FR3130648A1 - DEVICE AND METHOD FOR GRINDING AND MIXING POWDER COMPRISING CONTRAROTATIVE GRINDING AND MIXING MOTORS - Google Patents

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Stéphane Vaudez
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Abstract

L'objet principal de l'invention est un dispositif de broyage et de mélange (1) de poudres (P), caractérisé en ce qu’il comporte : une cuve de broyage (2), comprenant la charge de poudres (P) à broyer en phase liquide ; au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b) disposés à l’intérieur de la cuve de broyage (2) ; un système de motorisation (M) pour l’entraînement en rotation desdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b) ; un système de transmission de puissance (3) reliant le système de motorisation (M) auxdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b), lesdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b) étant entraînés en rotation de manière contrarotative. Figure pour l’abrégé : Figure 1The main object of the invention is a device for grinding and mixing (1) powders (P), characterized in that it comprises: a grinding vessel (2), comprising the load of powders (P) to mill in liquid phase; at least a first grinding and mixing wheel (4a) and a second grinding and mixing wheel (4b) arranged inside the grinding tank (2); a motorization system (M) for rotating said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding and mixing wheel set (4b); a power transmission system (3) connecting the motorization system (M) to said at least one first grinding and mixing mobile (4a) and a second grinding and mixing mobile (4b), said at least one first mobile grinding and mixing (4a) and a second mobile grinding and mixing (4b) being driven in rotation in a counter-rotating manner. Figure for abstract: Figure 1

Description

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE BROYAGE ET DE MÉLANGE DE POUDRES COMPORTANT DES MOBILES DE BROYAGE ET DE MÉLANGE CONTRAROTATIFSDEVICE AND METHOD FOR GRINDING AND MIXING POWDER COMPRISING CONTRAROTATIVE GRINDING AND MIXING MOTORS

La présente invention se rapporte au domaine du mélange et du broyage de poudres, notamment du broyage et du mélange cryogénique de poudres, en particulier en phase liquide, notamment en présence d’un fluide cryogénique, pour l’obtention de particules submicroniques, voire nanométriques.The present invention relates to the field of the mixing and grinding of powders, in particular the grinding and the cryogenic mixing of powders, in particular in the liquid phase, in particular in the presence of a cryogenic fluid, to obtain submicron, even nanometric particles. .

L’invention trouve préférentiellement son application pour tout procédé et pour toute usine ou industrie mettant en œuvre des opérations de mélange et/ou de broyage des poudres, en particulier de micronisation de milieux granulaires dans le but notamment d’obtenir des performances améliorées en terme d’énergie spécifique appliquée et/ou de temps de mélange ou de broyage et/ou en terme de capacité de broyage de matières difficiles à broyer. Elle permet par exemple la fabrication de nanopoudres difficiles à synthétiser chimiquement ou la micronisation de médicaments ou de matières cosmétiques par exemple.The invention preferably finds its application for any process and for any factory or industry implementing operations of mixing and/or grinding of powders, in particular of micronization of granular media with the aim in particular of obtaining improved performance in terms of specific energy applied and/or mixing or grinding time and/or in terms of the ability to grind difficult to grind materials. It allows, for example, the manufacture of nanopowders that are difficult to synthesize chemically or the micronization of drugs or cosmetic materials, for example.

L’invention propose ainsi un dispositif de broyage et de mélange, préférentiellement cryogénique, de poudres comportant des mobiles de broyage et de mélange entraînés de manière contrarotative, ainsi qu’un procédé de broyage et de mélange associé, préférentiellement cryogénique.The invention thus proposes a device for grinding and mixing, preferably cryogenic, of powders comprising grinding and mixing mobiles driven in a counter-rotating manner, as well as a method of grinding and associated mixing, preferably cryogenic.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEUREPRIOR ART

Les opérations de broyage sont relativement courantes dans l’industrie et ce dans le cadre de nombreux domaines. Suivant les applications, il est mis en œuvre des broyeurs pouvant être très différents selon les charges à broyer et leur aptitude à la fragmentation tels que par exemple des broyeurs à couteaux, à fléaux, marteaux, à rouleau, à boulets, à jets d’air, entre autres.Grinding operations are relatively common in industry in many areas. Depending on the applications, crushers are used which can be very different depending on the charges to be crushed and their capacity for fragmentation, such as, for example, knife, flail, hammer, roller, ball, jet crushers. air, among others.

Ces différents dispositifs exploitent quatre grands mécanismes induisant la fragmentation de la charge à l’origine de la réduction de taille des particules constitutives de la charge à broyer, à savoir : l’impaction ; le cisaillement ; la compression ; et l’attrition.These various devices exploit four main mechanisms inducing the fragmentation of the charge, which is the origin of the reduction in size of the constituent particles of the charge to be ground, namely: impaction; shear; the compression ; and attrition.

On connaît par exemple les systèmes de mélange et de broyage par cuve mobile. Ils correspondent à des systèmes composés d’un réservoir contenant le milieu granulaire à mélanger/broyer et qui subit cette opération du fait de la mise en mouvement de la cuve. Cette mise en mouvement peut être plus ou moins rapide et selon des modes directionnels plus ou moins monotones. On peut notamment citer les systèmes de type malaxeur, les systèmes de type mélangeur en V, les mélangeurs/broyeurs vibro-oscillants, les mélangeurs/broyeurs à boulets, les mélangeurs/broyeurs planétaires, entre autres.For example, mixing and grinding systems using a mobile tank are known. They correspond to systems consisting of a tank containing the granular medium to be mixed/grinded and which undergoes this operation due to the movement of the tank. This setting in motion can be more or less rapid and according to more or less monotonous directional modes. Mention may in particular be made of mixer-type systems, V-type mixer-type systems, vibro-oscillating mixers/mills, ball mixers/mills, planetary mixers/mills, among others.

On connaît également les systèmes de mélange et de broyage par mobile interne. Ils correspondent à des systèmes composés par des mobiles soumis le plus souvent à des mouvements rotatifs pour mettre en mouvement le milieu granulaire au cours du mouvement périodique de ces mobiles. Il s’agit de mobiles pouvant avoir plusieurs natures, comme par exemple des mobiles à effet couette, des mobiles de type vis d’Archimède, des pales d’attrition, des rotors/turbines, des hélices, entre autres.Internal mobile mixing and grinding systems are also known. They correspond to systems made up of mobiles most often subjected to rotary movements to set the granular medium in motion during the periodic movement of these mobiles. These are mobiles that can have several natures, such as quilt effect mobiles, Archimedes screw type mobiles, attrition blades, rotors/turbines, propellers, among others.

La première catégorie de mélangeurs/broyeurs a pour principal défaut la nécessité par définition même de cette catégorie de mettre en mouvement toute la masse du milieu granulaire par rapport au référentiel terrestre ainsi que la masse de la cuve elle-même contenant le milieu granulaire à broyer. Or, cette cuve est parfois beaucoup plus massive que le milieu granulaire qu’elle renferme. En terme d’énergie dépensée par unité de masse mélangée et/ou broyée, cette catégorie d’équipement est pénalisée. Par ailleurs, cela limite de fait les extrapolations à grande échelle ou alors au prix de coûts énergétiques importants la plupart du temps.The main defect of the first category of mixers/grinders is the need by very definition of this category to set in motion the entire mass of the granular medium relative to the terrestrial reference frame as well as the mass of the tank itself containing the granular medium to be ground . However, this tank is sometimes much more massive than the granular medium it contains. In terms of energy expended per unit mass mixed and/or ground, this category of equipment is penalised. Moreover, this effectively limits large-scale extrapolations or at the cost of high energy costs most of the time.

Par ailleurs, les principaux inconvénients de la deuxième catégorie de mélangeur/broyeur précitée ont pour origines : soit la faiblesse de l’énergie transmissible au milieu à mélanger/broyer (mobiles à effet couette ou de type vis d’Archimède), ce qui va limiter les performances des dispositifs en termes par exemple de temps de traitement et/ou de performances de granulométries atteignables ; soit le fait qu’ils pâtissent d’une limite de niveau d’énergie applicable à la matière à broyer de par notamment les forces centrifuges induites lors de la mise en rotation des mobiles (pales d’attrition, rotors/turbines, hélices).Furthermore, the main drawbacks of the second category of mixer/grinder mentioned above have their origins: either the low level of energy that can be transmitted to the medium to be mixed/grinded (quilt effect or Archimedean screw-type spindles), which will limit the performance of the devices in terms, for example, of processing time and/or performance of achievable particle sizes; or the fact that they suffer from an energy level limit applicable to the material to be shredded, in particular by the centrifugal forces induced during the rotation of the rotors (attrition blades, rotors/turbines, propellers).

Il faut en outre noter que pour certains types de matériaux à broyer, il est nécessaire de mettre en œuvre au sein de ces mélangeurs/broyeurs une phase liquide pour favoriser la répartition de la matière au sein des médias de broyage et pour faciliter la désagglomération des particules de poudres au cours du traitement.It should also be noted that for certain types of materials to be ground, it is necessary to implement within these mixers/grinders a liquid phase to promote the distribution of the material within the grinding media and to facilitate the deagglomeration of the powder particles during processing.

Dès lors, une contrepartie induite par l’usage de cette phase liquide est qu’il faut séparer cette phase de la charge solide broyée et/ou qu’il faut traiter cette phase liquide après l’opération de broyage. La séparation par filtration n’est pas opérante lorsque la production de nanoparticules est visée (particules trop petites comparativement aux mailles des médias de filtration) et la séparation par évaporation est souvent peu rentable en terme d’énergie consommée par unité de masse de matière à mélanger/broyer. Par ailleurs, certaines phases liquides peuvent également interagir chimiquement avec la charge solide à broyer, ce qui induit des pollutions et/ou des modifications des solides à broyer pouvant être rédhibitoire pour certaines applications.Therefore, a counterpart induced by the use of this liquid phase is that it is necessary to separate this phase from the crushed solid charge and/or that this liquid phase must be treated after the crushing operation. Separation by filtration is not effective when the production of nanoparticles is targeted (particles too small compared to the meshes of the filtration media) and separation by evaporation is often unprofitable in terms of energy consumed per unit mass of material to be mix/grind. Furthermore, certain liquid phases can also interact chemically with the solid charge to be ground, which induces pollution and/or modifications of the solids to be ground which may be prohibitive for certain applications.

Afin de régler ce problème, il a été proposé d’utiliser comme liquide un gaz liquéfié qui permet après volatilisation à température ambiante et pression atmosphérique de ne pas avoir à traiter la phase liquide pour récupérer la matière broyée. De plus, l’utilisation de gaz liquéfié, du fait de sa très basse température induite (de l’ordre de -200°C pour l’azote liquide à pression atmosphérique) permet par ailleurs de fragiliser les matières à broyer et donc permet de limiter l’énergie à utiliser pour broyer une masse donnée de matières.In order to solve this problem, it has been proposed to use a liquefied gas as the liquid which, after volatilization at room temperature and atmospheric pressure, does not require the liquid phase to be treated to recover the ground material. In addition, the use of liquefied gas, because of its very low induced temperature (of the order of -200°C for liquid nitrogen at atmospheric pressure) also makes it possible to weaken the materials to be ground and therefore makes it possible to limit the energy to be used to grind a given mass of materials.

Il a donc été proposé des inventions exploitant cette manière de mener à bien l’opération de broyage mais elles pâtissent toujours, quelle que soit la phase liquide employée, d’une limitation de l’énergie applicable à la charge à broyer. En effet, au-delà d’un seuil de vitesse dite « vitesse critique » de rotation des mobiles d’agitation/broyage, il s’opère un régime hydro-dynamique ne permettant plus d’obtenir un mélange/broyage optimal. Or, le niveau d’énergie par unité de volume d’un broyeur en caractérise sa performance et son efficacité et cette énergie est fonction de la vitesse d’agitation, cette énergie étant même proche d’être proportionnelle au carré de cette vitesse. Il y a donc une contradiction à résoudre pour bénéficier d’un broyage cryogénique direct, à savoir un broyage où la charge solide à broyer est directement mise en suspension dans un gaz liquéfié, tout en ne subissant pas de limitation d’énergie applicable telle que précitée. Cette contradiction explique l’absence dans l’état de l’art de dispositif qui permettrait de réaliser un broyage en phase liquide tout en dépassant la limite d’énergie injectable du fait des contraintes précitées. Sachant par ailleurs qu’il y a une vitesse de rotation limite des mobiles d’agitation/broyage au sein des broyeurs au-delà de laquelle le régime hydrodynamique est perturbé et/ou la tenue mécanique des arbres de rotation peut être remise en cause du fait des couples induits.Inventions have therefore been proposed exploiting this way of carrying out the grinding operation but they always suffer, whatever the liquid phase used, from a limitation of the energy applicable to the charge to be ground. Indeed, beyond a so-called “critical speed” speed threshold of rotation of the stirring/grinding mobiles, a hydro-dynamic regime takes place that no longer allows optimum mixing/grinding to be obtained. However, the level of energy per unit volume of a mill characterizes its performance and its efficiency and this energy is a function of the stirring speed, this energy being even close to being proportional to the square of this speed. There is therefore a contradiction to be resolved in order to benefit from direct cryogenic grinding, namely grinding where the solid charge to be ground is directly suspended in a liquefied gas, while not undergoing any applicable energy limitation such as aforementioned. This contradiction explains the absence in the state of the art of a device which would make it possible to carry out grinding in the liquid phase while exceeding the limit of injectable energy due to the aforementioned constraints. Knowing also that there is a limit speed of rotation of the stirring/grinding mobiles within the grinders beyond which the hydrodynamic regime is disturbed and/or the mechanical strength of the rotation shafts can be called into question makes induced couples.

Pour améliorer l’efficacité de broyage de certaines matières réputées difficiles à broyer, des solutions de broyeurs cryogéniques directs à mobiles de broyage ont été proposées dans l’art antérieur, comme par exemple par les demandes WO 2019/073172 A1 et JP 2021-041404 A. Ces dispositifs sont relativement robustes. Cependant, comme évoqué précédemment, il n’est pas possible pour ces dispositifs de pouvoir appliquer à la matière à broyer une quantité d’énergie supérieure à une vitesse curviligne limite dite « critique » de l’extrémité périphérique des mobiles de broyage mis en rotation pour apporter l’énergie de broyage.To improve the grinding efficiency of certain materials deemed difficult to grind, solutions of direct cryogenic grinders with grinding mobiles have been proposed in the prior art, such as for example by applications WO 2019/073172 A1 and JP 2021-041404 A. These devices are relatively robust. However, as mentioned above, it is not possible for these devices to be able to apply to the material to be ground a quantity of energy greater than a so-called "critical" limit curvilinear speed of the peripheral end of the grinding wheels set in rotation. to supply the grinding energy.

Cette limite repose sur plusieurs contraintes détaillées ci-après. Tout d’abord, des contraintes constructives car au-delà d’une certaine vitesse de mobile d’agitation soumis aux frottements du fluide visqueux à agiter/broyer (constitué de la suspension entre le liquide du milieu de broyage et la matière à broyer associée aux médias de broyage), le couple appliqué sur l’arbre d’agitation du mobile de broyage induit une rupture de l’arbre. Également des contraintes hydrodynamiques du fait de la génération de forces centrifuges à un niveau limitant les degrés de liberté du fluide à broyer/mélanger (plaquage du fluide et des médias contre les parois du broyeur). Mais aussi des contraintes thermodynamiques du fait de la survenue de phénomènes de cavitation au-delà d’une vitesse limite de déplacement d’un corps solide dans tout liquide.This limit is based on several constraints detailed below. First of all, constructive constraints because beyond a certain speed of stirring wheel subject to the friction of the viscous fluid to be stirred/grinded (consisting of the suspension between the liquid of the grinding medium and the material to be ground associated to the grinding media), the torque applied to the stirring shaft of the grinding wheel induces a breakage of the shaft. Also hydrodynamic constraints due to the generation of centrifugal forces at a level limiting the degrees of freedom of the fluid to be ground/mixed (plating of the fluid and the media against the walls of the mill). But also thermodynamic constraints due to the occurrence of cavitation phenomena beyond a limit speed of movement of a solid body in any liquid.

Les dispositifs de broyage connus pâtissent très majoritairement, et de manière récurrente, de la pollution de la charge par l’abrasion ou usure induite par les médias de broyage et au droit de la cuve de broyage. Ceci est dû au fait que les médias de broyage et/ou la matière à broyer ont une dureté qui peut être supérieure ou égale à celle du matériau constitutif de la cuve du broyeur.The known grinding devices suffer very mainly, and in a recurring way, from the pollution of the load by the abrasion or wear induced by the grinding media and in the right of the grinding tank. This is due to the fact that the grinding media and/or the material to be ground have a hardness which may be greater than or equal to that of the material constituting the mill tank.

Pour éviter ces phénomènes pouvant être très pénalisants, voire même rédhibitoires pour certaines applications comme pour la pharmacie et l’alimentaire par exemple, il est proposé classiquement d’utiliser des matériaux très durs, comparativement aux matériaux à broyer, pour élaborer le broyeur. Malheureusement, cette stratégie reste coûteuse et parfois incompatible avec des applications n’acceptant aucune pollution.To avoid these phenomena which can be very penalizing, or even prohibitive for certain applications such as for pharmaceuticals and food for example, it is conventionally proposed to use very hard materials, compared to the materials to be ground, to develop the mill. Unfortunately, this strategy remains costly and sometimes incompatible with applications that do not accept any pollution.

Une solution a déjà été proposée dans la demande de brevet FR 3 072 308 A1 de la Demanderesse, mettant en œuvre de la glace sèche (CO2solide) comme matériau de culottage de la cuve de broyage ou comme matériau des médias de broyage. Cette manière d’opérer le broyage est pertinente pour limiter la pollution des matières à broyer mais elle ne permet pas d’introduire un niveau optimisé d’énergie mécanique. En effet, dans un broyeur de type attriteur comme visé de manière préférentielle par l’invention, les inventeurs ont mis en évidence une perte importante de vitesse des médias de broyage au proche voisinage des parois du broyeur dans le cas de rapport d’aspect (longueur du mobile d’agitation/broyage sur le diamètre de la cuve de broyage/mélange) inférieur à 0,9. Cette faible vitesse des médias de broyage induit une baisse de l’efficacité du broyage. Par ailleurs, en augmentant le rapport d’aspect, la vitesse est améliorée mais l’usure au droit de la paroi est exacerbée. Ce double constat illustre une problématique qui n’est pas résolue par l’état de l’art.A solution has already been proposed in patent application FR 3 072 308 A1 of the Applicant, implementing dry ice (solid CO 2 ) as the material for sealing the grinding vessel or as the material for the grinding media. This way of operating the grinding is relevant for limiting the pollution of the materials to be ground, but it does not make it possible to introduce an optimized level of mechanical energy. Indeed, in an attritor type grinder as preferentially targeted by the invention, the inventors have demonstrated a significant loss of speed of the grinding media in the close vicinity of the walls of the grinder in the case of aspect ratio ( length of the stirring/grinding rotor over the diameter of the grinding/mixing tank) less than 0.9. This low speed of the grinding media induces a drop in grinding efficiency. Furthermore, by increasing the aspect ratio, the speed is improved but the wear at the right of the wall is exacerbated. This double observation illustrates a problem that is not solved by the state of the art.

En outre, il faut noter que la micronisation des poudres à broyer est souvent compliquée à optimiser pour des cibles de granulométrie inférieures au micron et pour des matériaux réputés difficiles à broyer. Les moyens de micronisation sont peu efficaces, mettant en œuvre des vitesses limitées à la vitesse critique, ce qui conduit à traiter les matières plusieurs heures, voire plusieurs jours, pour parvenir aux granulométries souhaitées. De plus, le volume utile des microniseurs est souvent faible et les broyeurs à visée submicronique sont peu ou pas extrapolables à des échelles industrielles.In addition, it should be noted that the micronization of powders to be ground is often complicated to optimize for targets with a particle size of less than one micron and for materials known to be difficult to grind. The micronization means are inefficient, implementing speeds limited to the critical speed, which leads to the materials being treated for several hours, or even several days, to achieve the desired particle sizes. In addition, the working volume of micronizers is often small and submicron-targeted mills are little or not extrapolable to industrial scales.

Il existe ainsi un besoin pour augmenter l’efficacité de broyage des broyeurs opérant en phase liquide. Il existe aussi un besoin pour rendre plus efficace les dispositifs de broyage de poudres, notamment en termes de performance granulométrique pour un temps donné de traitement, de minimisation du temps de traitement pour une cible granulométrique donnée et/ou d’augmentation du volume utile des microniseurs submicroniques (donc de la capacité de traitement).There is thus a need to increase the grinding efficiency of mills operating in the liquid phase. There is also a need to make powder grinding devices more efficient, particularly in terms of particle size performance for a given treatment time, minimization of the treatment time for a given particle size target and/or increase in the useful volume of submicron micronizers (thus treatment capacity).

Il est souhaité un moyen d’appliquer efficacement une énergie à une poudre pour pouvoir la broyer finement, cette poudre étant mise en suspension préférentiellement dans un gaz liquéfié. Par formation d’une suspension liquide/solide, le milieu de broyage est soumis à des forces de centrifugation lorsque le mobile de broyage est mis en rotation au-delà d’une vitesse dite « critique ». Le broyage est donc limité par cette vitesse critique qui peut être rapidement atteinte pour des broyeurs de grande taille (visée industrielle). Il existe donc un besoin pour s’affranchir de ce seuil critique de vitesse et augmenter de fait l’efficacité de broyage ainsi que le volume utile de broyage.A means is desired for efficiently applying energy to a powder in order to be able to grind it finely, this powder being preferentially suspended in a liquefied gas. By forming a liquid/solid suspension, the grinding medium is subjected to centrifugal forces when the grinding wheel is rotated above a so-called “critical” speed. Grinding is therefore limited by this critical speed which can be quickly reached for large grinders (industrial aim). There is therefore a need to overcome this critical speed threshold and thereby increase the grinding efficiency as well as the useful grinding volume.

L’invention a pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés précédemment et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l’art antérieur.The object of the invention is to at least partially remedy the needs mentioned above and the drawbacks relating to the embodiments of the prior art.

En particulier, elle vise à remédier aux limites des systèmes connus, et à proposer un système de mobile de broyage/mélange maximisant la quantité d’énergie par unité de temps (puissance) et par unité de volume (puissance volumique) du broyeur à opérer, et sans impact sur l’intégrité du mobile de broyage/mélange.In particular, it aims to remedy the limits of known systems, and to propose a mobile grinding/mixing system maximizing the quantity of energy per unit of time (power) and per unit of volume (power density) of the mill to be operated. , and without impact on the integrity of the grinding/mixing spindle.

L’invention a pour objet, selon l’un de ses aspects, un dispositif de broyage et de mélange, en particulier de broyage et de mélange cryogénique, de poudres, caractérisé en ce qu’il comporte :
- une cuve de broyage, comprenant la charge de poudres à broyer en phase liquide, notamment en présence d’un fluide cryogénique, par exemple de l’azote liquide, et des médias de broyage,
- au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange disposés à l’intérieur de la cuve de broyage,
- un système de motorisation pour l’entraînement en rotation desdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange,
- un système de transmission de puissance reliant le système de motorisation auxdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange,
lesdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange étant entraînés en rotation de manière contrarotative et étant coaxiaux.
The subject of the invention, according to one of its aspects, is a device for grinding and mixing, in particular grinding and cryogenic mixing, of powders, characterized in that it comprises:
- a grinding tank, comprising the charge of powders to be ground in the liquid phase, in particular in the presence of a cryogenic fluid, for example liquid nitrogen, and grinding media,
- at least a first mobile grinding and mixing and a second mobile grinding and mixing arranged inside the grinding vessel,
- a motorization system for rotating said at least one first grinding and mixing wheel set and a second grinding and mixing wheel set,
- a power transmission system connecting the motorization system to said at least one first grinding and mixing wheel set and a second grinding and mixing wheel set,
said at least one first grinding and mixing wheel set and a second grinding and mixing wheel set being rotated counter-rotatingly and being coaxial.

Le dispositif de broyage et de mélange selon l’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles.The grinding and mixing device according to the invention may also comprise one or more of the following characteristics taken in isolation or in any possible technical combination.

Le dispositif de broyage et de mélange est préférentiellement un dispositif de broyage et de mélange cryogénique, la cuve de broyage comportant notamment un fluide cryogénique, notamment de l’azote liquide, et étant avantageusement calorifugée.The grinding and mixing device is preferably a grinding and cryogenic mixing device, the grinding tank comprising in particular a cryogenic fluid, in particular liquid nitrogen, and being advantageously insulated.

La distance entre ledit au moins un premier mobile de broyage et de mélange et ledit au moins un deuxième mobile de broyage et de mélange peut être inférieure à trois fois le plus petit diamètre desdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange.The distance between said at least one first grinding and mixing wheel set and said at least one second grinding and mixing wheel set may be less than three times the smallest diameter of said at least one first grinding and mixing wheel set and a second mobile grinding and mixing.

De plus, lesdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange peuvent être de type axial, radial et/ou hybride.Furthermore, said at least one first grinding and mixing wheel set and a second grinding and mixing wheel set may be of the axial, radial and/or hybrid type.

Selon un premier mode de réalisation, le système de transmission de puissance peut être un système de transmission de puissance par engrenage conique.According to a first embodiment, the power transmission system may be a bevel gear power transmission system.

La distance entre le fond de la cuve de broyage et le mobile de broyage et de mélange le plus proche du fond de la cuve de broyage peut être inférieure à deux fois le diamètre du mobile de broyage et de mélange. La distance entre deux mobiles de broyage et de mélange superposés peut être comprise entre une fois et cinq fois le diamètre du mobile de broyage et de mélange.The distance between the bottom of the grinding tank and the grinding and mixing wheel set closest to the bottom of the grinding tank may be less than twice the diameter of the grinding and mixing wheel set. The distance between two superposed grinding and mixing wheels can be between one and five times the diameter of the grinding and mixing wheel.

Selon un deuxième mode de réalisation, le système de transmission de puissance peut être un système de transmission de puissance par train épicycloïdal.According to a second embodiment, the power transmission system can be a power transmission system by planetary gear train.

Le système de transmission de puissance peut comporter au moins deux trains épicycloïdaux, notamment autant de trains épicycloïdaux que de mobiles de broyage et de mélange.The power transmission system may comprise at least two planetary gear trains, in particular as many planetary gear trains as grinding and mixing mobiles.

De plus, le ou les trains épicycloïdaux peuvent constituer un couvercle thermique pour lesdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange.In addition, the planetary gear train(es) can constitute a thermal cover for said at least one first grinding and mixing wheel set and a second grinding and mixing wheel set.

En outre, lesdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange peuvent avantageusement être des mobiles chiraux.Furthermore, said at least one first grinding and mixing mobile and a second grinding and mixing mobile can advantageously be chiral mobile.

Par ailleurs, l’invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de broyage et de mélange de poudres, notamment en présence d’un fluide cryogénique, par exemple de l’azote liquide, caractérisé en ce qu’il est mis en œuvre au moyen d’un dispositif tel que défini précédemment.Furthermore, the invention also relates, according to another of its aspects, to a process for grinding and mixing powders, in particular in the presence of a cryogenic fluid, for example liquid nitrogen, characterized in that it is implemented by means of a device as defined above.

Le procédé peut être mis en œuvre au moyen d’un dispositif de broyage et de mélange cryogénique utilisant un fluide cryogénique dans la cuve de broyage, notamment de l’azote liquide, en contact direct des poudres à broyer.The process can be implemented by means of a cryogenic grinding and mixing device using a cryogenic fluid in the grinding tank, in particular liquid nitrogen, in direct contact with the powders to be ground.

Le procédé peut comporter l’étape de mise en rotation contrarotative desdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange.The method may include the step of setting said at least one first grinding and mixing rotor and a second grinding and mixing rotor in counter-rotating rotation.

En outre, le procédé peut comporter l’étape de mise en rotation desdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange et un deuxième mobile de broyage et de mélange à une vitesse comprise entre 10 % et 150 % de la vitesse de cavitation du fluide utilisé dans la cuve de broyage.In addition, the method may comprise the step of rotating said at least one first grinding and mixing rotor and a second grinding and mixing rotor at a speed of between 10% and 150% of the cavitation speed of the fluid used in the grinding vessel.

Le dispositif et le procédé de broyage et de mélange selon l’invention peuvent comporter l’une quelconque des caractéristiques énoncées dans la description, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d’autres caractéristiques.The device and the grinding and mixing process according to the invention may include any of the characteristics set out in the description, taken in isolation or according to any technically possible combination with other characteristics.

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu’à l’examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel :The invention can be better understood on reading the detailed description which follows, of non-limiting examples of implementation thereof, as well as on examining the figures, schematic and partial, of the appended drawing, on which :

illustre schématiquement, selon une vue en coupe, un exemple de dispositif de broyage et de mélange conforme à l’invention avec un premier principe d’entraînement des mobiles de broyage et de mélange (engrenages coniques), schematically illustrates, in a sectional view, an example of a grinding and mixing device in accordance with the invention with a first driving principle for the grinding and mixing mobiles (bevel gears),

illustre schématiquement, selon une vue en coupe, un autre exemple de dispositif de broyage et de mélange conforme à l’invention avec un deuxième principe d’entraînement des mobiles de broyage et de mélange (entraînement épicycloïdal), schematically illustrates, in a cross-sectional view, another example of a grinding and mixing device in accordance with the invention with a second principle of driving the grinding and mixing mobiles (epicyclic drive),

, ,

et And

représentent, selon des vues en perspective, des exemples de type de mobiles de broyage et de mélange, represent, according to perspective views, examples of the type of grinding and mixing mobiles,

, ,

et And

illustrent, selon des vues en coupe partielle, l’utilisation respectivement des mobiles de broyage et de mélange des figures 3A, 4A et 5A dans une cuve de broyage d’un dispositif de broyage et de mélange conforme à l’invention, illustrate, according to views in partial section, the use respectively of the grinding and mixing mobiles of FIGS. 3A, 4A and 5A in a grinding vessel of a grinding and mixing device according to the invention,

illustre, selon une vue en coupe, les lignes de courant induites par deux mobiles de broyage et de mélange contrarotatifs de type axial pour un dispositif de broyage et de mélange conforme à l’invention, illustrates, in a cross-sectional view, the current lines induced by two counter-rotating grinding and mixing wheels of the axial type for a grinding and mixing device according to the invention,

est une vue de dessus de la , is a top view of the ,

illustre, selon une vue en coupe, les lignes de courant induites par deux mobiles de broyage et de mélange contrarotatifs de type radial pour un dispositif de broyage et de mélange conforme à l’invention, illustrates, in a sectional view, the current lines induced by two counter-rotating grinding and mixing wheels of the radial type for a grinding and mixing device according to the invention,

est une vue de dessus de la , is a top view of the ,

et And

sont deux vues latérales permettant d’illustrer le principe de transmission de puissance par engrenage conique aux mobiles de broyage et de mélange d’un dispositif de broyage et de mélange conforme à l’invention, are two side views illustrating the principle of power transmission by bevel gear to the grinding and mixing wheels of a grinding and mixing device according to the invention,

est une vue en coupe partielle des figures 8A et 8B, et is a partial sectional view of Figures 8A and 8B, and

et And

sont des vues partielles en perspective permettant d’illustrer les trains épicycloïdaux du système de transmission d’un dispositif de broyage et de mélange conforme à l’invention. are partial perspective views illustrating the planetary gear trains of the transmission system of a grinding and mixing device according to the invention.

Dans l’ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues.In all of these figures, identical references may designate identical or similar elements.

De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.In addition, the different parts shown in the figures are not necessarily shown on a uniform scale, to make the figures more readable.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATIONDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

En référence à la , on a représenté un exemple de dispositif de broyage et de mélange 1 conforme à l’invention avec un premier mode d’entraînement des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b. La représente quant à elle un dispositif de broyage et de mélange 1 avec un deuxième mode d’entraînement des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b.With reference to the , there is shown an example of a grinding and mixing device 1 in accordance with the invention with a first mode of driving the grinding and mixing mobiles 4a, 4b. There represents for its part a grinding and mixing device 1 with a second mode of driving the mobile grinding and mixing 4a, 4b.

Le dispositif de broyage et de mélange 1 est préférentiellement un dispositif de broyage et de mélange cryogénique. Il permet avantageusement le broyage et la micronisation de poudres à l’aide de l’utilisation de premier 4a et deuxième 4b mobiles de broyage et de mélange contrarotatifs.The grinding and mixing device 1 is preferably a grinding and cryogenic mixing device. It advantageously allows the grinding and micronization of powders with the aid of the use of first 4a and second 4b mobiles for counter-rotating grinding and mixing.

L’utilisation d’un système de broyage et de mélange contrarotatif pour agiter la suspension granulaire à microniser peut avantageusement permettre d’annuler localement les forces de centrifugation et de doubler les vitesses superficielles atteignables entre la poudre P à broyer et les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b. De plus, ce principe peut permettre de multiplier par un facteur pouvant être proche de quatre l’énergie appliquée au système à broyer.The use of a counter-rotating grinding and mixing system to agitate the granular suspension to be micronized can advantageously make it possible to locally cancel the centrifugation forces and to double the superficial velocities that can be reached between the powder P to be ground and the grinding wheels and mixture 4a, 4b. In addition, this principle can make it possible to multiply by a factor that can be close to four the energy applied to the system to be ground.

Ainsi, le dispositif de broyage et de mélange 1 comporte tout d’abord une cuve de broyage et de mélange 2. La cuve de broyage 2 se présente sous la forme d’une double enveloppe de maintien d’une pression partielle faible (vide au moins primaire) dans le volume inter-parois constitué par la double-enveloppe. Elle assure ainsi l’isolation thermique.Thus, the grinding and mixing device 1 firstly comprises a grinding and mixing tank 2. The grinding tank 2 is in the form of a double jacket for maintaining a low partial pressure (vacuum at the less primary) in the inter-wall volume formed by the double envelope. It provides thermal insulation.

La cuve de broyage 2 a pour fonction de recevoir la charge de poudres solides P à broyer et à mélanger en phase liquide, notamment du gaz liquéfié, par exemple de l’azote liquide, ainsi que les médias de broyage Mb, par exemple des billes, des boulets, entre autres, visibles sur les figures 1 et 2.The function of the grinding vessel 2 is to receive the load of solid powders P to be ground and mixed in the liquid phase, in particular liquefied gas, for example liquid nitrogen, as well as the grinding media Mb, for example balls , cannonballs, among others, visible in figures 1 and 2.

La cuve de broyage 2 est globalement de symétrie cylindrique. Sa hauteur est comprise préférentiellement entre 0,5 et 5 fois son diamètre. Elle peut optionnellement comporter une vidange en point bas pouvant servir à évacuer la charge et/ou à la recycler au sein de la cuve 2.The grinding vessel 2 is globally of cylindrical symmetry. Its height is preferably between 0.5 and 5 times its diameter. It can optionally comprise a drain at the low point which can be used to evacuate the load and/or to recycle it within the tank 2.

Par ailleurs, le dispositif de broyage et de mélange 1 comporte un premier mobile de broyage et de mélange et d’agitation 4a et un deuxième mobile de broyage et de mélange et d’agitation 4b contrarotatifs disposés à l’intérieur de la cuve de broyage 2.Furthermore, the grinding and mixing device 1 comprises a first grinding and mixing and stirring wheel set 4a and a second counter-rotating grinding and mixing and stirring wheel set 4b arranged inside the grinding vessel 2.

Les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b peuvent être de différentes natures, par exemple de type turbines, pales inclinées ou non, mobiles d’attrition ou hélices.The grinding and mixing mobiles 4a, 4b can be of different natures, for example of the turbine type, blades inclined or not, attrition mobiles or propellers.

Dans le cas d’hélices ou de pales inclinées, il peut être privilégié des configurations chirales, à savoir que l’un des mobiles est dextrogyre et l’autre est lévogyre.In the case of propellers or inclined blades, chiral configurations may be preferred, namely that one of the mobiles is dextrorotatory and the other is levorotatory.

Ils présentent classiquement un diamètre tel que le rapport entre le diamètre de la cuve sur le diamètre du mobile de broyage et de mélange soit compris entre 0,2 et 0,9.They conventionally have a diameter such that the ratio between the diameter of the vessel to the diameter of the grinding and mixing rotor is between 0.2 and 0.9.

Les mobiles 4a et 4b peuvent ou non présenter le même diamètre. Avantageusement, la distance h1entre les deux mobiles 4a et 4b, visible sur la , est inférieure à trois fois leur diamètre dans le cas de diamètres identiques, voire le plus petit diamètre dans le cas de diamètres différents.Mobiles 4a and 4b may or may not have the same diameter. Advantageously, the distance h 1 between the two mobiles 4a and 4b, visible on the , is less than three times their diameter in the case of identical diameters, or even the smallest diameter in the case of different diameters.

De façon avantageuse, l’intégration de deux mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b mis en rotation dans des mouvements inversés permet d’obtenir plusieurs avantages, et notamment une augmentation de l’étendue des zones de mélange et de broyage, une augmentation des gradients de vitesse, et une augmentation des fréquences d’impact.Advantageously, the integration of two grinding and mixing mobiles 4a, 4b rotated in reverse movements makes it possible to obtain several advantages, and in particular an increase in the extent of the mixing and grinding zones, an increase velocity gradients, and increased impact frequencies.

Afin de maximiser ces avantages, les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b sont préférentiellement configurés pour avoir des vitesses opposées en tout point et en tout temps du mélange et broyage. En ce sens, les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b sont préférentiellement coaxiaux et mus par une rotation antihoraire.In order to maximize these advantages, the grinding and mixing mobiles 4a, 4b are preferably configured to have opposite speeds at all points and at all times of the mixing and grinding. In this sense, the grinding and mixing mobiles 4a, 4b are preferentially coaxial and moved by counterclockwise rotation.

Les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b peuvent être formés de diverses manières selon les spécificités, notamment la viscosité et la masse volumique du milieu à broyer et mélanger. En particulier, les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b peuvent être classés dans trois familles, à savoir de type axial, radial et/ou hybride. Ces configurations sont décrites plus précisément en référence aux figures 3A à 5B.The grinding and mixing mobiles 4a, 4b can be formed in various ways depending on the specifics, in particular the viscosity and the density of the medium to be ground and mixed. In particular, the grinding and mixing mobiles 4a, 4b can be classified into three families, namely of the axial, radial and/or hybrid type. These configurations are described more precisely with reference to FIGS. 3A to 5B.

Sur les figures 3A et 3B, un mobile de broyage et de mélange 4a, 4b à écoulement axial est représenté, de type hélice marine. Les lignes d’écoulement LC de fluide sont ascendantes en périphérie de paroi et descendantes au proche voisinage de l’axe de rotation du mobile 4a, 4b.In FIGS. 3A and 3B, an axial-flow grinding and mixing rotor 4a, 4b is shown, of the marine propeller type. The fluid flow lines LC are ascending at the periphery of the wall and descending close to the axis of rotation of the mobile 4a, 4b.

Sur les figures 4A et 4B, un mobile de broyage et de mélange 4a, 4b à écoulement radial est représenté, de type turbine à six pales. Les lignes d’écoulement LC de fluide sont alors cloisonnées selon deux zones : l’une en dessous du mobile et l’autre au-dessus du mobile.In FIGS. 4A and 4B, a radial-flow grinding and mixing rotor 4a, 4b is shown, of the six-blade turbine type. The LC fluid flow lines are then partitioned into two zones: one below the mobile and the other above the mobile.

Sur les figures 5A et 5B, un mobile de broyage et de mélange 4a, 4b à écoulement hybride ou mixte est représenté, de type pale droite inclinée. Dans ce cas, les lignes d’écoulement LC de fluide sont une combinaison des deux cas précédents.In FIGS. 5A and 5B, a grinding and mixing rotor 4a, 4b with hybrid or mixed flow is represented, of the inclined straight blade type. In this case, the fluid LC flow lines are a combination of the two previous cases.

Par ailleurs, la est une vue en coupe illustrant les lignes de courant LC induites par deux mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b contrarotatifs de type axial, ici sous la forme d’hélices marines coaxiales anti-rotationnelles. La est une vue du dessus de ces mobiles 4a, 4b.Furthermore, the is a sectional view illustrating the LC current lines induced by two counter-rotating grinding and mixing mobiles 4a, 4b of the axial type, here in the form of coaxial anti-rotational marine propellers. There is a top view of these mobiles 4a, 4b.

Dans cette configuration, on cherche à générer des zones de confluence de lignes de courant LC qui se télescopent au proche voisinage de la paroi Pa située entre les deux mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b. On obtient ainsi des zones de gradient de vitesse Zgv représentées sur les figures 6A et 6B.In this configuration, it is sought to generate confluence zones of current lines LC which collide in the close vicinity of the wall Pa located between the two grinding and mixing mobiles 4a, 4b. Zones of velocity gradient Zgv shown in FIGS. 6A and 6B are thus obtained.

De plus, la illustre les rapports de valeur entre le débit de pompage Qp, le débit de circulation Qc et le débit Qe qui est égal à la différence entre débit de circulation Qc et débit de pompage Qp. En outre, rcreprésente le rayon de circulation.Moreover, the illustrates the value ratios between the pumping rate Qp, the circulation rate Qc and the flow rate Qe which is equal to the difference between circulation rate Qc and pumping rate Qp. Furthermore, r c represents the circulation radius.

Par ailleurs, la est une vue en coupe illustrant les lignes de courant LC induites par deux mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b contrarotatifs de type radial, ici sous la forme de turbine à pales coaxiales anti-rotationnelles. La est une vue du dessus de ces mobiles 4a, 4b.Furthermore, the is a sectional view illustrating the lines of current LC induced by two counter-rotating grinding and mixing mobiles 4a, 4b of the radial type, here in the form of a turbine with anti-rotational coaxial blades. There is a top view of these mobiles 4a, 4b.

Dans cette configuration, on cherche à générer des zones de confluence de lignes de courant LC qui se télescopent au proche voisinage de la paroi Pa située entre les deux mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b. On obtient ainsi des zones de gradient de vitesse Zgv représentées sur les figures 7A et 7B.In this configuration, it is sought to generate confluence zones of current lines LC which collide in the close vicinity of the wall Pa located between the two grinding and mixing mobiles 4a, 4b. Zones of velocity gradient Zgv shown in FIGS. 7A and 7B are thus obtained.

De plus, la illustre la hauteur h de l’élément de turbine de broyage et l’étendue e de la zone d’écoulement représentant la différence entre le débit de circulation Qc et le débit de pompage Qp.Moreover, the illustrates the height h of the grinding turbine element and the extent e of the flow area representing the difference between the circulation rate Qc and the pumping rate Qp.

De manière générale, au-delà des exemples des figures 6A, 6B et 7A, 7B, afin d’augmenter la performance de mélange et de broyage, on cherche à créer par la rotation des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b des zones de lignes de courant LC qui se télescopent autant que possible. Les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b étant mis en rotation d’une manière antihoraire, cela génère des flux à écoulements opposés qui permettent l’impact des médias de broyage Mb qui fractionnent dans leur zone de contact ou d’impact les poudres P à broyer. Ces zones propices sont visibles notamment sur les et 7B.In general, beyond the examples of Figures 6A, 6B and 7A, 7B, in order to increase the mixing and grinding performance, it is sought to create by the rotation of the grinding and mixing mobiles 4a, 4b zones LC current lines that telescope as much as possible. The grinding and mixing wheels 4a, 4b being rotated counterclockwise, this generates flows with opposite flows which allow the impact of the grinding media Mb which split the powders in their contact or impact zone. P to grind. These favorable zones are visible in particular on the and 7B.

Par ailleurs, toujours afin d’augmenter la performance de mélange et de broyage, on cherche à appliquer une forte agitation du fluide contenu dans la cuve de broyage 2. Pour ce faire, les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b sont mis en rotation très rapide. Néanmoins, comme évoqué précédemment, il existe un vitesse « critique » de rotation au-delà de laquelle l’effet d’agitation et de broyage n’est plus optimal.Moreover, still in order to increase the mixing and grinding performance, it is sought to apply strong agitation to the fluid contained in the grinding vessel 2. To do this, the grinding and mixing mobiles 4a, 4b are put into very fast spinning. However, as mentioned above, there is a "critical" speed of rotation beyond which the agitation and grinding effect is no longer optimal.

Cette vitesse critique, ou vitesse limite, peut être estimée de plusieurs manières décrites ci-après, et notamment par analogie avec la vitesse critique des broyeurs à calandre rotatif et par calcul du seuil de vitesse.This critical speed, or limit speed, can be estimated in several ways described below, and in particular by analogy with the critical speed of rotary calender mills and by calculating the speed threshold.

Tout d’abord, nous examinons le calcul de la vitesse critique ou limite par analogie avec la vitesse critique des broyeurs à calandre rotatif. Dans ce cas, la vitesse critique peut être considérée comme étant la vitesse correspondant aux conditions où la force centrifuge devient supérieure à la force de gravité appliquée sur le fluide de la cuve 2.First, we examine the calculation of the critical or limit speed by analogy with the critical speed of rotary calender mills. In this case, the critical speed can be considered to be the speed corresponding to the conditions where the centrifugal force becomes greater than the force of gravity applied to the fluid in tank 2.

Dans le cas des broyeurs à boulets, on peut exprimer le nombre de tours critiques par seconde (Nc) comme une fonction du diamètre interne du broyeur (D) :
In the case of ball mills, the number of critical rotations per second (Nc) can be expressed as a function of the internal diameter of the mill (D):

Sachant de plus que par définition la vitesse curviligne du mobile de broyage et de mélange 4a, 4b peut être donnée en fonction du nombre de tours par unité de temps et de la distance à l’axe de rotation (r = D/2) par l’expression suivante :
Vc = 2πr.Nc
soit pour D=6 cm et Nc = 174 tr/min, Vc = 0,5 m/s.
Knowing moreover that by definition the curvilinear speed of the mobile grinding and mixing 4a, 4b can be given according to the number of revolutions per unit of time and the distance to the axis of rotation (r = D / 2) by the following expression:
Vc = 2πr.Nc
i.e. for D=6 cm and Nc = 174 rpm, Vc = 0.5 m/s.

Dans la réalité des faits, il est possible de dépasser très sensiblement cette valeur en broyeur de type attriteur comme visé préférentiellement par l’invention. En effet, les forces centrifuges génèrent un vortex qui est acceptable tant que la profondeur du vortex (ΔH) est de l’ordre de grandeur du diamètre du broyeur (D). Dès lors on peut estimer l’ordre de grandeur de la profondeur du vortex en fonction du nombre de Froude (Fr) :
In actual fact, it is possible to very substantially exceed this value in a grinder of the attritor type as preferentially targeted by the invention. Indeed, the centrifugal forces generate a vortex which is acceptable as long as the depth of the vortex (ΔH) is of the order of magnitude of the diameter of the mill (D). Therefore we can estimate the order of magnitude of the depth of the vortex according to the Froude number (Fr):

avec Fr = (N2D/g).with Fr = (N 2 D/g).

Si la profondeur du vortex est équivalente au diamètre du broyeur, alors Fr ~ ½, et donc Vc ~ 1,7 m/s.If the depth of the vortex is equivalent to the diameter of the mill, then Fr ~ ½, and therefore Vc ~ 1.7 m/s.

Dans la réalité des faits de nouveau, la charge des médias de broyage Mb perturbe le vortex et globalement le comportement hydraulique d’ensemble. La limite est donc souvent liée à d’autres considérations comme la tenue mécanique limite de l’arbre de mise en rotation du mobile de broyage et de mélange 4a, 4b.In reality again, the Mb grinding media load disturbs the vortex and overall overall hydraulic behavior. The limit is therefore often linked to other considerations such as the mechanical strength limit of the rotating shaft of the grinding and mixing mobile 4a, 4b.

La vitesse critique correspondante à cette limite mécanique est fonction notamment de la viscosité et de la densité du fluide au sens de la cuve de broyage 2 mais d’une manière générale, il est considéré qu’il n’est pas admissible de dépasser des vitesses périphériques aux extrémités des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b supérieures à environ 10 ou 15 m/s.The critical speed corresponding to this mechanical limit is a function in particular of the viscosity and the density of the fluid in the sense of the grinding tank 2 but in general, it is considered that it is not admissible to exceed speeds devices at the ends of the mobile grinding and mixing 4a, 4b greater than about 10 or 15 m / s.

Par ailleurs, nous examinons à présent le calcul de la vitesse critique ou limite par calcul du seuil de vitesse au-delà duquel les phénomènes de cavitation sont importants et induisent des usures importantes au niveau des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b.Furthermore, we are now examining the calculation of the critical speed or limit by calculating the speed threshold beyond which the cavitation phenomena are significant and induce significant wear at the level of the grinding and mixing mobiles 4a, 4b.

La cavitation, à savoir l’apparition de vapeur au sein du liquide, apparaît dès que la pression dans le liquide qui subit le déplacement d’une surface atteint la pression de vapeur saturante (Pvs) du liquide du fait du déplacement de cette surface qui génère un gradient de pression par son mouvement.Cavitation, namely the appearance of vapor within the liquid, appears as soon as the pressure in the liquid which undergoes the displacement of a surface reaches the saturation vapor pressure (Pvs) of the liquid due to the displacement of this surface which generates a pressure gradient by its movement.

Pour évaluer le risque de cavitation, il est particulièrement intéressant de s’intéresser à deux coefficients, le coefficient de pression (Cp) et le nombre de cavitation (σ), dont les définitions sont données ci-après :
To assess the risk of cavitation, it is particularly interesting to look at two coefficients, the pressure coefficient (Cp) and the cavitation number (σ), the definitions of which are given below:

où A et B sont deux points situés au droit du mobile broyage, pAet pBétant les pressions aux points A et B, et VAet VBétant les vitesses aux points A et B.where A and B are two points located in line with the grinding wheel, p A and p B being the pressures at points A and B, and V A and V B being the speeds at points A and B.

Il faut noter que lorsque σ est inférieur à la valeur minimale de la valeur absolue de Cp (|Cpmin|), il existe une zone sur le profil du mobile pour laquelle la pression devient inférieure à la tension de vapeur. Dans ce cas, le phénomène de cavitation peut survenir, ce qui induit des usures délétères sur les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b. Précisément, pour Cpmin > - σ, il n’y a pas de cavitation. Pour Cpmin = - σ, la cavitation est possible avec des conditions critiques. Pour Cpmin < - σ, la cavitation est développée.It should be noted that when σ is lower than the minimum value of the absolute value of Cp (|Cpmin|), there is a zone on the profile of the mobile for which the pressure becomes lower than the vapor pressure. In this case, the phenomenon of cavitation can occur, which induces deleterious wear on the grinding and mixing mobiles 4a, 4b. Precisely, for Cpmin > - σ, there is no cavitation. For Cpmin = - σ, cavitation is possible under critical conditions. For Cpmin < - σ, cavitation is developed.

Pour un liquide comme l’eau, la vitesse de cavitation est de l’ordre de 20 m/s. Pour l’azote liquide, cette vitesse peut être plus faible ce qui limite d’autant la vitesse applicable au mobile de broyage et de mélange 4a, 4b dans les broyeurs en phase cryogénique ( cas d’un contact directe de l’azote liquide avec la matière à broyer comme décrit dans les demandes WO 2019/73172 A1 et JP 2021-041404 A).For a liquid like water, the cavitation speed is about 20 m/s. For liquid nitrogen, this speed can be lower, which accordingly limits the speed applicable to the grinding and mixing mobile 4a, 4b in the cryogenic phase grinders (case of direct contact of liquid nitrogen with the material to be ground as described in applications WO 2019/73172 A1 and JP 2021-041404 A).

Avantageusement, l’invention permet de se caler à une vitesse limite à la périphérie des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b (de celle induite par les phénomènes de cavitation) tout en appliquant une vitesse strictement anti-horaire entre ces mobiles afin d’obtenir au niveau des impacts entre billes de broyages des vitesses pouvant s’approcher d’une valeur voisine du double de la vitesse périphérique de l’extrémité des mobiles de broyage et de mélange et ce sans limitation due à la cavitation.Advantageously, the invention makes it possible to stall at a limit speed at the periphery of the grinding and mixing mobiles 4a, 4b (of that induced by the cavitation phenomena) while applying a strictly anti-clockwise speed between these mobiles in order to obtain at the level of the impacts between grinding balls speeds which can approach a value close to twice the peripheral speed of the end of the grinding and mixing mobiles and this without limitation due to cavitation.

Par ailleurs, la rotation strictement anti-rotationnelle limite le creusement de vortex et l’impact des forces centrifuges potentiellement négatif lors du broyage de solide car les particules vont avoir tendances à rester plaquées au droit des parois, zones qui ne sont pas nécessairement les plus optimales pour le broyage.Furthermore, the strictly anti-rotational rotation limits the digging of vortices and the impact of potentially negative centrifugal forces during the grinding of solids because the particles will tend to remain pressed against the walls, areas which are not necessarily the most optimal for grinding.

En outre, comme indiqué précédemment, la illustre un mode de réalisation avec un premier mode de transmission de puissance aux mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b.In addition, as mentioned previously, the illustrates an embodiment with a first mode of power transmission to the mobile grinding and mixing 4a, 4b.

Ainsi, un système de motorisation M permet l’entraînement contrarotatif des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b et un système de transmission de puissance 3 relie les mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b au système de motorisation M. Ici, la transmission de puissance se fait par engrenage conique.Thus, a motorization system M allows the counter-rotating drive of the grinding and mixing mobiles 4a, 4b and a power transmission system 3 connects the grinding and mixing mobiles 4a, 4b to the motorization system M. Here, the Power transmission is by bevel gear.

Ce type de transmission assure une mise en rotation strictement antihoraire, contrarotative, avec un seul moteur, ce qui est avantageux en termes de coût et d’investissement.This type of transmission ensures strictly counter-clockwise, counter-rotating rotation, with a single motor, which is advantageous in terms of cost and investment.

Comme visible sur la , les deux mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b sont disposés de telle sorte que le mobile 4b le plus bas soit distant d’une hauteur h du fond de la cuve 2 et la distance entre les deux mobiles 4a et 4b est notée h1. Par ailleurs, les références T et D désignent respectivement le diamètre des mobiles 4a, 4b et le diamètre de la cuve 2.As seen on the , the two grinding and mixing mobiles 4a, 4b are arranged such that the lowest mobile 4b is a height h from the bottom of the tank 2 and the distance between the two mobiles 4a and 4b is denoted h1 . Furthermore, the references T and D designate respectively the diameter of the mobiles 4a, 4b and the diameter of the tank 2.

A titre d’exemple, h est inférieure à 2T, et h1 est comprise entre T et 5T. Bien entendu, ces ordres de grandeur ne sont nullement restrictifs.For example, h is less than 2T, and h1 is between T and 5T. Of course, these orders of magnitude are in no way restrictive.

Les figures 8A, 8B et 8C permettent d’illustrer un exemple de réalisation d’une transmission de puissance par engrenage conique.Figures 8A, 8B and 8C illustrate an embodiment of a bevel gear power transmission.

Dans cet exemple, le mobile de broyage et de mélange 4a est par exemple de type hélice de navire, et le mobile de broyage et de mélange 4b est par exemple de type pale inclinée. De plus, dans cette configuration, l’arbre moteur est orthogonal à l’arbre de rotation des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b.In this example, the grinding and mixing mobile 4a is for example of the ship's propeller type, and the grinding and mixing mobile 4b is for example of the inclined blade type. Moreover, in this configuration, the motor shaft is orthogonal to the rotation shaft of the grinding and mixing mobiles 4a, 4b.

Ainsi, sur ces figures 8A, 8B et 8C sont représentés l’arbre d’agitation A1 du premier mobile de broyage et de mélange 4a, l’arbre d’agitation A2 du deuxième mobile de broyage et de mélange 4b, une couronne de supportage CS, des roulements à billes RB et l’engrenage conique EC lié à l’arbre moteur.Thus, in these figures 8A, 8B and 8C are represented the stirring shaft A1 of the first mobile grinding and mixing 4a, the stirring shaft A2 of the second mobile grinding and mixing 4b, a support ring CS, ball bearings RB and the bevel gear EC linked to the motor shaft.

Par ailleurs, la illustre un deuxième mode de transmission de puissance par train épicycloïdal.Furthermore, the illustrates a second mode of power transmission by planetary gear train.

Il est à noter que quel que soit le type de système de transmission 3 utilisé, celui-ci doit permettre une mise en rotation synchrone en sens inverse des deux mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b.It should be noted that whatever the type of transmission system 3 used, this must allow synchronous rotation in the opposite direction of the two grinding and mixing mobiles 4a, 4b.

Dans ce deuxième mode, l’utilisation d’un train épicycloïdal permet constructivement d’assurer non seulement une mise en rotation antihoraire des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b mais aussi d’assurer, dans le cadre de la présente invention, une vitesse strictement opposée de ces mobiles pour les raisons évoquées précédemment.In this second mode, the use of an epicyclic train constructively makes it possible not only to ensure counterclockwise rotation of the grinding and mixing mobiles 4a, 4b but also to ensure, in the context of the present invention, a strictly opposite speed of these mobiles for the reasons mentioned above.

Les trains épicycloïdaux ne permettent pas classiquement de restituer une rotation antihoraire avec une vitesse angulaire strictement équivalente de l’arbre moteur. En effet, un train épicycloïdal est souvent multiplicatif, voire réducteur, mais ne restitue pas strictement la vitesse de rotation qui le meut. Dans la présente invention, il peut être avantageusement visé une vitesse strictement opposée des mobiles de broyage et de mélange 4a, 4b puisque cela optimise la force d’impact et de friction au proche voisinage des zones communes des deux mobiles, comme décrit en référence aux figures 6A à 7B. En cas d’usage d’un train épicycloïdal, il est préférable d’en avoir deux, un assurant une fonction multiplicative de la vitesse de rotation de l’arbre moteur et l’autre une fonction réductrice afin que la combinaison de ces deux sous-ensembles permette d’assurer une transmission stricte de la vitesse de rotation de l’arbre moteur, avec un facteur 1 de restitution globale.Epicyclic gear sets do not conventionally allow counter-clockwise rotation to be reproduced with a strictly equivalent angular speed of the motor shaft. Indeed, an epicyclic gear train is often multiplicative, even reducing, but does not strictly restore the speed of rotation which moves it. In the present invention, a strictly opposite speed of the grinding and mixing mobiles 4a, 4b can advantageously be targeted since this optimizes the force of impact and friction in the close vicinity of the common zones of the two mobiles, as described with reference to the Figures 6A to 7B. If an epicyclic gear train is used, it is preferable to have two of them, one ensuring a multiplicative function of the rotational speed of the motor shaft and the other a reducing function so that the combination of these two -sets ensure strict transmission of the rotational speed of the motor shaft, with an overall restitution factor of 1.

Dans l’exemple donné ci-après, on cible un facteur réducto-multiplicatif de 3, appelé aussi raison basique du train λ.In the example given below, we target a reduction-multiplicative factor of 3, also called the basic ratio of the train λ.

Pour le premier étage, une illustration de la description du train épicycloïdal TE à utiliser à titre d’exemple est fournie dans le tableau 1 suivant :For the first stage, an illustration of the description of the planetary gear train TE to be used as an example is provided in the following table 1:

Nombre de dents (Z)Number of teeth (Z) Diamètre (d) en mmDiameter (d) in mm Planétaire (21)Planetary (21) 2020 2020 Satellite (22)Satellite (22) 2020 2020 Couronne (23)Crown (23) 6060 6060

Tableau 1 : dimensions principales du premier étage du train épicycloïdalTable 1: main dimensions of the first stage of the planetary gear train

L’entraxe entre le planétaire 21 et les satellites 22 s’écrit a. Il est tel que a = R1 + R2 = R3 - R2 = 20 mm.The spacing between the sun gear 21 and the satellites 22 is written a. It is such that a = R1 + R2 = R3 - R2 = 20 mm.

La raison basique notée λ est telle que λ = = The basic reason noted λ is such that λ = =

Le nombre de dents Z est tel que Z = 10 pour n = 4, n étant le nombre de satellites.The number of teeth Z is such that Z = 10 for n=4, n being the number of satellites.

Pour le deuxième étage, le second train épicycloïdal TE est décrit par les données du tableau 2 suivant :For the second stage, the second planetary gear train TE is described by the data in the following table 2:

Nombre de dents (Z)Number of teeth (Z) Diamètre (d) en mmDiameter (d) in mm Planétaire (21’)Planetary (21') 2020 2020 Satellite (22’)Satellite (22') 1010 1010 Couronne (23’)Crown (23’) 6060 6060

Tableau 2 : dimensions principales du second étage du train épicycloïdalTable 2: main dimensions of the second stage of the planetary gear train

Les entraxes entre le planétaire 21’ et les satellites 22’ s’écrivent a’et a’’ et sont tels que : a’ = R1 + R2 = 15 mm, et a’’ = R1 + D2 + R2’ = 25mm.The centers between the sun gear 21' and the satellites 22' are written a' and a'' and are such that: a' = R1 + R2 = 15 mm, and a'' = R1 + D2 + R2' = 25mm.

La raison basique notée λ est telle que λ = = .The basic reason noted λ is such that λ = = .

A noter que dans le cas d’un train épicycloïdal, le boîtier renfermant le train peut servir avantageusement à réaliser un isolement thermique (bouchon) en ciel de cuve.It should be noted that in the case of an epicyclic train, the casing containing the train can advantageously be used to provide thermal insulation (plug) in the top of the vessel.

Les figures 9 et 10 sont des vues partielles en perspective permettant d’illustrer les trains épicycloïdaux TE du système de transmission 3 du dispositif de broyage et de mélange 1 conforme à l’invention. Particulièrement, la est une vue en écorché du double train épicycloïdal et la est une vue du dessous de celui-ci pour un facteur 1 de transmission en sens de rotation antihoraire.FIGS. 9 and 10 are partial perspective views illustrating the planetary gear sets TE of the transmission system 3 of the grinding and mixing device 1 according to the invention. Particularly, the is a cutaway view of the double planetary gear train and the is a bottom view of it for a factor of 1 transmission in counterclockwise rotation.

Sur ces figures 9 et 10, la transmission par engrenage du couple de l’arbre moteur est faite au planétaire 21 ou 21’. La transmission par engrenage du couple du planétaire 21 ou 21’ est faite aux satellites 22 ou 22’. La transmission par engrenage des satellites 22 ou 22’ est faite à la couronne 23 ou 23’.In these figures 9 and 10, the transmission by gearing of the torque of the motor shaft is made to the sun gear 21 or 21'. The gear transmission of the torque from the sun gear 21 or 21' is made to the satellites 22 or 22'. The gear transmission of the 22 or 22' satellites is made to the crown 23 or 23'.

Par ailleurs, le porte satellites 24 ou 24’ permet la solidarisation des satellites 22 ou 22’. La coiffe de train 25 ou 25’ permet la protection pour éviter l’accès et forme une barrière thermique.In addition, the 24 or 24' satellite carrier allows the attachment of the 22 or 22' satellites. The 25 or 25' landing gear provides protection to prevent access and forms a thermal barrier.

En outre, le système de motorisation M est constitué d’un arbre motorisation avec un moteur. Le moteur est en capacité de générer au niveau de l’arbre de motorisation une vitesse de rotation comprise entre 100 tours et 15000 tours/min pour un couple compris entre 0,1 et 10 Nm.In addition, the M drive system consists of a drive shaft with a motor. The motor is able to generate at the level of the motor shaft a rotational speed of between 100 revolutions and 15,000 revolutions/min for a torque of between 0.1 and 10 Nm.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d’être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l’homme du métier.Of course, the invention is not limited to the embodiments which have just been described. Various modifications can be made thereto by those skilled in the art.

Claims (14)

Dispositif de broyage et de mélange (1) de poudres (P), caractérisé en ce qu’il comporte :
- une cuve de broyage (2), comprenant la charge de poudres (P) à broyer en phase liquide, et des médias de broyage (Mb),
- au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b) disposés à l’intérieur de la cuve de broyage (2),
- un système de motorisation (M) pour l’entraînement en rotation desdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b),
- un système de transmission de puissance (3) reliant le système de motorisation (M) auxdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b),
lesdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b) étant entraînés en rotation de manière contrarotative et étant coaxiaux.
Device for grinding and mixing (1) powders (P), characterized in that it comprises:
- a grinding tank (2), comprising the load of powders (P) to be ground in the liquid phase, and grinding media (Mb),
- at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding and mixing wheel set (4b) arranged inside the grinding tank (2),
- a motorization system (M) for rotating said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding and mixing wheel set (4b),
- a power transmission system (3) connecting the motorization system (M) to said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding and mixing wheel set (4b),
said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding and mixing wheel set (4b) being rotated counter-rotatingly and being coaxial.
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est un dispositif de broyage et de mélange cryogénique, la cuve de broyage (2) comportant un fluide cryogénique, notamment de l’azote (N2) liquide, et étant calorifugée.Device according to Claim 1, characterized in that it is a grinding and cryogenic mixing device, the grinding vessel (2) comprising a cryogenic fluid, in particular liquid nitrogen (N 2 ), and being heat-insulated. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la distance (h1) entre ledit au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et ledit au moins un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b) est inférieure à trois fois le plus petit diamètre desdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b).Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the distance (h 1 ) between the said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and the said at least one second grinding and mixing wheel set (4b) is less three times the smallest diameter of said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding and mixing wheel set (4b). Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b) sont de type axial, radial et/ou hybride.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding and mixing wheel set (4b) are of the axial, radial and/or hybrid type. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de transmission de puissance (3) est un système de transmission de puissance par engrenage conique (EC).Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the power transmission system (3) is a bevel gear (EC) power transmission system. Dispositif l’une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que le système de transmission de puissance (3) est un système de transmission de puissance par train épicycloïdal (TE).Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the power transmission system (3) is a planetary gear train (TE) power transmission system. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la distance (h) entre le fond de la cuve de broyage (2) et le mobile de broyage et de mélange (4b) le plus proche du fond de la cuve de broyage (2) est inférieure à deux fois le diamètre (T) du mobile de broyage et de mélange (4b), et en ce que la distance (h1) entre deux mobiles de broyage et de mélange (4a, 4b) superposés est comprise entre une fois et cinq fois le diamètre (T) du mobile de broyage et de mélange (4b).Device according to Claim 5 or 6, characterized in that the distance (h) between the bottom of the grinding vessel (2) and the grinding and mixing wheel set (4b) closest to the bottom of the grinding vessel ( 2) is less than twice the diameter (T) of the grinding and mixing rotor (4b), and in that the distance (h1) between two superimposed grinding and mixing rotors (4a, 4b) is between a times and five times the diameter (T) of the mobile grinding and mixing (4b). Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le système de transmission de puissance (3) comporte au moins deux trains épicycloïdaux (TE), notamment autant de trains épicycloïdaux (TE) que de mobiles de broyage et de mélange (4a, 4b).Device according to Claim 7, characterized in that the power transmission system (3) comprises at least two planetary gears (TE), in particular as many planetary gears (TE) as grinding and mixing wheels (4a, 4b) . Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le ou les trains épicycloïdaux (TE) constituent un couvercle thermique pour lesdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b).Device according to Claim 7 or 8, characterized in that the planetary gear train or trains (TE) constitute a thermal cover for the said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding and mixing wheel set (4b ). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b) sont des mobiles chiraux.Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the said at least one first grinding and mixing spindle (4a) and a second grinding and mixing spindle (4b) are chiral spindles. Procédé de broyage et de mélange de poudres (P), caractérisé en ce qu’il est mis en œuvre au moyen d’un dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes.Process for grinding and mixing powders (P), characterized in that it is implemented by means of a device according to any one of the preceding claims. Procédé de broyage et de mélange selon la revendication 11, caractérisé en ce qu’il est mis en œuvre au moyen d’un dispositif de broyage et de mélange cryogénique utilisant un fluide cryogénique dans la cuve de broyage (2), notamment de l’azote liquide, en contact direct des poudres (P) à broyer.Grinding and mixing process according to claim 11, characterized in that it is implemented by means of a grinding and cryogenic mixing device using a cryogenic fluid in the grinding vessel (2), in particular liquid nitrogen, in direct contact with the powders (P) to be ground. Procédé de broyage et de mélange selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu’il comporte l’étape de mise en rotation contrarotative desdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b).Grinding and mixing process according to claim 11 or 12, characterized in that it comprises the step of setting said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding and mixing wheel set in counter-rotation mixture (4b). Procédé de broyage et de mélange selon l’une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu’il comporte l’étape de mise en rotation desdits au moins un premier mobile de broyage et de mélange (4a) et un deuxième mobile de broyage et de mélange (4b) à une vitesse comprise entre 10 % et 150 % de la vitesse de cavitation du fluide utilisé dans la cuve de broyage (2).Grinding and mixing method according to one of Claims 11 to 13, characterized in that it comprises the step of rotating said at least one first grinding and mixing wheel set (4a) and a second grinding wheel set and mixing (4b) at a rate between 10% and 150% of the cavitation rate of the fluid used in the grinding vessel (2).
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