des goujons 58 et des écrous 58a de la même manière que les cibles 56 sont maintenues en place.
Chaque cible 86;comporte une face de cible 88 qui est plus large que les faces d'encoche 64., de sorte que les cibles 86 se recouvrent l'une l'autre dans le sens de leur épaisseur, et la largeur des cibles 86 est légèrement inférieure
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à la largeur des faces d'encoches 62 de sorte qu'un interstice 90 est formé entre chaque paire de cibles adjacentes. Les cibles 86 se recouvrent donc l'une l'autre et les interstices 90 se présentent le long des faces de cible 88, alors que sur la fig.3 le recouvrement des cibles 56 et les interstices 68 se présentent le long des faces latérales 67 des cibles.
Les interstices 90 ont en substance la même largeur que les interstices 68, de sorte que lors du fonctionnement de la machine, les petites par- ticules du produit ainsi que l'air s'échappent vers l'extérieur par les interstices 90.
Le passage des particules du produit à travers le rotor dans la variante suivant la fig.4 se fait de la même façon que dans la forme de réalisation sur les figs. 1 à 3. Cependant, lorsque les particules du produit heurtent ou percutent contre les faces de cibles 88, l'air tend à s'écouler par chacun des interstices 90, dans le plan de la face de cible adjacente. Dans la machine suivant les figs. 1 à 3 ainsi que dans la variante suivant la fig.4 on peut modifier à volonté la grandeur des interstices 68 et 90, en passant d'une dimension ou type de cibles à une autre, et de cette façon on peut obtenir une grande variété d'effets percutant et séparateur avec un changement minimum dans l'équipement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Machine and method for the disintegration of bulk products.
This invention relates to a machine and method for disintegrating loose loose products, composed of individual solid particles, for example for grinding corned cereals and wheat and for performing the crushing operations when grinding such cereals. , and this disintegration can, in the case of cereals and other food products, go hand in hand with the destruction of living insects which may be in the food.
An object of this invention is to provide an improved machine and method for effecting this disintegration together with a separation, whereby the particles of the disintegrated product are separated according to their dimensions. When treating-
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ment of cereals such as wheat, an object of the invention is to obtain a uniform milling action, immediately followed by separation of the smaller particles of endosperm and of the larger particles of the grain.
In a machine according to this invention, an inlet opening discharges a stream of product onto a rotor provided with radial fins designed to direct the product so that it is discharged substantially tangentially from the periphery of the rotor as it is discharged. - here rotates, and fixed discontinuous targets are arranged in an annular row around the periphery of the rotor, so as to be in the path of the product escaping from the rotor, to disintegrate the particles of the product by shock or impact of those - here on the targets, each target comprising a face substantially perpendicular to the direction of the tangential flow of the product escaping from the rotor,
and the targets being spaced apart so as to form narrow spaces between them through which only relatively small particles of the product as well as air can escape, and a device is provided for directing, in separate streams. , the smallest particles escaping through the interstices and the remaining particles too large to escape through them.
When the disintegration of a product of the above-mentioned nature is carried out, for example during the milling of wheat or other cereals by the process according to this invention, the product stream is subjected to a rotational movement, so as to spread it out as a thin, fast-moving annular stream, in which the individual particles of the product move substantially along a tangent, and in which the tangentially-moving particles are thrown against and intercepted by target faces placed perpendicular to the line. direction of the tangential flow of particles, elongated in
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the direction parallel to the axis of the annular flow and separated by narrow interstices through which only the air accompanying the flow as well as small particles of the product can escape,
while the smallest particles which manage to escape through interstices and the remaining particles, too large to escape through them, are directed downwards in separate streams.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a vertical section of one embodiment of the invention, certain parts of the machine being shown in solid lines. li'ig. 2 is a top view of the machine of fig.l, some parts broken away to show the internal structure.
Fig. 3 is a fragmentary view on a larger scale of part of FIG. 2.
Fig. 4 is a view similar to FIG. 3, showing a variant.
Fig. 1 shows a machine provided with a casing generally designated by 2, comprising an upper shell 4 and a bottom hopper 6, the latter being screwed onto the bottom of a main frame 5 of the shell 4. The casing 2 is supported by three feet 8, the upper ends of which fit tightly into recesses 9 made in a bracket 10 of the frame 5, and the lower end of each foot is provided with a flanged base 11. A variable speed electric motor 14 is mounted on the top of the frame 5 by means of a tripod formed of three legs 12 and a flanged ring 13. Each leg 12 has a console 15 directed downwards and a central upper wall 19 in the form of a disc. the shell 4 is screwed to these three brackets 15.
The motor 14 has a downwardly directed shaft which passes through an elongated bearing housing 16 containing a strong bearing.
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roller 17. The shaft is terminated by a conical extension 18 projecting downwardly from the housing 16. The upper wall 19 of the shell 14 has a central product inlet 20 through which the shaft passes. motor and surrounded by a collar 22 directed downwards.
A corridor 24 is fixed to the upper wall 19 near the opening 20, by an annular flange 26 which bears and is screwed onto the upper wall 19 around the opening 20.
In its upper wall, the passage 24 has an opening 28 giving passage to the bearing housing 16 which fits closely thereto. As shown more clearly in Fig. 2, the lower wall 27 of the corridor ends, on one side of the longitudinal center line of the corridor, with a lip 29 on the collar 22, while on the other side from this center line, the lower wall 27 of the passage enters the collar 22 (see also fig.l) taking the form of a segment 31. At the bottom, the segment 31 ends with a flange 30 forming a radial edge of the segment, the other radial edge 33 of segment 31 being located along the longitudinal median of corridor 24.
Segment 31 is cut to fit along the outer wall of the bearing housing 16 and the inner surface of the collar 22, in the plane of the top surface of the bottom wall 27 of the aisle.
A rotor 36, centered directly under the product inlet opening 20, is fixed to the conical extension of the rotor by means of a nut 32, a washer 34 and a key not shown. The rotor 36 is formed of a concave bottom 38 and an upper member 40 fixed to this bottom. The bottom 38 has a central hub 39 surrounded by a wall directed upwards and outwards, terminated by an annular flange 41 having a planar upper annular surface 42. The member 40 is
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annular overall, but near its outer edge it has a number (e.g. seventy-two) of equally spaced radial fins 44, which protrude downwardly with their lower surface abutting against surface 42 of the bottom 38 .
Each fin 44 has in section the shape shown in FIG. 3, comprising an attack surface 46, a rear surface 48 and end surfaces 50 and 51. Between each pair of adjacent fins 44 there is therefore a passage 49 and the product stream is evenly distributed among these passages, when this current is forced towards the periphery of the rotor, from where it escapes tangentially in an annular current in the path zone 53.
As shown in fig. 3, alternating fins 44 are fixed to the bottom 38 by screws 52 (see also fig.l) fixing the members 38 and 40 together, so as to constitute the rigid rotor. Four equally spaced "Woodruff" wedges 54 around the rotor ensure that the two members 38 and 40 are precisely aligned, and transmit the torsional load. The rotor 36 is shaped so as to have a variable thickness, as shown, in order to distribute substantially uniformly the forces to which it is subjected, and so that its center of gravity coincides with the center of the lower bearing 17 placed near from the lower end of the elongated bearing housing 16.
The rotor 36 and the rotor of the motor 14 are dynamically balanced before being installed, but due to the probable imbalance of the load, it is desirable to place the rotor 36 as described, in order to avoid any buckling of the load. motor shaft as well as excessive vibration.
An array or circular row of elongated rectangular targets formed of rectangular flat bars 56 which may be one hundred and eighty in number and which point towards
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the bottom across the outlet of the rotor, surround the periphery of the rotor 36. These targets are mounted rigidly by their upper end on a notched ring 57 which several studs 60 equipped with nuts 60a and passing through suitable holes made in a mounting flange of the ring 57, attach to the outer edge of the top wall 19. The ring 57 is formed of two semi-circular or semi-circular portions, each supporting half the number of targets 56 (ninety in the example discussed).
The frame 5 is separated from the outer edge of the upper wall 19 by an annular gap or void 59 in which the targets pass, and this annular void is covered by an annular inverted U-shaped yoke 61 which several bolts 63 and nuts 63a wedge in place. . One can therefore, by removing the nuts 63a, lift the yoke 61 and keep it raised by a cable or other suitable means (not shown) thus allowing access to the targets and to the associated elements. As the ring 57 is formed of two semi-circular parts, these can be easily removed between any two of the legs 12.
As shown in the left part of Fig. 3, each of the notches of the ring 57 has a wide face 62 and a narrow face 64, and the targets are firmly wedged in the notches, the top of a side face 67 of each target being placed against face 62, and the top of one of its field faces 66 against face 64. of the notch. The right part of fig. 3 shows that these fields 66 form the target faces or impact surfaces of the targets, and when the rotor 36 turns counterclockwise, in the direction of the arrow, the particles of the product are projected. against these target faces by following trajectories perpendicular to these faces.
The width of the side face 67 of each target is greater than the width of the face 62, so that the edge of the
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target placed in front of target face 66 overlaps the edge of the next adjacent target. Further, the thickness of the targets is slightly less than the width of the faces 64 so that a narrow groove or gap 68 forms at the outer edge of each target face.
As shown on the right in fig. 3, target deployment 56 provides a large number of target faces 66, equally spaced and each substantially perpendicular to the path of the product particles projected in their direction from the rotor, and near the outer edge of each face. from the target there is a narrow gap through which the air accompanying the product as well as the smallest particles of the product can escape.
As shown in Figs. 1 and 2, an annular diffusion zone 69 into which the air and the small particles escaping through the interstices 68 enter, surrounds the deployment of the targets 56. In this zone, the air is braked (the speed of air is reduced) and directed generally downward through the interior surface of the frame 5. In cross section, the targets 56 are rectangular and, with the number of targets shown in the example discussed, each of them is placed so as to form an angle of two degrees with the next one, and therefore the width of each of the interstices 68 increases slightly as one moves away from its adjacent target face 66. Therefore, each parti- cule which enters a gap, will escape through it and arrive in zone 69.
In this embodiment, the width of the interstices 68 is 1.6 mm (1/16 of an inch) at their inlet edge, so that particles of larger dimensions are deflected downwardly. along faces 67 and fields 66.
According to fig. 1, the hopper-shaped assembly 6 of the housing 2 is formed of two substantially concentric hoppers comprising an outer hopper 70 screwed by its top to the
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lower edges of the frame 5, and an inner hopper 72 supported at its top by a ring 74 and several angularly spaced brackets 76, each of which is riveted at one end to the hopper 70 and by the other end to the ring 74.
The bottom of the hopper 70 is provided with a discharge chute or fitting 78, and the hopper 72 is provided with a similar outlet. The upper edge of the hopper 72 surrounds the bottom of the deployment of the targets 56 so that the air and the product particles which escape through the interstices 68 between the targets and enter the diffusion zone 69, fall back into the hopper. 70 while the larger particles which do not escape through these interstices fall back on the interior side of the deployment of targets in the hopper 72. The product is therefore struck to effect its disintegration, and the small particles are then simultaneously transported by air in the diffusion zone 69 and thus subtracted from the stream of large particles of the product.
In addition to this, the target faces are kept clean by virtue of this separating action in which the small particles escape radially and tangentially outwards and the large particles fall back into the hopper 72. This ensures an action. uniform impact during which each particle of the product receives a predetermined impact.
In fig. 1, when using the machine, a stream of the product to be treated, such as wheat, descends, by gravity, in the passage 24 and substantially half of the product is directed by the flange 30 in the direction of rotation of the rotor 36 on the central part thereof, while the rest of the product falls over the flange 29 directly on the central part of the rotor. The lower edge of the collar 22 tends to distribute the flow of the product evenly over the organ
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contiguous concave 38 of the rotor. As a result of the rotational movement of the rotor, the product spreads out and flows in the form of a uniform annular current at increasing speed, climbing along the concave upper surface of the member 38.
When the stream reaches the inner edge of the surface 42, the leading surfaces 46 (Fig. 3) of the fins 44 pick up parts of the stream, so that the stream is subdivided into a large number of small streams. Each of these streams spread upward along its void surface 46 as the flow velocity increases, and this causes the stream to thin again.
The outlet opening of the rotor 36 discharges the product and the air which accompanies it through the path zone 53 towards the deployment of targets 56. The paths of the particles of the product, for example wheat grains, are somewhat turbulent. , but overall are directed tangentially and at a rate likely to cause disintegration or shattering upon impact on this deployment of targets. Particles of the product which do not directly strike a target face 66 (Fig. 3) are directed by the lateral surface 67 of the adjacent target 56 towards the target face 66 of the next adjacent target in the direction of the trajectory. .
Due to the air current through the interstices 68 to the relatively large diffusion zone 69 (fig. 2), beyond the deployment of targets, the eddies of the air current in the trajectory zone are strongly diminished. On the other hand, as mentioned above, the small particles of product escape with the air through the interstices 68, and the large particles fall back. This substantially eliminates any damping or deflection of product particles near and on target faces 66 and on those faces themselves, resulting in shattering of all product particles.
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The small particles of the exploded product which are brought into the diffusion zone 69, are transported from there, by gravity and by air currents, through the flow openings 78 located at the base of the hopper 70, and the rest. Exploded product is conveyed directly downward, by gravity and draft, from the target faces 66 through the flow opening 80 of the hopper 72.
The machine shown is particularly suitable for crushing wheat in a flour mill. When employed for this particular purpose, the rotor 36 has a diameter of 71 cm. (28 inches) and spins at 1740 rpm. The spacing between the target deployment and the periphery of the fins 44 is substantially 19 mm (3/4 inch) and the other dimensions are shown in the drawing substantially to exact scale. This machine is of general application to disintegrate various products and it is obvious that one can modify the number of the rotor fins and the number of fixed targets, as well as other characteristics of the machine, in order to adapt it to the particular uses and operating conditions. In addition, the fins can be curved or tilted forward or backward.
The dimensions of the target faces and the intermediate openings must be chosen so as to efficiently process a given product. In general, the height of the targets should exceed the height of the outlet of the rotor, the width of the gaps 68 should be less than the average minor dimensions of the product, and - the face of each target may be wider than the average major dimensions. of the product, the whole being determined by the kind of crushing or bursting that one wishes to achieve. When the machine shown is used as described above, the impact action is great enough to destroy any living insects that may be in the grain.
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Earlier flour milling machines in which the grain is struck by rotating hammers do not cause all the grains or kernels to burst, but cause the pericarp to crush, break or flake, from which it results from small fragments of sound. The impact or percussion milling machine according to the present invention is a more efficient machine since it produces or causes a single impact or percussion with sufficient power to achieve the required reduction, giving less minute fragments of sound and by wasting less energy.
In grinding operations, the requirements for a satisfactory reduction of the products to be ground vary with these products. For example in the crushing system this would mean that the reduction should be adjusted to obtain a maximum of coarse outputs and a minimum of crushing flour without causing excessive crushing of the bran. With the present machine the requirement to vary the reduction is satisfied by providing a choice of inexpensive and simple interchangeable targets and a choice of trajectory speeds, the latter being achieved by the use of a variable speed motor. 14.
Fig. 4 shows a variant, identical to the machine of FIGS. 1, 2 and 3 except for the dimensions of the targets, which are narrower and thicker, and the arrangement of the intermediate interstices. Thus the targets 56 of FIGS. 1, 2 and 3, are replaced on pin 4 by targets 86 which are secured to notched ring 57 by studs 58 and nuts 58a in the same way that targets 56 are held in place.
Each target 86; has a target face 88 which is wider than the notch faces 64., so that the targets 86 overlap each other in the direction of their thickness, and the width of the targets 86. is slightly lower
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to the width of the notch faces 62 such that a gap 90 is formed between each pair of adjacent targets. The targets 86 therefore overlap each other and the interstices 90 are presented along the target faces 88, while in Fig. 3 the overlap of the targets 56 and the interstices 68 are presented along the side faces 67 targets.
The interstices 90 have substantially the same width as the interstices 68, so that during the operation of the machine, the small particles of the product as well as the air escape outwards through the interstices 90.
The passage of the particles of the product through the rotor in the variant according to fig. 4 is done in the same way as in the embodiment in figs. 1 to 3. However, when the particles of the product strike or strike against the target faces 88, air tends to flow through each of the interstices 90, in the plane of the adjacent target face. In the machine according to figs. 1 to 3 as well as in the variant according to fig. 4, the size of the interstices 68 and 90 can be modified at will, passing from one dimension or type of targets to another, and in this way a great variety can be obtained. punchy and separating effects with minimal change in gear.
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