<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
1114otilin à agitateur. Il
L'invention se rapporte à un moulin agitateur pour moudre et disperser des corps solides) principale- ment dans des liquides, comportant un récipient rempli de corps broyants) par exemple de sable ou de perlea subdivisé en une zone de mouture et une z8ne de tamisage qui lui fait suite, un arbre pourvu de plusieurs organes
<Desc/Clms Page number 2>
agitateur. tournant dans ledit récipient, la matière à traiter étant alimentée par l'une des extrémités de celui-ci et sortant à l'autre extrémité par un tamis*
Dans ce moulin l'espace intérieur du récipient peut par exemple être rempli de corps broyants jusqu'à 50 % de son volume.
Entre le bord extérieur des organes agitateurs et la paroi intérieure du récipient il se trouve un espace annulaire suffisant, de sorte que la matière à broyer alimentée généralement sous pression par l'extrémité inférieure du récipient, est en mesure de monter dans l'essentiel par ces passages annulaires au niveau de chacun des organes agitateurs, pour quitter finalement le moulin par les ouvertures de la tête tamisante à l'extrémité supérieure du récipient du moulin. En cela le mécanisme agitateur est entraîné à une vitesse plus ou moins grande.
Des moulins à agitateur de ce genre sont connus. Il existe ainsi quelques modèles comportant un récipient de moulin disposé verticalement, lesquels sont remplis de sable comme corps broyants et dont les mécanismes agitateurs sont constitués sous forme de disques pleins ou de disques annulaires. On travaille en outre également à l'aide d'autres matériaux comme corps broyants, comme par exemple des perles de verre ; des perles de céramique, de petits galets en silex, des matières synthétiques et analogues. En cela les corps broyants sont maintenus en mouvement par des organes agitateurs.
Dans des moulins de ce genre on ne peut pratiquement pas éviter que, surtout dans le cas de
<Desc/Clms Page number 3>
petits corps broyant*, ceur-ci ne soient entraînés par le flux de la matière traitée à la sortie du moulin agitateur. Il serait théoriquement possible de faire sortir loi le produit broyé avec les corps broyants, en vue de séparer matière broyée et corps broyants au cours d'une opération suivante. On pourrait alors ajouter à nouveau les corps broyants à la matière fraîche alimentée au moulin. Cependant, dans ces mou- lins agitateurs on prévoit habituellement à la sortie un tamis retenant les corps broyants et ne laissant passer que le produit broyé.
Dès lors, ces mouline à agitateur fonctionnent sur l'étendue du tamis de façon que les forces d'entraînement sont équilibrées par la pesanteur, cet équilibre étant précisément un critère de la capacité de traitement maximum du moulin* 81 les forces d'entraînement dépassent la pesanteur, par exemple du fait de corps broyants très petits, ou par suite d'une cadence de traversée élevée, ou à cause de l'augmentation de la viscosité du produit à moudre, ces moulins à agitateur débordent.
On connaît, d'autre part, des installations dont l'agitateur spécialement conçu réintroduit des corps broyants s'étant échappés par la sortie* On a ainsi eu connaissance d'un disque annulaire spécial comportant des bras dirigés vers le bas qui propulsent corps broyants et matière moulue parvenant jusqu'1 l'espace libre intérieur de ce disque annulaire, toujours de la face supérieure vers la face inférieure.
On a également eu connaissance d'une exécution dans laquelle le mécanisme agitateur est conçu directement comme
<Desc/Clms Page number 4>
transporteur à vis interrompu* Tous ces efforts n'ont que des résultats non satisfaisants, car les mesures en question qui attendent sur toute l'étendue de la partie du récipient formant broyeur, n'entraînent pas seulement le renvoi des corps broyants propulsés par la sortie, mais également le produit moulu sur toute l'étendue du récipient.
Il va sans dire que ce produit moulu renvoyé augmente dans d'autres zônes du récipient de broyage la vitesse d'écoulement en direction de la sortie. L'écoulement accéléré dans ces z8nes entraîne forcément aussi que le produit encore insuffisamment broyé se rapproche davantage de la sortie d'en le spectre du temps de séjour qui, pour le processus de mouture devrait être maintenu aussi étroit que possible, se trouve être largement étiré.
Les premières parties constitutives du produit à broyer arrivent déjà à la sortie après une fraction du temps de séjour théorique*
Le but de l'invention est de créer un moulin à agitateur dont la capacité de passage est considéra- blement amélioré par rapport aux moulins connus, sans qu'il en résulte une accumulation inadmissible des corps broyants sur l'étendue du tamis ou une grande dispersion du temps de séjour,, Un autre objet de l'in- vention consiste à concevoir le mécanisme agitateur du moulin de manière à ce que le démarrage de moulins ayant été au repos pendant un temps assez long s'effectue sans aucune difficulté, pour faciliter le redémarrage Au moulin,
même dans le cas de dépota constitués par des amas de corps broyants ayant une
<Desc/Clms Page number 5>
tendance particulière à se solidifier dans le moulin se trouvant à l'arrêt.
Dès lors, l'invention consiste en premier lieu dans le fait que sur l'étendue de la zône de tamisage sont prévus des organes agitateurs engendrant une propulsion opposée à la direction de passage de la matière à broyer. Selon une première forme d'exécution, il est prévu sur l'étendue de la zône de mouture, selon une manière en soi connue, des organes agita- teurs ayant une action de propulsion réduite dans la direction de passage du produit, et dans la zone de tamisage des organes agitateurs ayant une action de propulsion énergique opposée à la direction de passage du produit.
Des lors on dispose dans la zone de mouture de préférence des disques agitateurs lisses, à plans parallèles, en soi connus. Dans la zone de tamisage seulement il faut prévoir des organes agitateurs ayant une composante de propulsion dirigée de la sortie vers le récipient. Dans le cas où la grande dispersibilité du produit permet un fort passage de matière, ce qui amènerait les corps broyants a être amenés plus nom- breux dans la z8ne de tamisage, les organes disposés dans la zone de tamisage conformément à l'invention, entrent en action et renvoyant et repoussent ces corps broyants superflus dans la zône de mouture.
Un avantage particulier de l'invention consiste dans le fait que, dans la zône de mouture, l'écoulement bouchon qui intervient ainsi que le mélange du produit traité et des corps broyants - vus pour l'ensemble du
<Desc/Clms Page number 6>
récipient - sont maintenue dans la proportion correcte.
Il en résulte dès lors un nouvel effet surprenant également en ce sens que cette oonstruction d'un mou- lin à agitateur conforme à l'invention entraîne un accroissement de la densité des corps broyants depuis l'extrémité inférieure du récipient jusqu'à son extré- mité supérieure. Ceci a atar le prooessus continu de mouture et de dispersion une influence favorable d'autant plus marquée que les matières premières ame- nées dans le récipient par le bas, contiennent une forte proportion d'agrégats pigmentaires et solides, par exemple des agglomérés, qui, pour une répartition dense des corps broyants dans la z8ne inférieure du récipient, ne peuvent pas parvenir de façon irrécusable dans les zones de contact entre corps broyants destinée au processus de mouture.
Dans la disposition conforme à l'invention, les écartements moyens entre corps broyants se réduisent progressivement depuis l'entrée à l'extrémité inférieure du récipient jusqu'à la sor- tie, de sorte que dans la partie intérieure du réci- pient, les matières premières peuvent s'introduire entre les zones de contact des corps broyants' alors que les agglomérés et agrégats déjà désagrégés sont encore sollicités dans des z8nes plus élevées du récipient, même s'ils ont déjà subi une réduction granulométrique importante*
Conformément à l'invention, il est en outre proposé d'exécuter des organes agitateurs de la z8ne de tamisage en forme d'hélices.
Ces organes agitateurs exercent une action de propulsion dirigée dans le sens
<Desc/Clms Page number 7>
opposé à celui du parcoure de la matière à moudre, Selon une autre forme 0'exécution de l'invention, le* organes agitateurs de la zone de tamisage sont consti- tués comme des racleurs ou des cureurs inclines; agis- sant, par exemple de manière à provoquer un détachement* Une autre caractétiatique de l'invention consiste dans le fait que le diamètre de la zone de tamisage est adapté au diamètre des organes agitateurs qui y sont disposes, par exemple d'une bande continue reliée à l'arbre d'entraînement par l'intermédiaire de tiges et de moyeux et qui racle un diamètre plus petit que les organes agitateurs se trouvant dans la zone de mouture.
Ce mode d'exécution conforme à l'invention présente l'avantage que, pour un même nombre de tours du mécanisme agitateur, les forces centrifuges et les vitesses périphériques dans la z8ne de tamisage sont plus réduites) ce qui permet de ménager les corps broyants, les éléments du tamis et les organes agita- teurs*
Une autre forme d'exécution de l'invention, particulièrement avantageuse, consiste en ce qu'un ressort hélicoïdal sans fin s'étendant dans toute la zone de mouture est prévu comme mécanisme agitateur.
Ainsi que des essais l'on montré, ce mécanisme d'agita- tion conforme à l'invention convient particulièrement pour maintenir les corps broyants dans le récipient de mouture, respectivement dans la zône de mouture. Des lors, il est communiqué au mécanisme d'agitation en forme de ressort hélicoïdal, conforme à l'invention, un mouvement de rotation tel qu'il exerce sur le mélange
<Desc/Clms Page number 8>
matière à moudre corps-broyants une impulsion de propulsion dirigée à l'encontre du flux de la matière à moudre. Les essais ont montré que, grâce au mécanisme d'agitation conforme à l'invention) on peut obtenir. une cadence de passage sensiblement accrue par rapport aux moulins connus.
Il s'est en outre avéré qu'il est extrêmement avantageux que la dispersion du temps de séjour remarquée dans quelques mécanismes d'agitation connus n'intervient pas. Des contrôles à l'aide de produits colorants inoculés ont montré que le spectre du temps de séjour se présentant forcément dans les procédés continus dans le moulin à agitateur conforme à l'invention, reste sensiblement plus étroit. D'autre part, comme la zone de sollicitation maximum s'étendant pratiquement sur toute la longueur du mécanisme d'agita- tion, est forcément traversée par la matière à moudre, on n'a pratiquement pas pu constater de réduction de la capacité de traitement du moulin, malgré le passage accru, même en ce qui concerne la finesse de mouture réalisée.
La disposition connue du mécanisme d'agitation d'un ressort hélicoïdal qui est plus ou moins librement élastique en direction de l'axe, dans un moulin de l'espace décrite au début de la présente, présente encore l'avantage important que le redémarrage du moulin à agitateur conforme à l'invention, peut s'ef- fectuer sans difficultés, même après un arrêt prolongé.
Conformément à l'invention, il est particulièrement avantageux de prévoir le pas du ressort hélicoïdal égal ou plus petit que le diamètre du ressort hélicoïdal.
<Desc/Clms Page number 9>
Le diamètre extérieur du ressort hélicoïdal correspon- dant à peu près au diamètre de disques agitateurs connus. Le ressort hélicoïdal est exécuté en acier feuillard pour ressorts ayant une résistance élevée à l'usure, et sa section transversale est de préférence ronde. Il est toutefois également possible d'utiliser un acier feuillard pour ressort s'écartant de la forme ronde.
Une autre construction avantageuse du moulin à agitateur conforme à l'invention est caractérisée par le fait que le mécanisme d'agitation à ressort hélicoïdal est constitué par deux tronçons à pas opposés. Selon une manière particulièrement avantageuse, le pas du ressort hélicoïdal est tel qu'il tend à sou- lever le mélange matière à moudre - corps broyants dans la zone de mouture Inférieure, et qu'il agit vers le bas dans la zône de mouture supérieure.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la zone du ressort hélicoïdal agissant vers le haut, en direction de la sortie ou du tamis du moulin correspond à environ 20-30 % de la longueur du ressort hélicoïdal, respective- ment de l'étendue complète du ressort hélicoïdal. La disposition conforme à l'invention présente l'avantage que l'amas de corps broyants plus ou moins cimenté par les produits à moudre, se formant dans la moitié infé- rieure du récipient de mouture à l'occasion d'un arrêt prolongé, est propulsé vers le haut au moment du démar- rage du mécanisme d'agitation et qu'alors la répartition définitive peut s'effectuer sur toute la zone de mou- ture.
Il est alors recommande de réduire le pas du
<Desc/Clms Page number 10>
mécanisme d'agitation en forme de ressort hélicoïdal dans la zône inférieure par rapport à la zone supé- rieure. De cette manière on assure également la désagré- gation d'amas cimentés de corps broyants, et on évite, en outre, une propulsion trop accentuée vers le haut en service continu.
D'autres détails, caractéristiques et avanta- ges de l'invention sont exposés de façon plus détaillée à la lumière du dessin, lequel montre des exemples d'exécution de l'objet de l'invention et dans lequel :
La fig. 1 montre une coupe longitudinale par un moulin à agitateur conforme à l'invention, dans lequel le diamètre de la zone de tamisage est plus petit que le diamètre de la zone de mouture, mais dans lequel la longueur de la zone de tamisage a été agran- die ;
La fig. 2 est une coupe longitudinale par une autre forme d'exécution du moulin à agitateur conforme à l'invention, un mécanisme d'agitation à ressort hélicoïdal étant prévu; et
La fig. 3 est un moulin à agitateur comportant un ressort hélicoïdal fixé par des bras séparés sur l'arbre d'entraînement.
Dans les exemples d'exécution représentés par le dessin, le récipient de mouture 1 est muni d'une enveloppe double 2 dans laquelle est introduit en 7 un élément de chauffage, respectivement de refroidisse- ment sortant en 8. A l'extrémité supérieure du récipient de mouture est disposée une cage tamisante 4 avec un godet récepteur 5 comportant une goulotte de sortie 6.
<Desc/Clms Page number 11>
Dans le récipient de mouture 1 est introduite la Matière présida par l'orifice d'entrée 3, cette matière étant respectivement refoulée par l'intermédiaire d'une pompe 24.
Dans la forme de moulin représentée par la fig. 1, il est prévu, sur l'étendue du tamil, une bande continue 23 fixée rigidement sur l'arbre d'entrai- nement 19 par l'intermédiaire de bras 22 et de soyeux 21, cet ensemble constituant un organe agitateur exer- çant une action de propulsion à rencontre de la direc- tion de passage de la matière à moudre. Le diamètre du tamis 4a, en rapport avec la bande hélicoïdale 23, est plus petit que le diamètre du récipient de mouture et, pour ne pas réduire la surface tamisante, sa longueur est agrandie en correspondance avec la longueur de la bande hélicoïdale 23.
Sur l'arbre 19 du mécanisme agitateur, dont la partie d'entraînement est tenue dans un ensemble de paliers 17, des disques agitateurs 20 sont disposés sur l'étendue de la zône de mouture.
Selon des variantes non représentées du moulin à agita- teur conforme à l'invention, il serait également posai- ble de prévoir, sur l'étendue du tamis, sur l'arbre d'entraînement) des organes agitateurs constitues sous forme de racleurs, respectivement de remplacer les disques agitateurs dans la zône de mouture par d'autres organes agitateurs exerçant une poussée moindre dans ou à rencontre de la direction de propulsion de la matière à moudre.
Dans le moulin à agitateur conforme à l'inven- tion, représente par la tige 2, il est prévu un ressort
<Desc/Clms Page number 12>
hélicoïdal 10 comme mécanisme (t'agitation, lequel est tenu entre des brides de serrage 11 et 12 qui août fixées sur un arbre intermédiaire à l'aide de la bride d'accouplement 14. Le mécanisme d'agitation est entraîne par la contre-bride 15 et l'arbre d'entraînement 16 tenu dans les paliers 17. La forme d'exécution d'un moulin à agitateur conforme à l'invention, représenté par la fig. 2, peut évidemment encore être modifiée davantage.
Ainsi, par exemple - ce qui n'est pas repré- senté dans le dessin - le ressort hélicoïdal peut égale- ment être tenu à l'aide de brides de serrage à l'extré- mité inférieure d'un arbre d'entraînement pénétrant dans le récipient de mouture. Du fait de la fixation unilatérale du ressort hélicoïdal 10 sur l'arbre d'en- traînement, le ressort hélicoïdal peut exécuter des oscillations propres intenses. Ses trajectoires élasti- ques dans le sens axial et dans celui de la torsion sont particulièrement grandes. Il serait évidemment aussi possible de relier le ressort hélicoïdal 10 à une des extrémités, ou aux deux, par le moyen d'un dispositif de serrage} à un arbre d'entraînement péné- trant dans le récipient de mouture.
Dès lors le nombre et les écartements de ces bras de liaison, ainsi que leur position par rapport à l'axe de l'arbre seraient adaptables à un comportement déterminé des oscillations propres du ressort hélicoïdal* Une autre constitution du moulin à agitateur conforme l'invention consiste en ce qu'un support du ressort hélicoïdal est agencé à hauteur du joint entre récipient de mouture et tête tamisante.
<Desc/Clms Page number 13>
Selon la forme d'exécution représentée par la figent il est prévu dans le récipient de monture 1 un ressort hélicoïdal 9, 9a. Sur l'étendue 9, le ressort héli- coîdal a un pas contraire à celui de l'étendue 9a, Le ressort hélicoïdal est fixé à l'aide de rayons 18 sur un arbre d'agitateur 19. L'arbre d'agitateur 19 est entrainé, par l'intermédiaire de bri@es d'acoou- plement 14 et 15, par l'arbre d'@@orainement 16 re- posant de son côté dans las paliers 17.
L'invention ne se limite pas aux caractéristiques décrites et représantées dans ce qui précède.
Les organes agitateurs à propulsion diriges à l'encon- tre de la direction de passage de la matière à moudre prévus dans la ône de tamisage du moulin à agitateur, peuvent aussi tre avantageusement constitué. par des bandes hélicoïdales continues, ou par des bandes héli- coïdales étalées par rapport à l'arbre d'entrainement, lesquelles bandes sont tenues à l'aide de rayons et de moyeux à un écartement radial sur l'arbre d'entrainement.
En outre$ la longreur du ressort hélicoïdal peut par exemple être choisie de manière à desservir la zone de mouture et colle de tamisage* De plus; il est également possible @ modifier les organes de liaison entre ressort @élicoïdal et l'arbre d'entraînement) ou aussi d'entra@her le ressort hélicoïdal par ses deux extré- mités L'inbantion embrasse également toutes les combinaisons et combinaisons secondaires des carac- téristiques décrites et représentées.