"Appareil pour le traitement, notamment pour la pulvérisation, de matières"
La présente invention est relative à un appareil pour le
traitement de matières, et plus particulièrement à un appareil
que l'on peut utiliser pour pulvériser une matière en particules ou que l'on peut employer pour le mélange de matières ou pour d'autres besoins encore, comme cela apparattra par la suite.
Il existe de nombreux dispositifs permettant d'obtenir une matière très fine par pulvérisation. Ces dispositifs sont généralement complexes et coûteux, et le degré de finesse auquel
ils peuvent pulvériser une matière est habituellement limité.
La présente invention apporte deux améliorations que l'on peut utiliser séparément ou en même temps, à un appareil destiné
à la pulvérisation ou à un autre traitement d'une matière. Suivant l'un de ces perfectionnements, une masse sous forme d'une hélice est mise en rotation dans une chambre. La forme hélicoïdale de l'hélice présente divers"avantages dont il sera question par la suite. Suivant l'autre perfectionnement, la masse est montée
sur un axe flexible, par exemple un cable métallique. Ceci assure un bon support à la masse tout en lui permettant de se déplacer radialement sous l'effet de la force centrifuge et de s'incliner par rapport à son axe. C'est ainsi que, lorsque la masse tourne, une combinaison des forces centrifuge et gyroscopique agit sur cette masse pour écraser ou traiter d'une autre manière une matière se situant entre cette masse et la paroi de la chambre. Habituellement, bien que non nécessairement, on utilisera ensemble les deux perfectionnements cités ci-dessus.
Bien que les dispositifs suivant l'invention soient principalement destinés à fournir une matière finement pulvérisée, on peut les utiliser également pour le mélange ou l'homogénéisation de liquides, le mélange de particules solides, le mélange de particules avec des liquides, ou bien encore on peut les utiliser
à titre de réacteurs chimiques, assurant la pulvérisation d'une matière pour fournir des surfaces réactives qui peuvent réagir avec d'autres matières présentes.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description suivante donnée avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue en plan schématique, partiellement en coupe, montrant une première forme de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en élévation et en coupe du dispositif de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe d'une variante de réalisation du dispositif des Figures 1 et 2, comportant un montage flexible. La figure 4 est une vue en coupe montrant une variante de la forme de réalisation de la Figure 3. La figure 5 est une vue en perspective montrant un support <EMI ID=1.1> La figure 7 est une vue en coupe de dessus, montrant comment le support de la Figure 5 est fixé à un câble métallique. La figure 8 est une vue en coupe montrant une forme de surface pour une masse rotative. La figure 9 est une vue en coupe montrant une portion d'une autre variante de surface pour une masse rotative.
La figure 10 est une vue en perspective d'une partie d'une pièce intercalaire pour la surface de la figure 9. La figure 11 est une vue en coupe montrant une variante du dispositif de la figure 4. La figure 12 est une vue en coupe montrant une variante du dispositif de la figure 11. La figure 13 est une vue en plan montrant une variante de forme de chambre et de masse rotative.
En se référant d'abord aux Figures 1 et 2, qui présentent un dispositif comportant une chambre circulaire 1, celle-ci comporte une surface interne 2 qui est cylindrique et symétrique par rapport à l'axe de symétrie central 3 du dispos itif. Un arbre central 4 est prévu, cet arbre portant deux paires d'anneaux de support 5 espacés par paire sur l'arbre en question, approximativement aux limites supérieure et inférieure de la chambre 1.,
On prévoit également trois paires de bras basculants 6.
Les bras 6 de chaque paire sont espacés dans le sens vertical
et sont opposés l'un à l'autre, les paires de bras étant espacées
<EMI ID=2.1>
Chaque bras 6 est monté entre une paire d'anneaux de support 5
et est maintenu en place par une broche 7 traversant des trous alignés prévus dans les anneaux et traversant aussi l'extrémité interne d'un tel bras basculant 6, de sorte que les bras sont ainsi libres de tourner autour de leur broche 7.
Les extrémités externes de chaque paire de bras basculants
6 reçoivent les extrémités d'un arbre 9 d'une masse rotative 10. La masse 10 est suspendue à rotation sur l'arbre 9 grâce à un mécanisme de support approprié, non représenté. Un déplacement axial de la masse 10 est empêché par des anneaux d'arrêt 11.
Comme illustré, les bras basculants 6 sont légèrement plus longs que la longueur minimum requise pour permettre à la portion externe de la masse 10 de toucher la surface interne 2. Par conséquent, chaque paire de bras s'étend suivant un certain angle par rapport à un rayon tiré depuis l'axe de symétrie central 3
et passant par les broches 7 de la paire de bras 6. Le sens de rotation de l'ensemble en cours de fonctionnement est indiqué
par la flèche sur la Figure 1 (sens horaire) et de préférence les bras 6 traînent en arrière par rapport au sens de rotation.
Sur les Figures 1 et 2, la masse 10 est conformée en une hélice cylindrique faite d'une matière durable et robuste, par exemple un acier trempé. Chaque spire de l'hélice se situe étroitement contre les spires voisines, comme illustré par la figure
2.
Lorsque l'arbre central 4 est mis en rotation (par des j moyens non illustrés), les anneaux de support 5, les bras 6 et les masses 10 tournent tous sous forme d'un ensemble autour de l'axe
de symétrie central 3. La force centrifuge tend à redresser les
bras 6 et à pousser les masses 10 contre la surface interne 2
de,la chambre 1. En outre, comme chaque masse 10 est libre de tourner autour de son axe de symétrie propre, le contact entre chaque masse 10 et la surface interne 2 amène chacune de ces masses
10 à tourner le long de la surface interne tout en tournant également autour de son axe propre de symétrie. Chaque masse 10
exerce contre la surface 2 une pression due à la force centrifuge,
le degré d'une telle pression dépendant du poids de la masse et
de la vitesse de rotation de l'ensemble. On peut utiliser cette pression pour écraser une matière en particules en une poudre
très fine, ou bien, comme mentionné précédemment, on peut l'utiliser pour mélanger des matières ou homogénéiser des liquides, ou encore pour d'autres traitements de matières suivant les nécessités. La matière à traiter peut être alimentée dans la chambre 1 et la matière traitée peut être retirée de cette chambre par des moyens traditionnels quelconques, non représentés.
Lorsque la masse 10 est constituée par une bobine hélicoïdale étroitement enroulée, telle qu'illustrée par les Figures 1 et 2, chaque spire peut être d'une section transversale d'allure géné- rale circulaire, en sorte que chacune de ces spires présente un
point de contact avec la surface interne 2 en toute position quelconque donnée. A cause de la nature flexible de l'hélice, certaines spires peuvent être déplacées à l'écart de la surface interne 2 par les particules en cours de broyage, sans séparer pour autant les autres spires de cette surface interne. En outre, com-
me chaque spire de l'hélice est connectée à toutes les autres
spires, lorsqu'un point particulier quelconque de contact rencontre une particule à broyer, il y aura une pression exercée sur une particule en cours de broyage, qui est plus élevée que la force qui serait exercée par la masse d'une seule spire. Il y aura une force créée par la contribution des spires enveloppantes de l'hélice.
La configuration de l'hélice peut être agencée de manière que les points progressifs de contact se déplacent graduellement dans le sens de la circulation des particules lorsque la masse roule, en aidant ainsi au déplacement de la matière depuis l'entrée vers la sortie de la chambre lorsque cette matière traverse celle-ci. A titre de variante, l'hélice peut être montée de manière que, lorsqu'elles roulent, ses spires tendent à retarder la progression de la matière en particules depuis l'entrée jusqu'à la sortie, en soumettant ainsi cette matière à une plus longue période de traitement, avec pour résultat un broyage plus fin ou un mélange plus complet.
Bien que l'on ait illustré trois masses 10 sur les Figures 1 et 2, on peut utiliser une seule masse seulement, bien que, dans un tel cas, un contrepoids soit normalement prévu pour rétablir l'équilibre qui était fourni par les masses omises 10.
La seconde amélioration essentielle fournie par l'invention est illustrée par la figure 3. Cette figure 3 montre une variante de réalisation pour la suspension de chaque masse 10. La figure
3 montre également une masse hélicoïdale 10 mais on peut aussi prévoir bien entendu d'autres formes de masse 10, comme on le décrira par la suite.
Sur la Figure 3, les bras basculants 6 sont remplacés par des bras rigides 21 s'étendant radialement depuis un arbre tel que l'arbre 4 de la figure 1. La masse 10 est supportée sur
les bras 21 par deux éléments en forme de cOne 22 et 23 qui sont, à leur tour, montés sur un arbre flexible 24 monté à rotation dans les extrémités des bras 21. Les éléments en forme de cône 22
<EMI ID=3.1>
sur l'arbre 24 en son point milieu, et par la poussée de ressorts
26 et 27 qui sollicitent les éléments en forme de cône 22 et 23 l'un vers l'autre. Des paliers 28 et 29 sont prévus aux extrémités des arbres 21 pour soutenir l'arbre 24 à rotation.
L'arbre 24 est constitué par une tige mince d'acier à ressort ou d'une autre matière flexible, permettant à la masse 10 de basculer légèrement par rapport à son axe de rotation. Les dimensions des bras 21 sont telles que la masse 10 est normalement en contact, avec une pression modérée, contre la surface interne
2 de la chambre de broyage 1.
Lorsque les bras 21 de la forme de réalisation de la figure 3 sont mis en rotation, les masses 10 tournent à nouveau autour de l'axe de symétrie central du dispositif et chaque masse 10 tourne également autour de son axe propre. Cependant, lorsqu'une particule à broyer se déplace entre une extrémité de la masse 10 et la surface 2, ceci tend à amener cette masse 10 à basculer ou s'incliner. L'inclinaison de la masse tournant rapidement autour de son axe de symétrie propre crée une force de rétablissement gyroscopique tendant à ramener l'axe de symétrie de la Tasse à
sa position d'origine, ce qui amène une force de broyage supplémentaire à s'exercer sur la particule.
Au lieu d'utiliser, comme arbre 24, une tige flexible comme illustré par la Figure 3, on peut aussi employer un câble métallique. Un tel agencement est illustré par la Figure 4 qui montre un dispositif semblable à celui de la figure 3, sauf que chaque masse 10 est dans ce cas supportée par un câble métallique 30, qui sert d'arbres pour cette masse 10. Le cable 30 est fixé à chaque extrémité dans des paliers 32 qui, à leur tour, sont montés à rotation aux extrémités extérieures des arbres 21. On peut em- <EMI ID=4.1>
ployer n'importe quel dispositif de fixation approprié pour le cable métallique, par exemple des coins semi-circulaires 34 maintenus en place par des vis de réglage 36.
La masse 10 est maintenue sur l'arbre formé par le câble
30 de la façon suivante. Un support en forme de sablier 38
(semblable aux deux éléments en forme de cOne 21 et 23) est soudé ou fixé (par des moyens non représentés) en son centre 40 au point milieu du câble 30. Le diamètre du support 38, aux extrémités de celui-ci, est inférieur au diamètre interne de la bobine hélicotdale 39 pour permettre le glissement de celle-ci sur ce support 38. Des goujons 42 se présentent en saillie verticale sur le support 38 et traversent des trous prévus dans des chapeaux de retenue 44 qui retiennent la masse 10 en place sur le support. Des écrous 46 fixent les chapeaux 44 aux goujons 42. Ces chapeaux 44 présentent des trous 47 par lesquels passe le cable métallique 30.
Le cable métallique 30 assure une flexibilité considérablement améliorée par rapport à la tige flexible de la Figure 3. Le cable métallique 30 permet le montage des masses 10 de manière que, lorsque celles-ci se trouvent au repos, elles soient seulement en très léger contact avec la surface intérieure 2 de la chambre 1 ou soient espacées très légèrement vers l'intérieur
par rapport à cette surface. Lorsque les bras 21 sont mis en rotation, la flexibilité et l'élasticité du cable métallique 30 sont suffisantes pour permettre aux masses 10 de se déplacer vers l'extérieur en contact avec la surface 2. Si on le désire, une certaine somme de mou peut être laissée dans le câble métallique pour assurer un déplacement radial approprié de la masse 10. La flexibilité accrue du cable métallique permet en outre une augmentation de l'inclinaison ou basculement des masses de broyage 10 par rapport à leurs axes de rotation. Ceci permet la pulvérisa-tion de particules plus grandes, augmente les forces gyroscopiques disponibles et réduit la précision des tolérances nécessaires.
Si on le désire, une monture flexible d'arbre, par exemple celle constituée par l'arbre 24 ou le câble métallique 30, peut être utilisée avec les bras basculants 6, au lieu de l'être avec des bras fixes 21.
La masse 10 a été illustrée comme étant sous forme d'une hélice, mais on peut utiliser d'autres formes d'une telle masse, et ce pour l'une quelconque des formes de réalisation illustrées. Un exemple de variante de forme pour la masse 10 est illustré par les Figures 5 à 7. La figure 5 montre une ossature 50 comportant des anneaux supérieur et inférieur 52 et 54, réunis par trois tiges longitudinales 56. A chaque tige 56, est fixée une entretoise 58 s'étendant vers l'intérieur et présentant l'allure générale d'un U, cette entretoise comportant une portion droite centrale 60 dont la surface interne est concave pour s'adapter à la surface externe du cable 30. Les portions droites centrales 60 définissent ensemble un intervalle étroit 62 (figure 7) à travers lequel peut passer le cable métallique 30.
Une bague de serrage
64 commandée par une vis 65 est prévue pour amener les portions droites 60 en contact étroit avec le câble métallique en vue d'assurer la fixation de l'ossature 50 sur ce cable métallique.
La surface extérieure de la masse de broyage est constituée par un certain nombre d'anneaux empilés 66 (figure 6). Ces anneaux
66 sont localisés dans leur position correcte par les tiges longitudinales 56 et ils ne peuvent pas glisser au sommet ou à la base de l'ossature 50 pour quitter celle-ci, grâce à des chapeaux d'extrémité 68. Ceux-ci, qui comportent des ouvertures 70 par lesquelles peut passer le cable métallique, sont montés sur des
<EMI ID=5.1>
sont maintenus en place par des écrous 74.
On comprendra qu'une bobine hélicoïdale ou une autre forme de masse de broyage peut également être mise en place sur l'ossature 50.
Une autre allure encore de masse de broyage est illustrée en.76 sur la Figure 8. Cette masse de broyage 76 est un manchon unitaire présentant une surface externe sous forme de nervures78 et de rainures80. Les nervures et rainures 78 et 80 peuvent prendre une configuration sinusoïdale, comme on peut le voir en coupe transversale, ou bien on peut utiliser d'autres contours appropriés suivant l'application envisagée. Le manchon 76 peut être utilisé avec l'ossature 50 de la figure 5, ou avec d'autres moyens de support appropriés.
Une partie d'une autre variante encore de surface de broyage est illustrée par la Figure 9. Cette figure montre trois spires d'une bobine à enroulement hélicoïdal 82. Les spires de l'hélice sont espacées en permettant l'introduction entre ces spires d'une pièce intercalaire 84. Cette pièce intercalaire 84 est formée d'une matière spécialement durcie, par exemple de l'acier trempé, et elle a la forme générale d'un T en coupe transversale. Les cOtés de la branche du T et la surface inférieure de la barre de ce T ont un contour courbe illustré en 86 pour recevoir les spires
de la bobine 82, qui s'y adaptent étroitement, tandis que la surface externe de la barre du T présente une surface de broyage modérément courbe 88. La pièce intercalaire 84 peut être formée
en tant qu'un seul élément unitaire, ou bien elle peut être constituée de courtes sections comme illustré par la Figure 10, de sorte que, lorsque des sections individuelles d'une telle pièce intercalaire se sont usées, elles peuvent être remplacées sans pour
autant que l'on remplace la totalité de cette pièce intercalaire.
La surface extérieure 88 de la pièce intercalaire peut présenter n'importe quel contour approprié, suivant l'application envisagée.
Si on le désire, la masse 10 peut être montée à rotation
<EMI ID=6.1>
tre fixes par rapport à leurs bras de support. Un tel agencement est illustré par la figure 11 qui montre une réalisation identique à celle de la figure 4, sauf en ce qui concerne le changement dont il vient d'être question. Sur la figure 11, la voie interne
90 d'un palier 92 est soudée ou fixée d'une autre manière au point central du cable métallique 30. La voie externe 94 du palier 92 est boulonnée ou fixée d'une autre manière au support ou à l'ossature 40. Le support ou ossature 40 est alors libre de tourner
sur le câble métallique, et celui-ci est par conséquent simplement fixé ou serré d'une manière quelconque dans les extrémités des bras 21.
On se référera maintenant à la Figure 12 qui présente la masse de broyage 10 comme étant sous la forme d'une bobine enroulée
<EMI ID=7.1>
surface interne de la chambre 1 est indiquée par la référence 92 et cette surface est concave, en présentant une courbure correspondant axialement à celle de la masse 10. On peut envisager d'autres configurations non linéaires, suivant l'application envisagée. Normalement, cependant, la masse 10 aura le contour d'un corps de révolution (c'est-à-dire qu'une section transversale quelconque prise perpendiculairement à son axe de symétrie sera
un cercle), mais, si on le désire, la masse 10 pourra avoir un contour différent, pour autant que la chambre 10 présente un contour coopérant pour qu'il y ait un contact rotatif continu entre la masse 10 et la surface interne de la chambre. Un exemple d'un
<EMI ID=8.1>
sente une surface interne polygonale 100 comportant des facettes
102. Les masses 10 comportent des faces 104 qui correspondent en extension circonférentielle aux facettes 102.
En outre, si on le désire, la surface interne de la chambre 1
"Apparatus for the treatment, in particular for spraying, of materials"
The present invention relates to an apparatus for
treatment of materials, and more particularly to a device
which can be used to spray particulate matter or which can be used for mixing of materials or for other purposes as will become apparent hereinafter.
There are many devices for obtaining a very fine material by spraying. These devices are generally complex and expensive, and the degree of finesse at which
they can spray a material is usually limited.
The present invention provides two improvements which can be used separately or at the same time to an apparatus for
spraying or other treatment of a material. According to one of these improvements, a mass in the form of a propeller is rotated in a chamber. The helical shape of the propeller has various "advantages which will be discussed later. According to the other improvement, the mass is mounted
on a flexible axis, for example a metal cable. This provides good support for the mass while allowing it to move radially under the effect of centrifugal force and to incline relative to its axis. Thus, when the mass rotates, a combination of centrifugal and gyroscopic forces acts on this mass to crush or otherwise treat a material located between this mass and the wall of the chamber. Usually, although not necessarily, the two above-mentioned improvements will be used together.
Although the devices according to the invention are mainly intended to provide a finely pulverized material, they can also be used for the mixing or homogenization of liquids, the mixing of solid particles, the mixing of particles with liquids, or alternatively. we can use them
as chemical reactors, spraying a material to provide reactive surfaces which can react with other materials present.
Other characteristics of the invention will emerge from the following description given with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 is a schematic plan view, partially in section, showing a first embodiment of the invention. Figure 2 is an elevational view in section of the device of Figure 1. Figure 3 is a sectional view of an alternative embodiment of the device of Figures 1 and 2, comprising a flexible assembly. Fig. 4 is a sectional view showing a variant of the embodiment of Fig. 3. Fig. 5 is a perspective view showing an <EMI ID = 1.1> support. Fig. 7 is a sectional view from above, showing how the bracket in Figure 5 is attached to a wire rope. Fig. 8 is a sectional view showing a surface shape for a rotating mass. Fig. 9 is a sectional view showing a portion of another alternative surface for a rotating mass.
Figure 10 is a perspective view of part of a spacer for the surface of Figure 9. Figure 11 is a sectional view showing a variant of the device of Figure 4. Figure 12 is a side view. section showing a variant of the device of figure 11. Figure 13 is a plan view showing an alternative form of chamber and rotating mass.
Referring first to Figures 1 and 2, which show a device comprising a circular chamber 1, the latter comprises an internal surface 2 which is cylindrical and symmetrical with respect to the central axis of symmetry 3 of the device. A central shaft 4 is provided, this shaft carrying two pairs of support rings 5 spaced in pairs on the shaft in question, approximately at the upper and lower limits of the chamber 1.,
Three pairs of rocking arms 6 are also provided.
The arms 6 of each pair are spaced vertically
and are opposed to each other, the pairs of arms being spaced apart
<EMI ID = 2.1>
Each arm 6 is mounted between a pair of support rings 5
and is held in place by a pin 7 passing through aligned holes provided in the rings and also passing through the inner end of such a rocking arm 6, so that the arms are thus free to rotate around their pin 7.
The outer ends of each pair of swing arms
6 receive the ends of a shaft 9 of a rotating mass 10. The mass 10 is suspended in rotation on the shaft 9 by means of a suitable support mechanism, not shown. Axial displacement of the mass 10 is prevented by stop rings 11.
As illustrated, the rocker arms 6 are slightly longer than the minimum length required to allow the outer portion of the mass 10 to touch the inner surface 2. Therefore, each pair of arms extend at an angle to each other. a ray drawn from the central axis of symmetry 3
and passing through pins 7 of the pair of arms 6. The direction of rotation of the assembly during operation is indicated
by the arrow in Figure 1 (clockwise) and preferably the arms 6 drag behind relative to the direction of rotation.
In Figures 1 and 2, the mass 10 is shaped as a cylindrical helix made of a durable and robust material, for example a hardened steel. Each turn of the propeller sits tightly against neighboring turns, as shown in the figure
2.
When the central shaft 4 is rotated (by means not shown), the support rings 5, the arms 6 and the masses 10 all rotate as a unit around the axis.
of central symmetry 3. Centrifugal force tends to straighten the
arm 6 and push the masses 10 against the internal surface 2
of, the chamber 1. In addition, as each mass 10 is free to rotate around its own axis of symmetry, the contact between each mass 10 and the internal surface 2 causes each of these masses
10 to rotate along the internal surface while also rotating around its own axis of symmetry. Each mass 10
exerts against surface 2 a pressure due to centrifugal force,
the degree of such pressure depending on the weight of the mass and
the speed of rotation of the assembly. This pressure can be used to crush particulate material into a powder.
very fine, or else, as mentioned previously, it can be used for mixing materials or homogenizing liquids, or for other treatments of materials as required. The material to be treated can be fed into the chamber 1 and the treated material can be withdrawn from this chamber by any conventional means, not shown.
When mass 10 is a tightly wound helical coil, as shown in Figures 1 and 2, each turn may be of generally circular cross-section, so that each of these turns has a
point of contact with the internal surface 2 in any given position. Due to the flexible nature of the helix, some turns can be moved away from the internal surface 2 by the particles being crushed, without separating the other turns from this internal surface. In addition, com-
me each turn of the propeller is connected to all the others
turns, when any particular point of contact meets a particle to be ground, there will be a pressure exerted on a particle being crushed, which is greater than the force that would be exerted by the mass of a single coil. There will be a force created by the contribution of the enveloping turns of the propeller.
The configuration of the helix can be arranged so that the progressive points of contact move gradually in the direction of the flow of the particles as the mass rolls, thereby aiding the movement of the material from the inlet to the outlet of the mass. chamber when this material passes through it. Alternatively, the propeller may be mounted so that, as it rolls, its turns tend to retard the progress of particulate material from the inlet to the outlet, thereby subjecting that material to greater stress. long processing period, resulting in finer grinding or more complete mixing.
Although three masses 10 have been illustrated in Figures 1 and 2, only one mass can be used, although in such a case a counterweight is normally provided to restore the balance which was provided by the omitted masses. 10.
The second essential improvement provided by the invention is illustrated by FIG. 3. This FIG. 3 shows an alternative embodiment for the suspension of each mass 10. FIG.
3 also shows a helical mass 10 but it is of course also possible to provide other shapes of mass 10, as will be described later.
In Figure 3, the rocking arms 6 are replaced by rigid arms 21 extending radially from a shaft such as the shaft 4 of Figure 1. The mass 10 is supported on
the arms 21 by two cone-shaped elements 22 and 23 which are, in turn, mounted on a flexible shaft 24 rotatably mounted in the ends of the arms 21. The cone-shaped elements 22
<EMI ID = 3.1>
on the shaft 24 at its midpoint, and by the pressure of the springs
26 and 27 which urge the cone-shaped elements 22 and 23 towards each other. Bearings 28 and 29 are provided at the ends of the shafts 21 to support the rotating shaft 24.
Shaft 24 consists of a thin rod of spring steel or other flexible material, allowing mass 10 to tilt slightly relative to its axis of rotation. The dimensions of the arms 21 are such that the mass 10 is normally in contact, with moderate pressure, against the internal surface.
2 of the grinding chamber 1.
When the arms 21 of the embodiment of FIG. 3 are rotated, the masses 10 again rotate around the central axis of symmetry of the device and each mass 10 also rotates around its own axis. However, when a particle to be ground moves between one end of mass 10 and surface 2, this tends to cause this mass 10 to tip or tilt. The inclination of the mass rotating rapidly around its own axis of symmetry creates a gyroscopic restoring force tending to reduce the axis of symmetry of the Cup to
its original position, causing additional crushing force to be exerted on the particle.
Instead of using, as shaft 24, a flexible rod as shown in Figure 3, one can also use a wire rope. Such an arrangement is illustrated by Figure 4 which shows a device similar to that of Figure 3, except that each mass 10 is in this case supported by a metal cable 30, which serves as shafts for this mass 10. The cable 30 is fixed at each end in bearings 32 which, in turn, are mounted for rotation at the outer ends of the shafts 21. One can em- <EMI ID = 4.1>
bend any suitable fastening device for the wire rope, for example semi-circular wedges 34 held in place by set screws 36.
The mass 10 is held on the shaft formed by the cable
30 as follows. An hourglass-shaped stand 38
(similar to the two cone-shaped elements 21 and 23) is welded or fixed (by means not shown) in its center 40 at the midpoint of the cable 30. The diameter of the support 38, at the ends thereof, is less to the internal diameter of the helical coil 39 to allow the latter to slide on this support 38. Studs 42 protrude vertically from the support 38 and pass through holes provided in retaining caps 44 which hold the mass 10 in place on the support. Nuts 46 fix the caps 44 to the studs 42. These caps 44 have holes 47 through which the metal cable 30 passes.
The wire rope 30 provides considerably improved flexibility compared to the flexible rod of Figure 3. The wire rope 30 allows the mounting of the masses 10 so that, when they are at rest, they are only in very slight contact. with inner surface 2 of chamber 1 or are spaced very slightly inward
with respect to this surface. When the arms 21 are rotated, the flexibility and resilience of the wire rope 30 is sufficient to allow the masses 10 to move outward in contact with the surface 2. If desired, a certain amount of slack. can be left in the wire rope to ensure proper radial displacement of the mass 10. The increased flexibility of the wire rope further allows an increase in the tilt or tilt of the grinding masses 10 relative to their axes of rotation. This allows the pulverization of larger particles, increases the available gyroscopic forces and reduces the precision of the necessary tolerances.
If desired, a flexible shaft mount, for example that constituted by shaft 24 or wire rope 30, can be used with rocker arms 6, instead of being used with stationary arms 21.
Mass 10 has been illustrated as being in the form of a helix, but other forms of such mass can be used for any of the illustrated embodiments. An example of an alternative form for the mass 10 is illustrated by Figures 5 to 7. Figure 5 shows a frame 50 comprising upper and lower rings 52 and 54, joined by three longitudinal rods 56. Each rod 56 is fixed. a spacer 58 extending inwardly and having the general appearance of a U, this spacer comprising a central straight portion 60 whose inner surface is concave to adapt to the outer surface of the cable 30. The straight portions The central units 60 together define a narrow gap 62 (figure 7) through which the wire rope 30 can pass.
A clamping ring
64 controlled by a screw 65 is provided to bring the straight portions 60 into close contact with the metal cable in order to secure the frame 50 on this metal cable.
The outer surface of the grinding mass consists of a number of stacked rings 66 (Figure 6). These rings
66 are located in their correct position by the longitudinal rods 56 and they cannot slide at the top or at the base of the framework 50 to leave the latter, thanks to end caps 68. These, which comprise openings 70 through which the metal cable can pass, are mounted on
<EMI ID = 5.1>
are held in place by nuts 74.
It will be understood that a helical coil or other form of grinding mass can also be placed on the framework 50.
Yet another form of grinding mass is illustrated at 76 in Figure 8. This grinding mass 76 is a unitary sleeve having an outer surface in the form of ribs78 and grooves80. The ribs and grooves 78 and 80 may take a sinusoidal configuration, as can be seen in cross section, or other suitable contours may be used depending on the intended application. The sleeve 76 can be used with the frame 50 of Figure 5, or with other suitable support means.
A portion of yet another variant of the grinding surface is illustrated in Figure 9. This figure shows three turns of a helically wound coil 82. The turns of the helix are spaced allowing the introduction between these turns of. 'a spacer 84. This spacer 84 is formed of a specially hardened material, for example hardened steel, and is generally T-shaped in cross section. The sides of the branch of the T and the lower surface of the bar of this T have a curved contour shown at 86 to receive the turns
of the spool 82, which fit tightly, while the outer surface of the T-bar has a moderately curved grinding surface 88. The spacer 84 may be formed
as a single unitary element, or it can be made up of short sections as shown in Figure 10, so that when individual sections of such an insert have worn out, they can be replaced without further ado.
as much as one replaces the whole of this intermediate piece.
The outer surface 88 of the intermediate piece may have any suitable contour, depending on the intended application.
If desired, mass 10 can be rotated
<EMI ID = 6.1>
be fixed with respect to their support arms. Such an arrangement is illustrated by FIG. 11 which shows an embodiment identical to that of FIG. 4, except as regards the change which has just been discussed. In figure 11, the internal channel
90 of a bearing 92 is welded or otherwise secured to the central point of the wire rope 30. The outer track 94 of the bearing 92 is bolted or otherwise secured to the support or frame 40. The support or frame 40 is then free to rotate
on the wire rope, and the latter is therefore simply fixed or clamped in some way in the ends of the arms 21.
Reference will now be made to Figure 12 which shows the grinding mass 10 as being in the form of a wound coil.
<EMI ID = 7.1>
internal surface of chamber 1 is indicated by the reference 92 and this surface is concave, presenting a curvature corresponding axially to that of mass 10. Other non-linear configurations can be envisaged, depending on the envisaged application. Normally, however, mass 10 will have the outline of a body of revolution (i.e. any cross section taken perpendicular to its axis of symmetry will be
a circle), but, if desired, the mass 10 may have a different contour, provided that the chamber 10 has a cooperating contour so that there is continuous rotary contact between the mass 10 and the internal surface of the bedroom. An example of a
<EMI ID = 8.1>
feels a polygonal internal surface 100 comprising facets
102. The masses 10 have faces 104 which correspond in circumferential extension to the facets 102.
In addition, if desired, the internal surface of chamber 1