EP3229968A1 - Système et procédé de broyage sous vide - Google Patents

Système et procédé de broyage sous vide

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EP3229968A1
EP3229968A1 EP15813111.0A EP15813111A EP3229968A1 EP 3229968 A1 EP3229968 A1 EP 3229968A1 EP 15813111 A EP15813111 A EP 15813111A EP 3229968 A1 EP3229968 A1 EP 3229968A1
Authority
EP
European Patent Office
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chamber
grinding
outlet
inlet
valve
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EP15813111.0A
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German (de)
English (en)
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EP3229968B1 (fr
Inventor
Antoine Virdis
Christophe PASQUIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FREWITT FABRIQUE DE MACHINES SA
Original Assignee
FREWITT FABRIQUE DE MACHINES SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3229968B1 publication Critical patent/EP3229968B1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/286—Feeding or discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/288—Ventilating, or influencing air circulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/02—Feeding devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/286—Feeding or discharge
    • B02C2013/28609—Discharge means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/286—Feeding or discharge
    • B02C2013/28618—Feeding means

Definitions

  • the present invention relates to an in-line vacuum grinding system comprising a plurality of elements connected in series, including an inlet chamber, adjacent to the inlet of the system, a grinding chamber, arranged downstream of the an inlet chamber and an outlet chamber, downstream of the grinding chamber, each element being capable of being connected in fluid connection to a vacuum pump.
  • the invention also relates to the corresponding grinding process.
  • the invention relates more particularly to a system and a vacuum grinding method suitable for powder processing processes.
  • the patent application WO 08/001854 proposes a grinding device having an improved grinding efficiency achieved by the reduction of the air flow caused by the rotation of the rolling bodies.
  • the device grinds objects by compressing them by the rolling bodies, and in the device, a vacuum pump is connected to a grinding space for crushing the objects, the objects being crushed in a vacuum environment.
  • JP 619821 1 describes a grinder using a vacuum pump in order to carry out vacuum grinding.
  • the vacuum pump is connected to the main body for grinding.
  • a filter bag to separate air and fine particles is not necessary. When the air is well evacuated, a raw material is finely milled as a whole.
  • Document FR 2628007 relates to a vacuum percussion mill.
  • the mill comprises a tank defining a pressure chamber reduced with a connecting connection with suction means, a vertical axis wheel spraying the material at high speed by centrifugal force placed in the chamber and provided with a rotation drive motor, a device supplying the chamber in fragments of the material to be ground, opening above the wheel, a target intended to receive the impact of the fragments of the material and means for discharging the ground material collected at the bottom of the enclosure.
  • the target consists of fragments of the material to be ground.
  • the crusher is particularly useful for the treatment of low-grade ores.
  • EP 0218790 relates to a method and device for continuous vacuum grinding.
  • It comprises at least one displaceable body for forming a chamber inside said pumping means which can be closed to the ambient air, means for filling the meat chamber, mechanical means for closing the chamber filled with meat at room temperature. ambient air and to isolate said chamber from said grinding plate, and means for removing entrapped air within the closed chamber filled with meat.
  • a first object of the invention is to provide a grinding system in which the materials to be grinded are placed in continuous vacuum condition continuously throughout the duration of the grinding operation.
  • Another object of the invention is to provide a vacuum grinding system continuous and pushed, that is to say a vacuum such that the oxygen concentration is equal to or less than 10%, for example between 1 % and 10%.
  • the invention provides a vacuum grinding system (in line) comprising a plurality of elements connected in series, said elements comprising:
  • a grinding chamber arranged downstream of the inlet chamber, capable of being connected in fluidic connection to a vacuum pump; and an outlet chamber, downstream of the grinding chamber and adjacent to the outlet of the system, also capable of being fluidically connected to a vacuum pump.
  • the mill allows grinding in a continuous and high vacuum condition by means of a sealed separation of the different chambers and a connection to the vacuum pump possible in several places, therefore at different stages of progress. the grinding procedure.
  • the quality of the raw material is thus preserved.
  • the grinding system of the invention also allows the respect of the integrity of people (operators) and equipment in the case of explosive products. Indeed, the vacuum grinding makes it possible to grind potentially explosive products with much less risk than when these products are crushed in the presence of oxygen. In that case, the use of inert gases is not necessary.
  • the grinding system of the invention also minimizes heating during grinding and also allows noise reduction, compared with conventional grinding performed under normal atmospheric conditions.
  • the inlet chamber can be isolated either from the inlet of the system or the grinding chamber or both simultaneously.
  • the grinding chamber can be isolated from either the inlet chamber or the outlet chamber or both simultaneously.
  • the outlet chamber, for its part, can be isolated either from the grinding chamber or from the outlet of the system, or from both
  • the vacuum grinding system comprises a grinding chamber which comprises a grinder.
  • the grinding system comprises a plurality of material flow control valves arranged between each of the chambers, between the inlet of the system and the inlet chamber, between the outlet chamber. and the output of the system.
  • each of the chambers comprises an extraction outlet for fluidic connection to a vacuum pump.
  • the extraction outlets are provided with vacuum pump control valves.
  • the inlet chamber or the grinding chamber comprises a metering device of the amount of material to grind.
  • the invention further provides a vacuum grinding method for the vacuum grinding system comprising the steps of:
  • the grinding process comprises a prior step of closing all the material flow valves and performing a vacuum at least partially each chamber of the grinding system prior to start the step of opening the flow control valve.
  • the grinding step is preceded by a step of dosing the amount of material to be admitted at the mill.
  • Figure 1 is a schematic view of the device as a whole according to the invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the different steps of the grinding process
  • Figure 3 comprises a general operating sequence of the grinding system, according to one embodiment
  • Figure 4 shows a sequence of the steps of the entry of the material to the grinding chamber, according to one embodiment
  • Figure 5 shows the sequence of grinding steps, according to one embodiment.
  • Figure 6 shows the sequence of steps after the milling steps, according to one embodiment.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment in which the grinding system is shown schematically.
  • the inlet chamber 2 is provided with a sealed material flow control valve, providing a perfectly hermetic isolation of said chamber from the inlet of the system.
  • This chamber can also be connected to a vacuum pump 20 via an extraction outlet 9, which allows to place the chamber in question under vacuum.
  • the grinding chamber 3 comprises a grinder 12. It is also provided with an extraction outlet 10 for fluid connection to a vacuum pump 20 and a tight grinding flow control valve 6, for placing said vacuum grinding chamber at a pressure substantially similar to that of the chamber 2, thus ensuring the maintenance of the material to be grinded in continuous high vacuum condition during its passage from one chamber to another.
  • the extraction outlet 10 is actuated by a valve actuator 14 based on a pneumatic, electric, manual, or other type of actuation.
  • a flow regulator (or metering device) 13 makes it possible to control the quantity of material transmitted to the grinding chamber.
  • the flow regulator 13 also makes it possible to fluidize the material to be ground and thus to fluidize the flow of the material to be ground into the grinding chamber 3.
  • the output chamber 4 is provided with two material flow control valves, one 7 upstream, the other 8, which is conveyed to the mill, thereby guaranteeing quality grinding and avoiding clogging of the mill. downstream as well as an extraction outlet 1 1 for vacuum pump fluid connection 20 for receiving the ground material under vacuum conditions similar to those of the grinding chamber 3, thus ensuring the continuity of the high vacuum in the system.
  • the extraction outlet 1 1 can also be actuated by a valve actuator 14.
  • This system also reduces the evacuation of said outlet chamber 4 to reach a predetermined threshold adapted to the output of the crushed material of the system controllable output by means of the output flow control valve 8.
  • the high vacuum corresponds to a vacuum resulting in an oxygen concentration which is equal to or less than 10%, for example between 1% and 10%.
  • an oxygen concentration which is equal to or less than 10%, for example between 1% and 10%.
  • the measurement of the oxygen content can be carried out by means of a measurement of the pressure (respectively depression) in each of the inlet chambers 2, grinding chamber 3 and outlet chamber 4.
  • the measurement of the pressure is linked directly to the oxygen concentration in the chamber 2, 3, 4 and allows a response time of the shorter% oxygen measurement, for example, than a measurement of the oxygen concentration based on a chemical reaction.
  • the vacuum grinding system 1 comprises a second flow regulator 13 'disposed in or after the outlet chamber 4 and making it possible to control the quantity of ground material leaving the outlet chamber 4.
  • the second flow regulator 13 ' can also be connected to the outlet flow control valve 8 so as to dose specific quantities of milled material.
  • the second flow regulator 13 'and / or the outlet flow control valve 8 may be connected to a balance (not shown) so as to dose the milled material according to setpoint weight values.
  • FIG. 2 illustrates the main steps of a grinding method for vacuum grinding system 1 according to the invention.
  • step 100 the various chambers 2, 3, 4 of the system are evacuated.
  • Step 101 the opening of the input material flow control valve 5 to accommodate the material to be milled in the inlet chamber 2.
  • Step 102 consists of closing of the inlet material flow control valve 5 following the admission of the material into the inlet chamber 2.
  • step 103 the inlet chamber 2 is evacuated. This evacuation makes it possible to evacuate the air entered at the time of admission of the material to be milled in the inlet chamber 2. This phase is important to ensure that the vacuum of the grinding chamber 3 is not affected. .
  • step 104 operates the opening of the valve 6 feeding the grinding chamber 3 to allow the transmission of the material to be milled from the inlet chamber 2 to the mill 12.
  • step 105 concerns closing of said valve 6 supplying the grinding chamber 3 after passage of the material.
  • step 106 the grinding of the material is carried out in the mill 12.
  • the step 107 consists in the opening of the post-grinding valve 7 to allow the passage of the crushed material of the chamber grinding 3 in the outlet chamber 4.
  • Step 108 consists of closing the post-grinding valve 7.
  • the evacuation chamber 4 is reduced in order to prevent a pressure differential from disturbing the flow of material from the outlet chamber 4 towards the outlet of the system, or that a reflux does not occur.
  • step 1 10 is characterized by the opening of the outlet flow valve 8 to allow the output of the ground material resulting from the process.
  • step 4 When opening the valve 6 supplying the grinding chamber 3 (step 4), the grinding material is transmitted from the inlet chamber 2 to the inlet 3 'of the grinding chamber 3. During the milling step (step 106), the material is milled in the mill 12 and the milled material flows to the outlet 3 "of the milling chamber 3.
  • the steps of 100 to 1 10 of the grinding process can be repeated so as to provide continuously comminuted material.
  • the grinding process comprises repeating the steps: opening of the input material flow control valve 5 to accommodate material to be milled in the inlet chamber 2 (step
  • step 106 the previously milled material introduced into the milling chamber 3 has been completely milled.
  • the new material to be milled is transmitted from the inlet chamber 2 to the grinding chamber 3 before the material to be grinded previously introduced into the grinding chamber 3 has been completely crushed.
  • the inlet chamber 2 i.e., the volume between the inlet material flow control valve 5 and the valve 6 supplying the grinding chamber
  • the outlet 3 " (i.e. the volume between the grinder 12 and the post-grinding flow control valve 7) also serves as a buffer zone for the material crushed.
  • the flow of material and the grinding flow (or milling speed) and the amount of grinding material received in the inlet chamber 2 can be adjusted so that the grinding process operates continuously, i.e., the vacuum grinding system 1 can provide continuously milled material.
  • the grinding system 1 comprises two grinding chambers 3 in series to ensure a substantially constant and durable quality.
  • the grinding system 1 comprises one or more level sensors which are intended to indicate the presence or absence of the material to be ground, or of the ground material, in one of the chambers. 2, 3, 4.
  • the sensor may be a radar, ultrasonic, capacitive or radiometric level measurement sensor.
  • a first level sensor 31 is between the inlet chamber 2 and the grinding chamber 3 and a second level sensor 32 is between the grinding chamber 3 and the grinding chamber 3. outlet chamber 4. The signaling from the first level sensor 31 will cause the establishment of the fluid connection between the inlet chamber 2 and the grinding chamber 3 (by actuating the valve 6 feeding the grinding chamber ), in the absence of material.
  • the signaling from the first level sensor 31 will cause the interruption of the fluid connection between the inlet chamber 2 and the grinding chamber 3 (by stopping the valve 6 supplying the grinding chamber) .
  • the signaling from the second level sensor 32 will cause the establishment of the fluid connection between the grinding chamber 3 and the chamber 4 (by turning on the post-grinding flow control valve 7) and interrupting the fluid connection between the grinding chamber 3 and the chamber 4 (by stopping the flow control valve 7) post-grinding), respectively in the absence and in the presence of material. In this way, the grinding system 1 can be completely automated.
  • the first level sensor comprises a sensor 31 at the top and bottom of the accumulation zone between the inlet chamber 2 and the grinding chamber 3.
  • the second level sensor comprises a sensor 32 at the top and bottom of the area
  • the first sensor 31 may be disposed at the outlet of the inlet chamber 2 (going downwards in FIG. 1), after the grinding flow control valve 6 and the inlet of the grinding chamber 3, before the flow regulator 13.
  • the second sensor 32 can be disposed at the outlet of the grinding chamber 3 and at the inlet of the grinding chamber 3. outlet chamber 4, before the post-grinding flow control valve 7.
  • FIG. 3 comprises a general operating sequence of the grinding system 1.
  • the grinding system 1 initially at rest (S100) is started by the opening of the valve supplying the grinding chamber 6 (mill extraction valve, S101 ), followed by the start of the vacuum pump 20 (S102) and the run enable (S103).
  • Figure 4 shows the sequence of the steps of the entry of the material to the grinding chamber. That is, after the rest (S200), the steps comprising opening the input material flow control valve (inlet valve 1, S201) and closing it (S202) after filling the material in the inlet chamber 2; evacuation of the inlet chamber 2 (evacuation lock 1, S203); the opening of the valve supplying the grinding chamber 6 (outlet valve lock 1, S205) after a certain time (product demand waiting, S204) emptying the inlet chamber 2 of the material (drain lock 1, S206); and closing the valve
  • step S208 corresponds to the end of this sequence, once the inlet chamber 2 is empty of material.
  • FIG. 5 shows the sequence of the grinding steps and, in particular: starting the grinder (starting the mill motor, S301) after the resting step (S300); starting the metering device 13 (S302); the grinding step (S303); stopping the metering device 13 (S304); stopping the mill (S305); and closing the post-grinding flow control valve 7 (mill extraction valve) and stopping the vacuum pump 20 (S306).
  • FIG. 6 shows the sequence of the steps of, after the rest (S400), evacuation of the outlet chamber 4 (evacuation of the airlock 3, S401); a waiting step before the exit of the crushed material from the grinding chamber 3 (awaiting ejection request, S402); the opening of the post-grinding flow control valve 7 (inlet valve lock 3, S403);

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Système de broyage sous vide (1) comportant une pluralité d'éléments connectés en série, lesdits éléments comprenant: une chambre d'entrée (2), adjacente à l'entrée du système, susceptible d'être connectée en liaison fluidique à une pompe à vide (20); une chambre de broyage (3), agencée en aval de chambre d'entrée, susceptible d'être connectée en liaison fluidique à une pompe à vide (20); et une chambre de sortie (4), en aval de la chambre de broyage (3) et adjacente à la sortie du système, également susceptible d'être connectée en liaison fluidique à une pompe à vide (20).

Description

Système et procédé de broyage sous vide
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un système de broyage sous vide en ligne comportant une pluralité d'éléments connectés en série, dont une chambre d'entrée, adjacente à l'entrée du système, une chambre de broyage, agencée en aval de la chambre d'entrée et une chambre de sortie, en aval de la chambre de broyage, chaque élément étant susceptible d'être connecté en liaison fluidique à une pompe à vide. L'invention concerne également le procédé de broyage correspondant.
[0002] L'invention concerne plus particulièrement un système et un procédé de broyage sous vide adapté pour des processus de transformation des poudres.
Etat de la technique
[0003] La demande de brevet WO 08/001854 propose un dispositif de broyage ayant une efficacité de broyage améliorée réalisée par la réduction du courant d'air causé par la rotation des corps roulants. Le dispositif broie des objets en les comprimant par les corps roulants, et dans le dispositif, une pompe à vide est raccordée sur un espace de broyage pour broyer les objets, les objets étant broyés dans un environnement sous vide.
[0004] Le document JP 619821 1 décrit un broyeur utilisant une pompe à vide afin de réaliser un broyage sous vide. La pompe à vide est reliée au corps principal afin de réaliser le broyage. Un sac filtre pour séparer l'air et les particules fines n'est pas nécessaire. Lorsque l'air est bien évacué, une matière première est finement broyée dans son ensemble.
[0005] Le document FR 2628007 concerne un broyeur à percussion sous vide. Le broyeur comprend une cuve délimitant une chambre à pression réduite munie d'un raccord de liaison avec des moyens d'aspiration, une roue à axe vertical de projection du matériau à grande vitesse par force centrifuge placée dans la chambre et munie d'un moteur d'entraînement en rotation, d'un dispositif d'alimentation de la chambre en fragments du matériau à broyer, débouchant au-dessus de la roue, une cible destinée à recevoir l'impact des fragments du matériau et des moyens d'évacuation du matériau broyé recueilli au fond de l'enceinte. La cible est constituée de fragments du matériau à broyer. Le broyeur est notamment utilisable pour le traitement des minerais à faible teneur. [0006] Le document EP 0218790 concerne un procédé et dispositif pour le broyage sous vide continu. Il comprend au moins un corps déplaçable pour former une chambre à l'intérieur dudit moyen de pompage qui peut être fermé à l'air ambiant, un moyen pour remplir la chambre de viande, des moyens mécaniques pour fermer la chambre remplie de viande à l'air ambiant et pour isoler ladite chambre de ladite plaque de broyage, et des moyens pour éliminer l'air piégé à l'intérieur de la chambre fermée remplie de viande.
[0007] Tous ces dispositifs permettent un broyage sous vide soit continu soit poussé, cependant, aucun ne permet de cumuler les deux. La mise sous vide est une condition requise pour garantir la qualité du broyage, le respect de l'intégrité de la matière à broyer, notamment dans le domaine alimentaire et pharmaceutique. Les conditions de vide mises en place dans les dispositifs précités, dans la mesure où il n'y a jamais cumul de vide continu et poussé, conduisent à une oxydation (limitée mais effective) de la matière à broyer et donc à une altération de ses qualités essentielles.
[0008] Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents moyens techniques. Bref résumé de l'invention
[0009] Un premier objet de l'invention consiste à prévoir un système de broyage dans lequel les matières à broyer sont placées en condition de vide poussé de manière continue durant toute la durée de l'opération de broyage. [0010] Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un système de broyage sous vide continu et poussé, c'est-à-dire un vide tel que la concentration en oxygène est égale ou inférieure à 10%, par exemple entre 1 % et 10%.
[0011] Pour ce faire, l'invention prévoit un système de broyage sous vide (en ligne) comportant une pluralité d'éléments connectés en série, lesdits éléments comprenant:
une chambre d'entrée adjacente à l'entrée du système, susceptible d'être connectée en liaison fluidique à une pompe à vide;
une chambre de broyage, agencée en aval de chambre d'entrée, susceptible d'être connectée en liaison fluidique à une pompe à vide; et une chambre de sortie, en aval de la chambre de broyage et adjacente à la sortie du système, également susceptible d'être connectée en liaison fluidique à une pompe à vide.
[0012] Selon une telle architecture en série, le broyeur permet un broyage en condition de vide poussé et continu grâce à une séparation étanche des différentes chambres et une connexion à la pompe à vide possible en plusieurs endroits donc à différents degrés d'avancement de la procédure de broyage. La qualité de la matière première est ainsi préservée. Le système de broyage de l'invention permet également le respect de l'intégrité des personnes (opérateurs) et des équipements dans le cas des produits explosifs. En effet, le broyage sous vide permet de broyer des produits potentiellement explosifs avec bien moins de risque que lorsque ces produits sont broyés en présence d'oxygène. Dans ce cas, l'utilisation de gaz inertes n'est pas nécessaire. Le système de broyage de l'invention permet également de minimiser l'échauffement lors du broyage et permet également une réduction du bruit, en comparaison avec un broyage conventionnel réalisé dans des conditions atmosphériques normales.
[0013] Selon un mode de réalisation avantageux, la chambre d'entrée peut être isolée soit de l'entrée du système soit de la chambre de broyage soit des deux simultanément. La chambre de broyage peut, elle, être isolée soit de la chambre d'entrée soit de la chambre de sortie soit des deux simultanément. La chambre de sortie, quant à elle, peut être isolée soit de la chambre de broyage soit de la sortie du système, soit des deux
simultanément.
[0014] Selon un autre mode de réalisation avantageux, le système de broyage sous vide comprend une chambre de broyage qui comporte un broyeur.
[0015] Selon un autre mode de réalisation avantageux, le système de broyage comporte une pluralité de vannes de contrôle de flux de matière agencées entre chacune des chambres, entre l'entrée du système et la chambre d'entrée, entre la chambre de sortie et la sortie du système. [0016] De manière avantageuse, chacune des chambres comporte une sortie d'extraction pour connexion fluidique à une pompe à vide.
[0017] Egalement de manière avantageuse, les sorties d'extractions sont pourvues de vannes de contrôle de pompage sous vide.
[0018] Selon encore un autre mode de réalisation, la chambre d'entrée ou la chambre de broyage comporte un doseur de la quantité de matière à broyer. [0019] L'invention prévoit en outre un procédé de broyage sous vide pour le système de broyage sous vide comprenant les étapes consistant à:
ouvrir la vanne de contrôle de flux de matière d'entrée pour procéder à l'admission de la matière à broyer dans la chambre d'entrée;
après admission de la matière à broyer dans la chambre d'entrée, fermer la vanne de contrôle de flux d'entrée;
(ouverture de la vanne d'extraction de la chambre d'entrée) établir une connexion fluidique entre la chambre d'entrée et une pompe à vide et effectuer une mise sous vide de la chambre d'entrée;
ouvrir la vanne de contrôle de flux pré-broyage pour alimenter la chambre de broyage en matière à broyer;
après admission de la matière à broyer dans la chambre de broyage, fermer la vanne de contrôle de flux de broyage;
broyer la matière à l'aide du broyeur;
ouvrir la vanne de contrôle de flux post-broyage pour assurer le passage de la matière broyée dans la chambre de sortie;
fermer la vanne de contrôle de flux post-broyage;
réduire ou arrêter la mise sous vide de la chambre de sortie;
attendre que la pression au niveau de la chambre de sortie atteigne un seuil prédéterminé de sortie; et
ouvrir la vanne de contrôle de flux de sortie pour effectuer le passage de la matière broyée de la chambre de sortie vers la sortie du système de broyage.
[0020] Selon encore une autre variante de réalisation, le procédé de broyage comprend une étape préalable consistant à fermer l'ensemble des vannes de flux de matière et effectuer une mise sous vide au moins partiel de chacune des chambres du système de broyage avant d'amorcer l'étape d'ouvrir la vanne de contrôle de flux. [0021] Selon encore une autre variante de réalisation, l'étape de broyage est précédée par une étape de dosage de la quantité de matière à admettre au niveau du broyeur.
Brève description des figures
[0022] Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
la figure 1 est une vue schématique du dispositif dans son ensemble selon l'invention;
la figure 2 est un organigramme représentant les différentes étapes du procédé de broyage;
la figure 3 comprend une séquence générale de fonctionnement du système de broyage, selon un mode de réalisation;
la figure 4 montre une séquence des étapes de l'entrée de la matière jusqu'à la chambre de broyage, selon un mode de réalisation;
la figure 5 montre la séquence des étapes de broyage, selon un mode de réalisation; et
la figure 6 montre la séquence des étapes après les étapes de broyage, selon un mode de réalisation.
Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
[0023] La figure 1 illustre un mode de réalisation dans lequel le système de broyage est présenté de façon schématique. La chambre d'entrée 2 est pourvue d'une vanne de contrôle de flux de matière 5 étanche, assurant une isolation parfaitement hermétique de ladite chambre par rapport à l'entrée du système.
[0024] Cette chambre peut également être connectée à une pompe à vide 20 via une sortie d'extraction 9, ce qui permet de placer la chambre en question sous vide. La chambre de broyage 3 comporte un broyeur 12. Elle est également pourvue d'une sortie d'extraction 10 pour connexion fluidique à une pompe à vide 20 et d'une vanne de contrôle de flux de broyage 6 étanche, permettant de placer ladite chambre de broyage sous vide, à une pression sensiblement similaire à celle de la chambre 2, garantissant ainsi le maintien de la matière à broyer en condition de vide poussé continu lors de son passage d'une chambre à l'autre. La sortie d'extraction 10 est actionnée par un actuateur de vanne 14 basé sur une actuation de type pneumatique, électrique, manuel, ou autre. Un régulateur de débit (ou doseur) 13 permet de contrôler la quantité de matière transmise à la chambre de broyage. Le régulateur de débit 13 permet en outre de fluidifier la matière à broyer et donc de fluidiser le flux de la matière à broyer entrant dans la chambre de broyage 3.
[0025] Il est ainsi possible de s'assurer que seule une quantité
raisonnable de matière est transmise au broyeur, garantissant ainsi un broyage de qualité et évitant toute obstruction du broyeur 12. La chambre de sortie 4 est pourvue de deux vannes de contrôle de flux de matière, l'une 7 en amont, l'autre 8 en aval ainsi que d'une sortie d'extraction 1 1 pour connexion fluidique à pompe à vide 20 permettant d'accueillir la matière broyée dans des conditions de vide similaires à celles de la chambre de broyage 3, assurant ainsi la continuité du vide poussé dans le système. La sortie d'extraction 1 1 peut également être actionnée par un actuateur de vanne 14.
[0026] Ce système permet également de réduire la mise sous vide de ladite chambre de sortie 4 afin d'atteindre un seuil prédéterminé adapté à la sortie de la matière broyée du système, sortie contrôlable au moyen de la vanne de contrôle de flux de sortie 8.
[0027] Dans un mode de réalisation, le vide poussé correspond à un vide résultant dans une concentration en oxygène qui est égale ou inférieure à 10%, par exemple entre 1 % et 10%. Par rapport au niveau de la mer, où l'atmosphère est constituée de 20.8% d'oxygène à une pression absolue de 1.013 bar, il faut atteindre une valeur plus petite ou égale à 7% (ce qui correspond à une pression plus petite ou égale à 0.34 bar absolue). La mesure du contenu en oxygène peut être réalisée à l'aide d'une mesure de la pression (respectivement de la dépression) dans chacune des chambres d'entrée 2, de broyage 3 et de sortie 4. La mesure de la pression est liée directement à la concentration en oxygène dans la chambre 2, 3, 4 et permet un temps de réponse de la mesure du % d'oxygène plus court, par exemple, qu'une mesure de la concentration en oxygène basée sur une réaction chimique.
[0028] Dans une variante, le système de broyage sous vide 1 comprend un second régulateur de débit 13' disposée dans, ou après, la chambre de sortie 4 et permettant de contrôler la quantité de matière broyée sortant de la chambre de sortie 4. Le second régulateur de débit 13' peut également être relié à la vanne de contrôle de flux de sortie 8 de manière à doser des quantités déterminées de matière broyée. Encore dans une variante, le second régulateur de débit 13' et/ou la vanne de contrôle de flux de sortie 8 peuvent être reliés à une balance (non représentée) de sorte à doser la matière broyée selon des valeurs de poids de consignes.
[0029] La figure 2 illustre les principales étapes d'un procédé de broyage pour système de broyage sous vide 1 selon l'invention. À l'étape 100, il est procédé à une mise sous vide des différentes chambres 2, 3, 4 du système.
[0030] À l'étape 101 s'opère l'ouverture de la vanne de contrôle 5 de flux de matière d'entrée afin d'accueillir la matière à broyer dans la chambre d'entrée 2. L'étape 102 consiste en la fermeture de la vanne de contrôle 5 de flux de matière d'entrée suite à l'admission de la matière dans la chambre d'entrée 2.
[0031] À l'étape 103 la chambre d'entrée 2 est mise sous vide. Cette mise sous vide permet d'évacuer l'air entré au moment de l'admission de la matière à broyer dans la chambre d'entrée 2. Cette phase est importante pour garantir que le vide de la chambre de broyage 3 ne soit pas affecté. [0032] À l'étape 104 s'opère l'ouverture de la vanne 6 alimentant la chambre de broyage 3 afin de permettre la transmission de la matière à broyer de la chambre d'entrée 2 vers le broyeur 12. L'étape 105 concerne la fermeture de ladite vanne 6 alimentant la chambre de broyage 3 après passage de la matière.
[0033] À l'étape 106, le broyage de la matière s'effectue dans le broyeur 12. L'étape 107 consiste en l'ouverture de la vanne 7 post-broyage afin de permettre le passage de la matière broyée de la chambre de broyage 3 dans la chambre de sortie 4. [0034] L'étape 108 consiste en la fermeture de la vanne 7 post-broyage. À l'étape 109 il est procédé à une réduction de la mise sous vide de la chambre de sortie 4 pour éviter qu'un différentiel de pression ne vienne perturber le flux de matière de la chambre de sortie 4 vers la sortie du système, ou qu'un reflux ne survienne. [0035] Enfin, l'étape 1 10 est caractérisée par l'ouverture de la vanne 8 de flux de sortie afin de permettre la sortie de la matière broyée résultant du procédé.
[0036] Lors de l'ouverture de la vanne 6 alimentant la chambre de broyage 3 (étape 4), la matière à broyer est transmise de la chambre d'entrée 2, vers l'entrée 3' de la chambre de broyage 3. Pendant l'étape de broyage (étape 106), la matière est broyée dans le broyeur 12 et la matière broyée s'écoule vers la sortie 3" de la chambre de broyage 3.
[0037] Les étapes de 100 à 1 10 du procédé de broyage peuvent être répétées de manière à fournir de la matière broyée en continue. [0038] Selon une forme d'exécution, le procédé de broyage comprend de répéter les étapes: d'ouverture de la vanne de contrôle 5 de flux de matière d'entrée afin d'accueillir de la matière à broyer dans la chambre d'entrée 2 (étape
101) ;
de fermeture de la vanne de contrôle 5 de flux de matière d'entrée suite à l'admission de la matière dans la chambre d'entrée 2 (étape
102) ;
de mise sous vide de la chambre d'entrée 2 (étape 103); d'ouverture de la vanne 6 alimentant la chambre de broyage 3 (étape 104);
et de fermeture de ladite vanne 6 (étape 105);
avant que la matière à broyer précédemment introduite dans la chambre de broyage 3 n'ait été complètement broyée (étape 106).
[0039] Dans cette forme d'exécution, de la nouvelle matière à broyer est donc transmise de la chambre d'entrée 2 à la chambre de broyage 3 avant que la matière à broyer précédemment introduite dans la chambre de broyage 3 n'ait été complètement broyée. La chambre d'entrée 2 (c'est-à- dire le volume compris entre la vanne 5 de contrôle de flux de matière d'entré et la vanne 6 alimentant la chambre de broyage) sert alors de zone tampon pour la nouvelle matière à broyer destinée à être reçue dans la chambre de broyage 3. La sortie 3" (c'est-à-dire le volume compris entre le broyeur 12 et la vanne 7de contrôle de flux post-broyage) sert également de zone tampon pour la matière broyée.
[0040] Le flux de matière et le flux de broyage (ou vitesse de broyage) ainsi que la quantité de matière à broyer reçue dans la chambre d'entrée 2 peuvent être ajustés de manière à ce que le procédé de broyage fonctionne en continue, c'est-à-dire, que le système de broyage sous vide 1 peut fournir de la matière broyée en continue.
[0041] Les Figures et leurs descriptions faites ci-dessus illustrent l'invention plutôt qu'elles ne la limitent. En particulier, l'invention et ses différentes variantes viennent d'être décrites en relation avec un exemple particulier comportant un système de broyage sensiblement en ligne.
[0042] Néanmoins, il est évident pour un homme du métier que l'invention peut être étendue à d'autres modes de réalisation dans lesquels en variantes, on prévoit un système de broyage en forme de « U », de « L » etc.
[0043] En variante le système de broyage 1 comporte deux chambres de de broyage 3 en série afin d'assurer une qualité sensiblement constante et durable. [0044] Encore dans un mode de réalisation, le système de broyage 1 comprend un ou plusieurs capteurs de niveau qui ont pour but de signaler la présence ou non de la matière à broyer, ou de la matière broyée, dans l'une des chambres 2, 3, 4. A cette fin, le capteur peut être un capteur de mesure de niveau radar, ultrason, capacitif ou radiométrique. [0045] Dans une configuration du système de broyage 1 , un premier capteur de niveau 31 est compris entre la chambre d'entrée 2 et la chambre de broyage 3 et un second capteur de niveau 32 est compris entre la chambre de broyage 3 et la chambre de sortie 4. Le signalement provenant du premier capteur de niveau 31 causera l'établissement de la connexion fluidique entre la chambre d'entrée 2 et la chambre de broyage 3 (par la mise en fonction de la vanne 6 alimentant la chambre de broyage), en absence de matière. En présence de matière, le signalement provenant du premier capteur de niveau 31 causera l'interruption de la connexion fluidique entre la chambre d'entrée 2 et la chambre de broyage 3 (par l'arrêt de la vanne 6 alimentant la chambre de broyage). De façon similaire, le signalement provenant du second capteur de niveau 32 causera l'établissement de la connexion fluidique entre la chambre de broyage 3 et la chambre 4 (par la mise en fonction de la vanne 7 de contrôle de flux post-broyage) et l'interruption de la connexion fluidique entre la chambre de broyage 3 et la chambre 4 (par l'arrêt de la vanne 7 de contrôle de flux post-broyage), respectivement en absence et en présence de matière. De la sorte, le système de broyage 1 peut être complètement automatisé.
[0046] Dans une configuration préférée, le premier capteur de niveau comprend un capteur 31 en haut et en bas de la zone d'accumulation entre la chambre d'entrée 2 et la chambre de broyage 3. Le second capteur de niveau comprend un capteur 32 en haut et en bas de la zone
d'accumulation entre la chambre de broyage 3 et la chambre de sortie 4. Par exemple, le premier capteur 31 peut être disposé à la sortie de la chambre d'entrée 2 (en allant vers le bas dans la figure 1), après la vanne de contrôle de flux de broyage 6 et à l'entrée de la chambre de broyage 3, avant le régulateur de débit 13. Le second capteur 32 peut être disposé à la sortie de la chambre de broyage 3 et à l'entrée de la chambre de sortie 4, avant la vanne 7 de contrôle de flux post-broyage.
[0047] Les figures 3 à 6 montrent des algorithmes comprenant des séquences d'étapes automatiques de fonctionnement du système de broyage 1 selon un mode de réalisation. En particulier, la figure 3 comprend une séquence générale de fonctionnement du système de broyage 1. Le système de broyage 1 initialement au repos (S100) est démarré par l'ouverture de la vanne alimentant la chambre de broyage 6 (vanne extraction moulin, S101), suivi par le démarrage de la pompe à vide 20 (S102) et de l'autorisation de marche (S103).
[0048] La figure 4 montre la séquence des étapes de l'entrée de la matière jusqu'à la chambre de broyage. C'est-à-dire, après le repos (S200), les étapes comprenant l'ouverture de la vanne de contrôle de flux de matière d'entré (vanne d'entrée sas 1 , S201) et sa fermeture (S202) après remplissage de la matière dans la chambre d'entrée 2; la mise sous vide de la chambre d'entrée 2 (mise sous vide sas 1 , S203); l'ouverture de la vanne alimentant la chambre de broyage 6 (vanne sortie sas 1 , S205) après un certain temps (attente demande produit, S204) vidant la chambre d'entrée 2 de la matière (vidange sas 1, S206); et la fermeture de la vanne
alimentant la chambre de broyage 6 (vanne sortie sas 1 , S207). L'étape S208 correspond à la fin de cette séquence, une fois que la chambre d'entrée 2 est vide de matière.
[0049] La figure 5 montre la séquence des étapes de broyage et, en particulier: le démarrage du broyeur (démarrage du moteur du moulin, S301) après l'étape de repos (S300); la mise en marche du doseur 13 (S302); l'étape de broyage (S303); l'arrêt du doseur 13 (S304); l'arrêt du broyeur (S305); et la fermeture de la vanne de contrôle de flux post-broyage 7 (vanne extraction moulin) et arrêt de la pompe à vide 20 (S306).
[0050] La figure 6 montre la séquence des étapes de, après le repos (S400), mise sous vide de la chambre de sortie 4 (mise sous vide du sas 3, S401); une étape d'attente avant la sortie de la matière broyée de la chambre de broyage 3 (attente demande éjection, S402); l'ouverture de la vanne de contrôle de flux post-broyage 7 (vanne entrée sas 3, S403);
l'extraction de la matière broyée de la chambre de broyage 3 (vidange sas 3, S405); l'ouverture de la vanne de contrôle de flux de sortie 8 (ouverture vanne sortie sas 3, S406); l'extraction de la matière broyée de la chambre de sortie 4 (vidange tampon 3, S407); et la fermeture de la vanne de contrôle de flux de sortie 8 (fermeture vanne sortie sas 3, S408).
[0051] Les signes de références dans les revendications n'ont aucun caractère limitatif. Les verbes "comprendre " et "comporter" n'excluent pas la présence d'autres éléments que ceux listés dans les revendications. Le mot " un " précédant un élément n'exclue pas la présence d'une pluralité de tels éléments.
Numéros de référence employés sur les figures
1 système de broyage sous vide
2 chambre d'entrée
3 chambre de broyage
3' entrée de la chambre de broyage
3" sortie de la chambre de broyage
4 chambre de sortie
5 vanne de contrôle de flux de matière d'entré
6 vanne alimentant la chambre de broyage
7 vanne de contrôle de flux post-broyage
8 vanne de contrôle de flux de sortie
9, 10, 1 1 sortie d'extraction
12 broyeur
13 régulateur de débit, doseur
13' second régulateur de débit, second doseur
14 actuateur de la vanne
20 pompe à vide
31 premier capteur de niveau
32 second capteur de niveau

Claims

Revendications
1. Système de broyage sous vide (1) comportant une pluralité d'éléments connectés en série, lesdits éléments comprenant:
une chambre d'entrée (2), adjacente à l'entrée du système, susceptible d'être connectée en liaison fluidique à une pompe à vide (20);
une chambre de broyage (3), agencée en aval de chambre d'entrée, susceptible d'être connectée en liaison fluidique à une pompe à vide (20); et
une chambre de sortie (4), en aval de la chambre de broyage (3) et adjacente à la sortie du système, également susceptible d'être connectée en liaison fluidique à une pompe à vide (20).
2. Système de broyage sous vide selon la revendication 1 , dans lequel:
la chambre d'entrée (2) est susceptible d'être isolée soit de l'entrée du système, soit de la chambre de broyage (3), soit des deux simultanément;
la chambre de broyage (3) peut être isolée soit de la chambre d'entrée (2), soit de la chambre de sortie (4), soit des deux simultanément; ou
la chambre de sortie (4) peut être isolée soit de la chambre de broyage (3), soit de la sortie du système, soit des deux simultanément.
3. Système de broyage sous vide selon l'une des revendications 1 ou 2,
dans lequel la chambre de broyage (3) comporte un broyeur (12).
4. Système de broyage selon l'une des revendications 1 à 3, comportant une pluralité de vannes (5, 6, 7, 8) de contrôle de flux de matière agencées entre chacune des chambres (2, 3, 4), entre l'entrée d système et la chambre d'entrée (2), entre la chambre de sortie (4) et la sortie du système.
5. Système de broyage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel chacune des chambres (2, 3, 4) comporte une sortie d'extraction (9, 10, 1 1) pour connexion fluidique à une pompe à vide (20).
6. Système de broyage selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les sorties d'extractions sont pourvues de vannes de contrôle de pompage sous vide.
7. Système de broyage selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la chambre d'entrée ou la chambre de broyage comporte un régulateur de débit (13) de la quantité de matière à broyer.
8. Système de broyage selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant en outre un second régulateur de débit (13') permettant de contrôler la quantité de matière broyée sortant de la chambre de sortie (4).
9. Système de broyage selon les revendications 4 et 8,
dans lequel le second régulateur de débit (13') est relié à la vanne de contrôle de flux de sortie (8) de manière à doser des quantités déterminées de matière broyée.
10. Système de broyage selon l'une des revendications 1 et 9, comprenant au moins un capteur de niveau (31 , 32) configuré pour mesurer et signaler la présence ou non de la matière à broyer dans l'une des chambres (2, 3, 4).
1 1. Système de broyage selon la revendication 10,
dans lequel un premier capteur de niveau (31) est compris entre la chambre d'entrée (2) et la chambre de broyage (3) et un second capteur de niveau (32) est compris entre la chambre de broyage (3) et la chambre de sortie (4).
12. Système de broyage selon la revendication 1 1 , le premier capteur de niveau comprend un capteur (31) en haut et en bas de la zone d'accumulation entre la chambre d'entrée (2) et la chambre de broyage (3) et le second capteur de niveau comprend un capteur (32) en haut et en bas de la zone d'accumulation entre la chambre de broyage (3) et la chambre de sortie (4).
13. Procédé de broyage sous vide pour système de broyage sous vide selon l'une des revendications 1 à 12, comprenant les étapes consistant à:
admettre de la matière à broyer dans la chambre d'entrée (2); après admission de la matière à broyer dans la chambre d'entrée, effectuer une mise sous vide de la chambre d'entrée (2);
établir une connexion fluidique entre la chambre d'entrée (2) et la chambre de broyage (3) pour alimenter la chambre de broyage (3) en matière à broyer;
après admission de la matière à broyer dans la chambre de broyage (3), interrompre la connexion fluidique entre la chambre d'entrée
(2) et la chambre de broyage (3);
broyer la matière à l'aide du broyeur (12);
établir une connexion fluidique entre la chambre de broyage (3) et la chambre (4) de sortie pour assurer le passage de la matière broyée dans la chambre (4) de sortie;
interrompre la connexion fluidique entre la chambre de broyage
(3) et la chambre (4) de sortie;
réduire ou arrêter la mise sous vide de la chambre de sortie (4) jusqu'à ce que la pression de la chambre de sortie (4) atteigne un seuil prédéterminé de sortie;
effectuer le passage de la matière broyée de la chambre de sortie
(4) vers la sortie du système de broyage.
14. Procédé selon la revendication 13,
dans lequel le système de broyage (1) comprend une vanne de contrôle (5) de flux de matière d'entrée; et
dans lequel la matière à broyer est admise dans la chambre d'entrée (2) par l'ouverture de ladite vanne (5) et ladite vanne (5) est fermée avant d'effectuer la mise sous vide de la chambre d'entrée (2).
15. Procédé selon la revendication 13 ou 14,
dans lequel le système de broyage (1) comprend une vanne (6) alimentant la chambre de broyage; et
dans lequel la connexion fluidique entre la chambre d'entrée (2) et la chambre de broyage (3) est établie par l'ouverture de ladite vanne (6) et interrompue par la fermeture de ladite vanne (6).
16. Procédé selon l'une des revendications 13 à 15,
dans lequel le système de broyage (1) comprend une vanne de contrôle (7) de flux post-broyage; et
dans lequel la connexion fluidique entre la chambre de broyage (3) et la chambre (4) de sortie est établie par l'ouverture de ladite vanne (7) et interrompue par la fermeture de ladite vanne (7).
17. Procédé selon l'une des revendications 13 à 16,
dans lequel le système de broyage (1) comprend une vanne (8) de contrôle de flux de sortie; et
dans lequel le passage de la matière broyée de la chambre de sortie (4) vers la sortie du système de broyage est effectué par l'ouverture de ladite vanne (8).
18. Procédé de broyage selon la revendication 17,
comprenant une étape préalable consistant à fermer l'ensemble des vannes de flux de matière (5, 6, 7, 8) et effectuer une mise sous vide au moins partiel de chacune des chambres (2, 3, 4) du système de broyage (1) avant d'amorcer l'étape ouvrir la vanne de contrôle de flux de matière d'entrée (5).
19. Procédé selon l'une des revendications 13 à 18, dans lequel l'étape de broyage est précédée par une étape de dosage de la quantité de matière à admettre au niveau du broyeur (12).
20. Procédé selon l'une des revendications 13 à 19,
dans lequel l'étape de passage de la matière broyée de la chambre de sortie (4) vers la sortie du système de broyage est précédée par une étape dosage de la quantité de matière broyée.
21. Procédé selon l'une des revendications 13 à 20,
dans lequel les étapes du procédé de broyage sont répétées de manière à fournir de la matière broyée en continue.
22. Procédé selon l'une des revendications 13 à 21 ,
dans lequel la système de broyage (1) comprend un premier capteur de niveau (31) entre la chambre d'entrée (2) et la chambre de broyage (3) et dans lequel l'établissement ou l'arrêt de la connexion fluidique entre la chambre d'entrée (2) et la chambre de broyage (3) est commandé par un signalement du premier capteur de niveau (31), respectivement en présence et en absence de matière.
23. Procédé selon l'une des revendications 13 à 22,
dans lequel la système de broyage (1) comprend un second capteur de niveau (32) entre la chambre de broyage (3) et la chambre de sortie (4) et dans lequel l'établissement ou l'arrêt de la connexion fluidique entre la chambre de broyage (3) et la chambre de sortie (4) est commandé par un signalement du second capteur de niveau (32), respectivement en présence et en absence de matière.
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