EP3485975B1 - Dispositif de broyage permettant un débit de broyage élevé et de varier la distribution de taille des particules broyées - Google Patents

Dispositif de broyage permettant un débit de broyage élevé et de varier la distribution de taille des particules broyées Download PDF

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EP3485975B1
EP3485975B1 EP18200085.1A EP18200085A EP3485975B1 EP 3485975 B1 EP3485975 B1 EP 3485975B1 EP 18200085 A EP18200085 A EP 18200085A EP 3485975 B1 EP3485975 B1 EP 3485975B1
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EP
European Patent Office
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rotor
sieve
openings
screen
grinding
Prior art date
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EP18200085.1A
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EP3485975A1 (fr
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Antoine Virdis
Glenn Corminboeuf
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FREWITT FABRIQUE DE MACHINES SA
Original Assignee
FREWITT FABRIQUE DE MACHINES SA
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Filing date
Publication date
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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/062—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives with rotor elements extending axially in close radial proximity of a concentrically arranged slotted or perforated ring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B02C23/16—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator defining termination of crushing or disintegrating zone, e.g. screen denying egress of oversize material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/08—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within vertical containers
    • B02C18/10—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within vertical containers with drive arranged above container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B02C23/16—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator defining termination of crushing or disintegrating zone, e.g. screen denying egress of oversize material
    • B02C2023/165—Screen denying egress of oversize material

Definitions

  • the present invention relates to a grinding device, comprising a rotor and a sieve, allowing a high grinding rate and the possibility of varying the size distribution of the ground particles.
  • known systems for treating by grinding a material such as a solid or powdery substance intended for the manufacture of a pharmaceutical, food or other product, use a rotor mounted to rotate against a filtering part, or sieve.
  • the material to be granulated is struck by the rotor and / or pressed between the rotor and the screen.
  • the sieve makes it possible to sort the crushed material as it flows through the openings.
  • the screens are generally static. They classify materials by passing them through openings which separate them according to the size of the particles.
  • the desired properties of the crushed material can be obtained by suitably selecting the appropriate crushing parameters, such as the rotational speed of the rotor and the size of the apertures. sieve (more or less fine mesh).
  • the size distribution of the crushed particles which pass through the screen depends on the openings of the screen.
  • the correct selection of the appropriate grinding parameters is also critical to avoid a significant increase in the temperature which could be detrimental to the quality of the ground material. Another problem is to obtain a high flow rate of the ground material through increasingly smaller openings.
  • a grinding device which a system uses to improve the grinding capacity according to the preamble of claim 1 is disclosed in the document US4487371A .
  • the present invention relates to a grinding device for carrying out a grinding operation, the device comprising a grinding chamber intended to receive a material to be grinded having an average initial size; a rotor, mounted in the chamber rotatably about an axis and comprising a plurality of blades extending radially with respect to the axis; and a screen comprising a plurality of openings and configured to classify and / or fractionate the material crushed by the rotor; the screen being mounted around the rotor so as to rotate about the axis in the opposite direction than the direction of rotation of the rotor; each of the openings having a height extending parallel to the axis and a width extending perpendicular to the axis and between 1 mm and 20 mm; and the rotation of the rotor and that of the screen being adjustable so as to provide a peripheral speed difference between the rotor and the screen of between 100 m / s and 400 m / s, so as to reduce the average initial size of the ground
  • This solution has in particular the advantage compared to the prior art to allow a high grinding rate and the possibility of varying the size distribution of the ground particles by varying the relative speed between the rotor and the sieve. A significant reduction in the temperature of the ground material can also be obtained.
  • the figure 1 shows a sectional view of a grinding device 1 according to one embodiment.
  • the device 1 comprises a grinding chamber 16 intended to receive a material to be ground having an average initial size.
  • the device 1 also comprises a rotor 4 mounted in the chamber 16 so as to rotate about an axis 40.
  • the rotor 4 extends axially along the axis 40 and comprises a plurality of blades 41 extending radially, perpendicularly to axis 40.
  • the rotor 4 is configured to grind the material when in rotation.
  • the rotor 4 is configured vertically in the grinding chamber 16 and has a height H R.
  • the blades 41 extend from a hub 42.
  • the rotor 4 is mounted integrally (possibly removably) on a shaft 43 which is rotatable by a drive mechanism (not shown).
  • the blades 41 extend radially, that is to say in a direction substantially perpendicular to the axis 40.
  • the device 1 also comprises a screen 20 mounted around the rotor 4.
  • the screen 20 is configured to classify and / or fractionate the material crushed by the rotor 4.
  • the screen 20 is advantageously mounted to rotate around the axis 40.
  • the screen 20 is mounted rotatably concentric with the axis 40.
  • the screen 20 is supported by a base 24 rotatable by a drive mechanism (not shown).
  • the drive mechanism driving the screen 20 may be the same as that driving the rotor 4, or may be different.
  • the figure 2 shows a perspective view and the figure 3 shows a side view of the screen 20, according to a preferred embodiment.
  • the screen 20 is of cylindrical shape and comprises a plurality of openings 21 distributed approximately equally along the periphery of the screen 20. Each of the openings 21 extends substantially parallel to the axis 40. According to a preferred form, the height H o of the openings 21 is substantially equal to the height Ht of the screen 20.
  • the width L o of the openings 21 is between 1 mm and 20 mm.
  • the rotation of the rotor 4 and the screen 20 is adjustable so as to achieve a speed difference device between the rotor 4 and the screen 20 which is between 100 m / s and 400 m / s. This combination makes it possible to reduce the average initial size of the ground material by a factor ranging from 5 to 20 times, depending on the difference in peripheral speed and the width L o of the openings 21.
  • the width L o of the openings 21 can be between 4 mm and 8 mm.
  • the width L o of the openings 21 is therefore much greater than the openings of a static screen used in a conventional hammer milling device.
  • the figure 4 shows a cross-sectional view (i.e., along the plane defined by 30 in the figures 1 and 3 ), according to one embodiment.
  • the figure 5 shows a view in cross section of a portion of the screen 20 of the figure 4 .
  • the thickness and of the screen 20 can be chosen as a function of the width L o of the openings 21 so as to obtain an impact effect on the particles of the material.
  • the screen 20 has a thickness and substantially equal to the width L o of the openings 21.
  • the openings 21 can be oriented substantially radially.
  • the radial orientation of the openings 21 is illustrated by the coincidence of a radius 22 starting from the center of the screen 20 with the axis 23 of the opening 21.
  • the figure 6 shows a view in cross section of the screen 20, according to another embodiment.
  • the figure 7 show a view according a cross section of a portion of the screen 20 of the figure 6 .
  • the openings 21 are oriented with an angle of inclination ⁇ of between -60 ° and 60 °, relative to the radial direction of the screen 20. This configuration allows better separation between fine ground particles and coarse particles not still sufficiently ground.
  • the difference in peripheral speed between the rotor 4 and the screen 20 is between 200 m / s and 300 m / s.
  • the screen 20 is configured to rotate in the opposite direction than the direction of rotation of the rotor 4.
  • the peripheral speed of the rotor 4 is preferably of the order of 50 m / s to 200 m / s, and more advantageously from 150 m / s to 200 m / s.
  • the peripheral speed of the screen 20 is preferably of the order of 20 m / s to 200 m / s, and more advantageously from 50 m / s to 150 m / s.
  • the figure 8 shows a cross-sectional view of the screen 20 and the rotor 4, according to one embodiment.
  • the distance D p between the distal end 411 of the blades 41 of the rotor and the internal diameter of the screen 20 should be as small as possible for optimal fractionation of the material crushed by the rotor 4, but while avoiding causing local heating .
  • This distance D p is also a function of the size of the unmilled particles.
  • the distance D p between the distal end of the blades 41 and the internal radial dimension Dt of the screen 20 is between 0.5 mm to 5 mm.
  • the direction of rotation of the rotor 4 is indicated by the empty arrow and the direction of rotation of the screen 20 is indicated by the solid arrow.
  • the screen 20 can take another shape than the cylindrical shape illustrated. It is indeed possible that the screen 20 is conical, U-shaped or any other suitable shape.
  • the rotor 4 can also have a configuration which differs from that illustrated.
  • the rotor 4 may comprise two discs at the two ends of the hub 42 and between which blades extend.
  • the axial dimension (height) Ht of the screen 20 is substantially equal to half the radial dimension (diameter) Dt of the screen 20 or substantially equal to the radial dimension Dt of the screen 20.
  • the axial dimension Ht of the screen 20 can be substantially equal to the height H R of the rotor 4, smaller or larger.
  • the grinding device 1 of the invention makes it possible to obtain the following advantages, compared with a conventional hammer grinding device, in particular, a significant reduction in the temperature of the product at the outlet of the process; an interesting increase in product flow, in particular thanks to the absence of risk of clogging of the rotating drum with large openings; and the variation in the rotation speed of the drum also makes it possible to positively influence the width of the size distribution of the ground particles.
  • the proposed grinding device 1 allows the adjustment of more parameters than in the case of a traditional mill, without having to intervene mechanically on the mill by changing parts. Indeed, by playing on the speed of rotation of the rotor 4 and the screen 20, thus that on their respective direction of rotation, different phenomena can be created and in doing so, different grinding results can be obtained.
  • the rotating screen 20 can in particular either generate a suction effect, or push the large particles towards the rotor 4 or cause additional collisions with the product particles, depending on the choice of the direction of rotation, the size of the openings 21 and the angle of inclination ⁇ of the openings 21.
  • the openings 21 of the rotating screen 20 are generally rather large compared to the openings of a traditional screen.
  • the opposite rotation of the screen 20 relative to the rotor 4 produces a dynamic reduction effect on the size of the openings 21.
  • the openings 21 then operate as if they had a (dynamic) size smaller than their effective size.
  • the effect of dynamic reduction of the size of the openings 21 also makes it possible to repel and / or keep large particles in the grinding zone (grinding chamber 16)
  • the effect of dynamic reduction of the size of the openings 21 also makes it possible to multiply the number of collisions between the particles, thus making it possible to obtain sizes of ground particles even finer than in the absence of this effect.
  • the dynamic reduction effect depends on the direction of rotation of the screen 20, the size of the openings 21 and the angle ⁇ of the openings 21, knowing that the relative speeds between the screen 20 and the rotor 4 are much higher than in ordinary mills.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne un dispositif de broyage, comportant un rotor et un tamis, permettant un débit de broyage élevé et la possibilité de varier la distribution de taille des particules broyées.
    • Etat de la technique
  • De façon générale, les systèmes connus de traitement par broyage d'une matière telle qu'une substance solide ou poudreuse destinée à la fabrication d'un produit pharmaceutique, alimentaire ou autre, utilisent un rotor monté rotatif contre une partie filtrante, ou tamis. Le matériau à granuler est frappé par le rotor et/ou pressé entre le rotor et le tamis. Le tamis permet de trier la matière broyée lors de son écoulement au travers des ouvertures.
  • Les tamis sont en général statiques. Ils classifient les matériaux en les faisant traverser des ouvertures qui les séparent selon la taille des particules.
  • Les propriétés souhaitées du matériau broyé, comme la taille des grains de particules et la vitesse d'écoulement des particules, peuvent être obtenues en sélectionnant de manière adéquate les paramètres de broyage appropriés, tels que la vitesse de rotation du rotor et la taille des ouvertures du tamis (maillage plus ou moins fin). La distribution de taille des particules broyées qui passent au travers du tamis dépend des ouvertures du tamis.
  • La sélection correcte des paramètres de broyage appropriés est également critique pour éviter une augmentation importante de la température qui pourrait être préjudiciable à la qualité de la matière broyée. Un autre problème est d'obtenir un débit élevé de la matière broyée au travers d'ouvertures de plus en plus petites.
  • La mise en œuvre de tamis pour la séparation de poudres de plus en plus fines augmente de manière conséquente les risques de colmatage, la tension de surface de telles poudres provoquant l'adhésion de celles-ci sur les mailles de la toile et donc un encrassement rapide de celle-ci. Un dispositif de broyage que utilise un système pour améliorer la capacité de broyage selon le préambule de la revendication 1 est divulgué dans le document US4487371A .
    • Bref résumé de l'invention
  • La présente invention concerne un dispositif de broyage pour mettre en œuvre une opération de broyage, le dispositif comprenant une chambre de broyage destinée à recevoir une matière à broyer ayant une taille initiale moyenne; un rotor, monté dans la chambre de manière rotative autour d'un axe et comprenant une pluralité de pales s'étendant radialement par rapport à l'axe; et un tamis comprenant une pluralité d'ouvertures et configuré pour classifier et/ou fractionner la matière broyée par le rotor; le tamis étant monté autour du rotor de manière à tourner autour de l'axe dans le sens contraire que le sens de rotation du rotor; chacune des ouvertures ayant une hauteur s'étendant parallèlement à l'axe et une largeur s'étendant perpendiculairement à l'axe et comprise entre 1 mm et 20 mm; et la rotation du rotor et celle du tamis étant ajustables de sorte fournir une différence de vitesse périphérique entre le rotor et le tamis comprise entre 100 m/s et 400 m/s, de manière à réduire la taille initiale moyenne de la matière broyée d'un facteur 5 à 20.
  • Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de permettre un débit de broyage élevé et la possibilité de varier la distribution de taille des particules broyées en variant la vitesse relative entre le rotor et le tamis. Une réduction sensible de la température de la matière broyée peut également être obtenue.
    • Brève description des figures
  • Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
    • la figure 1 montre une vue en coupe d'un dispositif 1 de broyage comprenant un rotor et un tamis, selon un mode de réalisation;
    • la figure 2 montre une vue en perspective du tamis, selon un mode de réalisation;
    • la figure 3 montre une vue de côté du tamis, selon un mode de réalisation;
    • la figure 4 montre une vue selon un coupe transversale du tamis, selon un mode de réalisation;
    • la figure 5 montre une vue selon un coupe transversale d'une portion du tamis de la figure 4;
    • la figure 6 montre une vue selon un coupe transversale du tamis, selon un autre mode de réalisation;
    • la figure 7 montre une vue selon un coupe transversale d'une portion du tamis de la figure 6; et
    • la figure 8 représente une vue en coupe transversale du tamis 20 et du rotor 4, selon une forme d'exécution.
    Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
  • La figure 1 montre une vue en coupe d'un dispositif 1 de broyage selon un mode de réalisation. Le dispositif 1 comprend une chambre de broyage 16 destinée recevoir une matière à broyer ayant une taille initiale moyenne. Le dispositif 1 comprend également un rotor 4 monté dans la chambre 16 de manière rotative autour d'un axe 40. Le rotor 4 s'étend axialement le long de l'axe 40 et comporte une pluralité de pales 41 s'étendant radialement, perpendiculairement à l'axe 40. Le rotor 4 est configuré pour broyer la matière lorsqu'en rotation.
  • Dans l'exemple illustré, le rotor 4 est configuré verticalement dans la chambre de broyage 16 et a une hauteur HR. Les pales 41 s'étendent à partir d'un moyeu 42. Le rotor 4 est monté solidaire (possiblement de manière amovible) sur un arbre 43 qui est entraînable en rotation par un mécanisme d'entraînement (non représenté). Les pales 41 s'étendent radialement, c'est-à-dire dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe 40.
  • Le dispositif 1 comprend également un tamis 20 monté autour du rotor 4. Le tamis 20 est configuré pour classifier et/ou fractionner la matière broyée par le rotor 4. Le tamis 20 est avantageusement monté de manière rotative autour de l'axe 40. Dans l'exemple particulier de la figure 1, le tamis 20 est monté rotatif concentrique avec l'axe 40. Le tamis 20 est supporté par une base 24 entraînable en rotation par un mécanisme d'entraînement (non représenté). Le mécanisme d'entraînement entraînant le tamis 20 peut être le même que celui entraînant le rotor 4, ou peut être différent.
  • La figure 2 montre une vue en perspective et la figure 3 montre une vue de côté du tamis 20, selon une forme d'exécution préférée. Selon l'exemple illustré, le tamis 20 est de forme cylindrique et comporte une pluralité d'ouvertures 21 réparties de manière sensiblement égale le long de la périphérie du tamis 20. Chacune des ouvertures 21 s'étend de manière sensiblement parallèle à l'axe 40. Selon une forme préférée, la hauteur Ho des ouvertures 21 est sensiblement égale à la hauteur Ht du tamis 20.
  • Des essais pratiques ont montré qu'en variant la vitesse de rotation du rotor 4 et celle du tamis 20, des résultats granulométriques très différents peuvent être obtenus.
  • Selon une forme d'exécution préférée, la largeur Lo des ouvertures 21 est comprise entre 1 mm et 20 mm. La rotation du rotor 4 et du tamis 20 est ajustable de sorte à atteindre une différence de vitesse périphérique entre le rotor 4 et le tamis 20 qui est comprise entre 100 m/s et 400 m/s. Cette combinaison permet de réduire la taille initiale moyenne de la matière broyée par un facteur allant de 5 à 20 fois, selon différence de vitesse périphérique et la largeur Lo des ouvertures 21.
  • Un dispositif de broyage à marteaux conventionnel aurait nécessité plusieurs tamis différents pour obtenir une telle variété de résultats.
  • Selon une forme d'exécution avantageuse, la largeur Lo des ouvertures 21 peut être comprise entre 4 mm et 8 mm.
  • La largeur Lo des ouvertures 21 est donc nettement plus importante que les ouvertures d'un tamis statique utilisé dans un dispositif de broyage à marteaux conventionnel.
  • La figure 4 montre une vue selon une coupe transversale (c'est-à-dire, selon le plan défini par 30 dans les figures 1 et 3), selon un mode de réalisation. La figure 5 montre une vue selon un coupe transversale d'une portion du tamis 20 de la figure 4.
  • L'épaisseur et du tamis 20 peut être choisie en fonction de la largeur Lo des ouvertures 21 de manière à obtenir un effet d'impact sur les particules de la matière. De manière préférée, le tamis 20 à une épaisseur et sensiblement égale à la largeur Lo des ouvertures 21.
  • Les ouvertures 21 peuvent être orientées sensiblement radialement. Dans l'exemple illustré aux figures 4 et 5, l'orientation radiale des ouvertures 21 est illustrée par la coïncidence d'un rayon 22 partant du centre du tamis 20 avec l'axe 23 de l'ouverture 21.
  • La figure 6 montre une vue selon un coupe transversale du tamis 20, selon un autre mode de réalisation. La figure 7 montre une vue selon un coupe transversale d'une portion du tamis 20 de la figure 6. Dans cette configuration, les ouvertures 21 sont orientées avec un angle d'inclinaison β compris entre -60° et 60°, par rapport à la direction radiale du tamis 20. Cette configuration permet une meilleure séparation entre particules broyées fines et les particules grossières pas encore suffisamment broyées.
  • Selon une variante, la différence de vitesse périphérique entre le rotor 4 et le tamis 20 est comprise entre 200 m/s et 300 m/s.
  • Le tamis 20 est configuré pour tourner dans le sens contraire que le sens de rotation du rotor 4.
  • Avantageusement, la vitesse périphérique du rotor 4 est préférablement de l'ordre de 50 m/s à 200 m/s, et plus avantageusement de 150 m/s à 200 m/s.
  • Avantageusement, la vitesse périphérique du tamis 20 est préférablement de l'ordre de 20 m/s à 200 m/s, et plus avantageusement de 50 m/s à 150 m/s.
  • La figure 8 représente une vue en coupe transversale du tamis 20 et du rotor 4, selon une forme d'exécution. La distance Dp entre l'extrémité distale 411 des pales 41 du rotor et le diamètre intérieur du tamis 20 devrait être la plus petite possible pour un fractionnement optimal de la matière broyée par le rotor 4, mais tout en évitant de provoquer des échauffements locaux. Cette distance Dp est aussi fonction de la taille des particules non-broyées. De manière avantageuse, la distance Dp entre l'extrémité distale des pales 41 et la dimension radiale Dt intérieure du tamis 20 est comprise entre 0.5 mm à 5mm. Dans l'exemple de la figure 8, le sens de rotation du rotor 4 est indiqué par la flèche vide et le sens de rotation du tamis 20 est indiqué par la flèche pleine.
  • Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et que diverses modifications et variantes simples peuvent être envisagées par l'homme de métier sans sortir du cadre de la présente invention.
  • Par exemple, le tamis 20 peut prendre une autre forme que la forme cylindrique illustrée. Il est effectivement possible que le tamis 20 soit de forme conique, en U ou toute autre forme appropriée. Le rotor 4 peut également avoir une configuration qui diffère de celle illustrée. Par exemple, dans une variante non représentée, le rotor 4 peut comprendre deux disques aux deux extrémités du moyeu 42 et entre lesquels s'étendent des pales.
  • Selon une forme d'exécution, la dimension axiale (hauteur) Ht du tamis 20 est sensiblement égale à la moitié de la dimension radiale (diamètre) Dt du tamis 20 ou sensiblement égale à la dimension radiale Dt du tamis 20.
  • La dimension axiale Ht du tamis 20 peut être sensiblement égale à la hauteur HR du rotor 4, plus petite ou plus grande.
  • Le dispositif de broyage 1 de l'invention permet d'obtenir les avantages suivants, par rapport à un dispositif de broyage à marteaux conventionnel, notamment, une réduction sensible de la température du produit en sortie de process; une augmentation intéressante de débit de produit, notamment grâce à l'absence de risque de colmatage du tambour tournant avec grandes ouvertures; et la variation du régime de rotation du tambour permet aussi d'influencer positivement la largeur de la distribution de taille des particules broyées.
  • Le dispositif de broyage 1 proposé permet le réglage de plus de paramètres que dans le cas d'un moulin traditionnel, sans pour autant devoir intervenir mécaniquement sur le moulin en changeant des pièces. En effet, en jouant sur la vitesse de rotation du rotor 4 et du tamis 20, ainsi que sur leur sens de rotation respectif, différents phénomènes peuvent être crées et ce faisant, différents résultats de broyage peuvent être obtenus.
  • Le tamis 20 tournant, peut notamment soit générer un effet d'aspiration, soit repousser les grandes particules vers le rotor 4 soit provoquer des collisions supplémentaires avec les particules de produit, selon le choix du sens de rotation, de la taille des ouvertures 21 et de l'angle d'inclinaison β des ouvertures 21.
  • Les ouvertures 21 du tamis 20 tournant sont en général plutôt grandes par rapport aux ouvertures d'un tamis traditionnel. Pourtant, la rotation contraire du tamis 20 par rapport au rotor 4 produit un effet de réduction dynamique de la taille des ouvertures 21. Autrement dit, les ouvertures 21 fonctionnent alors comme si elles avaient une taille (dynamique) inférieure à leur taille effective. L'effet de réduction dynamique de la taille des ouvertures 21 permet en outre de repousser et/ou maintenir les grosses particules dans la zone de broyage (chambre de broyage 16) L'effet de réduction dynamique de la taille des ouvertures 21 permet également de multiplier le nombre de collisions entre les particules, permettant ainsi d'obtenir des tailles de particules broyées encore plus fines qu'en absence de cet effet. L'effet de réduction dynamique dépend du sens de rotation du tamis 20, de la taille des ouvertures 21 et de l'angle β des ouvertures 21, sachant que les vitesses relatives entre le tamis 20 et le rotor 4 sont beaucoup plus élevées que dans les moulins ordinaires.
    • Numéros de référence employés sur les figures
    • 1
    dispositif
    16
    chambre de broyage
    2
    unité de broyage
    20
    tamis
    21
    ouvertures
    22
    rayon
    23
    axe
    24
    base
    3
    corps
    30
    plan
    4
    rotor
    40
    axe
    41
    pale
    411
    extrémité distale de la pale
    42
    moyeu
    43
    arbre
    β
    angle d'inclinaison
    Dp
    distance
    Dt
    diamètre du tamis, dimension radiale
    et
    épaisseur
    Ho
    hauteur des ouvertures
    HR
    hauteur du rotor
    Ht
    hauteur du tamis, dimension axiale
    Lo
    largeur des ouvertures

Claims (12)

  1. Dispositif (1) de broyage pour mettre en œuvre une opération de broyage, le dispositif comprenant:
    une chambre (16) de broyage destinée à recevoir une matière à broyer ayant une taille initiale moyenne;
    un rotor (4), monté dans la chambre (16) de manière rotative autour d'un axe (40) et comprenant une pluralité de pales (41) s'étendant radialement par rapport à l'axe (40); et
    un tamis (20) comprenant une pluralité d'ouvertures (21) et configuré pour classifier et/ou fractionner la matière broyée par le rotor (4);
    caractérisé en ce que
    le tamis (20) est monté autour du rotor (4) de manière à tourner autour de l'axe (40) dans le sens contraire que le sens de rotation du rotor (4);
    en ce que chacune des ouvertures (21) a une hauteur (Ho) s'étendant parallèlement à l'axe (40) et une largeur s'étendant perpendiculairement à l'axe (40) et comprise entre 1 mm et 20 mm;
    et en ce que la rotation du rotor (4) et celle du tamis (20) sont ajustables de sorte fournir une différence de vitesse périphérique entre le rotor (4) et le tamis (20) comprise entre 100 m/s et 400 m/s, de manière à réduire la taille initiale moyenne de la matière broyée d'un facteur 5 à 20.
  2. Dispositif selon la revendication 1,
    dans lequel la largeur des ouvertures (21) est comprise entre 4 mm et 8 mm.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2,
    dans lequel le tamis (20) à une épaisseur (et) sensiblement égale à la largeur (Lo) des ouvertures (21).
  4. Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 3,
    dans lequel la hauteur (Ho) des ouvertures (21) est sensiblement égale à la dimension axiale (Ht) du tamis (20).
  5. Dispositif selon la revendication 4,
    dans lequel la dimension axiale (Ht) du tamis (20) est sensiblement égale à la moitié de la dimension radiale (Dt) du tamis (20) ou sensiblement égale à la dimension radiale (Dt) du tamis (20).
  6. Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 5,
    dans lequel les ouvertures (21) sont orientées sensiblement radialement.
  7. Dispositif selon la revendication 6,
    dans lequel les ouvertures (21) sont orientées avec un angle d'inclinaison (β) entre -60° et 60° par rapport à la direction radiale du tamis (20).
  8. Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 7,
    dans lequel le tamis (20) est configuré pour tourner dans le même sens que le rotor (4) ou dans le sens contraire.
  9. Dispositif selon la revendication 8,
    dans lequel la vitesse périphérique du rotor (4) est de l'ordre de 50 m/s à 200 m/s, et plus avantageusement de 150 m/s à 200 m/s.
  10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9,
    dans lequel la vitesse périphérique du tamis (20) est de l'ordre de 20 m/s à 200 m/s, et plus avantageusement de 50 m/s à 150 m/s.
  11. Dispositif selon l'une des revendications de 8 à 10,
    dans lequel la différence de vitesse périphérique du rotor (4) et du tamis (20) est comprise entre 200 à 300m/s.
  12. Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 11,
    dans lequel la distance (Dp) entre l'extrémité distale des pales (41) et la dimension radiale (Dt) intérieure du tamis (20) est entre 0.5 mm à 5mm.
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