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" Machine à fragmenter en copeaux des matières solides flexibles telles que 1'aluminium "
La présente invention concerne la fragmentation et plus particulièrement, mais non exclusivement, une ma- chine à couper des matières flexibles telles que l'alumi- nium, en petits copeaux de grande surface par rapport au volume et à effectuer le broyage en atmosphère condition- née.
On a particulièrement besoin dans un grand nom- bre d'applications de petites particules de métal de grande surface par rapport au volume. Tel est le cas en particulier lorsque les particules métalliques doivent servir dans une réaction chimique dont on augmente la vitesse en augmentant l'étendue de la surface disponible
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du métal. Par exemple, il est nécessaire dans la prépa- ration industrielle des alkyl aluminiums et des réactifs de Grignard de disposer de particules de métal de grande surface par rapport au volume pour obtenir le meilleur rendement possible. De morne, dans la préparation des pig- ments de peinture d'aluminium, plus les particules d'alu- minium de l'opération de broyage dans la broyeur à boulets sont fines, plus le prix de revient de la fabrication d'un pigment de qualité donnée est bas.
Lorsque le métal doit participer à une réaction chimique, il.est généralement avantageux, sinon absolument indispensable d'empêcher l'air et/ou l'humidité de venir en contact avec la surface métallique nouvellement formée.
Tel est le cas en particulier avec l'aluminium, qui s'o- xyde presqu'instantanément dans l'atmosphère en se recou- vrant d'une pellicule d'oxyde qui retarde évidemment la réaction chimique dans une notable mesure. De même, car- tains métaux purs, tels que l'aluminium, sont difficiles à obtenir sous forme de petits copeaux de grande surface par rapport au volume car le métal est flexible et ne se brise pas facilement en oopeaux. En conséquence on ajoute souvent des traces d'autres métaux pour améliorer les caractéristiques de rupture en copeaux du métal pur. Hais- dans certains cas et surtout lorsque les particules métal- liques doivent participer à des réactions chimiques, l'ad- dition même de traces d'autres métaux est nuisible.
De plus, la proportion des additifs métalliques qui est né- cessaire pour obtenir les caractéristiques de rupture en copeaux qu'on désire rend souvent l'opération onéreuse. r
L'invention concerne une nouvelle machine à fragmenter exerçant une action exclusivement de coupe au
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lieu d'une action de burinage, qui permet de couper une matière solide flexible, telle que l'aluminium pur en un très grand nombre de particules relativement fines de grande surface par rapport au volume.
La nouvelle ma- chine comporte en général au moins un élément de coupe rotatif à axe de rotation sur lequel est disposée au moins une lame de coupe, et un dispositif en liaison de fonc- tionnement avec l'élément de coupe rotatif, qui fait tourner cet élément autour de son axe de rotation et pro- voque en même temps le mouvement de cet axe suivant un trajet amenant la matière solide dans le trajet de l'élé- ment de coupe, qui la coupe en un grand nombre de parti- cules minces analogues à des paillettes.
L'invention concerne aussi de nouveaux mécanismes qui provoquent des mouvements simultanés de rotation et de translation de l'élément de coupe suivant ce trajet, des nouveaux dispo- sitifs faisant venir automatiquement la matière solide dans le trajet de l'élément de coupe, des dispositifs de conditionnement de l'atmosphère dans la zone de coupe de façon à supprimer le risqua d'oxydation des surfaces nou- vellement formées, des dispositifs de refroidissement et de lubrification continus de l'élément de coupe et d'en- lèvement de la zone de fragmentation des paillettes nou- vellement coupées, et une installation globale de ooupe de la matière en paillettes et de transport des paillet- tes dans un récipient de réaction chimique ou autre ap- pareil de traitement en atmosphère conditionnée en per- manence.
L'invention se propose donc de fournir - une machine perfectionnée à fragmenter servant à couper une matière solide flexible en un grand nombre de parti-
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ouïes minces, analogues à des paillettes de grande sur- face par rapport au volume ; une machine à fragmenter, qui permet de couper, au lieu de briser, une matière solide flexible telle que l'alu- minium ; , un mécanisme faisant osciller un élément de coupe rota- tif suivant un trajet en arc de cercle ;
, un mécanisme provoquant le mouvement de plusieurs élé- ments rotatifs suivant un trajet ciroulaire ; . une nouvelle machine à fragmenter du type précité, dans laquelle l'atmosphère de la zone de fragmentation peut être conditionnée de façon à empêcher les particules de s'oxyder ou de s'enc asser de toute autre manière ; . une machine à fragmenter du type précité, dans laquelle on peut introduire un courant de liquide et de gaz pour conditionner simultanément l'atmosphère dans laquelle s'effectue l'opération de coupe, refroidir, lubrifier et nettoyer l'élément de coupe et retirer de la zone de fragmentation les particules coupées ;
. une installation de coupe d'une matière solide en un grand nombre de petites particules et de transport des particules dans un récipient de réaction en atmosphère conditionnée ; - un 'élément de coupe rotatif perfectionné à utiliser dans une machine à fragmenter du type décrit ci-dassus ; - une maohine à fragmenter du type décrit ci-dessus fa- cile et peu coûteuse à construire et dont la durée de vie est longue et lu fonctionnement est sûr et éoono- mique.
Diverses autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description
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détaillée qui en est donnée ci-après avoc les dessins ci-joints à l'appui sur lesquels : la figure 1 est une élévation de faoe d'une machine à fragementer construite suivant l'invention, dont la plaque de recouvrement de la zone de fragmentation a été enlevée et le bras oscillant est en position supé- rieure, la figura 2 est une vue en plan de la ma- chine à fragmenter de la figure 1, dont le bras oscillant est en position horizontale, la figure 3 est une élévation latérale du coté droit de la machine à fragmenter de la figure 1, dont , le bras oscillant est en position horizontale, la figure A est une ooupe à peu près suivant la ligne 4-4 de la figure 3,
dont la plaque de support est arrachée pour faire apparaître d'autres détails de construction et dont le bras oscillant est en position supérieure, la figure 5 est une coupe à peu près suivant la ligne 5-5 des figures 2 ou 6, le bras oscillant étant en position horizontale, la figure 6 est une coupe à peu près suivant la ligne 6-6 de la fibure 5, la figure 7 est une coupe à peu près suivant la ligne 7-7 de la figure 5, la figure 8 est une coupe à peu près suivant la ligne 8-8 de la figure 1, la figure 9 est une coupe à peu près suivant la ligne 9-9 de la figure 8, la figure 10 est une élévation latérale d'une portion périphérique de l'élément de coupe rotatif de la
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machine à fragmenter de la figure 1,
la figure 11 est une vue en perspective de deux lames de coupa adjacentes de l'élément de coupe de la figure 10, la figure 12 est une vue en perspective de deux autres lamas de coupe adjacentes, qui peuvent rem- placer les lames de coupe de la figure 11 sur l'élément de coupe de la figure 10, la figure 13 est un diagramme schématique de l'installation hydraulique de la machine à fragmenter de la figare 1, la figure 14 est un diagramme schématique d'une installation construite suivant l'invention, ser- vant à fragmenter l'aluminium ou autre métal réactif et à transporter les particules fragm ntées dans un réci pient de réaction en atmosphère conditionnée,
la figure 15 est une élévation schématique de deux barres servant à alimenter la machine à fragmen- ter de la figure 1', la figure 16 est une coupe horizontale, simplifiée, d'une autre machine à fragmenter construite suivant l'invention, et la figure 17 est une élévation de face sché- matique de la machine à fragmenter de la figure 16.
La machine à fragmenter construite suivant l'invention, désignée d'une manière générale par 10, comporte une embase 12 d'une forme de construction quel- conque appropriée mais comportant de préférence quatre parois latérales et une paroi supérieure qui forment un rés rvoir de fluide de l'installation de commande hydrau- lique décrite plus loin. Une première plaque de support
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verticale 14 est réunie à l'embase 12 et occupe de préfé- rence une position verticale, comme l'indique l'élévation latérale de la figure 3. La première plaque de support antérieure verticale 14 peut être de forme générale car- rée (figs. 1 et 4) et peut être en tôle d'acier d'une épaisseur d'environ 25 mm.
Une seconde plaque de support verticale, postérieure, 16, sensiblement parallèle à la première plaque de support 14, est aussi réunie à l'embase 12. Une plaque d'entretoise horizontale, supérieure, 18, réunit les milieux des plaques verticales 14 et 16 et une plaque d'entretoise horizontale, inférieure, 20, réunit les extrémités inférieures des plaques verticales 14 et 16. Les plaques d'entretoise 18 et 20 servent non seule- ment à entretoiser les plaque- verticales 14 et 16, mais encore de consoles de montage des éléments décrits ci- après.
Un élément de coupe rotatif, désigné d'une ma- nière générale par 22, consiste en un corps en forme de disque 24, à axe de rotation 26. Le diamètre de l'élément de coupe 22 peut être d'environ 20 cm et son épaisseur d'environ 38 mm, et il comporte plusieurs lames de coupe 28 périphériquement espacées autour de l'élément de coupe 22 et de préférence sensiblement parallèles à l'axe de rotation 26. Les lames de coupe 28a et 28b peuvent être formées par usinage du corps 24, mais consistent de préfé- rence en éléments rapportés de forme allongée (fig. 11 ou 12) ainsi qu'il est décrit ci-après.
Les lames 28a et 28b peuvent être de préférence en carbure de tungstène ou autre matière de coupe appro- priée et peuvent être brasées ou fixées de toute autre manière sur des portions en saillie 30 sur le corps 24
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(fig. 10). Les lames 28 sont de préférence inclinées en avant dans la direction du mouvement de rotation indiqué par la flèche 32, suivant un angle 34 avec un rayon 36 partant de l'axe de rotation de l'élément de coupe 22.
Les lames de coupe 28a et 28b comportent des arêtes de coupe respectives 38a et 38b, qui sont partagées en plu- sieurs dents respectives, légèrement espacées 40a et 40b (fig. 11) par plusieurs rainures transversales 42a et 42b.
On remarquera que les dents 40a sont décalées par rapport aux dents 40b et que par suite les dents 40a recouvrent les rainures 42b et les dentJ 40b les rainures 42a, en coupant ainsi complètement la matière solide, ainsi qu'on le verra plus loin.
Les lames de coupe de l'élément de coupe 22 peu- vent aussi avoir à peu près la forme de la figure 12 sur laquelle elles sont désignées par 44a et 44b. On remar- quera que les dents 46a son-, décalées par rapport'aux dents 46b qui sont séparées par un intervalle presque égal à la largeur d'une dent do façon à former des inter- valles respectifs 48a et 48b. On voit donc que les dents 46a recouvrent les intervalles 48b et les dents 46b les intervalles 48a, on coupant ainsi complètement la matière solide, ainsi qu'on le verra plus loin en détail.
L'élément de coupe 22 tourne autour de son axe de rotation 26 qui reçoit un mouvement de translation sui- vant un trajet en arc de cercle sous l'action du nouveau mécanisme décrit ci-après. L'élément de coupe rotatif 22 est monté sur un arbre 50 qui coïncide évidemment avec l'axe de rotation 26 et est représenté on pointillé (figs. 2 et 3), L'arbre 50 est monté à rotation dans un bras 52 (figs. 2, 3 et 6). Le bras 52 est articulé entre
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les plaques de support verticales 14 et 16 et reçoit un mouvement d'oscillation autour d'un axe 54 (fige. 1, 4 et 5).
Le bras 52 peut être monté à rotation dans la plaque verticale 14 par une portion d'arbre tronque antérieure en une soûle pièce, 56, et dans la plaque de support vertioale 16 par un axe de rotation 58 (fig. 2). L'axe 58 est monté à rotation dans une portée appropriée (non représentée) de la plaque de support verticale postérieure 16 et se prolonge encore en arrière de façon à monter à rotation une poulie double décrite ci-après. On voit donc que le bras 52 peut osciller autour de l'axe d'oscillation 54. On fait en sorte que l'élément da coupe 22 puisse recevoir un mouvement de translation oscillant suivant un trajet en arc de cercle en formant dans la plaque de sup- port 14 une fenêtre en arc de cercle 84, logeant l'arbre 50 (fige. 1, 5 et 6).
L'élément de coupe 22 tourne autour de son axe de rotation 26 sous l'action d'un moteur électrique 60 et d'une transmission de commande à courroie qui comporte une poulie 62 montée par des cannelures sur l'arbre de commande 64 du moteur électrique 60, une poulic double 66 montée à rotation dans une portée appropriée (non repré- sentée) sur l'axe de rotation 58 et une poulie 68 montée par des cannelures sur l'extrémité postérieure de l'arbre 60. Une courroie de synchronisation 70 passe sur la pou- lie 62 et sur la poulie extérieure de la poulie double 66.
Une seconde courroie de synchronisation 72 passe sur la poulie intérieure de la poulie double 66 et sur la pou- lie 68..,,tant donné que l'axe de rotation 58 coïncide avec l'axe de rotation 54 du bras 52, il est évident que le mouvement de rotation peut se transmettre de l'arbre
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64 du moteur électrique 60 par la courroie 70, la poulie double 66, la courroie 72, la poulie 68 et l'arbre 50 à l'élément de coupe 22 pendant que le bras 52 oscille au- tour de l'axe 54, ainsi qu'il est décrit ci-après. La courroie 72 peut être tendue par un galet fou 74 pouvant être monté à rotation par une console appropriée 76 (fig. 4) réunie au bras 52.
La courroie 70 peut être ton- due par le poids du moteur électrique 60, de préférence réuni à une plaque de base 78 articulée par un axe 80 sur une console 82, elle-même réunie à l'embase 12.
Le mécanisme qui fait osciller le bras 52 et par suite l'élément de coupe 22 oomprend un cylindre hy- draulique. supérieur 86 et un uylindre hydraulique infé- rieur 88. L'extrémité supérieure du cylindre hydraulique supérieur 86 peut être articulée à un axe 90 disposa en- tre des supports 92 et 94 en cornières (fig. 2). Les cornières de support 92 et 94 sont réunies à la plaque de support 14 par des boulons respectifs 96 et 98. L'extré- mite inférieure du cylindre inférieur 88 peut être arti- culée par un axe 100 et une console 101 à. la plaque d'en- tretoise inférieure 20 précitée (figs. 3 et 4).
La tige de piston 102 du cylindre hydraulique 86 est réunie à une portion de chaîne 104 dirigée de haut en bas, passant sur un pignon de chaîne semi-circulaire 106 réuni au bras 52 et s'attachant au point 108 sur le pignon de chaîne.
La tige de piston 110 du cylindre hydraulique inférieur 88 est réunie à une portion de chaîne 112 dirigée de bas en haut et passant sur un autre .ignon de chaîne semi- circulaire 114. Par suite, lorsque la tige de piston
102 monte sous l'effet du fluide hydraulique sous pres- sion arrivant dans le cylindre supérieur 86, ainsi qu'on
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le verra en détail plus loin, le bras 52 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre (fig.4), de sorte que l'élément de coupe 22 suit un trajet de haut en bas le long de la fenêtre en arc de cercle 84 (fig.1).
Puis, lorsque le fluide hydraulique arrive dans le cylindre in- férieur 88, de façon à faire descendre la ti,a de piston 110, la chaîne 112 fait osciller le bras 52 dans le sens des aiguilles d'une montre (fig. 4) en communiquant ainsi à l'élément de coupe 22 une course de bas en haut (fig.1).
Le circuit hydraulique provoquant les mouvements précités est décrit ci-après en détail.
Une enveloppe de formation d'une atmosphère con- ditionnée autour de l'élément de coupe 22, désignée d'une manière générale par 120, comporte une portion postérieure (fig.1) formée par la plaque 14, et une plaque d'étanchéité annulaire 122 dont les bords extérieur et intérieur res- pectifs 122a et 122b recouvrent la fenêtre 84 en arc de cercle. La plaque annulaire 122 est représentée en pointillé (fig.5) et est disposée derrière la plaque 14 (fig.6). Elle est percée d'un trou de passage de l'arbre
50 qui fait tourner l'élément de coupe 22 et est accouplé sous forme rigide à l'extrémité extérieure du bras 52 de façon à osciller avec lui. Une garniture élastique 124 est disposée autour de la fenêtre en arc de cercle 84 et entre la plaque annulaire 122 et la plaque de support verticale antérieure 14.
Une bague de serrage 126, dont la forme correspond à celle de la fenêtre allongée en arc de cercle 84, passe sur les bords extérieur et intérieur
122a et 122b de la plaque annulaire 122 autour de toute la périphérie de la fenêtre en arc de cercle 84 (fige. 4 et 6), La bague de serrage 126 peut être réunie à la
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plaque de support verticale principale 14 par des boulons 128. Bien entendu, les extrémités de la bague de serrage 126 ne sont pas boulonnées sur la plaque 14 pour permettre à la plaque annulaire 122 de glisser librement entre la bague de serrage 126 et la garniture 124 pendant que le bras 52 oscille.
On voit donc que lorsque le bras 52 os- cille, la plaque d'étanchéité 122 est retenue en perma- nence contre la garniture élastique 124 et forme un joint sensiblement hermétique avec la plaque de support 14.
Les côtés de l'enveloppe de conditionnement 120 de l'atmosphère sont formés par une plaque 130 coudée de façon à lui faire prendre la forme des figures 1 et 5 et soudée sur la plaque de support verticale 14. Le fond de la plaque de la paroi latérale 130 est incliné vers le bas de façon à former un entonnoir 132 qui se termine par un tuyau circulaire 134 qui peut être introduit ou réuni de toute autre manière dans un tuyau 136 aboutissant à un autre endroit de l'installation, ainsi qu'on le verra plus loin en d4tail.
Une chambre d'alimentation, désignée d'une ma- nière générale par 140, fait partie du c8té gauche de la plaque de la paroi latérale 130 (fige. 1 et 5). La cham- bre d'alimentation loge des éléments de retenue de la matière, et est formée par des plaques supérieure et in- férieure respectives 142 et 144, réunies à la plaque de support verticale 14 et par une plaque antérieure 146 réunie aux plaques 142 et 144 par soudure ou de toute autre manière appropriée.
Plusieurs plaques de garniture élastiques 148 sont réunies aux extrémités des plaques 142, 144 et 146 par des boulons appropriés 150, passent également (fig.6) par un trou de plus grande section de
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la plaque de support 14 et sont réunies à cette claque par des boulons 154. Les plaques de garniture élastiques 148 sont percées de trous de forme allongée dans lesquels passent sans jeu des lingots de la charge 156 de façon à maintenir l'atmosphère conditionnée dans l'enveloppe 120 pendant que les lingots de la charge 156 arrivent dans la zone de fragmentation, ainsi qu'on le verra plus loin on détail. L'enveloppe de conditionnement 120 de l'atmosphère se complète par une plaque de recouvrement 159 représen- tée en coupe sur la figure 6 et en élévation sur les fi- gures 2 et 3.
On remarquera que la claque de recouvrement 159 a été enlevée sur la figure 1 et que des trous filetés 160 sont percés en plusieurs points à l'intérieur de la plaque de la paroi latérale 130 de façon à loger des bou- lons 162 qui traversent la plaquo de recouvrement 159 et la fixent en position.
On remarquera (figs. 5, 6 et 7) que les lingots solides de la uharge 156 sont de forme allongée et de section rectangulaire (fies. 7 et 15). Les lingots de la charge 156 peuvent être de dimensions quelconques et leurs extrémités peuvent avoir n'importe quelle forme appropriée. Par exemple, les lingots d'une forme appro- priée comportent une rainure 170 en forme de V à leur extrémité antérieure, c'est-à-dire clle qui pénètre la première dans l'enveloppe de conditionnement 120 de l'at- mosphère, et une pointe correspondante 172 à leur extré- mité postérieure, de sorte que les lingots successifs s'emboîtent à peu près comme l'indique la figure 15.
Pendant que les lingots de la charge arrivent dans l'en- valoppe 120 de conditionnement de l'atmosphère en pas- sant par les plaques élastiques.148, sous l'action, d'un
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mécanisme d'alimentation décrit ci-après en détail, ils sont fortement maintenus dans la chambre 140 par trois taquets 174, 176 et 178 poussés par des ressorts.
Le taquet 174 est disposé entre la plaque supé- rieure 142 de la chambre 140 et le bord supérieur du lin- got de la charge 156 et pousse le lincot de haut en bas contre la plaque inférieure 144. Un goujon de repérage 180 se visse dans la plaque supérieure 142 et passe dans un trou 182 du taquet 174. Cette forme de construction permet au taquet 174 de recevoir un mouvement dans le sens vertical tout en l'empêchant de se déplacer dans le sens horizontal (fig.5). Deux ressorts 184 et 186 sont disposés entre la plaque 142 et le taquet 174 de façon à pousser ce taquet de haut en bas contre le bord supérieur du lingot de la charge 156.
La poussée des ressorts 184 et 186 peut être réglée par des vils d'Allen 188 et 190 qui se vissent dans la plaque 142 et le taquet 174 peut être retiré du trajet du lingot de la charge pour pouvoir l'introduire dans la machine.
Le taquet 176 pousse le lingot de la charge 156 contre la plaque de support antérieure 14. Quatre goujons de repérage 192 se vissent dans la face postérieure de la plaque antérieure 146 et passent dans une plaque d'écar- tement 194 qui peut être fixée sur la plaque 156 et dans des trous du taquet 176 pour empêcher ce taquet de se déplacer dans la direction du mouvement du lingot de la charge. Six ressorts 196 sont disposés entre la plaque d écartement 194 et le taquet 176, qui est ainsi poussé d'une manière continue contre la lingot de la charge 156.
L'effort de poussée de chacun des ressorts 196 peut être réglé par des vis d'Allen 198 et le taquet 176 peut être
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retiré du trajet du lingot 156 pour permettre d'intro- duire ce lingot dans la machine.
Le taquet 178 est maintenu en place par deux goujons de guidage 200 (fig.1) et est poussé contre le lingot de la charge 156 par trois ressorts 202 dont un seul est visible sur la figure 6 et dont la poussée peut être réglée par trois vis d'Allen 204. Bien entendu, le taquet 176 pousse aussi le lingot de la charge contre la plaque de support verticale 14 et, en combinaison avec le taquet 174 et la plaque inférieure 144, retient fortement le lingot 156 dans sa position pendant que l'élément de coupe 22 en découpe l'extrémité antérieure, ainsi qu'on le verra plus loin en détail. Le taquet 156 a principa- lement pour but de retenir l'extrémité postérieure 172 de chacun des lingots de la charge 156 aussi longtemps que possible, ainsi qu'on le verra plus loin en détail.
Les lingots de la charge 156 sont supportés d'a- bord par un rail 209 réuni à la plaque de support anté- rieure 14 et disposé à la même hauteur que la plaque infé- rieure 144 de la chambre 140. Les lingots de la charge 156 sont poussés dans la chambre 140 et dans le trajet de l'élément de coupe 22, qui peuvent être considérés comme formant la zone de fragmentation, par un mécanisme d'avancement désigné d'une manière générale par 210. Le mécanisme d'avancement 210 comporte deux plaques de sup- port en forme de triangle rectangle, 212 et 214, qui sont soudées sur des plaques nervurées respectives 216 et 218 et sur des plaques d'âne respectives 220 et 222 de façon à former deux éléments de construction monobloc.
Les plaques nervurées 216 et 218 sont disposées en contact avec la plaque antérieure verticale 14 et peuvent y être
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soudées, boulonnées ou fixées de toute autre manière, de sorte que les plaques triangulaires 212 et 214 sont dis- posées horizonalement et parallèlement entre elles et perpendiculaires à la plaque de support verticale 14.
Un bloc de portée 224 est réuni à la plaque d'âme 220 et au sommet de la plaque triangulaire 212 du côté opposé à la plaque de support verticale 14. Un bloc de portée analogue 226 est réuni au sommet de la plaque triangu- laire 214 et à l'extrémité de la plaque d'âme 220. Une plaque en forme de bras 228 est disposée sur champ et est réunie à un corps de charnière 230 percé d'un trou verti- cal entre les blocs de portée 224 et 226 (fig.8). On peut alors introduire un axe 232 dans les trous du bloc de portée 226, du corps de charnière 230 et du bloc de portée 224, de sorte que la plaque 228 peut osciller li- brement autour d'un axe vertical coïncidant avec l'axe 232.
La plaque en forme de bras 228 passe dans le trou 162 de la plaque de support verticale 14 et comporte des plaques de rebord de renforcement supérieure et infé- rieure respectives 234 et 236, soudées respectivement le long des bords supérieur et inférieur. La plaque en forme de bras 228 est percée d'un trou 238 (fig.9) par lequel passe le lingot de la charge 156. Celui-ci est serré entre une mâchoire antérieure 240 et une mâchoire posté- rieure 242. La mâchoire antérieure 240 est de forme géné- rale rectangulaire (fig.1) et comporte de préférence un rebord latéral coudé de bas en haut 244 et un rebord la- téral coudé de haut en bas 246 adjacents à des barres de guidage respectives 248 et 250 réunies à la plaque en for- me de bras 228 et venant en saillie sur cette plaque
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(fig.8).
Les barres de guidage 248 et 250 sont adjacentes aux cotés supérieur 252 et inférieur 254 de la mâchoire antérieure 240, du façon à limiter le mouvement de la mâchoire 240 au plan horizontal par rapport à la plaque en forme de bras 228. La mâchoire antérieure 240 est ao- couplée par un joint à rotule 256 à un bras 258 articulé sur un bloc 260, lui-même réuni à la plaque en forme de bras 228. Le bras 258 comporte de préférence une portion fil@té, permettant d'en régler la longueur.
La mâchoire postérieure 242 comporte aussi un rebord rabattu de bas en haut 262 et un rebord rabattu de haut en bas 264 adjacents à des barres de guidage respec- tives 266 et 268 venant en saillie sur la plaque 228 en forme de bras. Les bar@es de guidée 266 et 268 sont adjacentes aux bords supérieur et inférieur de la mâchoi- re postérieure 242, de façon en limiter le mouvement au plan horizontal. La mâchoire 242 est également acoou- plée par un joint à rotule 270 à un bras 272 dont la lon- gueur peut être réglée et qui est articulé sur un bloc 274, lui-même réuni à la plaque en forme de bras 228.
Le cylindre 276 d'un élément de commande liné- aire hydraulique 278 est articulé par une console 280 sur la plaque de support antérieure 14. La tige de piston 282 de l'élément 278 est articulée par un axe 284 et une oonsole 286 sur la plaque en forme de bras 228. Par suite, lorsque le fluide hydraulique arrive par un tuyau 288 dans l'extrémité postérieure de l'élément 278, le bras 228 oscille en sens inverse des aiguilles d'une mon- tre autour de l'axe 232 (fig.8). Lorsque le fluide hy- draulique arrive par le tuyau 290, le bras 228 oscille dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'axe
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232.
Pendant que le bras 228 oscille en sens inverse des aiguilles d'une montre par le fluide arrivant par le tu- yau 288, les bras; 258 et 272 ont tendance à osciller dans la direction de la plaque en forme de bras 228 et coincent les Mâchoires 240 et 242 contre le lingot de la charge
156 en le serrant fortement. En même tempe, le lingot de la charge 156 avance dans la direction dans laquelle le bras 228 oscilla et par suite dépasse los taquets 174,
176 et 178 et arrive dans le trajet de l'élément de coupa
22.
Bien entendu, lorsque le bras 228 tourne en sens in- versa des aiguilles d'une montre, les bras 258 et 272 os- oillent en s'éloignant du bras 228 et desserrent les mâ- ohoires 240 et 242, de sorte que les taquets 174, 176 et
178 retiennent fortement le lingot de la charge 156 dans sa position d'avancement, en l'empêchant de venir en ar- rière.
La longueur de la course du bras 228 et par suite la distance sur laquelle le lingot de la charge
156 avance pendant chaque course peuvent être réglées par un boulon 292 qui vient en contact avec le bras 228 et interrompt son mouvement. Le boulon 292 peut se visser ' dans une console 294 qui elle-même peut être réunie à la plaque 146 de la chambre 140. Un rossort à. boudin 296 est disposé entre la mâchoire 240 et un bras 298 accouplé au bras 294. Un ressort semblable, 300, est disposé entre la mâchoire 242 et une portion 302 dirigée de haut en bas de la plaque de support antérieure 14 (fics. 1 et 8).
Les ressorts 296 et 300 poussent d'une manière continue les mâchoires 240 et 242 d'avant en arrière et, sous l'ac- tion des bras oscillants 258 et 272, contre/le lingot de la charge.156 de façon à assurer le fonctionnement régu-
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lier du mécanisme d'avancement.
L'installation hydraulique qui fait osciller le bras 52 et ,lait fonctionner le mécanisme d'avancement
210 est représentée schématiquement sur la figure 13.
Un réservoir d'alimentation ou bassin 310 peut être formé dans l'embase 12, ainsi qu'il a déjà été dit. Le fluide hydraulique eet aspiré dans le réservoir 310 en passant par un filtre 312, par une pompe 314 commandée par un moteur électrique 316. Celui-ci peut être installé en un point quelconque approprié sur l'embase 12, à peu près comme l'indiquent les figures 3 à 5, mais pour simplifier les tuyaux de circulation du fluide hydraulique de l'ins- 'pas tallation ne sont+représentés, excepté schématiquement sur la figure 13. La pompe 314 est de préférence du type à pression constante et reloule le fluide sous pres- sion par un tuyau d'admission 318 dans une soupape à qua- tre voies 320. Celle-ci est actionnée hydrauliquement par une soupape pilote 322, ainsi qu'on le verra plus loin en détail.
Un tuyau 324 fait communiquer un orifice de sortie de la soupape à quatre voies 320 avec l'extré- mité du côté du la tige du cylindre hydraulique 88.
L'extrémité du côté de la culasse du cylindre 88 commu- nique par un tuyau 328 aveo le réservoir 310, représenté par le symbole habituel. Un autre tuyau 328 fait commu- niquer l'autre orifice de sortie de la soupape à quatre voies 320 avec l'extrémité du côté de la tige du cylin. dre hydraulique 86. L'extrémité du coté de la culasse du cylindre 86 communique aussi avec le réservoir 310 par un tuyau 330.
Un tuyau de retour 332 partant de la sou- pape à quatre voies 320 passe par un dispositif à orifioe do section variable 334, de façon à régler la vitesse
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d'oscillation du bras 52 ainsi qu'on le verra plus loin, et aboutit finalement dans un tuyau 336 de retour dans le réservoir 310.
Le fluide hydraulique de la pompe 314 passe aussi dans un tuyau 338 et par une soupape de retenue 340 pour arriver dans un réservoir accumulateur 342. Le fluide hydraulique ayant passé par la soupape de retenue 340 et sortant du réservoir accumulateur 342 arrive par un tuyau 344 à l'entrée d'une soupape pilote à quatre voies 322. Un tuyau 348 fait communiquer un orifice de sortie de la soupape pilote 322 avec un cylindre pilote de commande 348 de la soupape à quatre voies 320. Un au- tre tuyau 350 fait communiqua..' l'autre orifice de sortie de la soupape pilote 322 aveo l'autre cylindre pilote 352 de la soupape à quatre voies 320. Un tuyau de retour 354 partant de la soupape pilote 322 fait revenir le fluide dans le réservoir 310.
La soupape pilote 322 est poussée mécaniquement entre ses deux positions de fonctionnement par un dispo- sitif de commande mécanique approprié 322a supporté par une consola 323 (fig.4) et actionné par des cames 358 et 360 disposées sur le bras 52. Les cames 358 et 360 sont représentées sur la figure 3 ainsi que sur la figure 13.
La soupape pilote 322 reste dans l'une ou l'autre de ses positions jusque ce qu'elle soit poussée mécaniquement par les cames et soit amenée dans la position de la figu- re 13 lorsque la came 360 vient à son contact et dans son autre position par la came 358 venant à son contact, de façon à faire aller et venir la bras 52 ainsi qu'il est décrit en détail ci-après.
Le fluide hydraulique qui a passé dans la sou-
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pape de retenue 340 arrive aussi par le tuyau 354 à l'en- trée d'une soupape à quatre voies 366 de commande du mou- vement d'avancement du lingot, dans une position maté- riellement adjacente au mécanisme 322a de la soupape pi- lote monté sur la console 323. La soupape 366 de com- mande du mouvement d'avancement du lingot est poussée par un ressort dans la position de la figure 13 et est pous- sée mécaniquement dans son autre position par des cames 367 venant à son contact à l'extrémité supérieure de la course ascendante et à l'extrémité inférieure de la course descendante, ainsi qu'on le verra plus loin en dé- tail.
Un tuyau 368 fait communiquer un orifice de sortie de la soupape 366 de commande de l'avancement du lingot
EMI21.1
Thydra.u- avec l'extrémité du côté de la tige du cylindre+276 de L l'élément de commande linéaire 278, et un autre tuyau 370 fait communiquer la soupape 366 précitée avec l'extrémité du côté de la culasse du cylindre 276. Un tuyau de re- tour 372 fait communiquer la soupape 366 avec le tuyau de retour 354 do façon à faire revenir le fluide hydraulique dans le réservoir 310.
Une tuyère de pulvérisation d'un liquide 374 dirige un courant de fluide au point de contact entre l'élément de coupe rotatif 22 et le lingot de la charge 156 pour refroidir et lubrifier ces deux éléments. La tuyère de pulvérisation 374 peut consister en un tube de courte longueur, aplati à une extrémité, et accouplé par un raccord 376 sur un coude adapteur 378 qui passe par un trou de la plaque d'étanchéité 122 et se visse dans l'ex- trémité antérieure d'un canal de passage du fluide dis- posé dans un bloc 380. Celui-ci est accouplé au bras 52 (figs. 2 et 4).
Le bloc 380 n'est pas représenté sur la
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figure 3 pour faire apparaître les pignons de chaîne 106 et 114. Un tuyau flexible 382 se raccorde à l'extrémité postérieure du canal de passage du bloc 380 et est accou- plé par un raccord approprié 384 avec un tuyau rigide 386 réuni à l'élément de base 12 ou autre élément de cons- truction rigide.
Une installation jumelée, oonstruite suivant l'invention, désignée d'une manière générale par 388, peut comporter (fig.14) des éléments en double dans tous les cas, sauf un récipient de réaction 390, et par suite les éléments en double seront spécifiés par les suffixes a et b, Deux machines à fragmenter 10a et 10b telles qu'elles sont décrites ci-dessus communiquent par des tuyaux 136a et 136b avec des récipients à bouillie 392a et 392b agités d'une manière continue par des agitateurs appropriés respectifs 394a et 394b, La bouillie de co- peaux d'aluminium décrite ci-après peut être refoulée à la sortie de l'un ou l'autre des récipients 392a ou 392b, par une des trois pompes 395 dans l'un ou l'autre des deux dispositifs de séparation des solides et des liqui- des,
tels que des tamis à'secousses 396a et 396b qui sé- parent les copeaux du fluide. Les copeaux arrivent direc- tement par un tuyau 398 dans le récipient de réaction 390. Le liquide passe par un tuyau 400 dans un autre récipient à bouillie 402 qui comporte un tuyau 404 d'in- troduction d'un supplément de liquide. Le liquide, débar- rassé en principe des copeaux, sortant du récipient à bouillie 402 est refoulé par une des trois pompes 406 dans un des deux échangeurs de chaleur 408a et 408b. Le liquide sortant de ces échangeurs de chaleur revient par un tuyau 410 dans les tuyaux 386a et 386b des machines à
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fragmenter respectives 10a et 10b.
Un gaz inerte arrive sous pression dans le tuyau 410 de façon à chasser l'air de l'enveloppe 120 de conditionnement et à maintenir une atmosphère inerte autour de l'élément de coupe 22 et de l'extrémité du lingot de la charge 156.
Fonctionnement
Après avoir complètement assemblé la machine à fragmenter 10 telle qu'elle est représentée et avant de faire entrer en action le moteur 316 de la pompe hydrau- lique ou le moteur électrique 60, on pose un lingot de la charge 156 sur le rail de guidage 209 et on le fait pas- ser entre les mâchoires 240 et 242. On peut faire passer le lingot 156 facilement entre les mâchoires 240 et 242, étant,donné que l'élément de commande linéaire hydrauli- que 278 n'est pas sous pression. Les taquets 174, 176 et 178 doivent être retirés du trajet du lingot en réglant les vis d'Allen respectives qui règlent la poussée des divers ressorts. Le lingot 156 peut alors passer facile- ment dans les trous des plaques d'étanchéité élastiques 148 et entre les taquets et les plaques 14 et 244.
Puis on serre les vis d'Allen pour exercer l'effort de serrage qu'on désire sur le lingot 156. Il est facile de voir que cette opération n'est évidemment nécessaire que pour le premier lingot, puisque les lingots suivants arrivent automatiquement et d'une manière continue dans la zone de fragmentation, ainsi qu'on le verra plus loin en dé- tail.
Puis on fait démarrer les pompes 406 de façon à refouler le liquide de balayage, qui peut consister en kérosène ou un des réactifs liquides de l'opération à ef-
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feotuer dans le récipient de réaction 390, par les tuyaux 382 pour le vaporiser par la tuyère 374 et on fait alors démarrer le moteur électrique 60 et le moteur électrique 316 de la pompe. Le fluide hydraulique refoulé par la pompe 314 arrive alors par le tuyau 318 dans la soupape de commande 320, par le tuyau 338 dans la soupape de re- tenue 340, par le tuyau 344 dans la soupape pilote 322 et par le tuyau 364 dans la soupape 366 de commande do l'a- vancement du lingot.
En supposant que le bras 52 occupe une position intermédiaire dans laquelle la soupape 366 de commande du mouvement d'avancement du lingot occupe sa position poussée par con ressort de la figure 13, le flui- de hydraulique arrive par le tuyau 368 dans l'extrémité du c8té de la tige de l'élément de oommande linéaire 278 et la plaque en forme de bras 228 vient dans sa position postérieure par rapport à la direction du mouvement d'a- vancement du lingot et par suite est dans une position oonvenant à une course on avant, ainsi qu'il est décrit ci-après..
Si l'on suppose que la soupape pilote 322 et la soupape de commande 320 occupent la position de la figure 13, le fluide hydraulique arrive par le tuyau 324 dans l'extrémité du coté de la tige du cylindre hydraulique inférieur 88, de façon à faire descendre la tige de pis- ton 102 et 4 faire osciller de bas en haut le bras 52 et l'élément de coupe 22. En môme temps le fluido hydrau- lique sort du cylindre 86 par la tuyau 328, la soupape de commande 320, le tuyau 332, le dispositif à orifice de section réduite 334 et le tuyau 336 et arrive dans le réservoir 310. La position de réglage du dispositif à orifice de section réduite 334 règle évidemment la vi-
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tesse à laquelle le bras 52 tourne et oscille.
Lorsque le bras 52 arrive à l'extrémité supérieure de la course ascendante, la came 360 vient d'abord en contact avec l'élément de commande à came 322a qui fait quitter à la soupape '322 la position de la figure 3, en faisant ainsi arriver le fluide à haute pression du réservoir accumula- teur 342 par le tuyau 344 dans un cylindre pilote, en changeant ainsi la position de la soupape de commande 320.
Lorsque cette soupape quitte la position de la fi- gure 13, le fluide hydraulique à haute pression de la pompe 314 arrive par le tuyau 328 dans l'extrémité du coté de la tige du cylindre hydraulique supérieur 86 et la tige de piston supérieure 102 monte, en faisant ainsi osciller le bras 52 en sens inverse des aiguilles d'une montre (fig. 13) et faisant accomplir à l'élément de coupe 22 une course de haut en bas.
Toutefois, la came 367 vient en contact aveo l'élément de commande 366a à peu près au moment où la came 360 vient en contact aveo l'élément de commande 322a et fait venir mécaniquement la soupape de commande 366 poussée par son ressort dans une position autre que celle qui est représentée, de façon 4 faire passer le fluide à haute pression du tuyau 364 dans le tuyau 370 et à le faire arriver dans l'extrémité du c8té de la cu- lasse du cylindre hydraulique 276. Il en résulte que la plaque 228 en forme de bras avance immédiatement et que les mâchoires 240 et 242 saisissent et font avancer le lingot de la charge 156 sur une distance égale à une fraction de centimètre, déterminée par le réglage du bou- lon 292 dans la direction du trajet en arc de cercle de l'élément de coupe 22.
Dès que le bras 52 a avancé de
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haut en bas sur une distance suffisante pour que la came 367 abandonne l'élément de commande 366a, le ressort fait revenir automatiquement la soupape de commande 366 du mouvement d'avancement du lingot dans la position de la figure 13. Le fluide hydraulique à haute pression re- vient,par le tuyau 368 dans 1'extrémité du côté de la tige du cylindre hydraulique 276 et éloigne la plaque en forme de bras 228 et les mâchoires 240 et 242 en vue de la course d'avancement suivante. Les mâchoires ne sai- sissent pas pendant la course de retour le lingot de la charge 156, qui est retenu fortement dans sa position avancée par les taquets 174,176 et 178.
Lorsque la course de haut en bas du bras 52 est terminée, la came 358 revient en contact aveo l'élé- ment de commande 322a de la soupape pilote 322 de façon à la ramener dans la position de la figure 13. Il en résulte que le fluide hydraulique à haute pression re- vient dans le cylindre inférieur 88, qui fait descendre la tige de piston 110 et fait accomplir au bras 52 et à l'élément dé coupe 22 une course de bas en haut. En même temps une autre came 369 (fig. 3) disposée derrière la came 358 (fig. 13) vient en contact avec l'élément de commande 366a de la soupape d'avancement 366 qui vient mécaniquement dans la position non représentée sur la figure 13.
Le fluide hydraulique à haute pression arrive de nouveau par le tuyau 370 dans l'extrémité du côté de la culasse du cylindre 276, en faisant ainsi avancer le lingot de la charge 156 sur une courte distance dans la direction du trajet en arc de cercle de l'élément de coupe 22. On voit donc que le lingot de la charge 156 avance après chacune des courses ascendante et descen-
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dante de l'élément de coupe 22.
Il est facile de voir qu'il peut être néces- saire de faire osciller l'élément de coupe 22 à plusieurs reprises avant que le mécanisme d'avancement 210 fasse avancer le lingot de la charge 156 sur une longueur suf- fisante pour qu'il arriva dans le trajet de l'élément de coupe 22. Mais lorsque le lingot de la charge 156 est venu dans le trajet de l'élément de coupe 22, celui-ci le coupe en suivant un trajet en arc de cercle et for- mant une extrémité arrondie 156a (fig. 5).
Etant donné que l'élément de coupe 22 tourne dans la direction de la flèche 22a et que l'axe de rotation 26 reçoit en même temps un mouvement de translation suivant une course ascendante représentée par lr flèche 26a ou une course descendnte représentée par la flèche 26b, il est évident que les lames de coupe 28 ou 44 suivant le cas décrivent un arc de cercle qui coupe l'extrémité arrondie 156a du lingot 156, en exerçant ainsi une action de coupe com- plète.
Il est évident que les dimensions des copeaux ainsi coupés sont fonction de la largeur des dents 40a et 40b ou 46a et 46b, suivant le cas, de l'intervalle périphérique qui sépare les dents, du diamètre de l'élé- ment de coupe 22, de la distance entre le centre d'oscil- lation 54 et l'axe de rotation 26, de la vitesse de rota- tion de l'élément de ooupe 22 et de la distance sur la- quelle-le lingot de la charge 156 avance avant chacune des. courses de l'élément de coupe 22. On peut obtenir des particules de dimensions régulières comprises d'une manière générale entre 1,27 et 50,8 mm de largeur, 0,0125 et 2,5mm d'épaisseur et 2,5et 12,7 mm de longueur en
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faisant varier les divers paramètres précités.
Les di- verses lames de coupe 28 de l'élément de coupe 22 doi- vent être séparées,par des intervalles périphériques suf- fisants pour que les particules de métal ne se logent pas entre les lames. En général on peut disposer 0,2 à 1,6 lame et de préférence de 0,7 à 1,1 lame par centimètre linéaire de la périphérie de l'élément de coupe. On peut faire varier la vitesse angulaire de l'élément de coupe pour obtenir des vitesses linéaires de 150 à 6000 m par minute et dans chacun des cas on choisit cette vitesse conformément à la nature de la matière solide à fragmen- ter. Pour l'aluminium on obtient des résultats satisfai- gants avec une vitesse linéaire de 600 à 4500 m par minu- te.
On obtient avec un élément de coupe de 20 cm de dia- mètre, une vitesse des lames de coupe de 3000 m/minute et une course d'une durée d'une seconde, des particules d'une largeur de 4,7 mm, d'une épaisseur de 0,05 mm et d'une longueur de 3,1 mm avec une charge d'aluminium solide.
Les lingots de la charge 156 décrits oi-dessus (fig.15) oomportent à une extrémité une rainure 170 en V et à l'autre une pointe correspondante 172. L'extrémité rainurée 170 des lingots arrive dans le trajet de l'élé- ment de coupe 22. Au moment où l'extrémité postérieure ou pointue 172 s'approche du mécanisme d'avancement 210, on met en place un autre lingot 156 sur le rail de sup- port 209 en posant son extrémité rainurée 170 autour de l'extrémité pointue 172 du lingot précédent (fig.15).
Des que les mâchoires 240, 242 saisissent une portion du second lingot, ce lingot sert à pousser le lingot précé- dent 156 dans le trajet de l'élément de ooupe 22. L'en- clenchement en queue d'aronde formé par les extrémités
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rainurée et pointue des lingots 156 passe facilement par los taquets 174, 176 et 178. La taquet 178 a principa- lement pour but de retenir l'extrémité postérieure pointue 172 du lingot aussi longtemps que possible. On voit donc que pendant que les lingots sont coupas suivant la courbe en pointillé 499 (fig. 15), la portion restante de l'ex- trémité pointue 172 est fortement retenue par les efforts combinés exercés par le taquet 178 et les côtés en contact de l'extrémité rainurée 170 du lingot suivant 156.
Cha- que lingot de la charge 156 peut donc être consommé à peu près complètement par l'élément de coupe 22 et la pointe finale de l'extrémité pointue 172 peut tomber par la portion en forme d'entonnoir 132 dans le tuyau 136 et arriver sur un tamis ou @utre dispositif collecteur ap- proprié (non représenté).
Une pompe refoule un liquide inerte à l'égard de la matière fragmentée, tel @ue le kérosene ou un des réactifs liquides du traitement chimique effectué pendant que l'aluminium est fragmenté, par le tuyau 386, le tuyau flexible 382 et finalement par la tuyère 374, qui le pulvérise d'une manière continue directement au point de fragmentation de façon à le faire venir en contact avec la périphérie de l'élément de coupe 22 et avec l'extré- mité arrondie 156a du lingot 156 de la charge. Le li- quide sortant par la tuyère 374 sert à refroidir l'élé- ment de coupe 22 et le lingot 156 et à éloigner les co- peaux ou paillettes détachées du lingot par l'élément de coupe 22.
Do plus, les paillettes sont immédiatement en- traînées par le liquide et passent de haut en bas dans l'entonnoir 132 et arrivent dans le tuyau 136. En même temps le gaz inerte, tel qu l'azote, arrive sous une
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pression supérieure à la pression atmosphérique par le tuyau 410 en sortant du réservoir 412 et sort finalement par la tuyère 374 dans l'enveloppe de conditionnement 120 de l'atmosphère.
En maintenant le gaz inerte dans l'enveloppe de conditionnement 120 à une pression supé- rieure à la pression atmosphérique, la totalité de l'air et évidemment de l'oxygène est expulsée de la zone de fragmantation. Il est facile de voir qu'il n'est pas né- cessaire que l'enveloppe de conditionnement de l'atmosphè- re 120 soit complètement hermétique, mais elle doit être aussi hermétique que possible pour diminuer la quantité de gaz inerte qui est nécessaire pour que la pression y soit légèrement supérieure à la pression atmosphérique.
Les paillettes entraînées arrivent par le tuyau 136 dans un des récipients à bouillie 392, puis une des ,pompes 395 les font arriver dans un des tamis à secousses 396. Le tamis à secousses sépare alors les paillettes du liquide entraîné et les particules tombent ou sont trans- portées mécaniquement de toute autre manière dans le ré- cipient de réaction 390. Le liquide d'entraînement avec les particules qu'il contient encore éventuellement ar- rive par le tuyau 400 dans un autre récipient à bouillie , 402 dans lequel il subit une agitation pour empêcher les très fines particules ayant passé à travers le tamis 396 de se déposer. On peut faire arriver un supplément de liquide à ce moment par le tuyau 404.
Les pompes 406 recyclent alors le liquide en le faisant passer par les échangeurs de chaleur 408 et le tuyau 386, puis par la tuyère de pulvérisation 374. On voit donc que l'instal- lation décrite ci-dessus est une installation complètement fermée, à atmosphère conditionnée, de fragmentation d'une
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matière solide et de transport des copeaux coupés dans un récipient de réaction.
Forme de réalisatior. des figures 16 et 17
Les figures 16 et 17 représentent une autre ma- chine à fragmenter oonstruite suivant l'invention, dési- gnée d'une manière générale par 500 et comportant une en- veloppe de support 502, dans laquelle est montée une con- sole de support de portée 504 espacée de sa paroi posté- rieure 505. Un arbre de commande 506 est monté à rotation dans des roulements 508 et 510 respectifs de la console de support 504 et de la paroi postérieure de l'enveloppe de support 502. Une poulie 512 est montée par des canne- lures sur l'arbre de commande 506 et est commandée par un moteur électrique 514 par l'ir 3rmédiaire d'une poulie commandée 516 et d'une courroie 518.
Un carter 520 d'une transmission planétaire est monté dans l'enveloppe de support 502 et comporte une pa- roi postérieure 522, une paroi antérieure 524 et une paroi latérale cylindrique 526. Le carter 520 est monté à rota- tion sur l'arbre de commande 506 par des roulements 528 et 530 montés respectivement dans la paroi postérieure 522 et dans la paroi antérieure 524. On voit donc que le car- ter 520 peut tourner librement dans l'enveloppe de support 502 et que l'arbre de commande 506 peut tourner librement par rapport à l'enveloppe de support 502 et au carter 520, à part la transmission différentielle, ainsi qu'il est décrit ci-après en détail.
Quatre arbres de support d'éléments de coupe, désignés chacun par 532, sont montés à rotation respecti- vement dans les parois postérieure 522 et antérieure 524
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du carter 520 par des roulements 534 et 536. Les quatre arbres 532 de support des éléments de coupe sont unifor- mément répartis autour du carter circulaire 520 à peu près comme l'indique la figure 17. Un élément de coupe en forme de disque 538 est monté par des cannelures sur chacun des arbres 532.
Les dimensions et la forme de construction des éléments de coupe 538 sont à peu près identiques à celles de l'élément de coupe 22 de la machine fragmenter 10, sauf que pour des lingots de mêmes di- mensions, le corps en forme de disque et les lames des éléments de coupe sont de préférence respectivement un peu plus épais et plus longs, pour tenir compte de l'an- gle suivant lequel arrive le lingot, ainsi qu'on le verra plus loin en détail.
Les quatre arbres 532 des éléments de coupe reçoivent un mouvement de rotation par une trans- mission planétaire qui comporte une roue planétaire 540 de diamètre relativement grand, montée par des cannelures sur l'arbre de commande 506 et engrénant avec quatre roues satellites de plus petit diamètre 542, montées chacune par des cannelures sur un des arbres 532 des éléments de coupe, dont deux seulement sont visibles sur la figure 16.
Par suite, lorsque le moteur de commande 514 fait tourner l'arbre de commande 506, les quatre éléments de coupe 538 tournent à peu près à la même vitesse par l'intermédiaire de la roue planétaire 540 et des roues satellites respec- tives 542.
Le carter 520 de la transmission planétaire et par suite les quatre éléments de coupe 538 tournent autour de l'arbre de commande 506 sous l'action d'une transmission différentielle se composant d'une roue 544 montée par des cannelures sur l'arbre de commande 506,
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d'une roue 546 montée à rotation sur un des arbres 532 des éléments de coupe par un roulement 548, d'une roue 550 accouplée sous forme rigide à la roue 546 et également montée à rotation sur l'arbre 532 de l'élément de coupe par un roulement 552 et d'une roue 554 montée à rotation sur l'arbre de commande 506 par un roulement 556.
On remarquera que le diamètre de la roue 544 est plus petit que celui de la roue 554 pour obtenir une différence de vitesse entre ces deux roues et faire ainsi avancer le carter 520 de la transmission planétaire autour de l'arbre de commande 506, ainsi qu'on le verra plus loin en détail.
Les lingots de la charge 560, à peu près du même type que les lingots 156 antérieurement décrits, peuvent être introduits par un trou 562 de la paroi latérale 564 de l'enveloppe de suppoit 502 pr plusieurs galets d'avan- cement 566 qui peuvent être commandés d'une manière quel- conque appropriée, non représentée. Une plaque de gui- dage 568 peut être disposée dans l'enveloppe de support 502 et le lingot de la charge 560 peut être saisi et ser- ré entre la plaque de guidage 568 et un taquet 570 poussé par un ressort. Le taquet 570'peut être poussé par plu- sieurs ressorts 572 réunis à une porte 574 et à l'enve- loppe de support 502.
La porte 574 peut être supportée par une charnière 576 et fermée par un verrou du type d'une semelle (non représenté) de façon à comprimer les ressorts 572 ainsi qu'une garniture élastique 578 dispo- sée autour de la périphérie de la porte 574 et à former une enceinte sensiblement hermétique.
Un rebord antérieur circulaire 580 peut être disposé dans l'enveloppe de support 502 en avant du car- ter 520 de la transmission planétaire. Une garniture
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élastique, oiroulaire, 582, de la forme représentée en coupe peut être posée ensuite autour de la périphérie de la paroi antérieure 524 du carter 520 ot glissée sur le rebord circulaire 580 pendant que le carter 520 tourne, de façon à former un joint complètement étanche permettant de conditionner l'atmosphère de la zone de fragmentation 594. On remarquera que le lingot de la charge 560 arrive dans le plan des éléments de coupe rotatifs 538 en fai- sant un certain angle avec ces éléments (fig.16).
Fonctionnement de la forme de réalisation des figures 16 et 17
On suppose que le lingot de la charge 560 arrive d'une manière continue en passant par le trou 562 et entre la plaque da guidage 568 et le taquet 570 poussé par les ressorts, à peu près dans la position de la figure 16.
On suppose aussi que le moteur 514 fait avancer la cour- roie 518 dans la direction de la flèche 384. L'arbre de commande 506 tourne alors dans le sens des aiguilles d'une montre (fig.17), correspondant à la direction de la flèche 586 (fig. 16). Les arbres 532 des éléments de coupe sont alors entraînés par la roue planétaire 540 et les roues satellites 542 dans la direction des flèches 588 (fig.16), do sorte que les éléments de coupe 538 tournent en sens inverse des aiguilles d'une montre (fig. 17) indiqué par les flèches 590. En même temps, le carter 520 de la transmission planétaire et par suite les éléments de coupe 538 tournent beaucoup moins vite dans le sens des aiguilles d'une montre, indiqué par les flèches 592 (fig. 17).
Ce résultat est obtenu par la transmission à vitesse différentielle formée par les
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roues 544,546 et 554. Il est facile de voir que la roue 554 tourne moins vite que la roue 544 puisque son diamè- tre est plus grand. Etant donné que l'arbre de commande 506 et par suite la roue 544 tournent dans le sens des aiguilles d'une montre, la roue 554 tourne aussi dans ce sens, mais moins vite. La roue 554 peut donc être consi- dérée comme tournant en sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à la roue 544, et comme cette dernière roue forme l'accouplement avec la source d'énergie, elle peut être considérée comme étant immobile.
Le mouvement de la roue 554 transmet aux roues 550 et 546 un mouvement de rotation relatif dans le sens des aiguilles d'une mon- tre et, par l'intermédiaire des arbres 532 des éléments de coupe et de la roue 544, fait tourner le carter 520 de la transmission planétaire au@@@r de l'arbre 506 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à l'enveloppe de support 52 et par suite par rapport au lingot 560.
Les éléments de coupe 538 tournent donc à vi- tesse relativement grande et suivent en même temps un trajet circulaire. Le lingot de la charge 560 avance d'un mouvement continu en coupant le trajet circulaire suivi par les éléments de coupe 538 dans la zone de frag- mentation 594 et est découpé en petites paillettes de la manière décrite ci-dessus à propos de la machine 4 frag- menter 10. Il est facile de voir également qu'on peut disposer une tuyère dirigeant un liquide de refroidisse- ment et de nettoyage dans la zone de fragmentation 594 et que des dispositifs peuvent être prévus dans la partie inférieure de l'enveloppe de support 502 pour retirer le liquide et les particules entraînées.
Des dispositifs peuvent également être prévus pour introduire un gaz
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inerte dans l'enveloppe à une pression supérieure à la pression atmosphérique, pour empêcher la surface des particules de s'oxyder au fur et à mesure qu'elles se forment.
Il ressort de la description détaillée qui précède de plusieurs formes préférées de réalisation de l'invention que la nouvelle machine perfectionnée de fragmentation de l'invention permet de couper une matière solide flexible, telle que l'aluminium en un grand nombre de particules minces analogues à des paillettes de grande surface par rapport au volume. Toutes les surfaces des paillettes sont coupées de sorte qu'on peut ainsi frag- menter des métaux flexibles, tels que l'aluminium,
Bien entendu, l'invention ne doit pas être con- sidérée comme limitée aux formes de réalisation repré- sentées et décrites qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.
EMI36.1
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"Machine for chipping flexible solids such as aluminum"
The present invention relates to the fragmentation and more particularly, but not exclusively, to a machine for cutting flexible materials such as aluminum, into small chips having a large surface area relative to the volume and for carrying out the grinding in a conditioned atmosphere. born.
In a large number of applications there is a particular need for small metal particles of large surface area to volume. This is the case in particular when the metallic particles are to be used in a chemical reaction, the speed of which is increased by increasing the extent of the available surface.
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metal. For example, it is necessary in the industrial preparation of aluminum alkyls and Grignard reagents to have metal particles of large surface area relative to volume in order to obtain the best possible yield. Also, in the preparation of aluminum paint pigments, the finer the aluminum particles from the grinding operation in the ball mill, the higher the cost of manufacturing a pigment. of given quality is low.
When the metal is to participate in a chemical reaction, it is generally advantageous, if not absolutely essential, to prevent air and / or moisture from coming into contact with the newly formed metal surface.
This is the case in particular with aluminum, which oxidizes almost instantaneously in the atmosphere by being covered with an oxide film which obviously retards the chemical reaction to a considerable extent. Likewise, some pure metals, such as aluminum, are difficult to obtain as small chips of large area relative to volume because the metal is flexible and does not easily break into chips. As a result, traces of other metals are often added to improve the chip breaking characteristics of the pure metal. But in certain cases and especially when the metallic particles are to participate in chemical reactions, even the addition of traces of other metals is harmful.
In addition, the proportion of metal additives which is necessary to obtain the desired chip breaking characteristics often makes the operation expensive. r
The invention relates to a novel fragmenting machine exerting an exclusively cutting action at the
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instead of a chiselling action, which allows a flexible solid material, such as pure aluminum, to be cut into a very large number of relatively fine particles with a large surface area relative to the volume.
The new machine generally comprises at least one rotary cutting element with an axis of rotation on which is disposed at least one cutting blade, and a device in operative connection with the rotary cutting element, which rotates. this element around its axis of rotation and at the same time causes the movement of this axis along a path bringing the solid material into the path of the cutting element, which cuts it into a large number of particles thin glitter-like.
The invention also relates to novel mechanisms which cause simultaneous rotational and translational movements of the cutting element along this path, novel devices automatically bringing solid material into the path of the cutting element, devices for conditioning the atmosphere in the cutting zone so as to eliminate the risk of oxidation of the newly formed surfaces, devices for continuous cooling and lubrication of the cutting element and for removing the cutting element zone for fragmentation of the newly cut flakes, and an overall installation for cutting the material into flakes and for transporting the flakes in a chemical reaction vessel or other treatment apparatus in a permanently conditioned atmosphere.
The invention therefore proposes to provide - an improved fragmenting machine for cutting a flexible solid material into a large number of parts.
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thin, flake-like gills of large area in relation to volume; a fragmenting machine, which cuts, instead of breaking, a flexible solid material such as aluminum; , a mechanism for oscillating a rotating cutting element in an arcuate path;
, a mechanism causing the movement of several rotating elements along a circular path; . a new fragmenting machine of the aforementioned type, in which the atmosphere of the fragmentation zone can be conditioned in such a way as to prevent the particles from being oxidized or otherwise encased; . a fragmenting machine of the aforementioned type, into which a stream of liquid and gas can be introduced to simultaneously condition the atmosphere in which the cutting operation takes place, to cool, lubricate and clean the cutting element and to remove from the fragmentation zone the cut particles;
. a plant for cutting a solid material into a large number of small particles and transporting the particles to a reaction vessel in a conditioned atmosphere; - an improved rotary cutting element for use in a fragmenting machine of the type described above; a machine to be fragmented of the type described above, which is easy and inexpensive to construct and whose life is long and its operation is safe and economical.
Various other characteristics and advantages of the invention will become apparent during the description.
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which is given below in the accompanying drawings on which: FIG. 1 is a side elevation of a fragementing machine constructed according to the invention, including the covering plate of the fragmentation has been removed and the swing arm is in the upper position, Figure 2 is a plan view of the fragmenting machine of Figure 1 with the swing arm in a horizontal position, Figure 3 is an elevation side of the right-hand side of the fragmenting machine of figure 1, of which, the swinging arm is in a horizontal position, figure A is a cut roughly along line 4-4 of figure 3,
the backing plate of which is torn off to reveal other construction details and the swing arm in the upper position, Figure 5 is a section approximately on line 5-5 of Figures 2 or 6, the swing arm being in a horizontal position, FIG. 6 is a section approximately along line 6-6 of fibure 5, FIG. 7 is a section approximately along line 7-7 of FIG. 5, FIG. 8 is a section taken approximately on line 8-8 of Figure 1, Figure 9 is a section approximately on line 9-9 of Figure 8, Figure 10 is a side elevation of a peripheral portion of the rotary cutting element of the
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fragmenting machine of figure 1,
Figure 11 is a perspective view of two adjacent cutting blades of the cutting element of Figure 10, Figure 12 is a perspective view of two other adjacent cutting blades, which can replace the cutting blades of figure 11 on the cutting element of figure 10, figure 13 is a schematic diagram of the hydraulic installation of the chopping machine of fig. 1, figure 14 is a schematic diagram of a plant constructed according to the invention, serving to fragment aluminum or other reactive metal and to transport the fragmented particles in a reaction vessel in a conditioned atmosphere,
Figure 15 is a schematic elevation of two bars for feeding the fragmenting machine of Figure 1 ', Figure 16 is a schematic horizontal section of another fragmenting machine constructed in accordance with the invention, and Figure 17 is a schematic front elevation of the chopping machine of Figure 16.
The fragmenting machine constructed according to the invention, generally denoted by 10, comprises a base 12 of any suitable form of construction but preferably comprising four side walls and an upper wall which form a storage tank. fluid of the hydraulic control system described later. A first support plate
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vertical 14 is joined to the base 12 and preferably occupies a vertical position, as indicated by the lateral elevation of FIG. 3. The first vertical anterior support plate 14 may be of generally square shape (FIGS. . 1 and 4) and can be made of sheet steel with a thickness of about 25 mm.
A second, posterior, vertical support plate 16, substantially parallel to the first support plate 14, is also joined to the base 12. A horizontal, upper spacer plate, 18, joins the midpoints of the vertical plates 14 and 16. and a lower horizontal spacer plate 20 joins the lower ends of the vertical plates 14 and 16. The spacer plates 18 and 20 serve not only to brace the vertical plates 14 and 16, but also as consoles. assembly of the elements described below.
A rotary cutting element, generally designated 22, consists of a disc-shaped body 24 with an axis of rotation 26. The diameter of the cutting element 22 may be about 20 cm and its thickness of about 38 mm, and it has several cutting blades 28 peripherally spaced around the cutting element 22 and preferably substantially parallel to the axis of rotation 26. The cutting blades 28a and 28b may be formed by machining of the body 24, but preferably consists of inserts of elongated shape (Figs. 11 or 12) as described below.
The blades 28a and 28b may preferably be of tungsten carbide or other suitable cutting material and may be brazed or otherwise secured to protruding portions 30 on the body 24.
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(fig. 10). The blades 28 are preferably inclined forward in the direction of rotational movement indicated by arrow 32, at an angle 34 with a radius 36 extending from the axis of rotation of the cutting element 22.
The cutting blades 28a and 28b have respective cutting edges 38a and 38b, which are divided into several respective, slightly spaced teeth 40a and 40b (Fig. 11) by several transverse grooves 42a and 42b.
It will be noted that the teeth 40a are offset with respect to the teeth 40b and that consequently the teeth 40a cover the grooves 42b and the teeth 40b the grooves 42a, thus completely cutting the solid material, as will be seen later.
The cutting blades of cutting element 22 may also have approximately the shape of Figure 12 in which they are designated 44a and 44b. Note that the teeth 46a are offset from the teeth 46b which are separated by an interval nearly equal to the width of a tooth so as to form respective intervals 48a and 48b. It can therefore be seen that the teeth 46a cover the intervals 48b and the teeth 46b the intervals 48a, thus completely cutting off the solid material, as will be seen in detail later.
The cutting element 22 rotates around its axis of rotation 26 which receives a translational movement following a path in an arc of a circle under the action of the new mechanism described below. The rotary cutting element 22 is mounted on a shaft 50 which obviously coincides with the axis of rotation 26 and is shown in dotted lines (figs. 2 and 3), The shaft 50 is mounted for rotation in an arm 52 (figs . 2, 3 and 6). The arm 52 is articulated between
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the vertical support plates 14 and 16 and receives an oscillating movement about an axis 54 (fig. 1, 4 and 5).
The arm 52 can be rotatably mounted in the vertical plate 14 by an anterior truncated shaft portion in a single piece, 56, and in the vertical support plate 16 by a rotation axis 58 (Fig. 2). The shaft 58 is rotatably mounted in a suitable surface (not shown) of the rear vertical support plate 16 and is further extended rearwardly so as to rotatably mount a double pulley described below. It can therefore be seen that the arm 52 can oscillate around the axis of oscillation 54. It is ensured that the cutting element 22 can receive an oscillating translational movement along an arcuate path, forming in the plate of support 14 a circular arc window 84, housing the shaft 50 (fig. 1, 5 and 6).
The cutting element 22 rotates around its axis of rotation 26 under the action of an electric motor 60 and a belt drive transmission which has a pulley 62 mounted by splines on the drive shaft 64 of the drive. electric motor 60, a double pulley 66 mounted for rotation in a suitable seat (not shown) on the axis of rotation 58 and a pulley 68 mounted by splines on the posterior end of the shaft 60. synchronization 70 passes over the pulley 62 and over the outer pulley of the double pulley 66.
A second timing belt 72 passes over the inner pulley of the double pulley 66 and over the pulley 68 ..., since the axis of rotation 58 coincides with the axis of rotation 54 of the arm 52, it is obvious that the rotational movement can be transmitted from the shaft
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64 from the electric motor 60 through the belt 70, the double pulley 66, the belt 72, the pulley 68 and the shaft 50 to the cutting element 22 while the arm 52 oscillates around the axis 54, thus as described below. The belt 72 can be tensioned by a idle roller 74 which can be mounted for rotation by a suitable bracket 76 (fig. 4) joined to the arm 52.
The belt 70 can be toned by the weight of the electric motor 60, preferably joined to a base plate 78 articulated by a pin 80 on a console 82, itself joined to the base 12.
The mechanism which oscillates the arm 52 and hence the cutting element 22 comprises a hydraulic cylinder. upper 86 and a lower hydraulic cylinder 88. The upper end of the upper hydraulic cylinder 86 can be hinged to a pin 90 disposed between brackets 92 and 94 at angles (Fig. 2). The support angles 92 and 94 are joined to the support plate 14 by respective bolts 96 and 98. The lower end of the lower cylinder 88 can be hinged by a pin 100 and a bracket 101 to. the aforementioned lower spacer plate 20 (Figs. 3 and 4).
The piston rod 102 of the hydraulic cylinder 86 is joined to a chain portion 104 directed up and down, passing over a semi-circular chain sprocket 106 joined to the arm 52 and attaching to point 108 on the chain sprocket.
The piston rod 110 of the lower hydraulic cylinder 88 is joined to a chain portion 112 directed from bottom to top and passing over another semi-circular chain sprocket 114. As a result, when the piston rod
102 rises under the effect of the hydraulic fluid under pressure arriving in the upper cylinder 86, as well as
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As will be seen in detail later, the arm 52 rotates counterclockwise (fig. 4), so that the cutting element 22 follows an up and down path along the arched window of circle 84 (fig. 1).
Then, when the hydraulic fluid arrives in the lower cylinder 88, so as to lower the ti, a of piston 110, the chain 112 causes the arm 52 to oscillate in the direction of clockwise (fig. 4). thereby imparting to the cutting element 22 a stroke from bottom to top (fig.1).
The hydraulic circuit causing the aforementioned movements is described below in detail.
An envelope for forming an atmosphere conditioned around the cutting element 22, generally designated 120, has a rear portion (Fig. 1) formed by the plate 14, and a sealing plate. annular 122, the respective outer and inner edges 122a and 122b of which cover the window 84 in an arc of a circle. The annular plate 122 is shown in dotted lines (fig.5) and is disposed behind the plate 14 (fig.6). It has a hole through the tree
50 which rotates cutting element 22 and is rigidly coupled to the outer end of arm 52 so as to oscillate with it. An elastic gasket 124 is disposed around the arcuate window 84 and between the annular plate 122 and the anterior vertical support plate 14.
A clamp ring 126, the shape of which corresponds to that of the elongated arcuate window 84, passes over the outer and inner edges
122a and 122b of the annular plate 122 around the entire periphery of the arcuate window 84 (fig. 4 and 6), The clamping ring 126 can be joined to the
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main vertical support plate 14 by bolts 128. Of course, the ends of the clamp ring 126 are not bolted to the plate 14 to allow the annular plate 122 to slide freely between the clamp ring 126 and the packing 124 while the arm 52 is swinging.
It can therefore be seen that when the arm 52 oscillates, the sealing plate 122 is permanently retained against the elastic packing 124 and forms a substantially hermetic seal with the support plate 14.
The sides of the atmosphere conditioning envelope 120 are formed by a plate 130 bent so as to make it take the shape of Figures 1 and 5 and welded to the vertical support plate 14. The bottom of the plate side wall 130 is inclined downwards so as to form a funnel 132 which terminates in a circular pipe 134 which can be introduced or otherwise joined in a pipe 136 terminating at another place of the installation, as well as we will see it in detail later.
A feed chamber, generally designated 140, forms part of the left side of the side wall plate 130 (Figs. 1 and 5). The feed chamber accommodates material retaining members, and is formed by respective upper and lower plates 142 and 144, joined to the vertical support plate 14 and by a front plate 146 joined to the plates 142. and 144 by welding or in any other suitable manner.
Several elastic packing plates 148 are joined at the ends of the plates 142, 144 and 146 by suitable bolts 150, also pass (fig. 6) through a hole of larger section of
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the support plate 14 and are joined to this slap by bolts 154. The elastic packing plates 148 are pierced with elongated holes in which the ingots of the charge 156 pass without play so as to maintain the conditioned atmosphere in the support plate. envelope 120 while the ingots of charge 156 arrive in the fragmentation zone, as will be seen later in detail. The atmosphere conditioning envelope 120 is completed by a cover plate 159 shown in section in FIG. 6 and in elevation in FIGS. 2 and 3.
Note that the cover vamp 159 has been removed in Figure 1 and that threaded holes 160 are drilled at several points inside the side wall plate 130 so as to accommodate bolts 162 which pass through the plate. cover plate 159 and secure it in position.
It will be noted (figs. 5, 6 and 7) that the solid ingots of the load 156 are of elongated shape and of rectangular section (fies. 7 and 15). The ingots of charge 156 can be of any size and their ends can be any suitable shape. For example, ingots of a suitable shape have a V-shaped groove 170 at their anterior end, i.e. which first enters the conditioning envelope 120 of the atmosphere. , and a corresponding point 172 at their posterior end, so that successive ingots fit together roughly as shown in Figure 15.
As the ingots of the charge enter the atmosphere conditioning chamber 120 passing through the elastic plates. 148, under the action of a
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feed mechanism described in detail below, they are strongly held in the chamber 140 by three tabs 174, 176 and 178 pushed by springs.
The latch 174 is disposed between the top plate 142 of the chamber 140 and the top edge of the load inlet 156 and pushes the lincot up and down against the bottom plate 144. A locating pin 180 screws into it. the top plate 142 and passes through a hole 182 of the cleat 174. This form of construction allows the cleat 174 to receive movement in the vertical direction while preventing it from moving in the horizontal direction (Fig.5). Two springs 184 and 186 are arranged between the plate 142 and the stopper 174 so as to push this stopper up and down against the upper edge of the ingot of the charge 156.
The thrust of the springs 184 and 186 can be adjusted by Allen screws 188 and 190 which screw into the plate 142 and the stopper 174 can be removed from the ingot path of the charge for entry into the machine.
The tab 176 pushes the ingot of charge 156 against the anterior support plate 14. Four locating studs 192 screw into the posterior face of the anterior plate 146 and pass through a spacer plate 194 which can be attached to the back plate. plate 156 and in holes in lug 176 to prevent that lug from moving in the direction of ingot movement of the charge. Six springs 196 are disposed between the spacer plate 194 and the lug 176, which is thus urged continuously against the ingot of charge 156.
The thrust force of each of the springs 196 can be adjusted by Allen screws 198 and the cleat 176 can be adjusted.
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withdrawn from the path of ingot 156 to allow this ingot to be introduced into the machine.
The stopper 178 is held in place by two guide pins 200 (fig. 1) and is pushed against the ingot of the load 156 by three springs 202, only one of which is visible in FIG. 6 and the thrust of which can be adjusted by three. Allen screw 204. Of course, the stopper 176 also pushes the ingot of the charge against the vertical support plate 14 and, in combination with the stopper 174 and the bottom plate 144, strongly retains the ingot 156 in its position while the cutting element 22 cuts the front end thereof, as will be seen in detail below. The main purpose of the stopper 156 is to retain the posterior end 172 of each of the ingots of the charge 156 as long as possible, as will be seen in detail below.
The ingots of charge 156 are supported on board by a rail 209 joined to the front support plate 14 and disposed at the same height as the lower plate 144 of the chamber 140. The ingots of the charge 156 are pushed into chamber 140 and into the path of cutting element 22, which can be considered to form the fragmentation zone, by an advancing mechanism generally referred to as 210. The advancing mechanism 210 has two right triangle shaped support plates, 212 and 214, which are welded to respective ribbed plates 216 and 218 and to respective donkey plates 220 and 222 so as to form two one-piece building elements.
The ribbed plates 216 and 218 are disposed in contact with the vertical anterior plate 14 and can be there
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welded, bolted or otherwise fixed, so that the triangular plates 212 and 214 are arranged horizontally and parallel to each other and perpendicular to the vertical support plate 14.
A bearing block 224 is joined to the web plate 220 and to the top of the triangular plate 212 on the side opposite the vertical support plate 14. A similar bearing block 226 is joined at the top of the triangular plate 214. and at the end of the web plate 220. An arm-shaped plate 228 is disposed on the field and is joined to a hinge body 230 pierced with a vertical hole between the bearing blocks 224 and 226 ( fig. 8). An axis 232 can then be inserted into the holes of the bearing block 226, the hinge body 230 and the bearing block 224, so that the plate 228 can freely oscillate about a vertical axis coinciding with the axis. 232.
The arm-shaped plate 228 passes through hole 162 of the vertical support plate 14 and has respective upper and lower reinforcing flange plates 234 and 236, welded along the upper and lower edges, respectively. The arm-shaped plate 228 is pierced with a hole 238 (fig. 9) through which the ingot of charge 156 passes. This is clamped between an anterior jaw 240 and a posterior jaw 242. The anterior jaw 240 is generally rectangular in shape (fig. 1) and preferably has a side flange angled from bottom to top 244 and a side flange angled from top to bottom 246 adjacent to respective guide bars 248 and 250 joined together. the plate in the form of an arm 228 and protruding from this plate
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(fig. 8).
Guide bars 248 and 250 are adjacent to the upper 252 and lower 254 sides of the anterior jaw 240, so as to limit movement of the jaw 240 horizontally with respect to the arm-shaped plate 228. The anterior jaw 240 is ao- coupled by a ball joint 256 to an arm 258 articulated on a block 260, itself joined to the plate in the form of an arm 228. The arm 258 preferably comprises a threaded portion, making it possible to adjust it. the length.
The posterior jaw 242 also has a bottom-up flange 262 and a top-down flange 264 adjacent to respective guide bars 266 and 268 protruding from the arm-shaped plate 228. The guide bars 266 and 268 are adjacent to the upper and lower edges of the hind jaw 242, so as to limit movement thereof in the horizontal plane. Jaw 242 is also coupled by a ball joint 270 to an arm 272, the length of which can be adjusted and which is articulated on a block 274, itself joined to the arm-shaped plate 228.
The cylinder 276 of a hydraulic linear control element 278 is articulated by a bracket 280 on the anterior support plate 14. The piston rod 282 of the element 278 is articulated by a pin 284 and an oonsole 286 on the shaft. arm-shaped plate 228. As a result, when hydraulic fluid enters through pipe 288 into the posterior end of member 278, arm 228 oscillates counterclockwise about the axis. 232 (fig. 8). When the hydraulic fluid arrives through the pipe 290, the arm 228 oscillates clockwise around the axis.
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232.
As the arm 228 swings counterclockwise with the fluid coming in through tube 288, the arms; 258 and 272 tend to swing in the direction of the arm-shaped plate 228 and wedge Jaws 240 and 242 against the ingot of the charge
156 by tightening it strongly. At the same time, the ingot of the charge 156 advances in the direction in which the arm 228 oscillates and therefore passes the tabs 174,
176 and 178 and arrives in the path of the cutting element
22.
Of course, when the arm 228 turns counterclockwise, the arms 258 and 272 oscillate away from the arm 228 and loosen the jaws 240 and 242, so that the tabs 174, 176 and
178 strongly retain the ingot of charge 156 in its advancing position, preventing it from coming back.
The length of the stroke of the arm 228 and therefore the distance over which the ingot of the charge
156 advance during each stroke can be adjusted by a bolt 292 which contacts the arm 228 and interrupts its movement. The bolt 292 can be screwed into a bracket 294 which itself can be joined to the plate 146 of the chamber 140. A rossort à. coil 296 is disposed between jaw 240 and an arm 298 coupled to arm 294. A similar spring, 300, is disposed between jaw 242 and a portion 302 directed up and down the anterior support plate 14 (fics. 1 and 8).
The springs 296 and 300 continuously push the jaws 240 and 242 back and forth and, under the action of the oscillating arms 258 and 272, against the ingot of the load 156 so as to ensure the regular operation
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link of the advancement mechanism.
The hydraulic system which oscillates arm 52 and operates the advancement mechanism
210 is shown schematically in Figure 13.
A supply tank or basin 310 can be formed in the base 12, as has already been said. The hydraulic fluid is sucked into the reservoir 310 through a filter 312, by a pump 314 controlled by an electric motor 316. This can be installed at any suitable point on the base 12, much like the indicate Figures 3 to 5, but to simplify the hydraulic fluid circulation pipes of the installation are not shown, except diagrammatically in Figure 13. The pump 314 is preferably of the constant pressure type and relays. the pressurized fluid through an inlet pipe 318 into a four-way valve 320. This is hydraulically actuated by a pilot valve 322, as will be seen in detail below.
A pipe 324 communicates an outlet of the four-way valve 320 with the stem side end of the hydraulic cylinder 88.
The cylinder head side end of cylinder 88 communicates through pipe 328 with reservoir 310, represented by the usual symbol. Another pipe 328 connects the other outlet of the four-way valve 320 with the stem side end of the cylinder. Hydraulic dre 86. The end of the side of the cylinder head of cylinder 86 also communicates with the reservoir 310 by a pipe 330.
A return pipe 332 from the four-way valve 320 passes through a variable-section orifice device 334, in order to regulate the speed.
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oscillation of the arm 52 as will be seen later, and ultimately ends in a pipe 336 back in the tank 310.
The hydraulic fluid from the pump 314 also passes through a pipe 338 and through a check valve 340 to arrive in an accumulator tank 342. The hydraulic fluid having passed through the check valve 340 and leaving the accumulator tank 342 arrives through a pipe 344 at the inlet of a four-way pilot valve 322. A pipe 348 communicates an outlet of the pilot valve 322 with a control pilot cylinder 348 of the four-way valve 320. Another pipe 350 forms The other pilot valve outlet 322 communicates with the other pilot cylinder 352 of the four-way valve 320. A return pipe 354 from the pilot valve 322 returns fluid to reservoir 310.
The pilot valve 322 is mechanically pushed between its two operating positions by an appropriate mechanical control device 322a supported by a bracket 323 (fig.4) and actuated by cams 358 and 360 arranged on the arm 52. The cams 358 and 360 are shown in Figure 3 as well as in Figure 13.
The pilot valve 322 remains in either of its positions until it is mechanically pushed by the cams and is brought into the position of Fig. 13 when the cam 360 comes into contact with it and into its place. another position by the cam 358 coming into contact with it, so as to move the arm 52 back and forth as is described in detail below.
The hydraulic fluid which has passed through the
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Check valve 340 also enters through pipe 354 the inlet of a four-way ingot advancement control valve 366, in a position materially adjacent to mechanism 322a of the valve pi - batch mounted on the console 323. The valve 366 for controlling the advancement movement of the ingot is pushed by a spring in the position of FIG. 13 and is pushed mechanically in its other position by cams 367 coming from its contact at the upper end of the upstroke and at the lower end of the downstroke, as will be seen in detail later.
A pipe 368 communicates an outlet port of the ingot advancement control valve 366
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Thydra.u- with the end of the cylinder rod side + 276 of L the linear actuator 278, and another pipe 370 communicates the aforementioned valve 366 with the end of the cylinder head side of the cylinder 276 A return pipe 372 communicates the valve 366 with the return pipe 354 so as to return the hydraulic fluid to the reservoir 310.
A liquid spray nozzle 374 directs a flow of fluid to the point of contact between the rotating cutting element 22 and the ingot of the charge 156 to cool and lubricate these two elements. The spray nozzle 374 may consist of a short tube, flattened at one end, and mated by a fitting 376 on an adapter elbow 378 which passes through a hole in the seal plate 122 and screws into the former. front end of a fluid passage channel disposed in a block 380. The latter is coupled to the arm 52 (figs. 2 and 4).
Block 380 is not shown on the
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Figure 3 to show the chain sprockets 106 and 114. A flexible pipe 382 connects to the posterior end of the passage channel of the block 380 and is coupled by a suitable fitting 384 with a rigid pipe 386 joined to the base member 12 or other rigid structural member.
A twin installation, built according to the invention, generally designated by 388, may include (fig. 14) duplicate elements in all cases, except a reaction vessel 390, and therefore the duplicate elements will be specified by suffixes a and b, Two fragmenting machines 10a and 10b as described above communicate by pipes 136a and 136b with slurry vessels 392a and 392b continuously agitated by respective suitable agitators 394a and 394b, The slurry of aluminum shells described below can be pumped out of one or the other of the receptacles 392a or 392b, by one of the three pumps 395 in one or the other of the two devices for separating solids and liquids,
such as mash screens 396a and 396b which separate the chips from the fluid. Chips arrive directly through pipe 398 into reaction vessel 390. Liquid passes through pipe 400 into another slurry vessel 402 which has pipe 404 for introducing additional liquid. The liquid, in principle free of chips, leaving the slurry container 402 is delivered by one of the three pumps 406 into one of the two heat exchangers 408a and 408b. The liquid leaving these heat exchangers returns through a pipe 410 to the pipes 386a and 386b of the heat exchangers.
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fragment 10a and 10b respectively.
An inert gas arrives under pressure in the pipe 410 so as to expel the air from the conditioning envelope 120 and to maintain an inert atmosphere around the cutting element 22 and the end of the ingot of the charge 156.
Operation
After having completely assembled the chopping machine 10 as shown and before actuating the hydraulic pump motor 316 or the electric motor 60, an ingot of charge 156 is placed on the guide rail. 209 and passed between the jaws 240 and 242. The ingot 156 can easily be passed between the jaws 240 and 242, since the hydraulic linear actuator 278 is not pressurized. . The tabs 174, 176 and 178 must be removed from the ingot path by adjusting the respective Allen screws which adjust the thrust of the various springs. Ingot 156 can then easily pass through holes in resilient seal plates 148 and between tabs and plates 14 and 244.
Then we tighten the Allen screws to exert the desired clamping force on the 156 ingot. It is easy to see that this operation is obviously only necessary for the first ingot, since the following ingots arrive automatically and continuously in the fragmentation zone, as will be seen in detail below.
The pumps 406 are then started so as to discharge the purging liquid, which may consist of kerosene or one of the liquid reagents of the operation to be ef-
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Feotuer in the reaction vessel 390, through the pipes 382 to vaporize it through the nozzle 374 and the electric motor 60 and the electric motor 316 of the pump are then started. The hydraulic fluid delivered by pump 314 then arrives through pipe 318 to control valve 320, through pipe 338 to check valve 340, through pipe 344 to pilot valve 322, and through pipe 364 to the control valve. ingot advancement control valve 366.
Assuming that the arm 52 occupies an intermediate position in which the ingot advancement control valve 366 occupies its spring-pushed position of FIG. 13, the hydraulic fluid arrives through the pipe 368 in the end. side of the rod of the linear control member 278 and the arm-shaped plate 228 comes into its posterior position with respect to the direction of advancing movement of the ingot and hence is in a position corresponding to a run on before, as described below.
Assuming that the pilot valve 322 and the control valve 320 occupy the position of Figure 13, the hydraulic fluid arrives through the pipe 324 in the end of the rod side of the lower hydraulic cylinder 88, so as to lower piston rod 102 and 4 swing arm 52 and cutting element 22 up and down. At the same time, hydraulic fluid exits cylinder 86 through pipe 328, control valve 320 , the pipe 332, the orifice device of reduced section 334 and the pipe 336 and arrives in the reservoir 310. The setting position of the orifice device of reduced section 334 obviously adjusts the vis-
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tess at which the arm 52 rotates and oscillates.
When the arm 52 arrives at the upper end of the upstroke, the cam 360 first contacts the cam control member 322a which causes the valve 322 to exit the position of Figure 3, causing thereby arriving the high pressure fluid from accumulator reservoir 342 through pipe 344 into a pilot cylinder, thereby changing the position of control valve 320.
When this valve leaves the position of Figure 13, the high pressure hydraulic fluid from pump 314 flows through pipe 328 into the end of the rod side of the upper hydraulic cylinder 86 and the upper piston rod 102 rises. thereby oscillating arm 52 counterclockwise (Fig. 13) and causing cutting element 22 to travel up and down.
However, the cam 367 contacts the control element 366a at about the time that the cam 360 contacts the control element 322a and mechanically moves the spring-urged control valve 366 into a position. other than that shown, so as to pass the high pressure fluid from the pipe 364 into the pipe 370 and cause it to flow into the end of the cylinder head side of the hydraulic cylinder 276. As a result, the arm-shaped plate 228 advance immediately and jaws 240 and 242 grip and advance the ingot of charge 156 a distance equal to a fraction of a centimeter, determined by adjusting bolt 292 in the direction of travel in arc of the cutting element 22.
As soon as arm 52 has moved forward
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up and down a sufficient distance for the cam 367 to abandon the control element 366a, the spring automatically returns the control valve 366 of the advancing movement of the ingot to the position of figure 13. The hydraulic fluid at high pressure returns, through pipe 368 to the rod side end of hydraulic cylinder 276, and pulls the arm plate 228 and jaws 240 and 242 away for the next forward stroke. During the return stroke, the jaws do not grip the ingot of charge 156, which is strongly retained in its advanced position by the tabs 174, 176 and 178.
When the up and down stroke of the arm 52 is completed, the cam 358 returns into contact with the control element 322a of the pilot valve 322 so as to return it to the position of FIG. 13. As a result, the high pressure hydraulic fluid returns to the lower cylinder 88, which lowers the piston rod 110 and causes the arm 52 and the cutting element 22 to travel up and down. At the same time another cam 369 (fig. 3) disposed behind the cam 358 (fig. 13) comes into contact with the control element 366a of the advancing valve 366 which comes mechanically into the position not shown in the figure. 13.
The high pressure hydraulic fluid flows back through pipe 370 into the cylinder head side end of cylinder 276, thereby advancing charge ingot 156 a short distance in the direction of the arcuate path of cutting element 22. It can therefore be seen that the ingot of charge 156 advances after each of the up and down strokes.
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dante of the cutting element 22.
It is easy to see that it may be necessary to oscillate the cutting element 22 several times before the advancement mechanism 210 advances the ingot of the charge 156 a sufficient length for it to be. it arrived in the path of the cutting element 22. But when the ingot of the charge 156 has come into the path of the cutting element 22, the latter cuts it following an arcuate path and for- mant a rounded end 156a (fig. 5).
Since the cutting element 22 rotates in the direction of arrow 22a and the axis of rotation 26 simultaneously receives translational movement in an upstroke shown by arrow 26a or downstroke shown by arrow 26b, it is evident that the cutting blades 28 or 44 as appropriate describe an arc of a circle which intersects the rounded end 156a of the ingot 156, thereby exerting a full cutting action.
It is obvious that the dimensions of the chips thus cut depend on the width of the teeth 40a and 40b or 46a and 46b, depending on the case, on the peripheral gap between the teeth, on the diameter of the cutting element 22 , the distance between the center of oscillation 54 and the axis of rotation 26, the speed of rotation of the cup member 22 and the distance over which the ingot of the charge 156 advance before each of. strokes of the cutting element 22. It is possible to obtain particles of regular dimensions generally between 1.27 and 50.8 mm in width, 0.0125 and 2.5 mm in thickness and 2.5 and 12 , 7 mm long in
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varying the various aforementioned parameters.
The various cutting blades 28 of the cutting element 22 must be separated by sufficient peripheral intervals so that the metal particles do not become lodged between the blades. In general, 0.2 to 1.6 blades and preferably 0.7 to 1.1 blades per linear centimeter of the periphery of the cutting element can be placed. The angular speed of the cutting element can be varied to obtain linear speeds of 150 to 6000 m per minute and in each case this speed is chosen according to the nature of the solid material to be broken up. For aluminum satisfactory results are obtained with a linear speed of 600 to 4500 m per minute.
With a 20 cm diameter cutting element, a cutting blade speed of 3000 m / minute and a stroke lasting one second, particles with a width of 4.7 mm are obtained, 0.05mm thick and 3.1mm long with solid aluminum filler.
The ingots of charge 156 described above (fig. 15) have at one end a V-shaped groove 170 and at the other a corresponding point 172. The grooved end 170 of the ingots enters the path of the element. 22. As the posterior or pointed end 172 approaches the advancement mechanism 210, another ingot 156 is placed on the support rail 209 by placing its grooved end 170 around it. 'pointed end 172 of the previous ingot (fig. 15).
As soon as the jaws 240, 242 grip a portion of the second ingot, this ingot serves to push the previous ingot 156 into the path of the cup member 22. The dovetail engagement formed by the ends
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The grooved and pointed ingot 156 easily passes through the tabs 174, 176 and 178. The main purpose of the tab 178 is to retain the sharp posterior end 172 of the ingot for as long as possible. It can therefore be seen that while the ingots are cut along the dotted curve 499 (fig. 15), the remaining portion of the pointed end 172 is strongly retained by the combined forces exerted by the stopper 178 and the sides in contact. of the grooved end 170 of the following ingot 156.
Each ingot of charge 156 can therefore be consumed almost completely by cutting element 22 and the final point of sharp end 172 can drop through funnel-shaped portion 132 into pipe 136 and arrive. on a sieve or other suitable collecting device (not shown).
A pump delivers a liquid inert to the fragmented material, such as kerosene or one of the liquid reagents of the chemical treatment carried out while the aluminum is being fragmented, through pipe 386, flexible pipe 382 and finally through the nozzle 374, which continuously sprays it directly at the fragmentation point so as to contact it with the periphery of cutting element 22 and with the rounded end 156a of ingot 156 of the charge. The liquid exiting from the nozzle 374 serves to cool the cutting element 22 and the ingot 156 and to remove the chips or flakes detached from the ingot by the cutting element 22.
In addition, the flakes are immediately entrained by the liquid and pass up and down through funnel 132 and arrive in pipe 136. At the same time the inert gas, such as nitrogen, arrives under a
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pressure greater than atmospheric pressure through pipe 410 leaving the reservoir 412 and finally exits through the nozzle 374 into the conditioning envelope 120 of the atmosphere.
By maintaining the inert gas in the conditioning jacket 120 at a pressure above atmospheric pressure, all of the air and of course oxygen is forced out of the fragmentation zone. It is easy to see that the atmosphere conditioning envelope 120 need not be completely airtight, but it should be as airtight as possible to decrease the amount of inert gas that is required. so that the pressure there is slightly higher than atmospheric pressure.
The entrained chaff enters through pipe 136 into one of the slurry containers 392, then one of the pumps 395 feeds it into one of the shaking screens 396. The shaking screen then separates the chaff from the entrained liquid and the particles fall or are lost. transported mechanically in any other way in the reaction vessel 390. The driving liquid with the particles which it still contains eventually arrives through the pipe 400 in another slurry vessel, 402 in which it is subjected agitation to prevent very fine particles that have passed through screen 396 from settling. Additional liquid can be supplied at this time through pipe 404.
The pumps 406 then recycle the liquid by passing it through the heat exchangers 408 and the pipe 386, then through the spray nozzle 374. It can therefore be seen that the installation described above is a completely closed installation, with conditioned atmosphere, fragmentation of a
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solid material and transport the cut chips into a reaction vessel.
Form of realization. figures 16 and 17
Figures 16 and 17 show another fragmenting machine constructed in accordance with the invention, generally denoted by 500 and comprising a support casing 502, in which is mounted a support bracket. bearing 504 spaced from its rear wall 505. A drive shaft 506 is rotatably mounted in respective bearings 508 and 510 of the support bracket 504 and the rear wall of the support casing 502. A pulley 512 is mounted by splines on the drive shaft 506 and is driven by an electric motor 514 through a driven pulley 516 and a belt 518.
A housing 520 of a planetary transmission is mounted in the support shell 502 and has a posterior wall 522, a front wall 524 and a cylindrical side wall 526. The housing 520 is rotatably mounted on the shaft. 506 by bearings 528 and 530 mounted respectively in the rear wall 522 and in the front wall 524. It can therefore be seen that the housing 520 can rotate freely in the support casing 502 and that the control shaft 506 can rotate freely with respect to the support casing 502 and the housing 520, apart from the differential transmission, as will be described in detail below.
Four cutting element support shafts, each designated 532, are rotatably mounted in the posterior 522 and anterior 524 walls, respectively.
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of the housing 520 by bearings 534 and 536. The four cutting element support shafts 532 are evenly distributed around the circular housing 520 approximately as shown in Figure 17. A disc-shaped cutting element 538 is mounted by splines on each of the shafts 532.
The dimensions and construction shape of the cutting elements 538 are approximately the same as those of the cutting element 22 of the chopping machine 10, except that for ingots of the same dimensions the disc-shaped body and the blades of the cutting elements are preferably a little thicker and longer respectively, to take account of the angle at which the ingot arrives, as will be seen in detail below.
The four shafts 532 of the cutting elements are rotated by a planetary transmission which has a planetary wheel 540 of relatively large diameter mounted by splines on the drive shaft 506 and meshing with four smaller planetary wheels. diameter 542, each mounted by splines on one of the shafts 532 of the cutting elements, only two of which are visible in FIG. 16.
As a result, when the drive motor 514 rotates the drive shaft 506, the four cutting elements 538 rotate at approximately the same speed through the planetary wheel 540 and the respective planetary wheels 542.
The planetary transmission housing 520 and therefore the four cutting elements 538 rotate around the control shaft 506 under the action of a differential transmission consisting of a wheel 544 mounted by splines on the drive shaft. Order 506,
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of a wheel 546 rotatably mounted on one of the shafts 532 of the cutting elements by a bearing 548, of a wheel 550 rigidly coupled to the wheel 546 and also rotatably mounted on the shaft 532 of the cutting element cut by a bearing 552 and a wheel 554 rotatably mounted on the control shaft 506 by a bearing 556.
It will be noted that the diameter of the wheel 544 is smaller than that of the wheel 554 in order to obtain a speed difference between these two wheels and thus advance the casing 520 of the planetary transmission around the control shaft 506, as well as 'we will see it in detail later.
The ingots of charge 560, roughly the same type as the previously described ingots 156, can be introduced through a hole 562 in the side wall 564 of the casing 502 by several feed rollers 566 which can be fed. be ordered in any suitable manner, not shown. A guide plate 568 can be disposed in the support casing 502 and the ingot of the load 560 can be grasped and clamped between the guide plate 568 and a spring urged lug 570. The cleat 570 ′ can be pushed by several springs 572 joined to a door 574 and to the support casing 502.
The door 574 can be supported by a hinge 576 and closed by a latch of the type of a sole (not shown) so as to compress the springs 572 as well as an elastic gasket 578 arranged around the periphery of the door 574. and forming a substantially hermetic enclosure.
A circular front flange 580 may be disposed in the support casing 502 forward of the planetary transmission housing 520. A garnish
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elastic, oiroulaire, 582, of the shape shown in section can then be placed around the periphery of the front wall 524 of the casing 520 and slid over the circular rim 580 while the casing 520 rotates, so as to form a completely sealed seal making it possible to condition the atmosphere of the fragmentation zone 594. It will be noted that the ingot of the charge 560 arrives in the plane of the rotating cutting elements 538 by making a certain angle with these elements (fig.16).
Operation of the embodiment of Figures 16 and 17
It is assumed that the ingot of the charge 560 arrives in a continuous fashion through the hole 562 and between the guide plate 568 and the stopper 570 pushed by the springs, approximately in the position of Figure 16.
Assume also that the motor 514 advances the belt 518 in the direction of the arrow 384. The drive shaft 506 then turns clockwise (fig. 17), corresponding to the direction of the arrow. arrow 586 (fig. 16). The shafts 532 of the cutting elements are then driven by the planetary wheel 540 and the planetary wheels 542 in the direction of arrows 588 (Fig. 16), so that the cutting elements 538 rotate counterclockwise. (fig. 17) indicated by arrows 590. At the same time, the planetary gearbox 520 and therefore the cutting elements 538 rotate much less clockwise, indicated by arrows 592 ( fig. 17).
This result is obtained by the differential speed transmission formed by the
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wheels 544, 546 and 554. It is easy to see that wheel 554 spins slower than wheel 544 since its diameter is larger. Since the drive shaft 506 and hence the wheel 544 rotate in a clockwise direction, the wheel 554 also rotates in this direction, but less quickly. Wheel 554 can therefore be regarded as rotating counterclockwise with respect to wheel 544, and since the latter wheel forms the coupling with the power source, it can be regarded as being stationary. .
The movement of the wheel 554 transmits to the wheels 550 and 546 a relative rotational clockwise movement and, through the shafts 532 of the cutting elements and the wheel 544, turns the wheel. planetary transmission housing 520 to shaft 506 clockwise with respect to support casing 52 and hence with respect to ingot 560.
The cutting elements 538 therefore rotate at a relatively high speed and at the same time follow a circular path. The ingot of charge 560 advances in a continuous motion cutting the circular path followed by the cutters 538 in the fragmentation zone 594 and is cut into small flakes as described above in connection with the machine. 4 fragment 10. It is easy to see also that a nozzle can be arranged directing a cooling and cleaning liquid into the fragmentation zone 594 and that devices can be provided in the lower part of the casing. support 502 for removing liquid and entrained particles.
Devices can also be provided for introducing a gas
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inert in the envelope at a pressure above atmospheric pressure, to prevent the surface of the particles from oxidizing as they are formed.
It is apparent from the foregoing detailed description of several preferred embodiments of the invention that the novel and improved comminution machine of the invention enables a flexible solid material, such as aluminum, to be cut into a large number of similar thin particles. to flakes of large surface compared to volume. All the flake surfaces are cut so that flexible metals, such as aluminum, can thus be fragmented.
Of course, the invention should not be considered as limited to the embodiments shown and described which have been chosen only by way of example.
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