BE854045A - Micro-broyeur - Google Patents

Description

  Micro-Broyeur

  
La présente invention concerne des appareils de micro-broyagemélange aux usages analogues à ceux des broyeurs à sable ou à microbilles pour broyer des particules jusqu'a des finesses microniques.

  
La description qui suit se réfère aux illustrations ci-après:
Fig.1 est une illustration schématique en coupe et partiellement en perspective d'une enceinte de broyage 1,ouverte ou fermée,sous pression ou vide, dans laquelle pénètre un arbre 2 équipé à son extrémité inférieure d'un propulseur-réacteur 3 , à action centrifuge et centripète, à conduits internes 9 à éjection quasi axiale,en outre un disque métallique 4,ou autre,pourvu à sa face supérieure au moins d'un revêtement

  
de substances abrasives telles qu'émeri,carbure de silicium,corindon, borazon ou autres,dures et cristallines comportant des arrêtes aigues coupantes,fixé statiquement-au fond de l'enceinte dont il occupe une partie ou toute la superficie; ledit disque et ses équivalents sera ci-après désigné par l'expression "disque abrasif 

  
L'enceinte est pourvue facultativement d'un filtre 5,d'un aju-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
Le disque abrasif est représenté monté sur un moteur 8 (facultatif) tournant en opposition ou dans le même sens que le propulseurréacteur.

  
Fig.2, illustre en coupe et partiellement en perspective deux. exécutions distinctes: un propulseur à éjection du haut vers le bas et a arbre entrant par le fond de l'enceinte à disque abrasif fixe ; un propulseur éjectant du bas vers le haut,disque abrasif rotatif,entrée d'arbre par le haut Fig.3 est une variante de la Fig.1 par le fait que le disque abrasif est fixé devant la sortie des conduits du propulseur-réacteur, sur le même arbre et tourne avec ce dernier. Fig.4 est une variante du schéma 3 comportant deux propulseursréacteurs 3 fixés en opposition sur un seul arbre 2 avec un disque à double face abrasive positionné entre les deux. Fig.5. est une variante du schéma 1 comportant un propulseur en forme d'hélice a éjection axiale 3.

   Fig.6 est une variante du schéma 5 avec propulseur en forme de cone creux quelconque distinct-du propulseur-réacteur de la Fig.2. Fig.7 est une variante du schéma 6 avec une hélice cerclée à
- éjection axiale 3.  Fig.8 est une variante de la Fig.1 en ce que le propulseur-ré-
-,acteur 3. est pourvu de conduits 9 a éjection radiale avec disque abrasif en forme de bandeau circulaire positionné sur la face interne de l'encein- <EMI ID=2.1>  Fig.9 est une variante du schéma 8 avec une hélice à éjection radiale 3 Fig.10 est une variante du schéma 8 avec un impulseur du type _ _turbine,munie de dents fixes_3,dont_les faces planes peuvent être pouvues

  
de matière abrasive et d'aubes selon Fig.18.

  
Fig.11 est une variante du schéma 10 avec une turbine à dents orientables.

  
 <EMI ID=3.1> 

  
diale positionnée dans le fond de l'enceinte,actionnée par une arbre mo- <EMI ID=4.1>  Fig.13 est une variante du schéma 12 avec une pompe radiale externe dont le corps de pompe est pourvu à sa sortie d'une chambre  extrérieure supplémentaire préférablement épousant parallèlement la paroi externe de la pompe,ladite chambre extérieure étant pourvue d'une face interne formant disque abrasif 4,la pompe fonctionnant préférablement en circuit fermé avec l'enceinte . Fig.14 est une variante du schéma 12 pourvu d'une pompe à membrane,connectée par un conduit aspirant et un conduit d'éjection à l'enceinte,la sortie du conduit d'éjection débouche en éjection,préférablement,tangentielle sur un disque abrasif 4 y positionné. Fig.15 est une variante du schéma 14 pourvu d'une pompe à air chargé de particules.

   Fig.16 est une variante des schémas 14 et 15 comportant un propulseur de fluide liquide ou gazeux 3 dont la sortie d'enceinte 1 est connectée à un conduit spiralé dont la face interne est rugueuse formant disque abrasif 4. Fig.17 est une variante du schéma 16 comportant un conduit droit pourvu intérieurement d'une vis d'Archimède,préférablement rompue,forç- <EMI ID=5.1> 

  
comportant au moins une face rugeuse faisant fonction de disque abrasif 4.

  
Fig.18 est une variante de la Fig.3 comportant une pluralité de disques fixés à l'arbre rotatif pourvus de matière abrasive,d'une

  
 <EMI ID=6.1>  éventuellement,
-de- pivots 13,14 revêtus de-matières abrasives. <EMI ID=7.1> 

  
tation un arbre 2 muni d'un propulseur-réacteur 3 dans une enceinte  &#65533;contenant le liquide -véhiculeur chargé de particules. Ledit propulseurréacteur comprend un collecteur d'entrée,en forme de cylindre creux, ouvert d'un coté' et essentiellement fermé de l'autre coté par un fond, des trous disposés en une rangée concentrique à l'axe moteur,trous dans lesquels-sont fixés des, conduits 9 tournant avec l'axe moteur, un plateau supérieur et inférieur disposé, respectivement, tangentiellement au dessus et au dessous des conduits et s'étendant depuis le collecteur d'entrée
-., jusqu'aux extrémités des conduits.ledit collecteur d'entrée,extrémités des conduits ainsi que plateau supérieur et inférieur définissant un espace réservé,

  tandis que les volumes internes cumulés d'une rangée desdits conduits sont inférieurs à 33% du volume du susdit espace réservé et que le volume interne du susdit collecteur. d'entrée est approximativement égal au volume cumulé susdit d'une rangée de conduits.

  
Les susdits plateaux, ainsi que les conduits,peuvent être disposés essentiellement à l'horizontale ou à un angle quelconque,pour encadrer des conduits assurant l'écoulement du fluide radialement ou essentiellement axialement.

  
Avec plateaux inclinés,le propulseur-réacteur forme un cône.. pourvu de conduits s'ouvrant au petit bout dudit cone et débouchant à sa base. 

  
Une. caractéristique dudit-mode d'exécution c'est que le volume  de matière éjectée par force centrifuge est compensée par une aspiration

  
 <EMI ID=8.1> 
- équilibré très- important pour l'efficience des. opérations..  Certains accélérateurs n'ont pas d'action centrifuge et centri-. pète équilibrée; certains éjectent surtout centrifugalement; dans ce cas, le rapport de diamètre accélérateur/enceinte sera choisi de telle façon que le fluide chargé véhiculeur soit projeté contre la paroi de l'enceinte de manière à ricocher avec force suffisante pour créer l'effet centripète requis pour assurer le renvoi au centre du fluide chargé et une action-de broyage continue et répétitive sur le disque abrasif.

  
Dans certains cas,ci-après,les effets centrifuge et centripète seront scindés et exercés séparément par deux moyens distincts qui pour-

  
 <EMI ID=9.1> 

  
En rotation,par force centrifuge,les conduits se vident tout en aspirant par le haut,créant un circuit continu de fluide. Le fluide et les particules sont conjointement accélérés et projetés en percussion ou martelage continu contre un disque abrasif 4 positionné statiquement dans le fond du récipient.

  
Les particules et le fluide y subissent,sur la substance abrasive,l'éclatement,le tranchage et le cisaillement intense des particules ainsi que la division du fluide conjointement à l'enrobage des particules par le fluide en un mélange intime,tout en étant chassés vers la périphérie du disque d'ou ils remontent le long de la paroi du récipient pour être réaspirés par le propulseur-reacteur et être retravaillés autant de fois que désiré.

  
.En outre,tous les appareils illustrés peuvent fonctionner en continu et assurer une évacuation calorique rationnelle sans filtre de retenue 5 facultatif,positionné entre l'ajutage d'entrée et de sortie, 6 et 7.

  
L'effet de broyage est plus agressif que celui des micro-broyeurs à sable ou micro-billes car les nouveaux appareils ne sont pas limités par l'usure provoquée par le sable ou les billes sur les disques de rotation et la paroi de refroidissement de ces appareils.. 

  
 <EMI ID=10.1>  des matières et bénéficier d'alimentation forcée,tandis que le broyage peut comporter plusieurs étages ou fonctionner en tandem.

  
Particulièrement,le broyeur peut être constitué selon l'exécution de la Fig.18; elle comporte un arbre 2.entrant par le fond de l'enceinte préférablement portant plusieurs accélérateurs de fluide, formés de disques 3 de diamètre inférieur à celui.de l'enceinte et révètu de matière abrasive sur au moins une face, mis en rotation et,conjointement combinées,des rangées adéquates de baffles statiques positionnées entre les susdits accélérateurs et s'étendant centratelement,préférablement,depuis . la face interne de l'enceinte vers le centre.

  
Lesdites baffles sont formées par exemple de disques pleins ou ajourés,revêtus sur deux faces de matières abrasives,comportant un alésage central pour le passage de l'arbre et du fluide porteur.

  
La rotation des accélérateurs provoque un mouvement centrifuge du fluide chargé tandis que les baffles sont formées et disposées pour conduire le flux de manière centripète,orientant le fluide chargé vers le centre et,préférablement, en même temps en direction des faces abrasives des accélérateurs,ces derniers et les baffles, conjointement combinés, conduisent le fluide alternativement du centre à la périphérie et vice-versa,exerçant la double fonction d'accélération et d'abrasion tout en créant un flux centrifuge et centripète équilibré.

  
Un effet similaire est obtenu en combinant l'accélérateur et

  
le disque abrasif en un seul organe; il est formé d'un disque a deux faces pourvues de matières abrasive,ajouré de gorges 9 selon Fig. 19;mis en rotation horlogique,le disque provoque,d'une part,un mouvement centrifuge de fluide par ses faces planes tandis que , d'autre part, la tranche

  
 <EMI ID=11.1> 

  
une action centripète conduisant le fluide au fond des gorges ou il débord: sur les faces abrasives pour être éjecté centrifugalement.

  
Des disques pleins,sans gorges,mais pouvus d'aubes 12 fixées  et émergeant sur les faces du disque exercent un effet similaire .

  
Une autre forme d'exécution du micro-broyeur, selon Fig. 20, est

  
 <EMI ID=12.1>  

  
 <EMI ID=13.1> 

  
férablement sur deux faces,d'aubes préférablement en -forme de sections de  tubes fixées avec leur tangente perpendiculaire à la face plane du disque; lesdites sections de tubes sont de diamètre croissant à partir du centre

  
et positionnées concentriquement,tout en ménageant un espace libre entre deux sections successives;la dernière section s'étend de part et d'autre des deux faces planes pour former paroi externe serrée entre les deux couvercles; les faces du disque ainsi que celles des sections de tubes sont revêtues de matière abrasive;un couvercle comporte une entrée 6 et l'autre une sortie 7,éventuellement un filtre 5; chaque section de tube,sauf  la dernière, est pourvue d'au moins une perforation dans sa paroi,tandisqu'en outre le disque est pourvu d'au moins une perforation 15 à son pourtour extérieur; fermé par ses deux couvercles l'engin forme un ensemble étanche

  
à l'intérieur duquel les sections de tube délimitent des compartiment étanches comportant des sorties ménagées dans les parois des sections par les susdites perforations de tubes; lesdites sorties sont disposées de façon à faire face à une portion fermée de section de tube.

  
En fonctionnement,la matière pénètre par l'entrée 6 et atteint

  
la première section de tube; elle en sort par une perforation,est projetée contre une face close de section de tube,est obligée de se diviser en deux portions puis de cheminer le long de la paroi abrasive de ladite section pour rencontrer,devant une sortie,une autre portion de matière qu'elle doit heurter en collision frontale pour pouvoir s'écouler par la sortie,en changeant la direction du flux pour aller à nouveau se heurter à une paroi close de section de tube,à nouveau changer de direction,se diviser en deux et recommencer le schéma décrit ci-avant..

  
Arrivée à la paroi externe de l'engin,la matière s'écoule par l'alésage ménagé vers la périphérie,dans le corps du disque et le. traverse; elle passe ainsi d'un coté du disque à l'autre et recommence le même cycle d'opérations pour aboutir finalement devant la sortie 7 ou elle traverse

  
 <EMI ID=14.1> 

  
Dans le circuit décrit ci-avant,la matière parcourt un trajet  centrifuge d'un côté du disque puis centripète sur la face inverse;elle est d'abord divisée en deux,change d'orientation de flux,se heurte en collision

  
 <EMI ID=15.1> 

  
matières abrasives ou elle subit un broyage intense,est finalement filtrée avant sa sortie.

  
Un dispositif analogue peut être constitué en donnant à l'engin une forme non pas circulaire mais,par ex., rectangulaire tel qu'illustré schématiquement par la figure 21. 

  
 <EMI ID=16.1> 

REVENDICATIONS 

  
1) Micro-Broyeur-mélangeur comportant une enceinte dans laquelle sont traitées des particules solides,dures,pâteuses,flexibles ou molles véhiculées dans un fluide chargé,liquide ou gazeux,ledit fluide chargé étant mis en mouvement et accéléré par l'arbre d'un moyen quelconque

  
tel que pompes,hélices,turbines,propulseurs,ventilateurs, localisés' préférablement dans la susdite enceinte et s'y alimentant en circui préférablement fermé,caractérisé par la suivante combinaison de moyens:

  
premier moyen,une enceinte de traitement; 2me.moyen, un fluide chargé

  
véhiculeur; 3me.moyen, des particules telles que définies ci-avant;

  
4me.moyen, au moins un accélérateur,à action préférablement à la fois

  
centrifuge et centripète du fluide chargé susdit; 5me.moyen, un disque

  
abrasif tel que défini ci-avant,préférablement distinct de l'acélérateur, préférablement statique et comportant au moins une face préférablement

  
unie et pouvue de substance abrasive,les susdits moyens 4]ne et 5me.,

  
accélérateur et disque abrasif,étant positionnés,l'un par rapport à

  
l'autre,pour projeter conjointement le susdit fluide et les susdites particules,par le susdit accélérateur,sur le susdit disque abrasif, préférablement obliquement,y percutant avec la plus grande vitesse sur

  
les substances abrasives provoquant l'éclatement,le tranchage et le cisaillement intense des particules ainsi que la division du fluide,conjointement à l'enrobage des dites particules par ledit fluide en un mélange intime,le susdit positionnement conjoint et combiné du susdit accélérateur et du susdit disque abrasif procurant un passage continu et préférabelement répétitif du fluide et des particules sur le disque

  
abrasif.

Claims (1)

1. <EMI ID=17.1>

   le moyen accélérateur est constitué par un seul propulseur conique de

   fluides pourvu de conduits internes d'éjection axiale,tel que défini'

   dans la description qui précède,éjectant axialement préférabelement du

   haut vers le bas,ledit propulseur étant fixé à un arbre moteur pénétrant

   dans l'enceinte par le haut,localisant le propulseur préférabelement vers

   le fond de l'enceinte sur lequel est posé,préférablement statiquement,

   le disque abrasif préférabelement métallique revêtu de matière abrasive. 3) Micro-broyeur-mélangeur selon revendication 2,dans leqel le disque abrasif est fixé avec face abrasive face a et adjacente à la sortie des conduits d'éjection du propulseut et tourne préférablement avec ce dernier.

   4) Micro-broyeur-mélangeur selon revendication 3,dans lequel deux propulseurs sont fixés,en opposition,sur le même arbre,le disque abrasif comportant deux faces rugeuses est fixé entre les deux propulseurs.

   5) Micro-broyeur-mélangeur selon revendication l,dans lequel le moyen accélérateur est formé d'une hélice à éjection axiale.

   6) Micro-broyeur-mélangeur selon revendication 5, dans lequel

   le moyen accélérateur est formé d'au moins un cone quelconque,distinct

   de celui de la revendication 1,fixé sur l'arbre.

   7) Micro-broyeur-mélangeur selon revendication 5 dans lequel

   le moyen accélérateur est une hélice cerclée à éjection axiale.

   8) Micro-broyeur-mélangeur selon revendication 2 dans lequel

   le moyen accélérateur est un propulseur de fluide a éjection radiale,tel que défini dans la description ci-avant,aspirant préférablement du haut, le disque abrasif étant formé d'un bandeau ciculaire positionné sur la face interne de l'enceinte adjacent aux orifices de sortie des conduits du susdit accélérateur.

   9) Micro-broyeur-mélangeur selon revendication 8,1e moyen accélérateur étant étant une hélice à éjection radiale,l'effet centripète étant produit par ricochet du fluide chargé contre la paroi de l'enceinte.

   10) Micro-broyeur-mélangeur selon revendication 9,1e moyen accélérateur étant un impulseur du type turbine préférablement à dents fixes, a éjection radiale et préférablement pourvu d'aubes selon la revendication 18.

   <EMI ID=18.1>

   le moyen accélérateur est une pompe positionnée dans le fond de l'enceinte, actionné par un arbre moteur pénétrant par ledit fond,le moyen abrasif étant formé,préférablement,d'un bandeaux ciculaire positionné à la face interne de l'enceinte.. 12) Micro-broyeur-mélangeur selon revendication 1,dans lequel le moyen accélérateur est une pompe radiale extérieure à l'enceinte, mais fonctionnant en circuit fermé avec cette dernière,le corps de la

   -pompe étant pourvu à sa sortie d'une chambre extérieure supplémentaire préférablement épousant parallèlement la paroi externe de la pompe,ladite chambre extérieure supplémentaire étant pourvue d'une face interne rugueuse formant disque abrasif.

   <EMI ID=19.1>

   le moyen accélérateur'est préférablement une pompe à membrane munie d'un conduit d'aspiration puisant le fluide chargé dans l'enceinte,et d'un conduit d'éjection dont la sortie débouche dans le fond de l'enceinte et y éjecte préférablement tangentiellement,le fluide sur le disque abrasif y positionné.

   14) Micro-broyeur-mélangeur selon Revendication 13,dans lequel le fluide chargé est constitué préférabelement par un gaz, le moyen accélérateur préférablement par un compresseur muni d'un conduit d'éjection disposé pour traiter un gaz chargé au lieu d'un liquide.

   15) Mtcro-broyeur-mélangeur selon revendication 12,dans lequel la chambre extérieure supplémentaire est constituée par un conduit spiralé revêtu intérieurement,préférablement en son grand diamètre spiralé, d'une surface rugueuse faisant fonction de disque abrasif lors du passage forcé du fluide.

   16)Micro-broyeur-mélangeur selon revendication 15,dans lequel le conduit spiralé est remplacé par un conduit,même droit,pourvu intérieurement d'une vis d'Archimède modifiée,à faces rugeuses faisant fonction de disque abrasif.

   17) Micro-broyeur-mélanggeur selon revendication 1 comportant un arbre entrant par le fond de l'enceinte,préférablement, et muni,préférablement d'une pluralité de disques abrasifs rotatifs conjointement combinés à ,préférablement,une pluralité de baffles,préférablement formées chacunes d'un disque statique,préférablement revêtu sur deux faces

   -de matière abrasive,pourvues d'un alésage central.,s'étendant depuis la. _ paroi interne de l'enceinte de traitement vers son centre,conduisant le fluide chargé vers et au-travers des des susdits alésages centraux successifs en-direction des faces abrasives successives de la susdite

   <EMI ID=20.1>

   abrasifs étant,préférablement,pourvus de pivots revêtus aussi de

   matière abrasive..

   18) Micro-Broyeur-mélangeur selon la revendication 17 caractérisé en ce que l'accélérateur et le disque, abrasif sont conbinés en

   un seul disque, à faces perpendiculaires à l'arbre revêtues de matière

   ...abrasive,exerçant_-en rotation-une action centrifuge et, préférablement, pourvu de. gorges dont la tranche parallèle à l'arbre est,préférablement, rehaussée d'un rebord exerçant en rotation la fonction de baffles à action centripète, comme le feraient des aubes, remplaçant les rebords, appliquées sur des disques pleins sans gorges.

   19) Micro-Broyeur-mélangeur selon la revendication 14 comportant un disque abrasif,préférablement cicrculaire,enclos entre deux couvercles munis chacun d'un alésage servant d'entrée et de sortie.

   Le disque abrasif est muni,préférablement sur deux faces, d'aubes,préférablement en forme de section de tube,fixées avec leur tangente perpendiculaire à la face plane du disque;lesdites sections de tube sont de diamètre croissant à partir du centre et positionnées concentriquement,tout en ménageant un espace libre entre deux sections successives;la dernière section s'étend de part et d'autre des deux faces planes pour former paroi externe serrée.entre les deux couvercles; les faces des disques et parois des sections de tube sont revêtues de matière abrasive;chaque section de tube,sauf là dernière,est=pourvue d'au moins une-perforation dans sa paroi,

   -en outre-le disque est muni d'au moins une perforation .à son pourtour externe faisant communiquer; les deux faces du disque, le produit traité étant mé- <EMI ID=21.1>

   et puis. centripète..