Procédé de broyage de matières solides et appareil pour la mise en aeuvre. de ce procédé. La présente invention concerne un pro cédé et un appareil pour le broyage à sec de matières solides. Dans le broyage à sec de matières, en utilisant les procédés et les appa reils antérieurement connus, il a été possible de produire ides matières pulvérulentes jus qu'à une dimension de 10 microns. Avec quel ques types de matières et d'appareil, il a même été possible de produire des matières dans lesquelles la plus grande partie des par ticules obtenues ont des @dimensions inférieures à 5 microns et dans lesquelles la fraction prin cipale en-dessous de 5 microns à une dimen sion moyenne d'environ 3 microns.
Cependant, en utilisant les procédés et les appareils connus pour la pulvérisation, il a été pratiquement impossible de produire éco nomiquement des matières ayant une dimen sion moyenne inférieure à 3 microns. Lorsque la matière est réduite, par exemple, à une dimension de 3 microns, la masse des parti cules individuelles est excessivement petite et les particules ont un comportement différent de celui de la même matière en particules de plus grande dimension.
Ainsi la plupart .des matières lorsqu'elles sont réduites à une di mension de finesse de 3 à 5 microns présen tent dans cette échelle de finesse une modifi cation dans leur comportement chimique, magnétique et électrostatique, ainsi qu'une n iodification'dans la température d'inflamma tion, la capillarité, l'aptitude à l'humidifica tion, leur caractéristique d'écoulement qui se rapproche -de celle des fluides, ainsi que des modifications dans l'activité de surface et dans les propriétés chimiques apparentes.
En pratique, il a jusqu'ici été impossible réellement de produire à l'échelle commerciale et dans le même appareil, des matières pulvé risées de n'importe quelle espèce lorsque la dimension de la poudre doit être très infé rieure à<B>10</B> microns. Ceci naturellement varie quelque peu suivant les matières considérées, mais d'une - manière générale 10 microns re présentent la. limite commerciale inférieure de broyage et des matières de 5 microns sont regardées comme exceptionnelles. Des matières pulvérisées ayant des dimensions de 3 microns sont excessivement :difficiles à obtenir.
Dans ce qui suit et en ce qui concerne la présente invention le qualificatif ultrafin désignera des matières dont la dimension moyenne des particules est inférieure à 10 microns et fin des matières dont la dimen sion -de particules se situe entre la dimension de particule minimum q4i peut être tamisée, c''est-à-dire environ 50 et 10 microns.
La présente invention a pour objet un procédé .de broyage de matières solides, carac térisé en ce que l'on transporte ladite matière solide dans un flux gazeux sec et qu'on sou met les particules de ladite matière solide à la fois à des chocs mécaniques et à l'action d'une énergie vibratoire intense.
Elle a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de broyage, cet appareil comprenant un carter, un venti lateur pour mettre en mouvement un flux gazeux à travers ledit carter et des moyens pour introduire la matière à traiter dans ledit flux gazeux, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour créer des chocs mécaniques entre les particules -de la matière et entre celles-ci et les éléments de l'appareil, et des moyens montés à l'intérieur du carter pour engendrer simultanément dans ledit flux gazeux une énergie vibratoire in tense.
Les éléments susceptibles de créer des milieux d'ondes vibratoires intenses sont, de préférence, constitués par des lames vibran tes en forme de disques montées entre les étages successifs de palettes radiales du broyeur.
Dans le procédé selon l'invention, les ondes vibratoires ont des fréquences comprises dans la, gamme allant .des plus basses fréquences audibles jusque dans les fréquences supersoni ques de 18 000 vibrations par seconde ou plus.
Le dessin ci-annexé illustre le procédé et représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'appareil objet de l'invention.
Fig. 1 est une vue en coupe verticale d'une première forme d'exécution.
Fig. 2 est une vue en coupe verticale par tielle, à plus grande échelle, de l'appareil re présenté à la fig. 1.
Fig. 3 est une vue en coupe horizontale par III-III des fig. 1 et 2.
Fig. 4 est une vue en coupe verticale par tielle correspondant à la fig. 2, mais illustrant une variante de forme du disque annulaire vibratoire dudit appareil.
Fig. 5 est une vue en coupe partielle, à très grande échelle, représentant les parties du rotor à palettes radiales et du disque vibra toire intermédiaire.
Fig. 6 est une vue en coupe horizontale de détail suivant VI-VI de fig. 2.
Fig. 7 est une vue en coupe verticale par tielle par VII-VII des fig. 2 et 5.
Fig. 8 et 9 sont des vues en coupe verti cale partielles, à ,grande échelle, correspon dant à. celles- représentées à la fig. 5 de variantes du disque vibratoire, notamment en ce qui .concerne le bord de ce disque.
Fig. 10 est une vue en coupe horizontale partielle .d'une partie du rotor du disque et du carter montrant les répartitions des cou- rants:d'air.
Fig. 11 est une vue de détail montrant plusieurs étages -de l'appareil et illustrant le courant du flux gazeux dans la zone entre palettes avec sa charge de matières à pulvé riser et entre les disques séparant les étages.
Fig. 12 est une vue en coupe verticale schématique correspondant à la fig. 7 et re présentant les courants d'air dans le diamètre périphérique du rotor.
Il est à remarquer en référence aux fig. 10, 11 et 12 que ces figures représentent seule ment l'une des explications possibles des con ditions existant dans les appareils au cours de leur fonctionnement.
Fig. 13 est une vue en coupe verticale cor respondant à la fig. 1 représentant une variante du carter et du rotor: Fig. 14 est une vue en coupe verticale par tielle -de plusieurs étages de l'appareil illus trant une variante du profil de l'arête des palettes radiales.
Fig. 15 est une vue en coupe verticale -de détail, à plus grande échelle, dans une variante du rotor.
En général, lorsqu'on met en oeuvre le pro cédé de broyage conforme à l'invention, on utilise un flux gazeux sec tel que l'air, des gaz inertes ou réactifs tels que l'azote, les gaz bromhydriques ou chlorhydriques, de l'hydro gène, -de l'oxygène, de l'acide carbonique, de l'hélium, etc. ou de la vapeur sèche ou presque sèche, ou des mélanges de tels gaz ou de l'air mélangé à de tels gaz pour entraîner les particules de matières soumises au broyage.
Le :courant de fluide sec ou presque sec qui peut être chauffé ou réfrigéré pour contrôler, les réactions et la matière solide entraînée par celui-ci, est dirigé suivant un chemin tel qu'il oblige les particules à venir de faon ré pétée en contact les iuzes avec les autres et/ou en contact avec des surfaces contre lesquelles il 'bute de manière que les particules entrent en collision ou soient soumises à des chocs avec les strictions et les divisions qui en Té sultent.
Simultanément, tandis que les parti cules sont encore soumises à de tels chocs, elles sont également soumises à une énergie vibratoire intense qui est engendrée dans le milieu gazeux. L'expression énergie vibra toire intense est utilisée pour caractériser une énergie vibratoire qui, au moins pour cer taines fréquences, donne des surpressions acoustiques de 200 à 2000 barges et dont les fréquences s'étendent dans une gamme par tant des plus basses fréquences audibles et comprenant les fréquences supersoniques. L'expression supersonique est utilisée pour caractériser des fréquences d'environ<B>18000</B> cycles par seconde ou plus qui ne peuvent en général pas être perçues par l'oreille humaine.
Le terme séparation des filets d'air se réfère aux conditions existant lorsque de l'air circulant à grande vitesse se sépare en raison de son incapacité à suivre une surface et donne une zone dans laquelle existent des conditions de turbulence intense et des tourbillons.
Une des formes d'appareil les plus simples pour soumettre les particules à une striction mécanique par choc et/ou impact et à une telle énergie vibratoire intense est obtenue en insé rant dans la zone de réaction (dans laquelle les particules sont déjà réduites en dimension ou à travers laquelle elles sont passées) des lames ou des plaques montées de manière à déterminer au moins partiellement un passage et/ou des jours .à travers lesquels le flux ga zeux et la matière qu'il transporte puissent passer,
lesdites lames ou plaques étant mon tées de manière à être capable de vibrer à leur fréquence naturelle-ou à une fréquence forcée par le courant gazeux qui passe à travers les passages ou jours de la zone de traitement et transporte la matière soumise à trituration et/ou à des chocs. Ainsi le même fluide gazeux est utilisé pour transporter la matière solide à pulvériser et engendrer l'énergie vibratoire intense ayant les carac téristiques ci-dessus définies. Il se produit de même un phénomène .annexe d'ondes de chocs et des zones de séparation des filets d'air.
A titre d'illustration d'une forme d'appareil dans lequel le procédé .conforme à l'in vention peut être mis en oeuvre économique ment et d'une manière pratique, on se ré- fèrera au dessin et plus particulièrement à la fig. 1. Dans cette figure est représenté un moulin pour le broyage ultrafin -de solides. Le moulin comporte un soubassement 10 sur lequel est monté un carter cylindrique 11, ayant une colerette inférieure 12, au moyen de laquelle le carter est fixé au soubassement.
Le carter cylindrique est pourvu d'un palier inférieur 13 monté sur sa paroi terminale in férieure 14. A la partie supérieure du carter est réalisée une chambre annulaire de plus grand diamètre 15 qui est fermée par un chapeau 16 qui constitue le support d'un pa lier supérieur central 17. Les détails des pa liers 13 et 17 sont du ,domaine de la méca nique connue et ne nécessitent pas ,d'être décrits en détail. Ils sont calculés pour sup porter l'arbre 20 et l'ensemble du rotor porté par cet arbre tournant à des vitesses périphé riques du rotor de 7500 mètres par minute ou- plus.
L'arbre 20 est muni à son extrémité inférieure d'une poulie à gorges trapézoïdales multiples 21 sur laquelle passe une série de courroies 22 logées dans le soubassement 10 et qui entraînent l'arbre 20 aux vitesses élevées de l'ordre indiqué ci-dessus, quoiqu'il ne soit pas toujours nécessaire d'utiliser de telles vitesses et que des vitesses inférieures soient utilisées, autant que possible, pour réduire les efforts mécaniques dans l'appareil. La paroi inférieure du carter 11 présente à la hauteur du palier .13 une ou plusieurs ouvertures 23 à travers lesquelles peut passer l'air.
A l'in térieur du carter 11 et légèrement au-dessus du palier 13 est placé un diaphragme 24 ayant une ouverture centrale 25, dont la di mension peut être réglée par une plaque 25' à travers laquelle le flux gazeux peut péné trer à l'intérieur du moulin proprement dit, comme indiqué par les flèches 26. La quan tité du fluide gazeux introduite peut, si on le désire, être réglée au moyen d'un régulateur (non représenté) de manière à admettre l'air à plein courant ou à un courant réduit.
Au- dessus du diaphragme 24 est placé un rotor représenté en face de l'accolade 27 à la fig. 1 et qui sera décrit plus en détail ci-après.
Au-dessus de l'ensemble du rotor au niveau de l'accolade 37 dans la fig. 1 on peut, si on le désire, placer un ventilateur à palet- tes radiales multiples 28 qui fonctionne comme classificateur pour les matières produites dans le moulin. Le ventilateur 28 est surmonté par un disque 28' qui a un diamètre tel qu'il réserve une ouverture annulaire 29 dans une ouverture 30 d'un anneau 31; la matière fine ment broyée produite dans le moulin, sort de cette ouverture annulaire, dans la direction des flèches 32 et elle est alors propulsée par le ventilateur à palettes radiales multiples 33 et forcée par la sortie 34 de la chambre supé rieure 15.
On peu noter que tout s les parties rotatives de l'appareil sont portées par le même arbre 20 et entraînées à la même vitesse de rotation. La vitesse périphérique des diffé rentes paxties du rotor varie donc proportion nellement aux différents diamètres des élé ments rotatifs individuels portés par le rotor. Si on le désire, le courant gazeux traversant le moulin peut être créé par une soufflerie séparée.
De même, si on le désire, l'entrée 25 peut être connectée à la sortie 34 par l'inter médiaire d'un circuit gazeux externe compor tant un séparateur à cyclone, un séparateur à sac ou organe similaire pour enlever les com posants solides et ainsi reconstituer le flux gazeux qui est réutilisé. Ceci est plus spécia lement désirable dans le cas où la température du flux gazeux doit être .contrôlée, par exem ple, lorsqu'on traite des matières hautement explosives ou sensibles à la chaleur.
Ainsi, clans un tel circuit fermé, l'atmosphère ga zeuse constituée par des gaz réactifs, rares ou non réactifs, peut être utilisée et en chauf fant ou refroidissant une telle atmosphère qui peut être portée à toute pression absolue désirée, les conditions de réaction peuvent être contrôlées avec précision. Egalement un accroissement ou une diminution de l'humi dité du produit peut être .contrôlé en établis sant une pression de vapeur dans le fluide gazeux rentrant.
Dans la paroi latérale du carter 11, légè rement au-dessus du diaphragme 24 est mé nagée une ouverture 35 dans laquelle est mon tée une vis sans fin 36 ou tin autre .dispositif d'alimentation adapté à la nature de la ma tière à traiter, servant à amener ladite matière directement dans le carter 11. Dans beaucoup de cas, par exemple, lorsque la. matière à trai ter est déjà pulvérisée en fines particules capables d'être transportées par un courant gazeux, on peut éviter le transport solide par vis sans fin 36 ou autre moyen pour trans porter des solides et les particules fines peu vent être introduites avec le flux gazeux ren trant en 26 à travers les lumières 25.
Le carter 11, sur toute sa partie située au- dessus -du diaphragme 24 et en-dessous de la zone de classification 37, est habituellement muni d'un garnissage intérieur 40 qui peut être rainuré longitudinalement comme repré senté. Les rainures peuvent avoir une profon deur et une largeur qui dépendent des dimen sions du moulin, par exemple, une profondeur et une largeur de 1/100 de millimètre, et peuvent être en forme de dents de scie ou arrondies.
Le garnissage intérieur peut être en un matériau variable tel que la Stellite, l'acier molybdène, les cristaux de bore, porce laine, caoutchouc ou similaire, adapté à la nature de la matière à traiter et à l'effet recherché. Si l'on désire éliminer l'effet de bris dû à l'impact, un revêtement en caout chouc peut être utilisé lorsqu'on désire des particules arrondies ou sans angles vifs. Ainsi les cristaux de quartz peuvent être produits sous -des formes arrondies, sans angles vifs, dans un appareil utilisant comme revêtement des matériaux souples.
D'un autre .côté, lors qu'on recherche un effet de bris maximum et un clivage, on utilise comme revêtement des matériaux à surface dure. Egalement un ap pareil peut avoir une combinaison de maté riaux telle qu'un revêtement dur dans les pre miers étages pour obtenir un bris maximum au départ et une réduction notable des dimen sions et -des revêtements souples dans les étages de finition, pour polir et arrondir les parti cules.
Plusieurs appareils aveç des revêtements différents peuvent étre utilisé en série, .Les matériaux de revêtement à surface dure peu vent être appliqués par les processus de dépôt électrolytiques ou par soudure au moyen:
des baguettes de soudure spéciale dites pour sur facer en dur, .cela suivant le type de revête ment à surface dur qui est appliqué, tandis que les revêtements souples, tels que le caout- chauc, sont habituellement appliqués de pré férence par vulcanisation.
En ce qui concerne la partie 27 dans la quelle s'effectue dans le moulin la pulvérisa tion ultrafine, celle-ci se compose dans l'exem ple d'exécution représenté au dessin, de trois étages de palettes radiales disposées, avec des espacements, l'une au-dessus de l'autre entre une plaque annulaire inférieure 42 et une plaque annulaire supérieure 43. Deux ou plus de deux étages -de ce genre peuvent être uti lisés, le présent dessin en représentant trois pour simplifier. En général, les trois étages ont la même constitution et une description de l'un des étages sera suffisante pour l'en semble.
Ainsi l'étage inférieur comporte un moyeu tel que 44 avec plusieurs palettes ra diales 45 disposées radialement autour de celui-ci. Le moyeu 44 comporte un grand nom bre de palettes radiales, le moyeu représenté au dessin en comportant vingt-quatre pour un diamètre externe de 54 cm. Un plus grand ou un plus petit nombre de palettes radiales peuvent être utilisées et le diamètre du rotor peut de la même manière être modifié suivant les dimensions du moulin et suivant l'intensité du travail à effectuer.
Les palettes radiales 45 sont, de préférence, disposées parfaitement radialement, mais peuvent aussi être inclinées en avant ou en arrière par rapport à la dïrec- tion de rotation, ou avec une légère inclinai son verticale. Le deuxième étage comporte un moyeu semblable 46 qui est de la même ma nière muni de palettes radiales 47. Le troi sième étage comporte un moyeu 48 portant des palettes radiales 49. Les moyeux 44; 46 et 48 sont espacés de façon appropriée sur l'axe 20 et sont clavetés de manière à- être entraînés. en rotation avec l'arbre et bloqués contre tout déplacement axial.
Les bases internes des palettes radiales peuvent être recourbées légèrement, particu lièrement à l'étage supérieur (et la plaque 43 supprimée), .de telle sorte que ledit étage fonctionne comme un ventilateur pour assurer le passage du flux gazeux à travers l'espace de réaction. Les palettes .radiales 45, 47 et 49 (fig. 1) et les palettes radiales correspondan tes des autres formes d'exécution représen tées peuvent être réalisées en des matériaux tels ou montées de telle manière qu'elles vibrent librement comme décrit ci-après.
L'espacement entre les étages est tel qu'entre les palettes 45 et 47 soit réservé un espace 50 et entre les palettes 47 et 49 un intervalle semblable 51. Dans l'intervalle 50 est monté un anneau 52 qui est porté en trois ou plus de trois points par des pattes d'at tache 47A sur la palette 47 et 45A sur la palette 45 de manière à être libre de vibrer. Ainsi en se référant aux fig. 3 et 5, trois ou phis de trois palettes 45 choisies avec des .espacements égaux sont munies de pattes d'attache 45A et un nombre égal de palettes également espacées 47 situées au-dessus des palettes 45 sont de même munies de pattes d'attache 47A.
De plus l'anneau 52 est tenu écarté des pattes d'attache 45 et 47 aii moyen de rondelles d'espacement approprié comme représenté et l'ensemble est maintenu par un boulon tel que 53. De même dans l'espace 51, un disque annulaire 54 est porté de manière similaire à partir -de pattes d'attache 47B sur les palettes 47 et de pattes d'attache 49A sur les palettes 49.
En se reportant plus particulièrement aux fig. 2 et 5, on pourra remarquer que la posi tion des pattes d'attache 45.A et 47A a-Li moyen desquelles un 'disque annulaire 52 est monté sur les palettes 45 et 47, est telle que la distance radiale intérieure RI (voir fig. 2) entre le bord intérieur de rayon minimum du disque annulaire 52 et les pattes de montage est de préférence légèrement plus ,grande que la distance radiale RO de la patte de montage à la périphérie du même disque 52.
Il est pré férable -de monter le disque 52 en un point tel que le rapport de la dimension Ri à la dimension RO soit égal à 9/7e, c'est-à-dire que la dimension radiale RI sera de préfé rence<B>16</B> 97e d e la dimension radiale R0.
En se reportant plus particulièrement à la fig. 5, les bagues d'espacement 45C et 47C ont une épaisseur telle que le disque est placé avec son arête aiguë 52E à mi-distance entre le bord supérieur de la palette radiale 45 et o le bord inférieur de la palette radiale 47 et le diamètre maximum du disque vibrant 52 est de préférence tel que le bord 52 soit légè rement en retrait, des arêtes 47E et 45E des palettes radiales.
Dans la fig. 5, le disque 52 est représenté comme étant chanfreiné sur l'arête 52Z', mais comme représenté à la fig. 8, le disque 60 peut être chanfreiné sur deux arêtes 60P-60P ou, comme représenté à la fig: 9; le disque peut, si on le désire, être coupé à angle droit comme en 61h'.
Il est préférable cependant d'utiliser un disque vibrant 52 chanfreiné, comme repré senté à la fig. 5 sur une face seulement en 521r'. Le disque vibrant 52 peut être monté avec le chanfrein 52F tourné soit vers la palette 47, comme représenté à la f.ig. 5, soit vers la palette 45, dans ce dernier cas les bagues d'espacement 45,C et 47C seraient interchangées de façon à conserver à l'arête 52C la position représentée.
Il peut être noté, en outre, que pour de meilleurs résultats, l'arête 52E peut être comme représenté à la fig. 5, mais le diamètre du disque 52 peut être modifié de manière à amener l'arête 52E au point 52G ou 52H à des distances du centre égales ou supérieures à la distance au centre de l'arête externe 47E de la palette.
La vitesse d'écoulement instantanée du flux gazeux résulte de la combinaison de dif férentes composantes de vitesse; l'une de ces composantes est due simplement à la rotation des disques et des palettes radiales par rap port au carter et cette composante peut attein dre 8000 mètres par minute. La seconde com posante, à savoir la composante axiale du flux à travers les passages entre les disques vi- brants 52, 54, etc, et la paroi du carter, peut facilement atteindre 3500 mètres par minute avec des volumes normaux du flux gazeux traversant le moulin.
Une troisième composante est engendrée par la réaction sur le flux gazeux de la vibra tion des disques, cette composante est perpen diculaire aux disques. Ladite vitesse instan tanée, en admettant polir la vibration des dis ques une fréquence de 10 000 cycles par se conde et une amplitude d'un à trois centi mètres peut atteindre une vitesse instantanée de 1500 à 3000 mètres par minute.
Une quatrième composante de vitesse ré sulte de l'écoulement de l'air des zones de haute pression P (fig. 12), vers les zones de basse pression V qui apparaissent au cours du fonctionnement. Ces vitesses s'ajoutent vectoriellement et il est évident qu'au moins à certains moments et, au moins à certains endroits, les vitesses résultantes du flux ga zeux par rapport aux surfaces adjacentes ont des valeurs qui sont comprises entre 10 000 et 18 000 mètres par minute. On sait que les vitesses des gaz sur les surfaces présentant des irrégularités (telles que les arêtes des pa lettes radiales et les arêtes des disques vibrants et sur les aspérités, alvéoles, etc. de la face interne du carter) produisent des ondes de chocs.
Dans le moulin, des ondes de chocs sont réfléchies et se recoupent.
De plus, il se produit des zones de sépa ration d'air en PZ, CZ (fig. 10) dans les quelles se produisent une turbulence intense et des tourbillons qui s'ajoutent aux effets de l'énergie vibratoire intense.
En se reportant plus particulièrement aux , fig. 10, 11 et 12, on voit que la rotation des palettes 45, par exemple, à l'intérieur du carter 11 produit entre les palettes, des spira les serrées (tourbillons entre les palettes) du fluide gazeux et de sa charge de matières solides comme représenté en W.
Le flux gazeux se -déplaçant en spirale passant contre les bords des disques 52-54 et frappant ceux-ci, les met en vibration, ce qui produit en même temps des vibrations intenses dans le flux gazeux. Il est probable qu'il produit, en outre, des ondes de chocs prenant leur origine sur les arêtes des disques 52 et 54. Les particules solides sont sollicitées par les forces centrifuges à travers les zones d'énergie vibratoire intense et à travers et contre les ondes de chocs qui sont ainsi créées.
Les ondes de chocs glissent probablement aussi le long de quelques-unes ou de toutes les parties de l'arêtes externe des palettes radiales 45 et 47, ces ondes se propageant vers l'extérieur à partir des palettes et for mant un angle avec les ondes de chocs pro. duites à la périphérie des disques vibrants.
Lesdites ondes de chocs provenant des palettes frappent sur la paroi du carter très voisin 11 qui peut être rainurée longitudi nalement comme illustré en 40, produisent des ondes de chocs réfléchies qui coupent et se rencontrent avec les .ondes de chocs pro duites par les disques vibrants.
En outre, il est évident qu'il existe des zones de séparation d'air à l'intérieur du moulin telles que les zones PZ au voisinage d'une face et près de l'extrémité de chaque face radiale et très probablement lune autre zone annulaire CZ régnant autour de l'extré mité intérieure de plusieurs palettes radiales (voir fig. 10).
Lorsque les palettes radiales sont construites de manière à vibrer ou à avoir des arêtes ou des lames montées élasti- quement, et sont -utilisées dans le moulin seules ou avec les disques vibrants,
ces lames sont également mises en vibration et contri buent à créer une énergie vibratoire intense dans le moulin" Les fig. 11 et 12 montrent lune cause pro bable de la vibration intense des disques 52 et 54 d'où résulte une des composantes de vitesse du flux gazeux comme expliqué ci- dessus. Les palettes radiales 45 et 47 sont, dans la fig. 12, placées au-dessus l'une de l'autre et le disque 52 logé entre elles étant séparé de celles-ci par des distances D et ainsi libre de vibrer.
Les palettes 45 et 47 se dépla cent horizontalement et l'un des côtés P voit apparaître une surpression, tandis que l'autre côté V voit apparaître une zone de dépression ou de vide puisque le mouvement est toujours dans la même .direction. Les calculs indiquent qu'il peut y avoir lune différence de pression de plusieurs atmosphères entre les zones P et V. En conséquence, urne partie du fluide gazeux glisse à travers l'espace D comme in diqué par les flèches 58 et 59.
Lorsque le disque 52 est en vibration et en considérant polir l'explication la période où le disque se déplace vers le haut contre la palette 47, il y a une diminution de l'espace D et, par con séquent, une diminution du flux d'air 58, ce qui tend à accroître la pression Pet à donner un vide V plus poussé au voisinage de la palette radiale 47. Ali même moment, l'espace entre la palette 45 et le disque vibrant 52 s'accroît, ce qui permet un flux plus impor tant en 59 et un abaissement de la pression P et une réduction du vide V @au voisinage de la palette radiale 45.
Ceci amène une plus grande pression à s'exercer sur la surface supérieure du disque vibrant 52 et il tend par suite à être forcé vers le bas dans la direction de la palette 45. Quand il dépasse la position d'équilibre les faits inverses se produisent, ce qui tend à créer des vibrations entretenues. En conséquence, les disques 52 et 54 sont maintenus dans un état vibratoire intense entretenu qui très probablement com porte de nombreux harmoniques fondamen taux. Lorsque les palettes radiales 45, 47 et 49, etc. sont en un matériau élastique ou ont des arêtes élastiques, celles-ci sont également mises en vibration.
Comme il a été noté, le flux moyen du fluide à travers le moulin est ascendant dans la forme d'exécution représentée et comme représenté par la flèche 55 de la fig. 11. En conséquence, les tourbillons W de fluide gazeux ont une forme en spirale ascendante serrée ou vortex qui à un certain niveau frappe sur l'arête du disque 52 comme repré senté par le point 56 de la spirale S et entre les palettes 47 le tourillon semblable IV est mis de même en tourbillon ascendant qui, à un certain niveau, frappe sur l'arête du dis que 54 comme représenté par la pointe de la flèche 57 de la fig" 11.
Il a été démontré que le flux gazeux dans les vortex, de même que le flux gazeux entrant et sortant radialement pardessus les arêtes dit disque et par-dessus les arêtes des lames vibrantes possède une vitesse subsonique ou supérieure et les dis ques 52 et 54 sont en conséquence mis en vibration.
Comme représenté aux fig. 11 et 12, il existe des espaces intersticiels D entre les arêtes des palettes radiales 45 et le disque vibrant. inter-palettes 52 et entre ledit disque et l'étage suivant de palettes radiales 47. Le disque vibrant 52 vibre intensément et dans la région des interstices D, l'énergie vibratoire est extraordinairement élevée.
Les particules solides déjà soumises à des chocs et partielle ment brisées, entraînées par des vortex de fluide gazeux, sont portées à travers ou au moins auprès des espaces intersticiels D et les dites particules sont soumises à une énergie vibratoire concentrée .de manière intense. On pense que ladite action est au moins partielle ment responsable des extraordinaires réduc tions de dimension qu'il est possible d'obtenir avec l'appareil décrit.
Des espaces interstieiels ou passages péri phériques relativement petits sont de même réalisés entre les arêtes externes des palettes, les disques vibrants et la surface interne de la paroi adjacente 11-40 de la machine, comme représenté aux fig. 1, 2, 4, 5, 6, 8 à J_0-14-15 et pour l'étage 74 à la fig. 13, et dans de tels espaces intersticiels ou passa ges, une énergie vibratoire intense est engen drée avec des ondes de chocs à effet destruc tif qui prennent naissance dans ladite région comme il a été exposé ci=dessus. Cette énergie vibratoire intense est, en conséquence,
trans mise -aux particules solides en cours de trai tement qui doivent passer à travers de tels espaces intersticiels quand elles progressent dans le moulin.
Les explications précédentes sont données sans limitation de la portée de l'invention comme étant les meilleures explications actuel lement possibles. Quelle que soit la raison, il a été constaté que lorsque les particules sont soumises simultanément ou presque à des chocs et à une énergie vibratoire intense, les particules se divisent en particules beaucoup plus fines que celles qu'il a été possible de produire avec les procédés et les appareils antérieurs à opération continue.
Ainsi, en utilisant l'appareil décrit, il est possible, par exemple, de produire- du quartz pulvérisé dans lequel 90 % du produit. a une dimension in- férieure à 5 microns et seulement 10 % une dimension supérieure à 5 microns et dans le quel la dimension moyenne des particules de
la fraction de 90 % est d'un micron ou moins. De phis,
les particules de ladite fraction de 90 % ont une plus grande régularité de dimen- sion et une configuration plus uniforme.
L'appareil représenté à la fig. 4 est du même type que celui décrit précédemment, excepté que l'on a substitué aux disques vi brants uniques 52 et 54 des paires -de disques <B>521,</B> 522 et 541, 542. Un collier d'espacement 60 ou 61 est prévu pour maintenir les deux disques de chaque paire écartés Dinde l'autre.
L'appareil est le même quant aux autres organes et, dans ce .cas, les paires de disques <B>51,</B> et 522, 54, et 542, sont de même mis en vibration par le flux gazeux traversant l'ap pareil et imprime à la matière en cours de pulvérisation une énergie vibratoire intense. Les particules en cours de désintégration sont soumises @à des chocs par les collisions entre les particules ou par collision des particules avec d'autres parties de l'appareil. On ignore si la réduction dans la dimension de la parti cule est due à un contact des particules avec les disques vibrants de cette figure (où les disques 52 et 54 de l'appareil précédemment décrit).
On voit que l'énergie vibratoire intense des disques vibrants est transmise dans le flux gazeux et qu'il n'est même pas nécessaire que les particules soient réellement amenées en contact avec le disque ou les dis ques.
A la fig. 13, il a. été représenté une, autre forme d'exécution dans laquelle les étages successifs 71 à 79 du moulin sont chacun semblables en conception aux étages indivi duels des moulins décrits ci-,dessus, sauf que dans la fig. 13 les étages successifs ont des diamètres progressivement croissants puis décroissants.
Ainsi les étages 71 à 74 ont des diamètres croissant avec un diamètre maximum à l'étage 74 et les étages 74 à 79 un diamètre décrois sant de l'étage 74 à l'étage 79 mais avec un taux de variation différent par comparaison avec le taux d'accroissement entre les étages 71 et 74. L'angle désigné par 80 à la fig. 13 est compris entre 14 et 280, l'angle 81 étant approximativement d'une valeur moitié.
Le carter 90 (dans lequel tourne le rotor) a un diamètre intérieur uniforme. Entre chacun des étages 71 et 72, 72-73, etc. est monté un disque monté de manière à vibrer comme décrit ci-dessus. Cependant, dans ce cas le matériau constituant le disque, ainsi que le module d'élasticité et l'épaisseur, sont modifiés d'étage en étage de manière que tous les disques présentent une fréquence de réso nance maximum nonobstant leurs diamètres différents.
Dans la fig. 14 -une forme d'exécution d'un appareil légèrement modifié est représentée, celle-ci étant semblable à celle décrite précé demment, en référence aux fig. 1 à 11, sauf que l'arête externe des palettes radiales est dans ce cas coupée en biseau dans les angles haut et bas. Ainsi la palette 92 -a une largeur qui décroît sur la partie 93 qui est coupée à un angle 94 qui peut varier de 14 à 280. La palette a ensuite une partie de diamètre maximum en 95 puis une partie 96 en pente moins abrupte, c'est à@dire inclinée sous un angle 97 qui est approximativement moitié de l'angle 94.
Dans les fig. 13 et 14, comme dans la fig. 1, le flux moyen à travers le moulin est dirigé de bas en haut.
Dans les fig. 6 et 7 sont représentées des formes d'arête qui peuvent être utilisées pour les palettes radiales de n'importe lequel des broyeurs décrit. Dans la fig. 6, le bord 103 est garni, par exemple par apport de soudure, d'un dépôt de matériau 105 à surface dure. Cet apporta une forme en coin avec sa plus grande épaisseur au droit de l'arête en 104, cette épaisseur devenant -nulle en 106. Dans la fig. 7, le matériau d'apport est placé le long de l'arête inférieure 107, de la palette 47 et le long de l'arête supérieure 108, de la palette 45.
Ces garnissages de surfaces sont de même légèrement incurvés vers l'avant de l'arête. de la palette. L'intérieur du .carter du broyeur peut de même être revêtu éven tuellement d'un dépôt dur.
La fig. 15 représente une forme' d'exécu tion légèrement modifiée dans laquelle le dis que vibrant est monté directement sur l'arbre qui porte les palettes radiales. L'arbre 100 présente une rainure de clavetage 101 et sur l'arbre sont montés plusieurs rotors à palettes, les rotors à palettes étant portés dans chaque cas par un moyeu centrale 102, 103 et 104.
Le moyeu 102 porte un disque 105 sur lequèl. sont montées des palettes radiales 106 et le moyeu 103 porte un disque 107 sur lequel sont montées les palettes radiales 108 et le moyeu 104 représenté seulement partiellement porte de manière similaire des palettes ra diales 109, dont la partie supérieure seule ment est visible au dessin.
Entre l,es moyeux 102 et -103 est monté un disque 110 et entre les moyeux 103 et 104 est monté un disque 111. Ces disques étant évidés de manière à être fixés à- frottement doux sur l'arbre 100 et présentent une rainure de M*anière à recevoir la clavette 101. Les dis ques 110 et 111 sont, de préférence, portés par un ou plusieurs disques plus petits 112 placés sur les faces opposées du disque 110 et 113, placés sur les faces opposées du disque. 111..
L'arbre 100 est habituellement muni d'un collier ou noyau en un point de sa longueur et les moyeux et disques sont montés alter nativement sur lui et finalement serrés par un collier de pression ou un noyau de pres sion placé en un autre point le long de l'axe. Ainsi, l'ensemble tourne avec l'arbre.
L'en semble représenté à la fig. 15 comporte seule ment trois étages mais on comprendra qu'un plus grand ou plus petit nombre d'étages peuvent être utilisés et que ceux-ci n'ont pas besoin d'être tous du même diamètre, mais peuvent être disposés comme représenté à la fig. 13 et que les arêtes périphériques des palettes radiales 107, 108 et 109 peuvent être, si on le désire, coupées comme indiqué à la figure schématique 14. L'ensemble rotatif représenté à la fig. 15 est alors monté dans un carter 115.
Pendant le fonctionnement, les disques 110 et 111 qui sont réalisés en un matériau élastique fléchissent vers le bas et vers le haut par rapport à leur point de fixa tion central, comme représenté par la double flèche 116 pour le disque 110 et 117 pour le disque 111. Les disques sont portés dans leur partie centrale par des disques secondaires plus petits, 112 pour le .disque vibrant 110, et 113 pour le disque 111.
Le disque 110 et les disques secondaires 112 travaillent en conséquence comme un ressort en feuille, la périphérie du disque 110 vibrant ainsi alter nativement vers le haut et vers le bas dans l'espace E compris entre les arêtes inférieures des palettes radiales 106 et les arêtes supé rieures des palettes radiales 108, les disques 112 étant, de la même manière, fléchis en pro portion par lesdites vibrations; le disque 111 vibre d'une manière semblable. L'avantage de cette forme d'exécution réside dans sa simpli cité de fabrication.
Les vibrations intenses du disque sont produites exactement de la même manière que celà a été décrit plus haut en référence aux formes d'exécution représentées aux fig. 1 à 14 et créent dans la zone de réac tion du moulin les phénomènes d'énergie -vibratoire intense ci-dessus mentionnés.
Si on le désire, les lames radiales 45, 47, 49 de fig. 1 peuvent comporter des bords ;radiaux en matériaux élastiques, lesdits bords étant libres de vibrer tandis que le reste de la lame reste à l'écart de tout mouvement vibratoire. Lorsque les lames radiales sont ainsi susceptibles de vibrer;
on peut compter sur elles comme source -unique de l'énergie vibratoire intense qui doit régner dans l'appa reil et les disques vibrants 52 et 54 de la fig. 1 et les disques vibrants :correspondants des autres figures peuvent être supprimés et remplacés par des disques non vibrants si on le désire, ou de tels disques vibrants peuvent être utilisés en liaison avec les palettes ra- diales vibrantes.
Une telle lame radiale vibrante produit une énergie vibratoire intense plus spéciale ment lorsqu'elle est utilisée en conjugaison avec un revêtement interne du carter du moulin rainuré longitudinalement et lorsque celui-ci tourne à une vitesse appropriée; dans ce cas, une énergie vibratoire intense prend naissance. Il est bien évident toutefois que de telles rainures ne sont pas absolument néces saires pour la production d'une énergie vibra toire intense lorsqu'on utilise des, palettes radiales vibrantes et qu'un revêtement uni peut aussi être utilisé.
La vibration des lames radiales est proba blement due en partie à la réaction qui s'exerce entre elles et les rainures du revête ment interne du stator -du moulin, lequel en raison des rainures laisse subsister des espar ces de surface variable entre le carter et les palettes radiales entraînées en rotation. Cette action contribue d'une manière importante à la production de l'énergie vibratoire intense a<B>'</B> l'intérieur du moulin.
Dans un moulin ayant une circonférence interne de la paroi de, par exemple, 2 mètres, et ayant des rainures longitudinales sur la paroi interne d'un demi-centimètre de largeur, les lames radiales (45, 47, 49 de fig. 1) sont soumises pour chaque tour du rotor à 400 variations de l'intervalle libre subsistant entre elles et le stator (avec un effet producteur d'énergie vibratoire correspondant).
Pour un rotor tournant à une vitesse, par exemple, de 50 tours par seconde (3000 tours/minute), qui peut. être obtenue facilement, il en résulte une fréquence de 20000 cycles par seconde avec -des sous-harmoniques et des harmoniques de plus haute fréquence suivant le module d'élas- ticité des palettes radiales, leur dimension, leur forme, leur épaisseur et la manière dont elles sont montées sur le moyeu du rotor.
L'énergie produite par les disques vibrants 52, 54, ete. ou produites par les palettes radiales vibrantes (45, 47, 49, etc.) peut dans une certaine mesure, être contrôlée par le volume gazeux ,admis, ainsi que par d'autres moyens tels que le contrôle de la température et/ou. de l'humidité. Il a été noté que lors qu'on utilise une surface interne unie, les vibrations se produisent dans le disque 52, 54, etc. aussi bien que dans les palettes radiales vibrantes 45, 47 et 49 quand celles-ci sont réalisées en matériaux élastiques. Ainsi les vibrations desdits disques et palettes radiales n'exigent pas une surface interne du moulin rainurée.
On estime que ce phénomène est dû à l'im pact -du flux gazeux et/ou des particules sur les différents éléments élastiques et aux ré flexions des ondes de chocs intenses sur la sur face interne, sans que l'état de cette surface interne .joue un rôle.
Des expériences ont établi qu'une très large variété de matières solides peuvent être pulvérisées par le procédé qui permet d'obte nir des finesses de particules jusqu'ici impos sible à obtenir par aucun des procédés com merciaux connus et avec une consommation de puissance incroyablement plus basse que celle nécessaire avec les procédés connus, même pour la production de particules plus gros sières.
On estime que chaque particule solide introduite dans le moulin est tout d'abord brisée par un simple choc mécanique et/ou par striction en raison des collisions avec les autres particules ou avec les parois du moulin, les palettes tournantes ou les disques vibrants. Un tel choc préliminaire brise ou use la ma tière en particules plus petites qui se produi sent sur une phis grande échelle et. à un degré plus poussé qu'auparavant. Le procédé sou met également la substance constituant la par ticule à une vibration intergranulaire et peut être intermoléculaire.
Les tensions de la vi bration interne de la substance constituant le solide diminuent probablement les forces de cohésion qui existent habituellement entre les grains, les cellules ou les molécules adja centes constituant la substance. Alors, tandis que les particules encore suffisamment grosses sont ainsi affaiblies, et avant que les forces de cohésion aient pu se rétablir et même simultanément avec le bris ou la striction mé canique préliminaire, .les particules sont-sou- mises aux effets d'une énergie vibratoire in tense ci-dessus décrite qui comprennent les pressions des ondes vibratoires intenses,
et les effets de phénomènes tels que les ondes de chocs et/ou les effets de séparation des filets d'air et de cavitation qui peuvent exister. Tous ces effets et phénomènes sont probablement présents simultanément et agissent à des de grés variés dans les différentes parties de la zone de réaction. Le rôle que joue chacun d'eux dans la désintégration des particules jusqu'à la finesse finale n'est pas parfaitement déterminé séparément.
Le pouvoir de désinté gration de l'énergie vibratoire dans la zone de réaction est probablement le facteur pri mordial @d'ëfficacité et les facteurs de fréquen ces, d'ondes de chocs et de séparation des filets d'air qui sont ci-dessus compris dans la désignation énergie vibratoire intense peuvent contribuer au résultat.
Une théorie admissible confirmée par l'évidence semble indiquer l'existance des trois effets ci-dessus, l'intensité de l'énergie vibratoire étant établie par les mesures effec tuées sur la paroi interne du moulin.
Beaucoup de substances solides d'une grande diversité et .de nature organique et in organique peuvent être réduites à des dimen sions ,extrêmement fines ou être mélangées; enduites, décapées ou séparées lorsqu'elles sont traitées conformément au procédé et en utilisant l'appareil décrit.
Des matières de nature molle ou élastique organique ou inorganique peuvent être ré duites en particules ultra fines en les traitant sous forme congelée. C'est ainsi que beaucoup de matières molles; telles que les pne Lunatiques en caoutchouc d'automobiles renforcés avec des cordes ou matériaux similaires peuvent être réduites en fines particules à des tempé ratures et sous des pressions normales.
Parmi d'autres substances organiques ou inorganiques qui peuvent être travaillées en utilisant 1a présente invention, on peut men tionner les minerais tels que les minerais de fer, la pyrité et la taconite, les combustibles tels que le charbon et la lignite, les minéraux non métalliques tels que les sulfures, les maté- riaux abrasifs tels que le quartz et le carbo- rundum, les matériaux tels que le gypse, le graphite, l'argile, la novie-Llite et la vermi- culite,
les colorants minéraux et organiques, les bourres contenant de la-laine (les bourres étant réduites sans dommages pour la. laine), le bois sous toutes ses formes et les métaux (pour la production des poudres métalliques).
En général on peut dire que la matière solide est préparée dans les dimensions qui sont facilement accessibles. Il est souvent plus avantageux de broyer, couper ou réduire, de toute autre manière la matière solide à des. dimensions tamisables ou même en dessous, jusqu'à des particLles déjà de faibles dimen sions (par exemple 50 microns), ce* qui peut être réalisé habituellement d'une manière facile avant de traiter la matière solide selon le procédé décrit.
Method for grinding solids and apparatus for the implementation. of this process. The present invention relates to a method and apparatus for dry grinding of solids. In the dry grinding of materials, using previously known methods and apparatus, it has been possible to produce powdery materials down to a size of 10 microns. With some types of materials and apparatus, it has even been possible to produce materials in which the greater part of the particles obtained have dimensions below 5 microns and in which the main fraction below 5 microns. microns to an average size of about 3 microns.
However, using the known methods and apparatus for spraying, it has been practically impossible to economically produce materials having an average size of less than 3 microns. When the material is reduced, for example, to a size of 3 microns, the mass of the individual particles is excessively small and the particles behave differently from the same material in larger particles.
Thus most of the materials when they are reduced to a fineness dimension of 3 to 5 microns present in this fineness scale a modification in their chemical, magnetic and electrostatic behavior, as well as a modification in the ignition temperature, capillarity, wettability, their flow characteristics approaching that of fluids, as well as changes in surface activity and apparent chemical properties.
In practice, it has heretofore been really impossible to produce on a commercial scale and in the same apparatus, pulverized materials of any kind when the size of the powder must be much less than <B> 10. </B> microns. This of course varies somewhat depending on the materials considered, but generally 10 microns represent it. Lower commercial limit of grinding and 5 micron materials are regarded as exceptional. Pulverized materials having dimensions of 3 microns are exceedingly difficult to obtain.
In what follows and with regard to the present invention the term ultra-fine will denote materials whose average particle size is less than 10 microns and fine materials whose particle size is between the minimum particle size q4i can be sieved, that is to say about 50 and 10 microns.
The present invention relates to a process .de grinding of solid materials, characterized in that said solid material is transported in a dry gas stream and that the particles of said solid material are subjected to both impact mechanical and the action of intense vibratory energy.
It also relates to an apparatus for carrying out the grinding process, this apparatus comprising a casing, a fan to set in motion a gas flow through said casing and means for introducing the material to be treated into said gas flow. , the apparatus being characterized in that it comprises means for creating mechanical shocks between the particles of the material and between them and the elements of the apparatus, and means mounted inside the casing for simultaneously generate intense vibratory energy in said gas flow.
The elements capable of creating intense vibratory wave environments are preferably formed by vibrating disc-shaped blades mounted between the successive stages of radial vanes of the crusher.
In the method according to the invention, the vibratory waves have frequencies included in the range going from the lowest audible frequencies up to the supersonic frequencies of 18,000 vibrations per second or more.
The attached drawing illustrates the method and represents, by way of example, several embodiments of the apparatus which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a vertical sectional view of a first embodiment.
Fig. 2 is a partial vertical sectional view, on a larger scale, of the apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 3 is a horizontal sectional view through III-III of FIGS. 1 and 2.
Fig. 4 is a vertical sectional view corresponding to FIG. 2, but illustrating an alternative form of the vibrating annular disc of said device.
Fig. 5 is a partial sectional view, on a very large scale, showing the parts of the rotor with radial vanes and of the intermediate vibratory disc.
Fig. 6 is a detailed horizontal sectional view along VI-VI of FIG. 2.
Fig. 7 is a view in partial vertical section through VII-VII of FIGS. 2 and 5.
Fig. 8 and 9 are partial vertical section views, on a large scale, corresponding to. those shown in FIG. 5 of variants of the vibratory disc, in particular as regards the edge of this disc.
Fig. 10 is a partial horizontal sectional view of a part of the rotor of the disc and of the casing showing the distributions of the air currents.
Fig. 11 is a detail view showing several stages of the apparatus and illustrating the current of the gas flow in the zone between pallets with its load of material to be sprayed and between the discs separating the stages.
Fig. 12 is a schematic vertical sectional view corresponding to FIG. 7 and showing the air currents in the peripheral diameter of the rotor.
It should be noted with reference to FIGS. 10, 11 and 12 that these figures represent only one of the possible explanations of the conditions existing in the devices during their operation.
Fig. 13 is a vertical sectional view corresponding to FIG. 1 showing a variant of the housing and the rotor: FIG. 14 is a vertical sectional view by tielle -de several floors of the apparatus illustrating a variant of the profile of the edge of the radial pallets.
Fig. 15 is a detailed vertical sectional view, on a larger scale, in a variant of the rotor.
In general, when the grinding process according to the invention is used, a dry gas flow such as air, inert or reactive gases such as nitrogen, hydrobromic or hydrochloric gases, of hydrogen, oxygen, carbonic acid, helium, etc. or dry or nearly dry steam, or mixtures of such gases or air mixed with such gases to entrain the particles of material subjected to grinding.
The: stream of dry or almost dry fluid which can be heated or cooled to control the reactions and the solid matter entrained by it, is directed along a path such as to force the particles to come in repeated contact. the iuzes with others and / or in contact with surfaces against which it abuts so that the particles collide or are subjected to impact with the neckions and divisions which result therefrom.
Simultaneously, while the particles are still subjected to such shocks, they are also subjected to an intense vibratory energy which is generated in the gaseous medium. The expression intense vibrational energy is used to characterize a vibratory energy which, at least for certain frequencies, gives acoustic overpressures of 200 to 2000 barges and whose frequencies extend in a range by both the lowest audible frequencies and including supersonic frequencies. The term supersonic is used to characterize frequencies of about <B> 18,000 </B> cycles per second or more which generally cannot be perceived by the human ear.
The term air stream separation refers to the conditions existing when high velocity air separates due to its inability to follow a surface and results in an area in which conditions of intense turbulence and vortices exist.
One of the simplest forms of apparatus for subjecting the particles to mechanical constriction by shock and / or impact and to such intense vibratory energy is obtained by inserting into the reaction zone (in which the particles are already reduced in size or through which they have passed) blades or plates mounted so as to at least partially determine a passage and / or days through which the gas flow and the material it carries can pass,
said blades or plates being mounted so as to be capable of vibrating at their natural frequency - or at a frequency forced by the gas current which passes through the passages or openings of the treatment zone and carries the material subjected to trituration and / or shocks. Thus the same gaseous fluid is used to transport the solid material to be sprayed and generate intense vibratory energy having the characteristics defined above. There is also a phenomenon. Annex of shock waves and areas of separation of the air streams.
By way of illustration of one form of apparatus in which the method according to the invention can be carried out economically and in a practical manner, reference will be made to the drawing and more particularly to FIG. . 1. This figure shows a mill for ultra-fine grinding of solids. The mill comprises a base 10 on which is mounted a cylindrical casing 11, having a lower collar 12, by means of which the casing is fixed to the base.
The cylindrical casing is provided with a lower bearing 13 mounted on its lower end wall 14. At the upper part of the casing is made an annular chamber of larger diameter 15 which is closed by a cap 16 which constitutes the support of a upper central bearing 17. The details of the bearing panels 13 and 17 are within the domain of known mechanics and do not need to be described in detail. They are calculated to support the shaft 20 and the whole rotor carried by this shaft rotating at peripheral rotor speeds of 7500 meters per minute or more.
The shaft 20 is provided at its lower end with a pulley with multiple trapezoidal grooves 21 over which passes a series of belts 22 housed in the base 10 and which drive the shaft 20 at high speeds of the order indicated above. , although it is not always necessary to use such speeds and that lower speeds are used, as much as possible, to reduce the mechanical forces in the apparatus. The lower wall of the casing 11 has at the height of the bearing .13 one or more openings 23 through which air can pass.
Inside the housing 11 and slightly above the bearing 13 is placed a diaphragm 24 having a central opening 25, the size of which can be adjusted by a plate 25 'through which the gas flow can penetrate to the end. 'inside the mill itself, as indicated by arrows 26. The quantity of gaseous fluid introduced can, if desired, be regulated by means of a regulator (not shown) so as to admit full air. or at reduced current.
Above the diaphragm 24 is placed a rotor shown opposite the brace 27 in FIG. 1 and which will be described in more detail below.
Above the rotor assembly at the level of the bracket 37 in fig. 1, if desired, a multiple radial vane fan 28 may be provided which functions as a classifier for the materials produced in the mill. The fan 28 is surmounted by a disc 28 'which has a diameter such that it reserves an annular opening 29 in an opening 30 of a ring 31; the finely ground material produced in the mill exits this annular opening, in the direction of arrows 32, and is then propelled by the multiple radial vane fan 33 and forced through the outlet 34 of the upper chamber 15.
It should be noted that all the rotating parts of the apparatus are carried by the same shaft 20 and driven at the same rotational speed. The peripheral speed of the different paxties of the rotor therefore varies proportionally to the different diameters of the individual rotating elements carried by the rotor. If desired, the gas stream passing through the mill can be created by a separate blower.
Likewise, if desired, inlet 25 can be connected to outlet 34 through an external gas circuit comprising a cyclone separator, a bag separator or the like for removing solid components. and thus reconstitute the gas stream which is reused. This is more especially desirable in the event that the temperature of the gas stream is to be controlled, for example, when dealing with highly explosive or heat sensitive materials.
Thus, in such a closed circuit, the gaseous atmosphere consisting of reactive gases, rare or non-reactive, can be used and by heating or cooling such an atmosphere which can be brought to any desired absolute pressure, the reaction conditions can be precisely controlled. Also an increase or decrease in the humidity of the product can be controlled by establishing a vapor pressure in the entering gaseous fluid.
In the side wall of the casing 11, slightly above the diaphragm 24 is formed an opening 35 in which is mounted a worm 36 or other. Feed device adapted to the nature of the material to be treated , serving to bring said material directly into the housing 11. In many cases, for example, when the. material to be treated is already pulverized into fine particles capable of being transported by a gas stream, solid transport can be avoided by worm 36 or other means for conveying solids and fine particles can be introduced with the stream gaseous entering at 26 through the ports 25.
The casing 11, over its entire part situated above the diaphragm 24 and below the classification zone 37, is usually provided with an interior lining 40 which can be grooved longitudinally as shown. The grooves may have a depth and a width which depend on the dimensions of the mill, for example a depth and a width of 1/100 of a millimeter, and may be sawtooth-shaped or rounded.
The interior lining may be of a variable material such as Stellite, molybdenum steel, boron crystals, wool porce, rubber or the like, adapted to the nature of the material to be treated and to the desired effect. If it is desired to eliminate the effect of impact breakage, a rubber coating can be used when particles are rounded or without sharp edges. Thus, quartz crystals can be produced in rounded shapes, without sharp angles, in an apparatus using flexible materials as coating.
On the other hand, when seeking maximum breakage and cleavage, hard surface materials are used as coating. Also a device can have a combination of materials such as a hard coating in the first stages to achieve maximum breakage at the start and a noticeable reduction in size and soft coatings in the finishing stages, for polishing and round off the particles.
Several devices with different coatings can be used in series,. Hard surface coating materials can be applied by electroplating processes or by welding by means of:
special so-called hard-surfaced weld rods, depending on the type of hard-surfaced coating that is applied, while flexible coatings, such as rubber, are usually applied preferably by vulcanization.
As regards the part 27 in which the ultrafine spraying takes place in the mill, this consists in the exemplary embodiment shown in the drawing, of three stages of radial pallets arranged, with spacings, one above the other between a lower annular plate 42 and an upper annular plate 43. Two or more such stages may be used, the present drawing showing three for simplicity. In general, all three floors have the same constitution and a description of one of the floors will be sufficient for all.
Thus the lower stage comprises a hub such as 44 with several radial pallets 45 arranged radially around it. The hub 44 has a large number of radial vanes, the hub shown in the drawing comprising twenty-four for an external diameter of 54 cm. A larger or smaller number of radial vanes can be used and the diameter of the rotor can likewise be changed depending on the size of the mill and the intensity of the work to be done.
The radial vanes 45 are preferably arranged perfectly radially, but may also be inclined forward or backward with respect to the direction of rotation, or with a slight vertical inclination. The second stage comprises a similar hub 46 which is in the same way provided with radial vanes 47. The third stage comprises a hub 48 carrying radial vanes 49. The hubs 44; 46 and 48 are suitably spaced on axis 20 and are keyed so as to be driven. rotating with the shaft and blocked against any axial displacement.
The internal bases of the radial vanes can be bent slightly, particularly on the upper stage (and the plate 43 removed), so that said stage functions as a fan to ensure the passage of the gas flow through the space of. reaction. The radial pallets 45, 47 and 49 (fig. 1) and the corresponding radial pallets of the other embodiments shown can be made of such materials or mounted in such a way that they vibrate freely as described below. .
The spacing between the stages is such that between the pallets 45 and 47 is reserved a space 50 and between the pallets 47 and 49 a similar gap 51. In the gap 50 is mounted a ring 52 which is carried in three or more. three points by fastening tabs 47A on the pallet 47 and 45A on the pallet 45 so as to be free to vibrate. Thus, referring to Figs. 3 and 5, three or more of three pallets 45 chosen with equal spacings are provided with attachment tabs 45A and an equal number of equally spaced pallets 47 situated above the pallets 45 are likewise provided with attachment tabs 47A.
In addition, the ring 52 is held apart from the attachment tabs 45 and 47 by means of appropriate spacing washers as shown and the assembly is held by a bolt such as 53. Likewise in the space 51, a disc annulus 54 is similarly carried from tie tabs 47B on pallets 47 and tie tabs 49A on pallets 49.
Referring more particularly to FIGS. 2 and 5, it will be noted that the position of the fastening tabs 45.A and 47A a-Li by means of which an annular disc 52 is mounted on the pallets 45 and 47, is such that the internal radial distance RI (see Fig. 2) between the inner edge of minimum radius of the annular disc 52 and the mounting tabs is preferably slightly greater than the radial distance RO of the mounting tab to the periphery of the same disc 52.
It is preferable to mount the disc 52 at a point such that the ratio of the dimension Ri to the dimension RO is equal to 9 / 7th, that is to say that the radial dimension RI will preferably be <B > 16 </B> 97th of the radial dimension R0.
Referring more particularly to FIG. 5, the spacers 45C and 47C have a thickness such that the disc is placed with its sharp edge 52E midway between the upper edge of the radial vane 45 and the lower edge of the radial vane 47 and the diameter maximum of the vibrating disc 52 is preferably such that the edge 52 is slightly recessed from the edges 47E and 45E of the radial vanes.
In fig. 5, the disc 52 is shown as being chamfered on the edge 52Z ', but as shown in FIG. 8, the disc 60 can be chamfered on two edges 60P-60P or, as shown in FIG: 9; the disc can, if desired, be cut at right angles as in 61h '.
However, it is preferable to use a chamfered vibrating disc 52, as shown in FIG. 5 on one side only in 521r '. The vibrating disc 52 can be mounted with the chamfer 52F facing either towards the pallet 47, as shown in f.ig. 5, or towards the pallet 45, in the latter case the spacers 45, C and 47C would be interchanged so as to keep the edge 52C in the position shown.
It may be further noted that for best results the ridge 52E may be as shown in FIG. 5, but the diameter of the disc 52 can be varied so as to bring the edge 52E to point 52G or 52H at distances from the center equal to or greater than the distance from the center of the outer edge 47E of the pallet.
The instantaneous flow velocity of the gas stream results from the combination of different velocity components; one of these components is due simply to the rotation of the discs and radial vanes with respect to the housing and this component can reach 8000 meters per minute. The second component, namely the axial component of the flow through the passages between the vibrating discs 52, 54, etc., and the crankcase wall, can easily reach 3500 meters per minute with normal volumes of the gas flow passing through the housing. mill.
A third component is generated by the reaction on the gas flow of the vibration of the discs, this component is perpendicular to the discs. Said instantaneous speed, admitting polishing the vibration of the discs at a frequency of 10,000 cycles per second and an amplitude of one to three hundred meters can reach an instantaneous speed of 1500 to 3000 meters per minute.
A fourth speed component results from the flow of air from the high pressure areas P (FIG. 12) to the low pressure areas V which appear during operation. These velocities add up vectorially and it is evident that at least at certain times and at least at certain places the resulting velocities of gas flow relative to adjacent surfaces have values which are between 10,000 and 18,000 meters. per minute. It is known that the gas velocities on surfaces with irregularities (such as the edges of the radial pallets and the edges of the vibrating discs and on the asperities, cells, etc. of the internal face of the casing) produce shock waves.
In the mill, shock waves are reflected and intersect.
In addition, there are air separation zones in PZ, CZ (fig. 10) in which intense turbulence and vortices occur which add to the effects of intense vibratory energy.
Referring more particularly to, fig. 10, 11 and 12, it can be seen that the rotation of the vanes 45, for example, inside the housing 11 produces between the vanes, tight turns (vortices between the vanes) of the gaseous fluid and its load of solids as shown in W.
The gas flow moving in a spiral passing against the edges of the discs 52-54 and striking them, causes them to vibrate, which at the same time produces intense vibrations in the gas flow. It is probable that it also produces shock waves originating from the edges of the discs 52 and 54. The solid particles are stressed by centrifugal forces through the zones of intense vibratory energy and through and against. the shock waves that are thus created.
Shock waves are also likely to slide along some or all of the outer edges of radial paddles 45 and 47, these waves propagating outward from the paddles and forming an angle with the waves. pro shocks. picks at the periphery of the vibrating discs.
Said shock waves from the vanes strike on the wall of the very neighboring casing 11 which can be grooved lengthwise as illustrated at 40, produce reflected shock waves which intersect and meet with the shock waves produced by the vibrating discs. .
In addition, it is evident that there are areas of air separation inside the mill such as the PZ areas near one face and near the end of each radial face and most likely another area. annular CZ reigning around the inner end of several radial vanes (see fig. 10).
When the radial paddles are constructed to vibrate or have resiliently mounted ridges or blades, and are used in the mill alone or with the vibrating discs,
these blades are also set in vibration and contribute to create an intense vibratory energy in the mill "Figs. 11 and 12 show one probable cause of the intense vibration of the discs 52 and 54 from which results one of the speed components of the mill. gas flow as explained above Radial vanes 45 and 47 are, in Fig. 12, placed above one another and the disc 52 housed between them being separated from them by distances D and thus free to vibrate.
The pallets 45 and 47 move one hundred horizontally and one of the sides P sees an overpressure appear, while the other side V sees a zone of depression or vacuum appear since the movement is always in the same direction. Calculations indicate that there may be a pressure difference of several atmospheres between zones P and V. As a result, some of the gaseous fluid slides through space D as indicated by arrows 58 and 59.
When the disc 52 is vibrating and considering polishing the explanation the period when the disc moves upwards against the vane 47, there is a decrease in the space D and, consequently, a decrease in the flow d. air 58, which tends to increase the pressure Pet to give a higher vacuum V in the vicinity of the radial vane 47. At the same time, the space between the vane 45 and the vibrating disc 52 increases, which allows a greater flow at 59 and a lowering of the pressure P and a reduction of the vacuum V @ in the vicinity of the radial vane 45.
This causes more pressure to be exerted on the upper surface of the vibrating disc 52 and it therefore tends to be forced downward in the direction of the vane 45. When it passes the equilibrium position the reverse occurs. , which tends to create sustained vibrations. As a result, disks 52 and 54 are maintained in a sustained intense vibrational state which most likely involves many fundamental harmonics. When the radial vanes 45, 47 and 49, etc. are made of an elastic material or have elastic ridges, these are also vibrated.
As noted, the average flow of fluid through the mill is upward in the embodiment shown and as shown by arrow 55 of FIG. 11. Accordingly, the vortices W of gaseous fluid have a tight ascending spiral or vortex shape which at some level strikes the edge of the disc 52 as shown by point 56 of the spiral S and between the vanes 47 the Similar journal IV is likewise set in an ascending vortex which, at a certain level, hits the edge of the say 54 as represented by the tip of the arrow 57 in fig "11.
It has been shown that the gas flow in the vortices, as well as the gas flow entering and exiting radially over the edges said disc and over the edges of the vibrating blades has a subsonic speed or higher and the discs 52 and 54 are accordingly set in vibration.
As shown in fig. 11 and 12, there are interstitial spaces D between the ridges of the radial vanes 45 and the vibrating disc. inter-pallets 52 and between said disc and the next stage of radial pallets 47. The vibrating disc 52 vibrates intensely and in the region of the interstices D, the vibratory energy is extraordinarily high.
The solid particles already subjected to impacts and partially broken, entrained by vortices of gaseous fluid, are carried through or at least near the interstitial spaces D and said particles are subjected to a concentrated vibratory energy in an intense manner. Said action is believed to be at least partially responsible for the extraordinary size reductions that can be achieved with the apparatus described.
Relatively small interstitial spaces or peripheral passages are likewise made between the outer edges of the pallets, the vibrating discs and the inner surface of the adjacent wall 11-40 of the machine, as shown in Figs. 1, 2, 4, 5, 6, 8 to J_0-14-15 and for stage 74 in fig. 13, and in such interstitial or passing spaces, intense vibrational energy is generated with destructive shock waves which originate in said region as discussed above. This intense vibrational energy is, therefore,
transferred to solid particles being processed which must pass through such interstitial spaces as they progress through the mill.
The preceding explanations are given without limitation of the scope of the invention as being the best explanations currently possible. Whatever the reason, it has been found that when the particles are subjected simultaneously or almost simultaneously to shocks and intense vibrational energy, the particles break down into particles much finer than those which have been possible to produce with the prior methods and apparatus for continuous operation.
Thus, by using the apparatus described, it is possible, for example, to produce pulverized quartz in which 90% of the product. has a dimension less than 5 microns and only 10% a dimension greater than 5 microns and in which the average particle size of
the 90% fraction is one micron or less. From phis,
the particles of said 90% fraction have greater regularity of size and a more uniform configuration.
The apparatus shown in FIG. 4 is of the same type as that described above, except that the single vibrating discs 52 and 54 have been substituted by pairs of discs <B> 521, </B> 522 and 541, 542. A spacer collar 60 or 61 is provided to keep the two discs of each pair apart from each other.
The apparatus is the same as for the other components and, in this case, the pairs of discs <B> 51, </B> and 522, 54, and 542, are likewise set in vibration by the gas flow passing through the device and imparts an intense vibratory energy to the material being sprayed. The decaying particles are subjected to impact by the collisions between the particles or by the collision of the particles with other parts of the apparatus. It is not known whether the reduction in particle size is due to contact of the particles with the vibrating discs of this figure (or the discs 52 and 54 of the apparatus described above).
It can be seen that the intense vibrational energy of the vibrating discs is transmitted in the gas flow and that it is not even necessary that the particles are actually brought into contact with the disc or the discs.
In fig. 13, he has. been shown another embodiment in which the successive stages 71 to 79 of the mill are each similar in design to the individual stages of the mills described above, except that in FIG. 13 the successive stages have progressively increasing then decreasing diameters.
Thus stages 71 to 74 have increasing diameters with a maximum diameter at stage 74 and stages 74 to 79 have a decreasing diameter from stage 74 to stage 79 but with a different rate of change compared with the stage. rate of increase between stages 71 and 74. The angle designated by 80 in FIG. 13 is between 14 and 280, the angle 81 being approximately half.
The housing 90 (in which the rotor rotates) has a uniform inside diameter. Between each of floors 71 and 72, 72-73, etc. is mounted a disc mounted so as to vibrate as described above. However, in this case the material constituting the disc, as well as the modulus of elasticity and the thickness, are modified from stage to stage so that all the discs have a maximum resonance frequency notwithstanding their different diameters.
In fig. 14 -an embodiment of a slightly modified apparatus is shown, the latter being similar to that previously described, with reference to FIGS. 1 to 11, except that the outer edge of the radial vanes is in this case bevelled in the top and bottom angles. Thus the pallet 92 - has a width which decreases on the part 93 which is cut at an angle 94 which can vary from 14 to 280. The pallet then has a part of maximum diameter at 95 then a part 96 with a less steep slope, c is to say inclined at an angle 97 which is approximately half of the angle 94.
In fig. 13 and 14, as in fig. 1, the average flow through the mill is directed from bottom to top.
In fig. 6 and 7 are shown edge shapes which can be used for the radial paddles of any of the mills described. In fig. 6, the edge 103 is lined, for example by welding, with a deposit of material 105 with a hard surface. This brought a wedge shape with its greatest thickness to the right of the edge at 104, this thickness becoming -null at 106. In fig. 7, the filler material is placed along the lower edge 107 of the pallet 47 and along the upper edge 108 of the pallet 45.
These surface linings are likewise slightly curved towards the front of the ridge. of the pallet. The interior of the crusher casing can likewise be coated with a hard deposit.
Fig. 15 shows a slightly modified embodiment in which the vibrating disk is mounted directly on the shaft which carries the radial vanes. The shaft 100 has a keyway 101 and on the shaft are mounted several paddle rotors, the paddle rotors being carried in each case by a central hub 102, 103 and 104.
The hub 102 carries a disc 105 on lequèl. radial paddles 106 are mounted and the hub 103 carries a disc 107 on which the radial paddles 108 are mounted and the hub 104 shown only partially carries similarly radial paddles 109, only the upper part of which is visible in the drawing.
Between the hubs 102 and -103 is mounted a disc 110 and between the hubs 103 and 104 is mounted a disc 111. These discs being hollowed out so as to be fixed with gentle friction on the shaft 100 and have a groove of M * aniere to receive the key 101. The disks 110 and 111 are preferably carried by one or more smaller disks 112 placed on the opposite faces of the disk 110 and 113, placed on the opposite faces of the disk. 111 ..
The shaft 100 is usually provided with a collar or core at one point along its length and the hubs and discs are mounted alternately on it and finally clamped by a pressure collar or a pressure core placed at another point on the shaft. along the axis. Thus, the whole turns with the shaft.
The seems represented in FIG. 15 only has three stages, but it will be understood that a greater or less number of stages can be used and that these do not need to be all of the same diameter, but can be arranged as shown in FIG. fig. 13 and that the peripheral edges of the radial vanes 107, 108 and 109 may be, if desired, cut as shown in schematic figure 14. The rotary assembly shown in FIG. 15 is then mounted in a housing 115.
During operation, the discs 110 and 111 which are made of an elastic material flex downward and upward with respect to their central attachment point, as shown by the double arrow 116 for the disc 110 and 117 for the disc. 111. The discs are supported in their central part by smaller secondary discs, 112 for the vibrating disc 110, and 113 for the disc 111.
The disc 110 and the secondary discs 112 therefore work like a sheet spring, the periphery of the disc 110 thus vibrating alternately upwards and downwards in the space E between the lower edges of the radial vanes 106 and the edges upper radial vanes 108, the disks 112 being, in the same way, flexed pro portion by said vibrations; disc 111 vibrates in a similar fashion. The advantage of this embodiment lies in its simpli city of manufacture.
The intense vibrations of the disc are produced in exactly the same way as has been described above with reference to the embodiments shown in FIGS. 1 to 14 and create in the reaction zone of the mill the phenomena of intense vibration energy mentioned above.
If desired, the radial blades 45, 47, 49 of fig. 1 can include radial edges made of elastic materials, said edges being free to vibrate while the rest of the blade remains away from any vibratory movement. When the radial blades are thus liable to vibrate;
they can be counted on as the sole source of the intense vibratory energy which must reign in the apparatus and the vibrating discs 52 and 54 of FIG. 1 and the corresponding vibrating discs of the other figures can be omitted and replaced by non-vibrating discs if desired, or such vibrating discs can be used in conjunction with the vibrating radial paddles.
Such a vibrating radial blade produces an intense vibratory energy more especially when it is used in conjunction with an internal lining of the mill housing with longitudinal grooves and when the latter rotates at a suitable speed; in this case, an intense vibratory energy arises. It is obvious, however, that such grooves are not absolutely necessary for the production of intense vibratory energy when vibrating radial paddles are used and that a uniform coating can also be used.
The vibration of the radial blades is probably due in part to the reaction exerted between them and the grooves of the internal coating of the stator of the mill, which, due to the grooves, leaves spars of variable surface between the casing and radial vanes driven in rotation. This action contributes in an important way to the production of the intense vibratory energy <B> '</B> inside the mill.
In a mill having an internal wall circumference of, for example, 2 meters, and having longitudinal grooves on the internal wall half a centimeter wide, the radial blades (45, 47, 49 of Fig. 1) are subjected for each revolution of the rotor to 400 variations of the free gap remaining between them and the stator (with a corresponding vibratory energy producing effect).
For a rotor rotating at a speed, for example, of 50 revolutions per second (3000 revolutions / minute), which can. be obtained easily, the result is a frequency of 20,000 cycles per second with -sub-harmonics and harmonics of higher frequency depending on the modulus of elasticity of the radial vanes, their size, shape, thickness and manner which they are mounted on the rotor hub.
The energy produced by the vibrating discs 52, 54, ete. or produced by the vibrating radial paddles (45, 47, 49, etc.) can to some extent be controlled by the gas volume admitted as well as by other means such as temperature control and / or. moisture. It has been noted that when using a smooth inner surface, vibrations occur in the disc 52, 54, etc. as well as in the vibrating radial vanes 45, 47 and 49 when these are made of elastic materials. Thus the vibrations of said radial discs and vanes do not require an internal surface of the grooved mill.
It is estimated that this phenomenon is due to the impact of the gas flow and / or particles on the various elastic elements and to the reflections of intense shock waves on the internal surface, without the condition of this internal surface. .play a role.
Experiments have established that a very wide variety of solids can be pulverized by the process which makes it possible to obtain fineness of particles hitherto impossible to obtain by any of the known commercial processes and with an incredible power consumption. lower than that required with known methods, even for the production of larger particles.
It is estimated that each solid particle introduced into the mill is first broken by a simple mechanical shock and / or by necking due to collisions with other particles or with the walls of the mill, rotating paddles or vibrating discs. Such a preliminary shock breaks or wears down the material into smaller particles which occur on a larger scale and. to a greater degree than before. The method also subjects the particle material to intergranular vibration and may be intermolecular.
The tensions of the internal vibration of the substance constituting the solid probably decrease the cohesive forces which usually exist between the grains, cells or adjacent molecules constituting the substance. Then, while the particles which are still sufficiently large are thus weakened, and before the cohesive forces have been able to reestablish themselves and even simultaneously with the breaking or preliminary mechanical necking, the particles are subjected to the effects of a intense vibrational energy described above which include the pressures of intense vibratory waves,
and the effects of phenomena such as shock waves and / or the effects of air stream separation and cavitation which may exist. All these effects and phenomena are probably present simultaneously and act to varying degrees in different parts of the reaction zone. The role each of them plays in the disintegration of particles to final fineness is not fully determined separately.
The decay power of the vibratory energy in the reaction zone is probably the prime factor in efficiency and the frequency, shock wave and air stream separation factors above. included in the designation intense vibrational energy can contribute to the result.
An admissible theory confirmed by the evidence seems to indicate the existence of the three effects above, the intensity of the vibratory energy being established by the measurements carried out on the internal wall of the mill.
Many solids of great diversity and of an organic and inorganic nature can be reduced to size, extremely fine, or mixed; coated, pickled or separated when treated in accordance with the method and using the apparatus described.
Materials of a soft or elastic organic or inorganic nature can be reduced to ultra-fine particles by processing them in frozen form. This is how many soft materials; Such as rubber tires for automobiles reinforced with ropes or similar materials can be reduced to fine particles at normal temperatures and pressures.
Among other organic or inorganic substances which can be worked up using the present invention, there may be mentioned ores such as iron ores, pyrite and taconite, fuels such as coal and lignite, non-mineral minerals. metallic such as sulphides, abrasive materials such as quartz and carbonundum, materials such as gypsum, graphite, clay, novie-Llite and vermiculite,
mineral and organic dyes, wool-containing fluff (the fluff being reduced without damage to the wool), wood in all its forms and metals (for the production of metal powders).
In general it can be said that the solid material is prepared in dimensions which are easily accessible. It is often more advantageous to grind, cut, or otherwise reduce the solid material to. siftable or even below dimensions, down to already small-sized particles (eg 50 microns), which can usually be achieved in an easy manner prior to processing the solid material according to the method described.