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'PROCEDES ET APPAREILS-PERFECTIONNES POUR -LE SECHAGE-ET LE BROYAGE DES
HERBES OU AUTRES SUBSTANCES.
La présente invention concerne le traitement auquel on soumet des substances telles que des herbes ou d'autres plantes similaires pour les amener à un état pulvérulent et réduire leur teneur en humidité. Elle concerne particulièrement, mais non exclusivement, le séchage et le broya- ge des herbes ou plantes par un procédé qui permet d'abaisser le coût du - séchage et du broyage et de réduire la teneur en humidité du produit pulvé- risé à une valeur suffisamment basse pour qu'il puisse être stocké en toute sécurité.
Cette invention peut aussi être appliquée au séchage de substances qui sont déjà à l'état pulvérisé; mais elle a été plus spécialement conçue en vue d'écarter les difficultés que présentent le séchage et le broyage des herbes et plantes similaires, et c'est pourquoi c'est d'abord cette applica- tion de l'invention qui sera décrite ci-après.
Lorsqu'on effectue le séchage et le broyage d'herbes par des mé- thodes courantes,il est ordinairement nécessaire de réduire à une faible valeur la teneur en humidité, de l'herbe déjà partiellement séchée, avant de l'introduire dans le broyeur, et il convient en général que cette teneur en humidité ait été réduite à 6%, ou à une valeur encore plus. faible, si l'on veut que le broyeur travaille efficacement. Toutefois, ce degré de séchage diminue considérablement la production des sécheurs ordinaires, et il peut aussi avoir comme résultat que des portions de l'herbe aient été amenées à un tel état de siccité que la valeur de cette substance en tant que matière nutritive, en particulier sa teneur en carotène, soit de ce fait diminuée, outre que le risque d'incendie augmente.
D'autre part, si le séchage est moins poussée on court le risque que le broyeur soit obstrué comme résultat de l'introduction de masses ou grosses touffes d'herbes mouillées.
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En conformité de cette invention, l'herbe (ou autre substance dont on envisage le traitement) partiellement séchée est soumise à un séchage fi- nal dans le broyeur lui-même, ce qui s'effectue en introduisant dans ce broyeur un gaz à une température élevée par un ou plusieurs orifices d'admission au- tres que celui par lequel la substance est introduite, les dits orifices étant situés de tqle sorte que le gaz chaud et la substance à traiter n'entrent mutuellement en contact que lorsque tous deux sont déjà sous l'influence de la turbulence créée par des organes batteurs rotatifs ou similaires et que la température des gaz de traitement a été abaissée, par dilution, à une valeur assez faible pour que ladite substance ne risque plus d'être endommagée;
et le séchage final de ladite substance, ou une partie importante de ce séchage, s'effectue après que la substance est arrivée au-dessous des organes batteurs et qu'elle a ainsi été amenée en tout ou en partie à un état suffisamment subdivisé pour que sa surface ait été considérablement accrue.
De préférence, la pénétration du gaz chaud à l'intérieur du broyeur résulte des conditions de vide régnant dans cet appareil, ce gaz provenant de la chambre de combustion d'un foyer ou four, de préférence chauffé à l'hui- le, et étant introduit dans le broyeur en un point aussi rapproché de l'axe des organes batteurs rotatifs que cela est pratiquement possible. A titre d'alternative, le gaz pourrait être introduit dans le broyeur par injection, mais la méthode décrite ci-dessus semble préférable.
Lorsqu'il est question de "gaz chauffé" ou de "gaz chaud", ces termes doivent s'entendre comme comprenant de l'air chaud ou un mélange d'air et d'autres gaz chauds; et l'on entend par "gaz à haute température" un gaz dont la température est nettement supérieure à celle à laquelle la substance à traiter pourrait être exposée sans risque d'être endommagée. Dans la pra- tique, le demandeur a trouvé qu'un tel gaz peut être introduit à des tempéra- tures variant de 760 à 926 C.
On citera comme particularités ou avantages de l'invention les points suivants : - a) la violence avec laquelle le gaz chaud et l'herbe sont mutuellement amenés en contact, b) l'accroissement de l'étendue de la surface exposée aux gaz chauds (avant que l'herbe quitte le broyeur, il convient que cette herbe ait été suffisamment subdivisée pour passer à travers un tamis à ouverture de maille de 1,6 mm), c) l'effet de centrifugation occasionné par la rotation rapide des éléments broyeurs et la tendance qui en résulte de l'herbe à se séparer de son humidité, d) la simplicité du procédé et le fait que ce procédé assure le maintien automatique d'une température de broya- ge constante, ainsi que le maintien de la teneur en humidité finale au-dessous d'un pourcentage maximum désiré, e)
le fait que le dit procédé permet un ac- croissement considérable de la production des sécheurs. En effet, ce procé- dé permet à, la substance de quitter un sécheur du type courant alors que sa teneur en humidité est encore supérieure à 10%, ce qui a comme conséquence d'accroître.'la production du..sécheur, à la fois en quantité et en qualité; et le demandeur a constaté que d'excellents résultats peuvent encore être obtenus lorsque l'herbe fournie au broyeur possède une teneur en humidité aussi élevée que 23 à 26%. De plus, étant donné que, dans de nombreux cas, une température de broyage plus élevée facilite le processus de la désinté- gration, une production plus grande est obtenue et le coût du broyage est diminué.
Comme on l'a dit, il est préférable que l'air et les gaz chauffés soient introduits dans le broyeur par l'effet des conditions de vide qui rè- gnent dans cet appareil et qui sont occasionnées par,le mouvement d'éléments broyeurs animés d'une rotation rapide, ainsi que par l'action du ventilateur aspirant ordinaire à l'aide duquel la substance broyée est retirée du broyeur et refoulée vers un séparateur "cyclone". Le broyeur peut être d'un type courant ou de tout autre type approprié,
par exemple celui normalement utili- sé pour produire une farine d'herbes séchées destinée à l'élimentation des bestiaux' et on peut le faire travailler d'une part conjointement avec un broyeur préalable (bien que ceci ne soit peut-être pas nécessaire lorsque l'herbe à préalablement été coupée et traitée dans des sécheurs du type
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à flottage par l'air), lequel broyeur préalable coupe l'herbe et l'amène à l'état voulu pour qu'elle puisse être traitée par le broyeur proprement dit, outre qu'il intercepte les pierres et pièces métalliques .susceptibles d'être mélangées avec l'herbe; et d'autre part conjointement avec un ventilateur aspirant qui, lorsque la farine a été suffisamment broyée, aspire cette fa- rine à travers des tamis dont l'ouverture de maille possède la dimension re- quise.
Tout dispositif propre à fournir le gaz chaud peut être substitué à un four à huile.
Le séchage est régi par la chaleur que fournit le four ou foyer et par la dimension des mailles des tamis du broyeur. Un thermomètre peut être inséré dans le tuyau de décharge allant au séparateur pour indiquer si le broyeur travaille au maximum de son efficacité et, dans la pratique, le Demandeur a trouvé que, dans le cas d'une farine d'herbe, des résultats sa- tisfaisants sont obtenus si la température régnant dans le tuyau de décharge allant du broyeur au séparateur est maintenue à 46 C lorsqu'un tamis à mail- les de 1,6 mm. est utilisé dans le broyeur. D'autres matières pourraient nécessiter des températures et tamis différents.
La régulation du séchage est en grande partie automatique pour les raisons suivantes :-
La substance en cours de broyage tend d'autant plus à obstruer les tamis du broyeur que sa teneur en humidité est plus élevée; et ceci di- minue l'aspiration exercée par le ventilateur du broyeur et, par suite, la quantité de substance qui pénètre par aspiration dans le broyeur pour y être traitée. En même temps, cette diminution de l'effet d'aspiration diminue le volume des gaz chauds quittant le four et agit de manière à restreindre l'appel ou tirage de l'air descendant dans la cheminée, de sorte que la tem- pérature de l'air ou des gaz chauds aspirés à l'intérieur du broyeur s'élève.
Cependant, la quantité de chaleur totale introduite avec le courant d'air dans le broyeur reste sensiblement constante, étant donné que la rotation des éléments pulvérisateurs du broyeur crée une succion suffisante pour as- surer cet état, même'dans le cas où les tamis du broyeur seraient devenus presque complètement obstrués par une substance humide.
Dans le cas où les quantités de substance et d'air traversant les tamis du broyeur tomberaient au-dessous d'un certain minimum, le broyeur ne travaillerait pas efficacement. On peut corriger cet état de choses en réintroduisant une substance déjà séchée dans le broyeur de façon que la te- neur en humidité moyenne de la substance en cours de broyage soit celle qui convient pour assurer le maximum d'efficacité du broyeur en ce qui concerne le séchage et la pulvérisation.
Les dessins annexés représentent, uniquement à titre d'exemple, l'application de l'invention a un appareil servant à convertir une herbe en farine par broyage.
Des figures 1, 2 et 3 sont des vues d'un broyeur conforme à l'invention.
Les figures 4, 5-et 6 sont des vues semblables de ce broyeur combiné avec un four à huile et avec un ventilateur aspirant.
La, figure 7 est une coupe d'un broyeur semblable à celui des figures précédentes .
La figure 8 est une vue schématique d'une installation servant au traitement d'herbes pendant et après le broyage et le séchage de cette substance.
Sur ces dessins, et plus particulièrement aux figures 1, 2,3 et 7, on a désigné par 1 et 2 les moitiés respectivement supérieure et in- férieure de la boîte d'un broyeur tel que celui qu'on utilise pour broyer une herbe séchée de manière à la convertir en une farine destinée à l'alimen- tation des bestiaux,les dites moitiés 1 et 2 étant mutuellement assemblées de façon détachable. Cette boîte renferme des organes batteurs ou marteaux 3 (figure 7) qui sont montés de façon pivotante sur des axes ou goujons 4 supportés par des disques de rotor 5 clavetés sur l'arbre 6 du broyeur, le-
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quel arbre tourillonne dans des paliers, (non représentés) prévus à l'inté- rieur de boîtiers 7 faisant partie de la moitié de boîte inférieure 2.
L'her- be à broyer est introduite dans la moitié supérieure 1 de la boîte par un orifice d'admission la, ladite herbe provenant habituellement d'un broyeur préalable (non représenté) ayant aussi pour rôle d'intercepter les pierres ou pièces métalliques mélangées avec l'herbe. Les organes batteurs rotatifs 3 pulvérisent l'herbe, et la farine ainsi produite est aspirée à travers les mailles d'une série de tamis 8 constituant le pourtour de la chambre de broyage X.
La moitié de boîte supérieure 1 du broyeur présente, de chaque côté, une ouverture 1b qui est placée aussi près que possible de l'arbre 6. Au-dessus des ouvertures 1b sont disposés des tuyaux 9, 10, qui sont boulonnés sur la moitié de boîte 1 et reliés par un coude 11 et un branchement 12 à un tuyau principal 13, par l'entremise duquel s'effectue l'amenée des gaz à haute température; un joint de dilatation 14 étant interposé entre l'ex- trémité 13a du tuyau 13 et l'extrémité 11a du coude 11.
Comme représenté aux figures 4, 5 et 6, le tuyau 13 est relié à un conduit 15, qui peut par exemple être un conduit en tôle d'acier à revê- tement réfractaire, ce conduit étant lui-même relié à un four 16 qui est chauf- fé à l'huile et dont le brûleur 16a est actionné électriquement. Le broyeur est monté à l'alignement d'un ventilateur aspirant 18, dont la tubulure d'as- mission 18a est reliée (voir les lignes discontinues de la figure 6) par l'in- termédiair d'une embase ou plaque d'assise 19 à la chambre de pulvérisation X. L'arbre 6 du broyeur porte le rotor (non représenté) du ventilateur 18 et une poulie 20.
Une des extrémités de l'arbre 6 est supportée par un palier 21, et la poulie 20 est actionnée à partir de l'abre commandé 22a, d'un mo- teur électrique 22, par une courroie 24 reliant la poulie 20 de l'arbre 6 à une poulie 23 clavetée sur l'arbre 22a du moteur 22. La tubulure d'échap- pement 18b du ventilateur 18 est reliée par un tuyau 25 à un séparateur cyclone représenté en 27 à la figure 8; et l'orifice d'admission la de la boîte du broyeur est relié à une tuyauterie 26 par l'entremise de laquelle l'herbe arrivant du broyeur préalable est admise au broyeur proprement dit par l'o- rifice la.
Au cours de la pulvérisation de l'herbe à l'intérieur du broyeur, au lieu que les gaz s'échappent du four 16 par la cheminée ou carneau 16b, ces gaz sont aspirés par le conduit 15 et le tuyau 13 et pénètrent ainsidans la chambre de pulvérisation X en des points voisins de l'axe de rotation du rotor du broyeur, par l'intermédiaire de tuyaux 9 et 10. Ainsi, l'herbe qui pénètre dans le broyeur par le tuyau 26 n'entre en contact avec le gaz chaud que lorsqu'elle se trouve déjà sous l'influence des organes batteurs du broyeur.
Grâce à la turbulence créée par les dits organes et à la subdivision progressive de l'herbe, on est sur que cette substance ne sera pas endommagée par une action thermique et que l'humidité qu'elle contient sera exposée à l'action de séchage des gaz.
L'expérience a montré qu'un broyeur tel que celui décrit permet de traiter efficacement de l'herbe ayant traversé un sécheur d'un type cou- rant et qui, à sa sortie du dit sécheur, possède encore une teneur en humi- dité de 23 à 26 %; le dit broyeur réduisant la teneur en humidité de la sub- stance à environ 6%. Ceci permet de faire travailler l'équipement de sécha- ge classique au maximum de sa capacité, étant donné que l'excès d'humidité s'évapore dans le broyeur au cours de la pulvérisation.
Lorsque la teneur en humidité de.'l'herbe est supérieure à la capa- cité d'évaporation d'humidité du broyeur, et que les tamis 8 risquent de s'ob- struer,des moyens sont prévus pour remettre en circulationà travers le broyeur une partie de la farine d'herbe séchée ayant déjà été retirée du dit broyeur.
Par exemple, à la figure 8 un tuyau 28 est relié au séparateur 27 et à l'o- rifice d'admission la de la boîte 1 du broyeur. Une vanne, registre ou autre obturateur réglable 28a monté dans le tuyau 28 permet à une certaine propor- tion de farine d'herbe retirée du séparateur 27 d'être introduite dans le
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broyeur sous Inaction du vide partiel qui y règne.
La farine séchée se mélan- ge avec l'air chargé d'humidité qui pénètre dans le broyeur par le tuyau 26 et réduit la teneur en humidité de l'herbe que contient le broyeur à une va- leur qui est au-dessous de la limite de capacité d'évaporation du broyeur, laquelle limite dépend bien entendu du volume et de la température de l'air et du gaz chaud fournis au broyeur à partir du four
Lorsque cela est commode, on peut effectuer l'ensachage de la farine d'herbe directement à partir de l'extrémité inférieure 27a du séparateur 27 et laisser refroidir cette farine dans des sacs ouverts, l'air épuisé et l'hu- midité étant expulsés par l'extrémité supérieure du séparateur et s'échappant par un tuyau 27b.
Toutefois, si l'on désire ensacher la farine directement à sa sortie du broyeur et sceller immédiatement les sacs, il est avantageux que la farine ait été refroidie avant l'ensachage, A cet effet, on relie au séparateur 27, au-dessous de la vanne en organe équivalent 27c, un tuyau 29 qui comporte un raccord à T dont une des extrémités peut communiquer avec l'atmosphère par un registre 30 et dont l'autre extrémité est reliée à un ventilateur aspirant 31 actionné par un moteur 32, la tubulure d'échappement 31a de ce ventilateur étant reliée par un tuyau 33 à un second séparateur, 34, qui est équipé soit d'un dispositif d'ensachage 35 alimenté par une vis sans fin et auquel des sacs 36 peuvent être assujettis pour qu'ils reçoivent la farine d'herbe, soit d'autres dispositifs propres à décharger la farine.
Dans ce système de refroidissement, la matière déchargée par le sé- parateur 27 est aspirée par le ventilateur aspirant 31 et pénètre dans ce ventilateur par le tuyau 29, conjointement avec un volume important d'air admis à travers le registre 30, le mélange d'air et de matière étant refoulé par le ventilateur aspirant dans un séparateur 34 qui le sépare en ses cons- tituants, l'air épuisé s'échappant par la tubulure d'échappement 34b et la matière broyée étant ensachée à l'aide du chargeur à vis sans fin 35. Il peut être avantageux que le registre ou vanne 27c soit d'un type rotatif ou d'un autre type propre à empêcher l'air du séparateur cyclone 27 d'être aspi- réà l'intérieur du ventilateur 31 avec la matière traitée.
Dans le tuyau de décharge 25 est monté un thermomètre 37 à l'aide duquel on peut estimer le degré de séchage de la matière sortant du broyeur.
Par exemple, si la température indiquée tombe au-dessous d'une valeur prédé- terminée,cela indique que l'humidité de la matière broyée est trop élevée, et l'on ouvre la vanne 28a du tuyau 28 pour remettre en circulation une cer- taine proportion de la matière, comme il a été décrit. Si la température devient trop élevée, on ralentit le fonctionnement du four 16 pour réduire la température des gaz chauds fournis au broyeur. '
Au lieu ou en plus du thermomètre 37, il peut être prévu un thermos- tat propre à régir le fpnctionnement du four 16 et de la vanne 28a qui permet la remise en circulation de la matière à travers le broyeur.
Dans un but de sécurité, il est fait en sorte que les interrupteurs de commande du brûleur 16a que comporte le four 16 et du moteur 22 entraînant le broyeur soient interdépendants, afin que le fonctionnement du four s'ar- rête si le broyeur cesse de fonctionner, et réciproquement. Un autre facteur de sécurité réside dans le fait que si le broyeur cesse de tourner, les gaz chauds sortant du four 16 sont automatiquement déviés à travers le carneau 16b du four, étant donné que le vide partiel qui provoquait l'aspiration des gaz chauds à l'intérieur à cessé.
Il est aussi avantageux que le moteur 32 du ventilateur 31 soit monté en parallèle avec le moteur 22 du broyeur, afin que ces organes travail- lent conjointement.
L'expérience acquise dans la conversion d'une herbe en farine par broyage montre qu'un gaz à une température de 760-926 C peut être admis au broyeur par l'intermédiaire du tuyau 13 sans que la farine produite risque d'être endommagée thermiquement, et que le taux d'évaporation d'humidité par unité de poids d'huile brûlée est satisfaisant, l'huile utilisée étant celle habituellement appelée "gas cil". On peut déterminer la température des gaz
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d'échappement à l'aide d'un pyromètre, tel que celui indiqué en 40, monté dans le conduit 15.
La présence d'humidité dans l'air admis au séparateur 27 semble avoir un effet avantageux sur le fonctionnement de cet appareil, en ce sens que-normalement inévitable - l'entraînement de farine très fine par l'air épuisé s'échappant par la tubulure d'échappement 27b peut être complète- ment supprimé ou au moins réduit dans une mesure importante par le réglage du degré d'ouverture des vannes 30 et 27c, ce qui évite la nécessité d'avoir recours à des poches ou sacs filtrants pour nettoyer l'air épuisé et recueil- lir cette farine fine.
Pour faciliter la pénétration des gaz chauds admis au broyeur par les tuyaux 9 et 10, il convient que les disques de rotor 5 auxquels sont reliés les organes batteurs 3 soient d'ouvertures qui facilitent le passage des dits gaz chauds vers les organes batteurs centraux, afin que la chaleur soit distribuée uniformément entre les surfaces de broyage. Dans les broyeurs couramment en usage, les disques de rotor 5 sont pourvus d'ouvertures 5a pro- pres à permettre de modifier la position des axes-pivots 4 pour ajuster les marteaux 3 par rapport aux tamis 8. Les dites ouvertures 5a agissent de ma- nière à distribuer les gaz chauds à l'intérieur de la chambre X, mais si les ouvertures 5a n'étaient pas présentes, ou si elles étaient inadéquates, des ouvertures supplémentaires pourraient être pratiquées dans les disques 5.
On peut munir le rotor du broyeur d'organes batteurs supplémen- taires qu'on dispose de façon qu'ils tournent aussi près que possible des orifices d'échappement de gaz chaud lb, afin de favoriser l'aspiration de gaz chaud à l'intérieur du broyeur. Ces organes batteurs supplémentaires peuvent quelquefois se comporter à la façon d'ailettes, ou bien on peut les remplacer par des ailettes ou d'autres organes qui projettent positivement les gaz chauds vers le centre du broyeur.
L'invention a été particulièrement décrite en se référant à son application à ce qu'on peut appeler un second stade de séchage destiné à un équipement d'un type courant servant à sécher des plantes, lequel équipement est ainsi mis à même de fonctionner au maximum de sa capacité, ce qui présen- te les avantages sus-mentonnés; mais il est évident que la dite invention peut être appliquée à d'autres types d'appareils de pulvérisation comprenant des organes batteurs, ou éléments similaires rotatifs, avec cet avantage que l'humidité non désirée que contient la substance en cours de traitement peut être éliminée ou réduite à une faible valeur désirable.
De plus, le présent appareil de pulvérisation peut être utilisé pour le séchage d'une substance déjà broyée, sans qu'aucune action de broyage supplémentaire,intervienne , par l'application de tamis à large maille ou par la suppression des tamis 8.
Il peut aussi être fait usage de cet appareil pour chauffer toutes substan- ces de façon sûre et rapide.
Dans le cas de substances autres que des herbes, il peut être préférable de faire usage des chargeurs ou autres mécanismes d'alimentation courants - tels que, par exemple, un chargeur à vis sans fin 41 représenté par des lignes discontinues à la figure 8.
Le séchage et le broyage d'herbes ou d'autres substances par le procédé précédemment décrit peuvent aussi être réalisés par une injection d'air ou de gaz chaud dans le broyeur, en un ou plusieurs points appropriés, du dit broyeur, au lieu que soit appropriés du dit broyeur, au lieu que soit appliquée la méthode onsistant à aspirer le dit air ou gaz à l'intérieur du broyeur sous l'action du vide régnant dans ce broyeur. Toutefois, cette va- riante nécessiterait des appareils supplémentaires, et la régulation automa- tique du procédé ne serait pas aussi satisfaisante que dans le cas d'une ad- mission d'air ou de gaz par aspiration à l'intérieur du broyeur, et c'est pourquoi le demandeur préfère cette dernière méthode.
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'' PERFECTED PROCESSES AND APPARATUS FOR -DRYING-AND CRUSHING OF
HERBS OR OTHER SUBSTANCES.
The present invention relates to the treatment to which substances such as herbs or other similar plants are subjected to bring them to a powdery state and reduce their moisture content. It relates particularly, but not exclusively, to the drying and grinding of herbs or plants by a process which lowers the cost of drying and grinding and reduces the moisture content of the pulverized product to a value. low enough so that it can be stored safely.
This invention can also be applied to the drying of substances which are already in the pulverized state; but it has been more specially designed with a view to avoiding the difficulties presented by drying and grinding herbs and similar plants, and this is why it is first of all this application of the invention which will be described below. -after.
When drying and mulching herbs by conventional methods, it is usually necessary to reduce the moisture content of the already partially dried grass to a low value before feeding it to the mulcher. , and it is generally appropriate that this moisture content has been reduced to 6%, or even higher. low, if you want the crusher to work efficiently. However, this degree of drying considerably decreases the output of ordinary dryers, and it can also result in portions of the grass having been brought to such a dry state that the value of this substance as a nutrient, in in particular, its carotene content is thereby reduced, in addition to the increased risk of fire.
On the other hand, if the drying is less thorough there is a risk that the grinder will be clogged as a result of the introduction of masses or large tufts of wet grass.
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In accordance with this invention, the partially dried herb (or other substance contemplated for processing) is subjected to final drying in the grinder itself, which is effected by introducing into this grinder a gas at a temperature. temperature raised by one or more inlet orifices other than that through which the substance is introduced, said orifices being located so that the hot gas and the substance to be treated do not come into contact with each other until both are already under the influence of the turbulence created by rotating beaters or the like and the temperature of the treatment gases has been lowered, by dilution, to a value low enough so that said substance no longer runs the risk of being damaged;
and the final drying of said substance, or a substantial part of this drying, takes place after the substance has reached below the beating organs and has thus been brought in whole or in part to a state sufficiently subdivided to that its surface has been considerably increased.
Preferably, the penetration of the hot gas into the interior of the mill results from the vacuum conditions prevailing in this apparatus, this gas coming from the combustion chamber of a hearth or furnace, preferably heated in oil, and being introduced into the mill at a point as close to the axis of the rotary beater members as is practically possible. Alternatively, the gas could be introduced into the mill by injection, but the method described above seems preferable.
When it comes to "heated gas" or "hot gas", these terms should be understood as including hot air or a mixture of air and other hot gases; and the term “high temperature gas” is understood to mean a gas the temperature of which is significantly higher than that to which the substance to be treated could be exposed without risk of being damaged. In practice, the applicant has found that such a gas can be introduced at temperatures varying from 760 to 926 C.
The following points may be cited as features or advantages of the invention: a) the violence with which the hot gas and the grass are brought into contact with each other, b) the increase in the extent of the surface exposed to the hot gases (before the grass leaves the mulcher, this grass should have been sufficiently subdivided to pass through a sieve with a mesh size of 1.6 mm), c) the centrifugal effect caused by the rapid rotation of the elements mulchers and the resulting tendency of the grass to separate from its moisture, d) the simplicity of the process and the fact that this process ensures the automatic maintenance of a constant mulching temperature, as well as the maintenance of final moisture content below a desired maximum percentage, e)
the fact that the said process allows a considerable increase in the production of the dryers. In effect, this process allows the substance to leave a dryer of the conventional type while its moisture content is still above 10%, which has the consequence of increasing the output of the dryer. both in quantity and quality; and the Applicant has found that excellent results can still be obtained when the grass supplied to the shredder has a moisture content as high as 23-26%. Further, since in many cases a higher grinding temperature facilitates the disintegration process, higher production is obtained and the cost of grinding is lowered.
As has been said, it is preferable that the heated air and gases are introduced into the mill by the effect of the vacuum conditions which prevail in this apparatus and which are caused by the movement of the milling elements. driven by a rapid rotation, as well as by the action of the ordinary suction fan with the help of which the crushed substance is withdrawn from the crusher and discharged to a "cyclone" separator. The crusher can be of a standard type or of any other suitable type,
for example that normally used to produce dried herb meal for animal feed, and can be worked on the one hand in conjunction with a pre-mill (although this may not be necessary when the grass has previously been cut and treated in dryers of the type
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float by air), which pre-mulcher cuts the grass and brings it to the desired state so that it can be treated by the mulcher itself, in addition to intercepting stones and metal parts. 'to be mixed with the herb; and on the other hand together with a suction fan which, when the flour has been sufficiently crushed, sucks this flour through sieves whose mesh opening has the required size.
Any device suitable for supplying the hot gas can be substituted for an oil furnace.
The drying is governed by the heat provided by the furnace or hearth and by the size of the mesh of the grinder screens. A thermometer can be inserted into the discharge pipe going to the separator to indicate whether the shredder is working at its maximum efficiency and in practice the Applicant has found that in the case of grass meal results in its performance. - Satisfactory results are obtained if the temperature in the discharge pipe going from the crusher to the separator is maintained at 46 ° C. when a mesh screen of 1.6 mm. is used in the crusher. Other materials may require different temperatures and screens.
The drying control is largely automatic for the following reasons: -
The substance being crushed tends to clog the screens of the mill the more its moisture content is higher; and this decreases the suction exerted by the blower of the mill and hence the amount of substance which sucks into the mill for processing. At the same time, this decrease in the suction effect decreases the volume of hot gases leaving the furnace and acts in such a way as to restrict the draw or draft of the air descending into the chimney, so that the temperature of air or hot gases sucked into the crusher rises.
However, the total amount of heat introduced with the air stream into the mill remains substantially constant, since the rotation of the pulverizing elements of the mill creates sufficient suction to ensure this condition, even in the case where the screens. of the crusher would have become almost completely blocked with a moist substance.
In the event that the amounts of substance and air passing through the mill screens fall below a certain minimum, the mill will not work efficiently. This can be corrected by reintroducing an already dried substance into the mill so that the average moisture content of the substance being milled is that which is suitable to ensure the maximum efficiency of the mill with regard to drying and spraying.
The accompanying drawings show, by way of example only, the application of the invention to an apparatus for converting grass into flour by grinding.
Figures 1, 2 and 3 are views of a mill according to the invention.
Figures 4, 5-and 6 are similar views of this mill combined with an oil furnace and with a suction fan.
FIG. 7 is a section through a crusher similar to that of the preceding figures.
Figure 8 is a schematic view of a plant for treating herbs during and after the grinding and drying of this substance.
In these drawings, and more particularly in Figures 1, 2, 3 and 7, 1 and 2 denote the upper and lower halves, respectively, of the box of a grinder such as that which is used to grind an herb. dried so as to convert it into a flour intended for animal feed, said halves 1 and 2 being mutually detachably assembled. This box contains beater or hammer members 3 (Figure 7) which are pivotally mounted on pins or studs 4 supported by rotor discs 5 keyed on the shaft 6 of the crusher, the-
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which shaft is journaled in bearings (not shown) provided inside housings 7 forming part of the lower half of the box 2.
The grass to be crushed is introduced into the upper half 1 of the box through an intake port 1a, said grass usually coming from a prior grinder (not shown) also having the role of intercepting stones or metal parts. mixed with the herb. The rotary beater units 3 pulverize the grass, and the flour thus produced is sucked through the meshes of a series of sieves 8 constituting the periphery of the grinding chamber X.
The upper box half 1 of the crusher has, on each side, an opening 1b which is placed as close as possible to the shaft 6. Above the openings 1b are arranged pipes 9, 10, which are bolted to the half. box 1 and connected by an elbow 11 and a connection 12 to a main pipe 13, through which the high temperature gas supply is carried out; an expansion joint 14 being interposed between the end 13a of the pipe 13 and the end 11a of the elbow 11.
As shown in Figures 4, 5 and 6, the pipe 13 is connected to a duct 15, which can for example be a duct made of sheet steel with a refractory coating, this duct itself being connected to a furnace 16 which is heated with oil and the burner 16a of which is electrically operated. The mill is mounted in line with a suction fan 18, the inlet pipe 18a of which is connected (see the broken lines in FIG. 6) by the intermediary of a base or plate. seat 19 to the spray chamber X. The shaft 6 of the crusher carries the rotor (not shown) of the fan 18 and a pulley 20.
One end of the shaft 6 is supported by a bearing 21, and the pulley 20 is actuated from the controlled shaft 22a, of an electric motor 22, by a belt 24 connecting the pulley 20 of the. shaft 6 to a pulley 23 keyed to the shaft 22a of the motor 22. The exhaust manifold 18b of the fan 18 is connected by a pipe 25 to a cyclone separator shown at 27 in FIG. 8; and the inlet 1a of the crusher box is connected to a pipe 26 through which the grass arriving from the pre-grinder is admitted to the grinder itself through the port 1a.
During the spraying of the grass inside the mulcher, instead of the gases escaping from the furnace 16 through the chimney or flue 16b, these gases are sucked through the duct 15 and the pipe 13 and thus enter the spray chamber X at points close to the axis of rotation of the rotor of the mulcher, via pipes 9 and 10. Thus, the grass which enters the mulcher via pipe 26 does not come into contact with the hot gas only when it is already under the influence of the beating organs of the mill.
Thanks to the turbulence created by the said organs and to the gradual subdivision of the grass, we can be sure that this substance will not be damaged by thermal action and that the moisture it contains will be exposed to the drying action. gases.
Experience has shown that a shredder such as that described enables efficient treatment of grass which has passed through a dryer of a common type and which, on leaving said dryer, still has a moisture content. from 23 to 26%; said mill reducing the moisture content of the substance to about 6%. This allows conventional drying equipment to work at its maximum capacity, as excess moisture evaporates in the mill during spraying.
When the moisture content of the grass is greater than the moisture evaporation capacity of the mulcher, and the screens 8 are likely to become clogged, means are provided for recirculating through the mower. grinding a part of the dried grass meal which has already been removed from said grinder.
For example, in FIG. 8 a pipe 28 is connected to the separator 27 and to the inlet port 1a of the box 1 of the mill. A valve, damper or other adjustable shutter 28a mounted in the pipe 28 allows a certain proportion of grass meal withdrawn from the separator 27 to be introduced into the pipe.
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crusher under Inaction of the partial vacuum that prevails there.
The dried flour mixes with the moisture laden air which enters the grinder through pipe 26 and reduces the moisture content of the grass in the grinder to a value which is below the value. limit on the evaporation capacity of the mill, which limit of course depends on the volume and temperature of the air and hot gas supplied to the mill from the furnace
When convenient, the grass meal can be bagged directly from the lower end 27a of the separator 27 and this flour can be allowed to cool in open bags with exhausted air and humidity. expelled through the upper end of the separator and escaping through a pipe 27b.
However, if it is desired to bag the flour directly at its exit from the mill and immediately seal the bags, it is advantageous that the flour has been cooled before bagging. For this purpose, it is connected to the separator 27, below the valve as an equivalent member 27c, a pipe 29 which has a T-fitting, one end of which can communicate with the atmosphere by a register 30 and the other end of which is connected to a suction fan 31 actuated by a motor 32, the exhaust manifold 31a of this fan being connected by a pipe 33 to a second separator, 34, which is equipped either with a bagging device 35 fed by an endless screw and to which bags 36 can be attached so that they receive the grass meal, or other devices suitable for unloading the flour.
In this cooling system, the material discharged by the separator 27 is sucked by the suction fan 31 and enters this fan through the pipe 29, together with a large volume of air admitted through the register 30, the mixture d 'air and material being discharged by the suction fan into a separator 34 which separates it into its components, the exhausted air escaping through the exhaust port 34b and the ground material being bagged using the loader worm screw 35. It may be advantageous if the damper or valve 27c is of a rotary type or of another type suitable to prevent air from the cyclone separator 27 from being drawn into the interior of the fan 31. with the treated material.
In the discharge pipe 25 is mounted a thermometer 37 with the aid of which it is possible to estimate the degree of drying of the material leaving the mill.
For example, if the indicated temperature falls below a predetermined value, this indicates that the humidity of the ground material is too high, and the valve 28a of the pipe 28 is opened to recirculate a cer. - a certain proportion of the material, as has been described. If the temperature becomes too high, the operation of the furnace 16 is slowed down to reduce the temperature of the hot gases supplied to the mill. '
Instead of or in addition to the thermometer 37, a specific thermostat may be provided to control the operation of the furnace 16 and of the valve 28a which allows the material to be recirculated through the mill.
For safety purposes, it is ensured that the control switches of the burner 16a in the furnace 16 and of the motor 22 driving the crusher are interdependent, so that the operation of the furnace stops if the crusher ceases to operate. operate, and vice versa. Another safety factor is that if the mill stops rotating, the hot gases leaving the furnace 16 are automatically diverted through the furnace flue 16b, since the partial vacuum which caused the hot gases to be sucked in. inside ceased.
It is also advantageous for the motor 32 of the fan 31 to be mounted in parallel with the motor 22 of the crusher, so that these members work together.
The experience gained in converting grass into flour by grinding shows that gas at a temperature of 760-926 C can be admitted to the grinder through pipe 13 without the risk of the flour produced being damaged. thermally, and that the moisture evaporation rate per unit weight of oil burnt is satisfactory, the oil used being that usually called "gas cil". The temperature of the gases can be determined
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exhaust using a pyrometer, such as that indicated at 40, mounted in duct 15.
The presence of humidity in the air admitted to the separator 27 seems to have an advantageous effect on the operation of this apparatus, in the sense that - normally inevitable - the entrainment of very fine flour by the exhausted air escaping through the exhaust manifold 27b can be completely eliminated or at least reduced to a considerable extent by adjusting the degree of opening of valves 30 and 27c, thus avoiding the need to resort to filter bags or bags for cleaning exhausted air and collect this fine flour.
To facilitate the penetration of the hot gases admitted to the mill through the pipes 9 and 10, the rotor discs 5 to which the beaters 3 are connected should have openings which facilitate the passage of said hot gases to the central beaters, so that the heat is distributed evenly between the grinding surfaces. In the mills currently in use, the rotor discs 5 are provided with openings 5a suitable for making it possible to modify the position of the pivot pins 4 in order to adjust the hammers 3 with respect to the screens 8. Said openings 5a act on my own. - not to distribute the hot gases inside the chamber X, but if the openings 5a were not present, or if they were inadequate, additional openings could be made in the discs 5.
The rotor of the mill can be fitted with additional beaters which are arranged so that they rotate as close as possible to the hot gas exhaust ports 1b, in order to promote the suction of hot gas at the outlet. inside the crusher. These additional beaters can sometimes behave like fins, or they can be replaced by fins or other members which positively project the hot gases towards the center of the mill.
The invention has been described in particular with reference to its application to what may be called a second drying stage intended for equipment of a common type used for drying plants, which equipment is thus enabled to operate at the same time. maximum capacity, which presents the above-mentioned advantages; but it is evident that said invention can be applied to other types of spraying apparatus comprising rotating beater members, or the like, with the advantage that the unwanted moisture contained in the substance being processed can be. eliminated or reduced to a low desirable value.
In addition, the present spraying apparatus can be used for drying an already ground substance, without any additional grinding action taking place, by the application of large mesh sieves or by removing the sieves 8.
This device can also be used to heat all substances safely and quickly.
In the case of substances other than herbs, it may be preferable to make use of the chargers or other common feed mechanisms - such as, for example, a worm feeder 41 shown by dashed lines in Figure 8.
The drying and grinding of herbs or other substances by the process described above can also be carried out by injecting hot air or gas into the grinder, at one or more suitable points, of said grinder, instead of either appropriate of said mill, instead of applying the onsistant method of sucking said air or gas inside the mill under the action of the vacuum prevailing in this mill. However, this variant would require additional apparatus, and the automatic control of the process would not be as satisfactory as in the case of an intake of air or gas by suction inside the mill, and therefore the applicant prefers the latter method.