Procédé de broyage et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente învention est relative<B>à</B> un procédé de broyage selon lequel, la matière<B>à</B> diviser est projetée par force centrifuge contre une surface de choc. Ce procédé est, <B>5</B> caractérisé par le fait qu'on projette la ma tière par force centrifuge, sous vide, contre la sui-face de choc disposée perpendiculairement <B>à</B> la trajectoire de la matière, en même temps qu'on refroidit la zone de passage de la tra- 10 jectoire de la matière, ainsi que la zone où <B>le</B> choc de cette dernière se produit.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en #uvre du procédé ci-dessus. Cet appareil comporte une plaque <B>15</B> formant rotor qui porte des aubes de pr(#;- jection et sur laquelle arrive la matière<B>à</B> troyer, une bagne de choc fixe disposée au tour de cette plaque et comportant des sur faces de choc disposées perpendiculairement 20<B>à</B> la trajectoire que suit la matière<B>à</B> brcLyer <B>à</B> sa sortie (lu rotor et un carter contenant cette plaque et cette bagne et dans lequel est maintenu le vide.
On a représenté,<B>à</B> titre d'exemple, quel- 25 ques formes d'exécution de l'appareil objet de Vînvention. Dans le dessin annexé: La fig. <B>1</B> est une vue du broyeur en coupe transversale lon-itudinale.
La fig. 2 est une vue en coupe dun détail <B>su à</B> plus grande échelle.
La fig. <B>3</B> est une vue de détail en coupe transversale suivant la ligne<B>3-3</B> de<B>la</B> fig. 2. La fig. 4 est une colupe transversale<B>à</B> plus grande échelle suivant la ligne 4-4 de la fig. 2.
La fig. <B>5</B> est une coupe clé détail,<B>à</B> échelle très agrandie, suivant la ligiie <B>5--5</B> de la fig. 2, certaines parties étant arrachées.
La fig. <B>6</B> est une coupe de détail, avec cer taines parties arraehées, suivant la ligne<B>6-6</B> de la fig. 2.
La fig. <B>7</B> est une coupe transversale<B>à</B> plus grande échelle, suivant la ligne<B>7-7</B> de la fig. <B>6.</B>
La fig. <B>8</B> est une vue en perspective du moyeu, représentant, en détail, une des aubes de guidage.
L'appareil représenté comporte wie base constituée par des colonnes de support<B>10</B> montées sur des fondations appropriées<B>11</B> et portant un ensemble de poutres 12, boulon nées sur elles et portant,<B>à</B> leur tour, un car ter cylindrique<B>13</B> placé au-dessus et fixé au moyen de boulons en 14 et entourant les pièces actives du broyeur.
Le carter<B>13</B> comporte un couvercle<B>15</B> présentant un col<B>16</B> sur lequel repose le fond conique<B>17</B> d'une trémie H dont Fembouchure laisse passer les gTanules, paillettes ou autres petites particules<B>à</B> broyer, pour déboucher au centre d'une plaque to(urnante ou rotor R a yant le même axe.
Le rotor R comporte un arbre<B>18</B> en fai sant partie intégrante, tournant dans des pa liers<B>à</B> billes<B>19</B> et 20, montés dans une char pente de support 21, montée elle-même sur la base<B>10.</B> Cet arbre comporte également un palier B, disposé entre les paliers<B>à</B> billes. De ,)référence, le dispositif de montage du rotor forme lui-même un carter qui entoure le mo teur électrique de, commande 22, lequel est fixé au moyen de boulons en 24 contre la face inférieure d'une plaque formant bride<B>23</B> et relié par ïm accouplement<B>25 à</B> l'extrémité in férieure de l'axe vertical<B>18</B> du rotor.
La plaque formant rotor est entourée par une bague de choc I fixée au moyen de bou- Ions <B>26</B> sur une bride<B>27</B> qui est solidaire du couvercle<B>15</B> et, de préférence, est soudée<B>à</B> lui. La matière est chassée par la force cen trifuge contre cette bague de chore et est ainsi 11royée.
Le carter<B>13</B> est fermé hermétiquement et on v. crée le vide par éva.,cuation de l'air par un tuyau<B>28</B> au moyen d'une pompe<B>à</B> vide appropriée (non représentk) en supprimant ainsi le freinage des particules de matière<B>dû</B> <B>à</B> la résistance de l'air et en provoquant une projection de la matière avec une plus grande force, pour qu'il<B>y</B> ait un choie pl-Lis violent contre la bague.
Pour éviter un échauffement des parties de l'appareil sous l'action de la matière se déplaçant<B>à</B> grande vitesse sur elles ou contre elles, il est, de préférence., prévu un dispositif de circulation d-un fliidde réfrigérant dans le rotor et dans la bague de choc. Dans ce but, une pompai (non représentée),<B>de</B> préférence placée en dessous de la charpente, refoule un liquide réfrigérant, tel que de l'huile, par le tuyau montant<B>29</B> et transversalement au pa lier B, dans Vaxe <B>18</B> du rotor, puis dans le rotor; ce fluide ressort par -une a-Litre partie du palier B dans un tuyau<B>30</B> et revient<B>à</B> la source d'alimentation en fluide réfrigérant.
La matièrei broyée tombe par un conduit de soirtie <B>31,</B> de préférence en tôle et de sec tion transversale annulaire qui, comme repré senté, entoure le carter 21 supportant le rotor, et qui est,<B>à</B> son tour, entouré par le carter <B>13.</B> Le conduit annulaire<B>31</B> comporte une en trée<B>32,</B> placée directement sous la bague de choc I.
Pour éviter que les particules fines collent sur la paroi du conduit de sortie<B>31,</B> un ou plusieurs vibrateurs électromagnéti- ques <B>33,</B> blindés séparément, sont montés sur une plaque transversale 34 fixée<B>à</B> ce conduit, cette plaque et avec âeàle le conduit étant sus pendus<B>à</B> la bride<B>27</B> par des ressorts<B>à</B> bou din<B>35.</B>
Pour éviter un échauffement excessif du moteur blindé 22 et des vibrateurs électro magnétiques blindés<B>33,</B> ces pièces sont pla cées dans des boîtes hermétiques et on refoule de l'air dans le carter 21 du moteur, au moyen dune soufflante<B>36, à</B> l'aide d#un con duit<B>37,</B> et, par des conduits<B>37', à</B> l'extrémité supérieure du carter 21., dans les carters<B>38</B> des vibrateurs<B>33</B> d'oÙ l'air s'échappe par des tuyaux<B>39.</B>
Dans la description qui précède, on a in diqué la position générale relativei des pièces. On va maintenant donner une description plus détaillée de certains des éléments.
Le rotor R comporte des aubes radiales 40 partant du pourtour d'un moyeu h et s'éten dant vers l'extérieur, vers la périphérie du rotor. Ces aubes sont en unei seule pièce avec la plaque de rotor et elles font saillie sur la face supérieure<B>de</B> celle-ci.
Des bandes 41 ré sistant<B>à</B> l'usure, en un métal dur tel qu'une composition de tungstène et de carbone appelé Carboloy , sont soudées contre les nervures verticales 40 C une lèvre 42 en porte-à-faux ,#'étend vers l'avant, par rapport au sens de rotation,<B>à</B> partir du bord supérieur de ch & cune des nervures, en venant au-dessus cl-Li bord supérieur de la bande 41 correspondante.
Le moyeu h du rotor comporte une saillie de guidage verticale 43, faisant corps avec la plaque de rotor et sur laquelle la matière<B>à</B> broyer tombe en sortant de la trémie H. Les aubes de guidage 44 montent,<B>à</B> partir de la zone du moyeu de la plaque de rotor, autour de la saillie centra-le 43 et leurs pieds sont dans l'alignement des aubes de projection respectives 40, comme on le voit surtout<B>à</B> la fig. <B>6.</B> Les aubes de guidage sont incurvées vers le haut et vers l'avant par rapport au sens de rotation, c'est-à-dire qu'elles sont, en rotation, en avance sur les aubes de projec tion correspondantes 40.
Chaque aube de gui- dage comporte donc un bord supérieur et avant b-b, situé<B>à</B> faible distance en arrière de l'aube de guidage précédente. On voit donc que la matière<B>à</B> broyer, lorsquelle tombe de la trémie, tombe autour de la saillie 43 sur et entre les aubes de guidage courbes successives 44 et sa vitesse linéaire s'accélère progressive ment lorsqu'elle se déplace radialement le long du moyeu, soins l'action de la force cen trifuge. On voit donc qu'il ny a pas de choc excessif lorsque la matière tombe sur le moyeu du rotor et qu'elle se déplace vers l'ex térieur avec une vitesse accélérée.
Les aubes dei cuidage peuvent être dis posées de manière<B>à</B> effectuer l'admission, sensiblement sans aucun choie, des particules qui tombent par gravité de la trémie et leur accélération s'effectue progressivement et avec un minimum d'usure de la machine. La condition idéale serait d'exécuter les aubes de manière telle que la composante de l'accélé ration qui est normale<B>à</B> la surface de l'aube soit une constautei.
On a obtenu des résultats satisfaisants en pratique en réalisant les pièces comme montré dans les différentes vues de détail des fig. <B>6,</B> <B>7</B> et<B>S.</B> Chacune des aubes 44 est une surface con(;ide qui est engendrée par une ligne droite se déplaçant parallèlement<B>à</B> la surface du rotor en s'appuyant, d'une part, sur l'axe a--a du rotor et, d'autre part, sur une courbe tracée sur un cylindre coaxial au rotor et pas sant par le bord du moyeu.
Le bord radial supérieur b-b de la surface de l'aube est dis posé en avant du bord inférieur c-c <B>de</B> cette surface, suivant un angle fixe, comme cela est représenté.<B>A</B> l'extrémité inférieure c de la courbe, la tangente<B>à</B> la courbe b-c est verticale et parallèle<B>à</B> l'axe a-a.
Bien que les aubes de guidage puissent, si on le désire, être des conoïdes jusqu'au pied des aubes de projection 40, il est suffisant et, en général, préférable<B>de</B> conformer cha cune des aubes de guidage suivant un conoïde, uniquement dans sa partie supérieure comme cela est représenté, la surface inférieure ou extérieure de l'aube étant plane, et se raccor dant tangentiellement<B>à</B> 15extrémité inférieure de la surface conoïde et constituant un pro longement rectiligne de l'aube de projection correspondante 40.
Une bague de moyeu 46 recouvre le moyeu <B>à</B> partir de l'embouchure de, la trémie H et comporte une, plaque périphérique 47 repo sent sur les extrémités intérieures des aubes de projection 40 et, de préférence, soudée<B>à</B> elles. La bague de moyeu 46 enferme ainsi les particules<B>à</B> broyer jusqu'à ce qu'elles aient été projetées au-delà de la partie, extérieure 47 et,<B>à</B> ce moment, elles ont acquis une vi tesse centrifuge si élevée, en particulier lors qu'on fonctionne sous vide comme on l'a in diqué, qu'elles ne s'échappent pas du rotor, bien que les aubes 40 soient découvertes au- delà de la partie extérieure 47, comme cela est représenté, la petite lèvre 42 servant<B>à</B> maintenir les particules qui sont projetées le long des bandes 41.
La bague de eh-oc I qui entoure le rotor est biseautée vers le bas et vers l'extérieur, comme cela est indiqué en 48, de telle sorte que les particules, lorsqu'elles sont projetées contre cette bague, snnt renvoyées de façon générale vers le bas, comme cela est indiqué par les flèches<B>à</B> la fig. 2.
La bague de choc a une surface qui est dentée, sur toute sa pé- r Ip <B><U>'</U></B> hérie, ainsi qu'on le voit <B>à</B> la fig. 5. Etant donné que les particules sont, projetées par la force centrifuge de la périphérie du rotor <B>B</B> uniquement vers une face de, chacune des dents, la face avant 49 de chacune de ces sur faces dentées a seule besoin d'être recouverte, par une plaque<B>50,</B> faite de la même matière dure,
résistant<B>à</B> Fusure, que celle dont est faite la pièce 41 des aubes de projection 40.
L'installation de refroidissement décrite dans ses grandes lignes ci-dessus est, de pré férence, disposée de la façon particulière sui vante: Le palier B du rotor comporte deux rai-, rures périphériques<B>51</B> et<B>52,</B> la rainure su- périeure servant pour l'arrivée d'un fluide de refroidissement au rotor et la rainure infé- rieure servant au retour.
Ces rainures sont déli mitées chacune par une bague<B>53</B> et 54, respectivement, enfilée sur l'axe<B>18</B> cl-Li rotor et fixée<B>à</B> celui-ci, chacune de ces bagues pré sentant une forme d'U; en section transver sale. Le palier B comporte un manchon exté rieur<B>57,</B> de diamètre plus grand que les ba gues<B>53</B> et 54, fixé en<B>58</B> sur le carter 21 et qui entoure deux colliers de palier<B>59</B> et<B>60</B> ,avec douilles<B>63</B> faisant saillie vers l'extérieur par des ouvertures correspondantes<B>de</B> ce manchon. Des paires de coussinets<B>61</B> sont en filées dans ces colliers, aux extrémités oppo sées de ceux-ci, et portent, contre les bagues respect ives <B>53</B> et 54.
Les extrémités de ces ba gues<B>53</B> et 54 glissent en tournant avec l'arbre <B>18</B> du rotor, sur des joints<B>à</B> huile<B>62</B> de cons truction courante qui sont pris entre les cous sinets respectifs<B>61</B> et les faces d'extrémités des bagues interposées<B>53</B> et 54, et qui sont entourés par les colliers<B>59</B> et<B>60.</B> Des tuyaux d'arrivée et de départ<B>29</B> et<B>30,</B> respective ment, sont fixés dans les douilles<B>63</B> des col liers<B>59</B> et<B>60.</B>
La bague d'entrée<B>53</B> comporte un certain nombre d'ouvertures<B>66,</B> chacune coîrrespon- dant, <B>à</B> l'extrémité inférieure<B>67,</B> tournée vers l'extérieur, d'un conduit correspondant<B>68</B> montant parallèlement<B>à</B> l'axe du rotor. Les conduits<B>68</B> sont placés<B>à</B> une distance uni forme de l'axe géométrique de l'arbre<B>18,</B> a-Li voisinage, de son pourtour, comme on le voit dans les fig. 2 et 4. Les extrémités supérieures des conduits<B>68</B> débouchent dans des conduits <B>69</B> ménagés radialement dans la plaque de rotor R et s'étendant vers la périphérie de cette plaque.
De même, la bague de sortie 54 comporte un certain nombre d'ouvertures<B>70</B> edincidant chacune, avec l'extrémité inférieure tournée vers l'extérieur<B>71</B> d'un conduit coir- respondant <B>72</B> montant parallèlement<B>à</B> l'ar bre du rotor. Les conduits<B>72</B> sont placés<B>à</B> une, distance uniforme de l'axe géométrique de l'arbre<B>18,</B> mais plus près de celui-ci que les conduits<B>68.</B> Les extrémités supérieures des conduits<B>72</B> débouchent dans des conduits <B>73</B> ménagés radialement daim la plaque R et s'étendant jusqu'à la périphérie de celle-ci, au voisinage des conduits correspondants<B>69.</B>
Au voisinage, du pourtour de la plaque de rotor, les tronçons<B>69</B> et<B>73</B> d'arrivée et de retour, respectivement, communiquent par de petits conduits transversaux 74 et des bou chons<B>75</B> ferment les extrémités extérieures des conduits<B>69</B> et<B>73</B> conjoints.
La trémie H comporte deux tuyaux d'ad mission<B>76</B> et<B>77</B> par lesquels la matière<B>à</B> broyer arrive dans cette trémie, et chacune de ces admissions comporte un obturateur V, les més deux comme obturateurs cela est représenté, étant normalement de façon fer- que le vide effectué par la conduite<B>28</B> soit main tenu.
On applique également le vide par une conduite (non représentée) disposée au-des sus de l'obturateur V. On peut remplir la tré mie H par l'un ou l'autre des obturateurs V sans affecter sérieusement le vide.
Le broyeur fonctionne de, la façon sui vante: Le moteur 22 fait tourner l'arbre<B>18</B> du rotoir et le rotor R <B>à</B> gTande vitesse, tandis que la matière provenant de la trémie H tombe lentement sur le moyeu<B>h</B> et est diri gée par la saillie 43 vers les différentes aubes de guidage 44 qui, graduellement, provoquent l'accélération sans choc des particules, lors qu'elles se déplacent vers l'extérieur, jusqu'à ce qu'elles s'échappent de dessous le bord<B>pé-</B> riphérique 47 de la bague de moyeu 46;
elles se déplacent alors avec une vitesse linéaire augmentant constamment et une grande vî- te,sse périphérique pour glisser le long 'des barres dusure 41, dans le sens<B>de</B> la longueur des aubes de projection 40.
La résistance de l'air est supprimée du fait du vide maintenu dans le carter<B>13,</B> de sorte que les particules sont projetées du pourtour duu rotor<B>à</B> grande vitesse et viennent frapper violemment contre la bague de #choc I oÙ les particules éclatent en frappant les plaques d'usure<B>50.</B> Les par ticules ainsi projetées sont réfléchies, comme indiqué par les flèches<B>de</B> la fig. 2, sur la bague de choc dentée<B>1,</B> dont on voit le bi seau en 48, et elles descendent dans le, con duit, de sortie annulaire<B>31</B> pour aller<B>à</B> un collecteur approprié (non représenté).
L'action constante des vibrateurs électromagnétiques<B>33</B> secoue le conduit<B>31</B> et empêche les particules d'adhérer<B>à</B> ses parois pendant qu'elles sor tent de la machine.
Les parties mobiles sont empêchées de s'échauffer de façon excessive par l'installa tion de refroidissement. L'huile de refroidis sement est envoyée par une pompe (non re présentée) depuis le tuyau d'admission<B>29</B> jusqu'à la rainure périphérique<B>51</B> de la ba gue<B>53</B> et, de<B>là,</B> elle monte dans les diffé rents conduits<B>68</B> parallèlement<B>à</B> l'arbre<B>18,</B> puis elle va, radialement vers l'extérieur le long des conduits<B>69,</B> jusqu'à la périphérie (le la plaque de roitor R, puis par les conduits transversaux 74.
pour revenir radialement vers l'intérieur, en parallèle, par les conduits <B>73</B> et, finalement, elle descend axialement par les conduits de retour<B>72</B> ménagés dans l'ar bre, pour revenir<B>à</B> la pompe au moyen de la rainure de sortie<B>52</B> de la bague 54, en pas sant par le tuyau de sortie<B>30,.</B> Dans cette opération, il ne se produit pas de, fuite, car le joint<B>62</B> est maintenu étanche sur les faces horizontales des bagues<B>53</B> et 54 qui sont rap portées sur l'arbre. Venant d'une source ana logue, le fluide de refroidissement passe sur toute la longueur de la bague de choc I,<B><I>à</I></B> l'aide d'une conduite<B>77</B> qui s'étend en zig zag le long des dentelures et des faces de choc de celles-ci.
En conséquence, on évite un échauffement excessif,<B>à</B> la fois de la plaque de rotor et de la bague de choc. Les particules ne sont ja mais échauffées dans une mesure telle qu'elles puissent en devenir plastiques ou s'agglo mérer.