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PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES ET APPAREILS 'POUR .MOUDRE LE GRAIN, ET LE
SOUMETTRE A UNE ASPIRATION.
Cette invention se rapporte à un appareil et un procédé pour mou- dre le grain des céréales ou l'équivalent. Plus particulièrement, l'inven- tion concerne un moulin et un aspirateur combinés, où un courant d'air est utilisé pour séparer du grain, immédiatement après mouture, les particules d'écorce, les fragments d'insectes, etc.0
Dans les phases initiales de l'opération de mouture, c'est-à- dire lorsque le blé est transformé en farine, le grain entier est soumis à ce qu'on appelle conventionnellement une série d'opérations de rupture.
Ainsi, lorsque le grain entier a été nettoyé à fond et conditionnée on le traite.dans des moulins à cylindres, et depuis peu dans des moulins centri- fuges agissant par impact, dans le but de briser les amandes des grains a- fin de séparer l'endosperme et le germe des amandes de l'écorce de celles- ci.
Au cours des premières opérations de rupture, les particules d'écorce sont relativement grandes, bien qu'il y ait évidemment aussi production de particules d'écorce relativement petites qu'il est désirable de séparer de l'endosperme et du germe aussi rapidement que possible en vue de prévenir le broyage de ces particules d'écorce dans la farine de son, en même temps que l'endospermeo
Suivant invention et dans le but de débarrasser dès le début le produit du moulin des particules d'écorce et des impuretés, on soumet le grain à des opérations de pré-rupture et de rupture, par exemple en l'a- menant dans une zone de traitement où les particules de grain individuelles.
sont projetées par la force centrifuge à grande vitesse dans un état uni- forme de haute dispersion contre des surfaces d'impact qui brisent et ou- vrent les amandes des grains le long des lignes de moindre clivage et délo- gent le germe de son amande. Des traitements progressifs séparent et arrachent
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l'endosperme de l'écorce. Pendant que le produit se trouve dans cet état uniforme fortement dispersé, il est soumis à Inaction aspiratrice d'un cou- rant d'air uniforme qui passe au travers du courant de produit'sous un vo- lume et à une vitesse soigneusement prédéterminés pour soulever du courant de produit les particules d'écorce les plus légères et toutes impuretés lé- gères entraînées, tandis qu'en même temps les particules d'endosperme et de germe plus lourdes peuvent tomber dans une trémie collectrice.
Dans ces conditions, un grand nombre de constituants indésirables sont immédiatement retirés du courant principal à chaque opération de rupture, laquelle est ainsi limitée à une faible quantité de bonne matière qui peut etre traitée subséquemment si on le désire.
Dans beaucoup d'aspirateurs connus du type considéré, le con- duit d'échappement de l'air est pour des raisons pratiques situé de préfé- rence d'un côté de l'enveloppe cylindrique extérieure de l'aspirateur. Cet- te disposition donne lieu à une aspiration insuffisante des produits parce qu'en raison de la tendance de l'air à prendre le chemin de moindre résis- tance, le courant d'air du même côté que la conduite d'échappement a une vitesse plus élevée que celui situé du coté opposé.
La variation de vitesse dans le conduit d air donne lieu à une aspiration irrégulière autour de la base du cône,car là où la vitesse est élevée la bonne matière aussi bien que les impuretés sont soulevées et enlevées du conduit d'air, tandis qu'aux points où règne une faible vitesse une aspiration insuffisante per- met aux impuretés d'être emportées avec la bonne matière.
Ces caractéristiques de construction qui entraînent un manque d'uniformité dans l'action de l'air, ne permettent donc pas de soumettre le grain à une aspiration complète et efficace. Cela étant, 1''invention a pour but notamment de procurer un appareil et un procédé pour rompre le grain, qui éliminent les difficultés précitées ainsi que d'autres encore, d'une manière absolument pratique et efficace.
A cet effet, suivant un procédé de traitement du grain conforme à l'invention, on imprime aux grains un mouvement de rotation à grande vi- tesse et on les soumet à des chocs de manière à les briser et les ouvrir, on décharge le produit contenant les amandes ou gruaux et les débris d'é- corce en un mince courant ou nappe annulaire uniforme, on dirige ce cou- rant ou nappe annulaire de haut en bas, on arrête tout mouvement rotatif des particules et de l'air qui les accompagne, on dirige les particules en un mince courant uniforme en travers d'une fente d'aspiration annulaire, et à faire circuler un courant d'air à vitesse uniforme de bas en haut à travers le courant des produits lorsqu'il passe en travers de cette fente, de manière à enlever les particules légères du courant ou de la nappe des produits.
L'invention procure aussi un appareil pour aspirer un produit sec en vrac, comportant un couloir d'air annulaire formé par deux pièces concentriques, un dispositif pour faire circuler le produit en une mince nappe plate, en travers d'une fente d'air annulaire formée entre le sommet et la base du couloir, une entrée d'air raccordée à la base de ce couloir, un conduit d'échappement raccordé à l'extrémité supérieure du couloir, d'un côté de celui-ci, et une chicane reliée à l'une des pièces et entièrement disposée dans le couloir entre l'ouverture d'entrée et le conduit d'échap- pement, cette chicane étant construite et disposée de telle manière que le courant d'air passe au travers du courant de produit à une vitesse pratique- ment constante.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'appareil à moudre le grain comporte un moulin à impact pour briser ou faire éclater les grains afin de séparer les amandes ou gruaux des écorces, et un dispositif pour amenerle grain moulu en une nappe plate uniformément répartie, vers une fente d'air annulaire combinée à un dispositif permettant d'y faire passer un courant d'air à une vitesse constante.
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Afin de bien faire comprendre l'invention, on la décrira ci- après avec référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exem- ple, une forme d'exécution spécifique et dans lesquels
Fig. 1 est une vue fragmentaire en élévation de face de la ma- chine à moudre dont certaines parties sont montrées en coupe; Fige 2 est une vue à plus grande échelle, en coupe horizontale transversale suivant la ligne 2-2 de la Figo 1;
Fige 3 est une vue en coupe verticale, partiellement en éléva- tion, du passage d'entrée de l'air et de la trémie de décharge, et fig. 4 est une vue en perspective de l'extrémité d'entrée de l'air et de la trémie de décharge.
Les mêmes chiffres de référence désignent des organes sembla- bles sur les-différentes figures des dessins.
L'aspirateur qui reçoit le grain brisé du moulin à impact est de préférence composé d'un certain nombre d'élément coopérants qui, lors- qu'ils sont assemblés,, constituent un dispositif pour faire passer le grain verticalement de haut en bas en travers d'un intervalle d'aspiration, tan- dis qu'un contre-courant d'air uniforme passe 4 travers l'intervalle et filtre le grain, en expulsant les impuretés relativement légères.
Un dispo- sitif de chicanes est placé dans le courant d'air au-dessous de son point de décharge mais au-dessus de l'intervalle d'aspiration pour obstruer le courant d'air de manière à assurer des conditions uniformes du passage-de l'air à l'intervalle et des conditions de non tourbillonnement de l'air entre l'intervalle et la conduite d'échappement. Ceci assure un traitement uniforme et efficace du grain par l'air.
Sur la Fig. 1 du dessin, la partie du moulin à impact de la machine est indiquée d'une façon générale en 10 et comporte une enveloppe 11 pourvue d'une paire d'entrées 12 et 13 par lesquelles le produit pénétra dans l'enveloppe, laquelle présente une bride inférieure 10a qui repose sur des pieds ou colonnes 9. Ces entrées sont pourvues respectivement de vannes 12a et 13a permettant de régler le débit du produit qui pénètre par les entrées dans l'enveloppe. Un rotor 14 est.monté de façon à pouvoir tourner à l'intérieur de l'enveloppe 11 et est actionné par un moteur 15.
Ge rotor est disposé dans l'enveloppe 11, par rapport aux entrées 12 et 13, de manière à recevoir de celles-ci le produit qui yest admis. Une série d'aubes ou de palettes 16 qui par leur mouvement de rotation projet- tent les particules du produit vers l'extérieur par rapport à l'axe du rotor 14 sont fixées à ce dernier dans.des plans passant par son axe.
Une garni- ture d'impact 17 est montée d'une façon amovible à l'intérieur de l'envelop- pe autour de la périphérie du rotor 14, et cette garniture est pourvue de surfaces d'impact disposées obliquement, contre lesquelles les particules de produit sont projetées et brisées, les produits résultants étant dirigés vers le bas, depuis la garniture, dans un entonnoir indiqué de façon géné- rale en 21.
La fonction de la garniture d'impact 17 est double. En tout pre- mier lieu, elle arrête chaque particule à grande vitesse, de façon que la limite d'élasticité de la particule, par exemple du grain de blé, soit dé- passée, et une rupture se produit en conséquence le long des lignes de moin- dre résistance, c'est-à-dire que les particules ou amandes sont brisées le long de lignes de division naturelle ou de lignes de moindre clivage. En second lieu, par suite de l'inclinaison des surfaces d'impact de la garnitu- re par rapport à la vitesse résultante des particules, la garniture assure une évacuation rapide de la matière fragmentée de telle sorte que les par- ticules entrantes ne frappent qu'une surface nette et leur impact n'est pas amorti par des débris de produit.
Ces surfaces d'impact 18 de la garniture 17 sont pourvues de cannelures sur la périphérie interne de la garniture, les faces d'impact des cannelures étant inclinées sur la verticale sous un angle tel par rapport à la vitesse résultante des particules que celles-ci viennent frapper la surface obliquement. Les fragments sont dirigés ainsi
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de haut en bas et vers l'extérieur du rotor en dégageant de cette façon le chemin des particules entrantes. Ainsi la seule friction que les particules subissent dans ce genre de rupture se produit pendant l'accélération des-- - particules le long des aubes de rotor 16,vu que ni les particules ni'leurs fragments ne peuvent rebondir en arrière dans le rotor ou dans le courant entrant de particules propulsé par le rotor.
Une description plus détaillée de la construction et du fonctionnement du moulin à impact 10 est donnée dans le brevet n 495.895 du 23 mai 1950.
On voit donc que Inaction d'impact dans le moulin 10 a pour effet de briser le grain, par exemple du blé, le long des lignes de moin- dre résistancehabituellement à l'endroit du pli, et cette action a pour effet de débarrasser le pli de la poussière.et d'autres particules de ma- tières étrangères qui peuvent être entraînées dans le courant de produit.
Evidemment des fragments d'écorce de dimensions variables sont brisés et détachés de l'endosperme, l'endosperme lui-même étant brisé én particules de diverses dimensions et le germe entier est dégagé. Le tout s'écoule dans l'entonnoir récepteur 21 suivant une trajectoire peut être légère- ment tourbillonnante, la majeure partie de la matière, toutefois, s'ecou- lant dans l'ensemble verticalement de haut en bas, par suite des canne- lures ménagées sur la surface interne de la garniture 17. Toutefois, il peut se produire un léger mouvement cyclonique de la matière, qu'il est désirable d'arrêter avant l'aspiration de celle-ci, d'une manière qui sera décrite ci-après.
L'aspirateur, indiqué de façon générale en 20, est suspendu d'une manière amovible à la base 10a du moulin 10, par exemple par des boulons 19, et comprend dans l'ensemble trois sections amovibles séparées, à savoir l'entonnoir 21, un cône central 22, et une trémie collectrice in- férieure avec entrée d'air, désignée de façon générale par 23.
Une enveloppe extérieure ou cylindre 24 est fixée de toute ma- nière convenable à l'extrémité supérieure de l'entonnoir 21 et entoure complètement celui-ci et le cône central 22. Ce dernier est fixé d'une manière amovible à l'entonnoir 21, comme ce sera décrit ci-après. La tré- mie 23 est fixée d'une façon amovible à la base de l'enveloppe extérieure 24 par des écrous papillons 25 vissés sur des boulons 26 fixés à la péri- phérie de l'enveloppe sur son bord inférieur et passant dans un rebord 23a ménagé sur la trémie 23.
L'entonnoir 21, le cône 22 et la trémie 23 sont reliés entre eux d'une manière amovible et ensemble à la base 10a du moulin, ce qui non seulement facilite le montage initial de ces éléments mais encore rend aisé le démontage en vue de réparations, d'un remplacement de pièces ou du nettoyage.
Cette construction procure en outre un appareil étanche à l'air dans lequel l'air peut circuler de bas en haut et le pro- duit de haut en bas pendant l'aspirationo
Entre l'enveloppe 24 et l'entonnoir 21 se trouve une cloison cylindrique 27 construite de manière à former une sorte de puits concentri- que à l'enveloppe 24.Cette cloison 27 est fixée au sommet de l'entonnoir - 21 et à une partie du cône 22 de toute manière convenable et forme avec l'enveloppe 24 la partie supérieure d'un passage d'air annulaire 28. Un conduit de sortie d'air 29 est raccordé à l'extrémité supérieure du passa- ge 28 d'un coté de celui-ci et mené à une conduite 30 raccordée à un ven- tilateur aspirateur (non représenté).
Une vanne 31 réglable au moyen d'un levier 32 et un manomètre 33 sont prévus dans la conduite 30, comme c'est représenté sur la Figo 1. La vanne 31 peut être manoeuvrée à volonté pour régler la vitesse de l'air circulant dans le passage 28.
Le cône 22 comprend essentiellement trois parties, à savoir une tête conique 34, un corps tronconique 35 et un distributeur d'air 36. La tête 34 est de préférence une pièce moulée coaxiale au rotor 14. Une série de chicanes en forme d'ailettes 38 (voir aussi la Fig.
2), faisant corps avec la tête 34 et disposées radialement par rapport à celle-ci, s'éten- dent de haut en bas vers l'extérieur de la tête et agissent de manière à arrêter tout tourbillonnement ou tout mouvement cyclonique de la matière
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déchargée de l'entonnoir 21, de telle sorte que cette matière sédôule do' haut en bas en courants minces et de sens unique sur la surf ace'supérieure du corps 35. Une enveloppe, indiquée d'une fagon générale en 39,'faisant corps avec les chicanes 38, comprend une pàrtie cylindrique supérieure 40 et une partie cylindrique inférieure 41 reliées par une partie médiane'42.
La partie 40 a le même diamètre que l'extrémité inférieure de l'entonnoir 21, tandis que là partie inférieure 41 a le même diamètre que la cloison
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cylindrique 27a I/enveloppe 39 et l'entonnoir 21 présentent des 'bossages alignés 43 et 44 qui résolvent de longs boulons 45 à l'aide desquels l'en- veloppe est fixée à la base de 1gentoDnoir" La tête 34 constitue donc un support et un dispositif de fixation pour l'extrémité inférieure de la cloi- son 270La partie médiane ou bride 42 de l'enveloppe 39 forme aussi avec'le corps 35 un passage tronconique 46 dans lequel le produit descend vers le passage 280
Le bord supérieur du corps 35 est fixé de toute manière conve- nable à la face inférieure d'une bride 47 de la partie inférieure de la
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tête 34Y et le bord inférieur à du corps 35 est
convenablement fixé au bord supérieur de la partie cylindrique 48 d3un distributeur d'air 360 Cette partie cylindrique 48 du distributeur d'air forme avec la partie in- férieure de l'enveloppe 24 l9strm.it inférieure du passage d'air annu- laire 28.
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Le bord inférieur 35a du corps 35 et la face en'regard de l'en- veloppe 24 forment entre eux une fente d2aspiration G, en travers de la-
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quelle le courant S de produit traité s écoule pendant Inspiration., Ce courant S présente une épaisseur uniforme et a de préférence une densité
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telle que le oourant â.9ir ascendant â travers le passage 28 peut facile- ment le traverser et en aspirer les constituants légers qui sont évacués de l'aspirateur par la sortie 29 et la conduite 30.
Il en résulte que
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l'air passe par la fente d aspiratîon G et par conséquent au travers du col- rant de produit S d'une manière uniforme et à une vitesse constante, en tous points de la fente,, cette vitesse constante étant obtenue d'une ma- nière qui sera décrite maintenant.
La plupart des aspirateurs industriels ordinaires connus ont
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leurs conduits d'évacuation disposés asymétriquement a'est-à-dire que le conduit d9évacuation est habituellement situé à la partie supérieure et d'un côté de l'aspirateur, comme le conduit 29. Par suite de cette dispo- sition asymétrique et non concentrique du conduite l'air passe de façon
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non uniforme dans la fente d"aspiration. Ainsi, en certains points de la fente, à savoir ceux: qui sont les plus proches du conduit d"évacuation., la vitesse de l'air est supérieure à celle qui règne en des points plus éloi- gnés de la fente.
Par conséquent, si la vitesse aux points éloignés de la fente convient pour enlever les impuretés les plus légères du courant de produit, la vitesse aux parties plus proches de la fente sera assez élevée pour emporter de la bonne matière du courante ce qui provoque des pertes, vu que la matière retirée de inspirateur est habituellement rejetée ou, sinon, doit être soumise à un traitement supplémentaire pour en séparer la bonne matière.
Ceci est évidemment coûteux. Dautre part, si la vitesse de
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l'air aux parties de la fente les plus proches du conduit d'évacuation est juste suffisante pour enlever les impuretés,, la vitesse de l'air aux endroits les plus éloignés de la fente est insuffisante pour enlever la totalité des impuretés qui, par conséquent passent en même temps que la bonne matière dans la trémie de décharge et demeurent dans le produit du moulin. En con- séquence, il est important de maintenir des conditions uniformes de circula-
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tion de l9ai dans toutes les parties de la fente d'aspiration de telle sor- te que seules les particules légères soient aspirées, tandis que pratique- ment toute la bonne matière tombe dans la trémie de décharge.
@ Pour obtenir des conditions uniformes de circulation de l'air dans la fente G, on dispose au-dessus de celle-ci une chicane, indiquée en 49 (voir-aussi la Fig. 2) qui encercle presque entièrement la cloison 27.
Cette chicane est placée juste au-dessous de l'entrée du conduit de sortie 29 et s'étend à l'intérieur du passage, d'air 28 qu'elle obstrue d'une façon
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variable.Ainsi, comme c'est représenté sur la Fige 2, la chicane 49 peut être une sorte de bague excentrique;,, fixée à la cloison 27 par des vis 50.
La partie la plus large 49a de la chicane se trouve du coté de l'entrée du conduit de sortie 29, tandis que les parties les plus étroites 49b et 49c de la chicane sont diamétralement opposées à l'entrée du conduit 29.
La largeur de la chicane 29 décroit de la partie 49â aux parties 49b et 49c,ce qui permet d'obstruer d'une manière variable le passage dair an- nulaire 28. La chicane 49 peut, dans certaine cas, avoir une largeur dé- croissant d'une manière uniforme et, dans d'autres cas, avoir une largeur pratiquement constante sur 180 et se rétrécir ensuite vers les extrémités.
La manière dont la largeur de la chicane diminue dépend des différentes' applications et des conditions dans lesquelles se fait la mouture. De pré- férence, la largeur de la chicane est uniforme dans toutes les parties contiguës à la sortie 29. La résistance opposée à l'écoulement de l'air dans le passage 28 augmente en conséquence au point de vitesse maximum, à savoir juste au=dessous de la sortie 29, de telle sorte qu'une quantité relativement plus faible d'air peut passer en ce point, tandis que le côté opposé du passage 28 est en substance non obstrué, ce qui permet à une quantité relativement plus grande d'air de passer de ce côtéo La vi- tesse de l'air dans la fente G est en conséquence pratiquement uniforme sur toute sa périphérie,
ce qui permet l'enlèvement sensiblement complet des impuretés légères du produit.
L'application de ce procédé pour établir et maintenir unifor- mes les conditions d'écoulement de l'air permet, ainsi qu'on a pu le constater, de traiter une grande quantité de produits en vrac de façon con- tinue; par exemple, on a trouvé possible d'évacuer l'air par la sortie 29 avec des débits variant de 100 pieds cubes par minute à 1500 pieds cubes par minute en maintenant encore les conditions de vitesse pratiquement uniformes et de turbulence minimum. Le volume d'air à employer varie évi- demment suivant le produit à traiter et l'allure à laquelle le produit est chargé dans les tubes 12 et 13.
En pratique, on peut faire varier le volume d'air passant dans l'aspirateur entre de larges limites sans altérer l'uniformité de Inaction aspiratrice, si lon utilise l'appareil conforme à l'invention. Il en ré- sulte qu'on peut employer le même équipement pour traiter une série de pro- duits en vrac.,
dont chacun nécessite un débit particulier du produit et de l'aira Cette propriété d'adaptation de l'zquipement de base est encore am- plifiée par l'existence des vannes 12a et 13a au moyen desquelles on peut facilement régler le débit du flux de produitso L'existence de la vanne ou registre réglables 31 du conduit d'évacuation 30 contribue aussi à as- surer le pouvoir d'adaptation de la machine. Un réglage judicieux des van- nes 12a, 13a et 31, permet donc d'adapter facilement l'aspiration de la ma- chine pour le traitement d'un grand nombre de produits en vrac susceptibles de s'écouler.
Dans les aspirateurs du genre considéré, il est important que l'air qui est aspiré dans l'aspirateur circule en un courant uniforme et uniformément réparti, l'arrivée de 1'air étant disposée par rapport à la décharge des produits aspirés de telle manière qu'aucune perte de produit n'ait lieu par écoulement dans l'entrée de l'air. A cet effet, il est fait usage d'un distributeur d'air 36 et du dispositif à trémie de décharge du produit et admission d'air représenté sur les Figs. 1, 3 et 4.
Comme cest représenté sur la Figo 1, la trémie de décharge et l'admission d'air 23 sont disposées concentriquement au-dessous du passage d'air 28 et du distributeur d'air 36. Ainsi que le montre plus clairement la Fig. 3, la trémie du dispositif 23 est formée par des chemises cylindri- ques intérieure et extérieure 51 et 52.
Ces chemises sont disposées concen- triquement et forment entre elles un passage de décharge 53, tandis que la chemise intérieure 51 forme un passage d'admission d'air 54
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La chemise interne 51 présente intérieurement une ouverture ova- le de forme générale allongée 55 dont la largeur est de préférence approxi- mativement égale au diamètre de la chemise 51; la chemise extérieure 52 est découpée comme c'est indiqué en 56.Une bande de tôle sensiblement helicoi- dale 57 est soudée par ses bords aux bords des ouvertures 55 et 56 respec- tivement, cette bande formant par conséquent, un parcours ou une rampe des- cendante fortement incliné 58 à l'intérieur du passage de décharge 53.
Ain- si, le produit aspiré tombant à l'extrémité supérieure du passage de dé- charge 53 depuis le fond du passage 28 (Figo 1) descend la rampe 58 pour se rendre dans un conduit de décharge approprié 65 (Figo 4). En même temps, l'air parvient sans turbulence par l'ouverture 55 dans le passage d'air' 54 et au distributeur d'air 36 (Figo 1).L'aménagement de la grande ouver- ture symétrique 55 et la concentricité du passage d'air 54, permet d'as- pirer directement dans l'ouverture tout genre d'air désiré par le mino- tier.
Par exemple, S'il faut d'abord de l'air humide, un tuyau allant de la partie du moulin où l'air humide est déchargé peut être facilement installé pour communiquer avec l'ouverture 55.
Le distributeur d'air 36 est de préférence une pièce moulée présentant un bossage creux central 60 pour recevoir une broche allongée 61 dont l'extrémité supérieure peut être fixée de toute manière appropriée à la tête 34. Une vis 62 porte contre une rondelle 63 appliquée sur le distributeur 36 et est vissée à l'extrémité inférieure de la broche 61, fi- xant ainsi le distributeur d'air dans la position voulue.
Le fond du distributeur 36 a dans son ensemble la forme d'une coupole annulaire 64 dont le. courbure part graduellement du centre du dis- tributeur pour se raccorder au bord inférieur 48a de la partie cylindrique 48. Ce bord 48a surplombe l'entrée annulaire de la sortie 53 pour la dé- charge des produits;, de telle sorte que l'extrémité d'évacuation circulaire 59 de l'arrivée d'air 54 se trouve bien à l'intérieur du bord 48a. On re- marquera., en outre, que le bord circulaire 59 se trouve un peu au=dessus du bord inférieur 48a. Ainsi, le produit qui tombe de l'intervalle G par le fond du passage 28 passe directement dans le passage de décharge 53 en un point situé au-dessous de feutrée de l'air dans le distributeur 36.
Par suite de la configuration de la coupole 64 de ce dernier, l'air s'écoule doucement du distributeur et de haut en bas sous le bord 48a pour arriver au fond du passage 28; Il est donc impossible que des particules du pro- duit passent à travers le distributeur d'air 36 et dans centrée d'air 54.
Un courant d'air uniforme est ainsi assuré dans le fond du passage 28, et ce résultat se combine aux caractéristiques de construction des passages d'air décrits pour empêcher le passage de toutes particules du produit ail= leurs que dans le passage de décharge 53.
La machine fonctionne comme suit : Le meunier connaissant à. la fois la nature du produit et le nombre de sacs de produit en vrac à traiter par heure, règle les vannes de réglage du débit de produit 12a et 13a et la position du levier 32, dans le but de mettre la vanne 31 dans la position voulue suivant le volume d'air par minute désiré. Le produit'se .rend alors par les entrées 12 et 13 au rotor 14 où il est traité de la manière décri- te précédemment.
Les particules de produit brisées descendent par l'enton- noir 21 sur le cône 22 où tout mouvement cyclonique résiduel est arrêté par les chicanes 38. Le produit traité s'écoule de haut en bas en un cou- rant à mouvement relativement lent de sens unique sur le corps 35 et en travers de la fente d'aspiration G. En même temps,, un courant d'air uni- forme monte dans le passage 28 au travers du coupant de produit S et en retire toutes les particules légères qui sont entraînées de bas en haut par le passage 28 dans le conduit de sortie 29, d'où elles sont évacuées par le conduit 30.
Les particules de produit débarrassées des particules légè- res par l'aspiration descendent par le passage 28 et tombent dans le passa- ge de décharge 53 et de là dans le passage 59 (Fig. 4). La circulation uniforme de l'air dans la fente d'aspiration G empêche pratiquement tout en- lèvement de bonne matière et en même temps tout passage d'impuretés de haut en bas conjointement avec 'la bonne matière
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On a donc réalisé un appareil et un procédé pour la mouture de grain et autres produits analogues, permettant d'atteindre d'une manière absolument efficace et pratique les différents buts précités.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour le traitement de grain de céréales, caractérisé en ce qu'on imprime aux grains un mouvement de rotation à grande vitesse, on les soumet à une action d'impact pour les rompre et les ouvrir, on dé- charge le produit contenant les amandes ou gruaux et les débris d'écorce en un mince courant ou nappe annulaire uniforma, on dirige la nappe annu- laire de haut en bas, on arrête tout mouvement rotatif des particules et de l'air qui les accompagne, on dirige les particules en une mince nappe régulière en travers d'une fente d'aspiration annulaire et on fait circu- ler un courant d'air à vitesse uniforme de bas en haut au travers du cou-,
rant de produit lorsqu'il passe en travers de la fente de manière à enlever du courant de produit les particules légères.
2.Appareil pour soumettre à une aspiration un produit en vrac à l'état sec, caractérisé en ce qu'il comprend un couloir d'air annulaire formé par deux pièces concentriques, un dispositif pour faire circuler le produit en un mince courant plat ou nappe en travers d'une fente d'air an- nulaire formée entre le sommet et le fond de ce couloir, une entrée d'air raccordée au fond de ce couloir, un conduit d'évacuation raccordé à l'ex- trémité supérieure et d'un côté de ce dernier, et une chicane reliée à l'une des pièces et disposée entièrement dans le couloir entre l'ouverture d'entrée et le conduit d'évacuation, cette chicane étant construite et disposée de manière que le courant d'air passe au travers du courant de produit à une vitesse sensiblement constante.
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IMPROVEMENTS IN PROCESSES AND APPARATUS FOR .MOULDING GRAIN, AND
SUBJECT TO SUCTION.
This invention relates to an apparatus and method for grinding cereal grain or the like. More particularly, the invention relates to a combined mill and vacuum cleaner, where an air stream is used to separate from the grain, immediately after milling, bark particles, insect fragments, etc.
In the initial stages of the milling operation, that is, when the wheat is transformed into flour, the whole grain is subjected to what is conventionally called a series of breaking operations.
Thus, when the whole grain has been thoroughly cleaned and packaged, it is treated in roller mills, and more recently in centrifugal mills acting by impact, in order to break the kernels of the grains in order to separate the endosperm and germ of the kernels of the bark thereof.
During the first breaking operations the bark particles are relatively large, although there is obviously also production of relatively small bark particles which it is desirable to separate from the endosperm and germ as quickly as. possible in order to prevent the grinding of these bark particles in the bran meal, together with the endosperm
According to the invention and in order to rid the product from the mill from the start of bark particles and impurities, the grain is subjected to pre-breaking and breaking operations, for example by bringing it into a zone. processing where the individual grain particles.
are thrown by high speed centrifugal force in a uniform state of high dispersion against impact surfaces which shatter and open the kernels of the kernels along the lines of least cleavage and dislodge the germ from its kernel . Progressive treatments separate and tear
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the endosperm of the bark. While the product is in this highly dispersed uniform state, it is subjected to the sucking action of a uniform air stream which passes through the product stream under a carefully predetermined volume and rate to lifting the lightest bark particles and any entrained light impurities from the product stream, while at the same time the heavier endosperm and germ particles can fall into a collecting hopper.
Under these conditions, a large number of unwanted constituents are immediately removed from the main stream at each breaking operation, which is thus limited to a small amount of good material which can be subsequently processed if desired.
In many known vacuum cleaners of the type under consideration, the air exhaust duct is for practical reasons preferably located on one side of the outer cylindrical shell of the vacuum cleaner. This arrangement results in insufficient suction of the products because due to the tendency of the air to take the path of least resistance, the air flow on the same side as the exhaust line has a higher speed than the one on the opposite side.
The variation in speed in the air duct results in irregular suction around the base of the cone, because where the speed is high the right material as well as impurities are lifted and removed from the air duct, while at low speed points insufficient suction allows impurities to be washed away with the correct material.
These construction characteristics which cause a lack of uniformity in the action of the air, therefore do not allow the grain to be subjected to a complete and efficient suction. This being so, one object of the invention is to provide an apparatus and a method for breaking grain, which eliminates the aforementioned difficulties as well as others, in an absolutely practical and efficient manner.
To this end, according to a grain treatment process according to the invention, the grains are imparted a rotational movement at high speed and they are subjected to shocks so as to break them and open them, the product is discharged. containing the almonds or groats and the bark debris in a thin stream or uniform annular sheet, this current or annular sheet is directed from top to bottom, any rotary movement of the particles and of the air which them is stopped. accompanying, directing the particles in a thin uniform stream through an annular suction slit, and circulating a stream of air at uniform velocity from bottom to top through the product stream as it passes through of this slot, so as to remove light particles from the stream or from the web of the products.
The invention also provides an apparatus for sucking up a dry product in bulk, comprising an annular air passage formed by two concentric pieces, a device for circulating the product in a thin flat sheet, across an air gap. annular formed between the top and the base of the corridor, an air inlet connected to the base of this corridor, an exhaust duct connected to the upper end of the corridor, on one side thereof, and a baffle connected to one of the rooms and entirely disposed in the passage between the inlet opening and the exhaust duct, this baffle being constructed and arranged in such a way that the air current passes through the air current. produced at a practically constant speed.
According to another characteristic of the invention, the grain grinding apparatus comprises an impact mill for breaking or shattering the grains in order to separate the almonds or groats from the bark, and a device for bringing the ground grain into a uniformly flat sheet. distributed, towards an annular air gap combined with a device allowing a current of air to pass through it at a constant speed.
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In order to make the invention clearly understood, it will be described below with reference to the accompanying drawings which show, by way of example, a specific embodiment and in which
Fig. 1 is a fragmentary front elevational view of the grinding machine, parts of which are shown in section; Figure 2 is a view on a larger scale, in transverse horizontal section taken along line 2-2 of Figure 1;
Fig. 3 is a vertical sectional view, partly in elevation, of the air inlet passage and the discharge hopper, and fig. 4 is a perspective view of the air inlet end and the discharge hopper.
Like reference numerals denote similar members in the various figures of the drawings.
The vacuum cleaner which receives the broken grain from the impact mill is preferably composed of a number of co-operating elements which, when assembled, constitute a device for passing the grain vertically up and down. through a suction gap, while a uniform backflow of air passes through the gap and filters the grain, expelling relatively light impurities.
A baffle arrangement is placed in the air stream below its discharge point but above the suction gap to obstruct the air stream so as to ensure uniform conditions of the passage. air at the gap and non-swirling conditions of the air between the gap and the exhaust line. This ensures uniform and efficient treatment of the grain through the air.
In Fig. 1 of the drawing, the impact mill part of the machine is generally indicated at 10 and comprises a casing 11 provided with a pair of inlets 12 and 13 through which the product enters the casing, which presents a lower flange 10a which rests on feet or columns 9. These inlets are respectively provided with valves 12a and 13a making it possible to adjust the flow rate of the product which enters through the inlets into the casing. A rotor 14 is mounted so as to be able to rotate inside the casing 11 and is actuated by a motor 15.
The rotor is arranged in the casing 11, relative to the inlets 12 and 13, so as to receive therefrom the product which is admitted therein. A series of vanes or vanes 16 which by their rotational movement project the particles of the product outwards with respect to the axis of the rotor 14 are fixed to the latter in planes passing through its axis.
An impact liner 17 is removably mounted within the casing around the periphery of the rotor 14, and this liner is provided with obliquely disposed impact surfaces against which the particles of product are thrown and broken, the resulting products being directed downward from the packing into a funnel indicated generally at 21.
The function of the impact seal 17 is twofold. First of all, it stops each particle at high speed, so that the yield strength of the particle, for example of a grain of wheat, is exceeded, and a breakage occurs accordingly along the lines. of least resistance, ie the particles or kernels are broken along lines of natural division or lines of least cleavage. Second, as a result of the inclination of the impact surfaces of the liner with respect to the resulting particle velocity, the liner provides rapid evacuation of the fragmented material so that the entering particles do not strike. a clean surface and their impact is not dampened by product debris.
These impact surfaces 18 of the liner 17 are provided with grooves on the internal periphery of the liner, the impact faces of the grooves being inclined on the vertical at an angle such with respect to the resulting velocity of the particles that the latter strike the surface obliquely. The fragments are directed thus
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up and down and out of the rotor, clearing the path of incoming particles in this way. So the only friction that the particles experience in this kind of rupture occurs during the acceleration of the particles along the rotor blades 16, as neither the particles nor their fragments can bounce back into the rotor or in the incoming stream of particles propelled by the rotor.
A more detailed description of the construction and operation of impact mill 10 is given in Patent No. 495,895 of May 23, 1950.
It can therefore be seen that the inaction of impact in the mill 10 has the effect of breaking up the grain, for example wheat, along the lines of least resistance usually at the place of the fold, and this action has the effect of removing the grain. folds of dust and other particles of foreign matter which may be entrained in the product stream.
Obviously fragments of bark of varying sizes are broken and detached from the endosperm, the endosperm itself being broken into particles of various sizes and the whole germ is released. The whole flows into the receiving funnel 21 following a path which may be slightly swirling, most of the material, however, generally flowing vertically from top to bottom, as a result of the rods. Lures provided on the inner surface of the liner 17. However, there may be a slight cyclonic movement of the material, which it is desirable to stop prior to aspiration thereof, in a manner which will be described below. -after.
The vacuum cleaner, generally indicated at 20, is removably suspended from the base 10a of the mill 10, for example by bolts 19, and generally comprises three separate removable sections, namely the funnel 21 , a central cone 22, and a lower collecting hopper with an air inlet, generally designated 23.
An outer casing or cylinder 24 is suitably attached to the upper end of the funnel 21 and completely surrounds the latter and the central cone 22. The latter is removably attached to the funnel 21. , as will be described below. The hopper 23 is removably attached to the base of the outer casing 24 by wing nuts 25 screwed onto bolts 26 attached to the periphery of the casing at its lower edge and passing through a ledge. 23a provided on the hopper 23.
The funnel 21, the cone 22 and the hopper 23 are interconnected in a removable manner and together at the base 10a of the mill, which not only facilitates the initial assembly of these elements but also makes it easy to disassemble for the purpose of repairs, replacement of parts or cleaning.
This construction further provides an airtight apparatus in which air can circulate from bottom to top and produce it from top to bottom during suction.
Between the casing 24 and the funnel 21 there is a cylindrical partition 27 constructed so as to form a sort of well concentric with the casing 24. This partition 27 is fixed to the top of the funnel - 21 and to a part of the cone 22 in any suitable manner and together with the casing 24 forms the upper part of an annular air passage 28. An air outlet duct 29 is connected to the upper end of the passage 28 of. one side thereof and led to a pipe 30 connected to a vacuum fan (not shown).
A valve 31 adjustable by means of a lever 32 and a manometer 33 are provided in the pipe 30, as shown in Figo 1. The valve 31 can be operated at will to adjust the speed of the air flowing in. passage 28.
The cone 22 essentially comprises three parts, namely a conical head 34, a frustoconical body 35 and an air distributor 36. The head 34 is preferably a molded part coaxial with the rotor 14. A series of fin-shaped baffles. 38 (see also Fig.
2), integral with the head 34 and disposed radially with respect to the latter, extend from top to bottom towards the outside of the head and act in such a way as to stop any swirling or cyclonic movement of the material
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discharged from the funnel 21, so that this material settles up and down in thin, one-way currents on the upper surface of the body 35. An envelope, generally indicated at 39, being body with baffles 38, comprises an upper cylindrical part 40 and a lower cylindrical part 41 connected by a middle part '42.
The part 40 has the same diameter as the lower end of the funnel 21, while the lower part 41 has the same diameter as the partition.
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cylindrical 27a I / casing 39 and funnel 21 have aligned bosses 43 and 44 which resolve long bolts 45 with the aid of which the casing is secured to the base of the black silver. Head 34 therefore constitutes a support. and a fastening device for the lower end of the partition 270 The middle part or flange 42 of the casing 39 also forms with the body 35 a frustoconical passage 46 in which the product descends towards the passage 280
The upper edge of the body 35 is fixed in any suitable manner to the underside of a flange 47 of the lower part of the.
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head 34Y and the lower edge of the body 35 is
suitably fixed to the upper edge of the cylindrical part 48 of an air distributor 360 This cylindrical part 48 of the air distributor forms with the lower part of the casing 24 the lower part of the annular air passage 28 .
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The lower edge 35a of the body 35 and the facing face of the casing 24 form between them a suction slit G, across the casing.
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which the stream S of treated product flows during Inspiration., This stream S has a uniform thickness and preferably has a density
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such that the air flow ascending through passage 28 can easily pass through and suck the light constituents which are discharged from the vacuum cleaner through outlet 29 and line 30.
It follows that
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the air passes through the suction slit G and consequently through the product colourant S in a uniform manner and at a constant speed, at all points of the slit, this constant speed being obtained from a ma - nière which will be described now.
Most of the known ordinary industrial vacuum cleaners have
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their exhaust ducts arranged asymmetrically, that is to say that the exhaust duct is usually located at the top and on one side of the vacuum cleaner, like duct 29. As a result of this asymmetrical arrangement and not concentric of the pipe, the air passes
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non-uniform in the suction slit. Thus, at certain points of the slit, namely those: which are closest to the exhaust duct., the air speed is greater than that prevailing at more points. away from the slit.
Therefore, if the speed at the points far from the slot is suitable for removing the lightest impurities from the product stream, the speed at the parts closer to the slot will be high enough to take good material from the stream causing losses. , since material withdrawn from the inspirator is usually discarded or, if not, must be subjected to further processing to separate the correct material therefrom.
This is obviously expensive. On the other hand, if the speed of
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the air at the parts of the slit closest to the exhaust duct is just sufficient to remove the impurities, the air speed at the places farthest from the slit is insufficient to remove all the impurities which, for example, Therefore, together with the correct material, pass through the discharge hopper and remain in the mill product. Consequently, it is important to maintain uniform traffic conditions.
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tion of the air in all parts of the suction slit so that only light particles are sucked in, while most of the good material falls into the discharge hopper.
@ To obtain uniform conditions for air circulation in slot G, a baffle is placed above it, indicated at 49 (see also Fig. 2) which almost completely encircles partition 27.
This baffle is placed just below the inlet of the outlet duct 29 and extends inside the passage, air 28 which it obstructs in a manner
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Thus, as shown in Fig. 2, the baffle 49 can be a kind of eccentric ring; ,, fixed to the partition 27 by screws 50.
The widest part 49a of the baffle is located on the side of the entrance to the outlet duct 29, while the narrower parts 49b and 49c of the baffle are diametrically opposed to the entrance of the duct 29.
The width of the baffle 29 decreases from the part 49a to the parts 49b and 49c, which allows the annular air passage 28 to be obstructed in a variable manner. The baffle 49 may, in certain cases, have a width of growing in a uniform fashion and in other cases having a substantially constant width of 180 and then tapering towards the ends.
The way in which the baffle width decreases depends on the different applications and the conditions under which the grinding is done. Preferably, the width of the baffle is uniform in all parts adjoining outlet 29. The resistance to air flow in passage 28 increases accordingly at the point of maximum speed, namely just at the point of maximum speed. = below the outlet 29, so that a relatively smaller amount of air can pass at this point, while the opposite side of the passage 28 is substantially unobstructed, allowing a relatively larger amount of air to pass through this point. 'air to pass on this side The speed of the air in the slot G is therefore practically uniform over its entire periphery,
which allows the substantially complete removal of light impurities from the product.
The application of this process to establish and maintain uniform air flow conditions allows, as has been seen, to process a large quantity of bulk products on a continuous basis; for example, it has been found possible to exhaust air through outlet 29 with flow rates varying from 100 cubic feet per minute to 1500 cubic feet per minute while still maintaining conditions of substantially uniform speed and minimum turbulence. The volume of air to be used obviously varies depending on the product to be treated and the rate at which the product is loaded into tubes 12 and 13.
In practice, the volume of air passing through the vacuum cleaner can be varied between wide limits without altering the uniformity of the suction action, if the apparatus according to the invention is used. As a result, the same equipment can be used to process a series of bulk products.
each of which requires a particular flow rate of product and aira This adaptation property of the basic equipment is further enhanced by the existence of valves 12a and 13a by means of which the flow rate of the flow can be easily adjusted. products The existence of the adjustable valve or register 31 of the discharge duct 30 also contributes to ensuring the adaptability of the machine. Judicious adjustment of the valves 12a, 13a and 31 therefore makes it possible to easily adapt the suction of the machine for the treatment of a large number of bulk products liable to flow.
In vacuum cleaners of the kind under consideration, it is important that the air which is drawn into the vacuum cleaner circulates in a uniform and uniformly distributed current, the inlet of the air being arranged with respect to the discharge of the products sucked in such a way. that no loss of product occurs by flow into the air inlet. For this purpose, use is made of an air distributor 36 and the device with a product discharge hopper and air intake shown in FIGS. 1, 3 and 4.
As shown in Fig. 1, the discharge hopper and the air inlet 23 are arranged concentrically below the air passage 28 and the air distributor 36. As shown more clearly in Fig. 3, the hopper of the device 23 is formed by inner and outer cylindrical liners 51 and 52.
These liners are arranged centrally and form between them a discharge passage 53, while the inner liner 51 forms an air intake passage 54.
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The internal liner 51 internally has an oval opening of generally elongated shape 55, the width of which is preferably approximately equal to the diameter of the liner 51; the outer jacket 52 is cut as indicated at 56. A substantially helical sheet metal strip 57 is welded at its edges to the edges of the openings 55 and 56 respectively, this strip therefore forming a path or a ramp steeply inclined descender 58 within the discharge passage 53.
Thus, the aspirated product falling at the upper end of the discharge passage 53 from the bottom of the passage 28 (Figo 1) descends the ramp 58 to reach a suitable discharge duct 65 (Figo 4). At the same time, the air flows without turbulence through the opening 55 into the air passage '54 and to the air distributor 36 (Figo 1). The arrangement of the large symmetrical opening 55 and the concentricity of the air passage 54, allows any type of air desired by the milling machine to be drawn directly into the opening.
For example, if moist air is required first, a pipe running from the part of the mill where the moist air is discharged can be easily installed to communicate with opening 55.
The air distributor 36 is preferably a molded part having a central hollow boss 60 to receive an elongated pin 61, the upper end of which can be fixed in any suitable manner to the head 34. A screw 62 bears against an applied washer 63. onto the distributor 36 and is screwed to the lower end of the pin 61, thereby securing the air distributor in the desired position.
The bottom of the distributor 36 has as a whole the shape of an annular dome 64, the. curvature gradually starts from the center of the dispenser to connect to the lower edge 48a of the cylindrical part 48. This edge 48a overhangs the annular inlet of the outlet 53 for the discharge of the products ;, so that the end circular evacuation 59 of the air inlet 54 is well inside the edge 48a. It will also be noted that the circular edge 59 is located a little above the lower edge 48a. Thus, the product which falls from the gap G through the bottom of the passage 28 passes directly into the discharge passage 53 at a point below the felted air in the distributor 36.
As a result of the configuration of the dome 64 of the latter, the air flows gently from the distributor and from top to bottom under the edge 48a to arrive at the bottom of the passage 28; It is therefore impossible for particles of the product to pass through the air distributor 36 and into the air center 54.
A uniform air flow is thus ensured in the bottom of the passage 28, and this result combines with the constructional characteristics of the air passages described to prevent the passage of any particles of the garlic product only in the discharge passage 53. .
The machine works as follows: The knowing miller at. both the nature of the product and the number of bags of bulk product to be treated per hour, adjusts the product flow rate adjustment valves 12a and 13a and the position of lever 32, in order to put valve 31 in position desired according to the desired air volume per minute. The product then flows through inlets 12 and 13 to rotor 14 where it is processed as described above.
The broken product particles descend through the funnel 21 onto the cone 22 where any residual cyclonic movement is stopped by the baffles 38. The treated product flows up and down in a relatively slow directional flow. single over body 35 and across suction slot G. At the same time, a uniform air stream ascends through passage 28 through product cutter S and removes any light particles therefrom which are entrained from the bottom up by the passage 28 in the outlet duct 29, from where they are discharged through the duct 30.
The product particles freed from the light particles by the suction descend through passage 28 and fall into discharge passage 53 and thence into passage 59 (Fig. 4). The uniform air circulation in the suction slot G practically prevents any removal of good material and at the same time any passage of impurities up and down together with the right material
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An apparatus and a method have therefore been produced for the grinding of grain and other similar products, making it possible to achieve the various aforementioned aims in an absolutely efficient and practical manner.
CLAIMS.
1. Method for the treatment of cereal grains, characterized in that the grains are imparted a high speed rotational movement, they are subjected to an impact action to break and open them, the product is discharged. containing the almonds or groats and the bark debris in a thin stream or annular sheet uniforma, the annular sheet is directed from top to bottom, any rotary movement of the particles and the air which accompanies them is stopped, one directs particles in a thin, even web across an annular suction slit and a stream of air at uniform velocity is circulated from the bottom up through the neck,
flow of product as it passes through the slit to remove light particles from the product stream.
2.Apparatus for subjecting a dry bulk product to suction, characterized in that it comprises an annular air passage formed by two concentric parts, a device for circulating the product in a thin flat stream or sheet across an annular air gap formed between the top and the bottom of this passage, an air inlet connected to the bottom of this passage, an exhaust duct connected to the upper end and on one side of the latter, and a baffle connected to one of the rooms and disposed entirely in the corridor between the inlet opening and the exhaust duct, this baffle being constructed and arranged so that the current d air passes through the product stream at a substantially constant rate.