FR2510908A1 - Ball grinder for fine suspensions - employs water-cooled rotor and stator with balls of 1 mm. dia. - Google Patents
Ball grinder for fine suspensions - employs water-cooled rotor and stator with balls of 1 mm. dia. Download PDFInfo
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Abstract
Description
BROYEUR PERFECTIONNE POUR LE TRAITEMENT EN CONTINU DE
PHASE HUMIDE EN CUVE CLOSE.IMPROVED SHREDDER FOR CONTINUOUS PROCESSING OF
WET PHASE IN CLOSED TANK.
L'invention concerne un broyeur perfectionné pour le traitement en continu de phase humide en cuve close. The invention relates to an improved mill for the continuous treatment of the wet phase in a closed tank.
Comme on le sait, l'action de "broyage" vise à augmenter l'état de division des particules solides, c'est-à-dire à augmenter leur surface utile, donc leur efficacité. On peut broyer soit en phase sèche, soit en phase humide. As is known, the action of "grinding" aims to increase the state of division of the solid particles, that is to say to increase their useful surface, therefore their efficiency. It can be ground either in the dry phase or in the wet phase.
Dans le procédé dit en phase humide, il est connu depuis fort longtemps d'additionner le produit en suspension à broyer avec des billes dures, telles que des billes verre, en acier, en céramique, en zircon; etc., dont le diamètre est de l'ordre du millimètre. Le volume des billes est sensiblement en co-volume de celui de la suspension. In the so-called wet phase process, it has been known for a long time to add the product in suspension to be ground with hard balls, such as glass, steel, ceramic, zircon balls; etc., whose diameter is of the order of a millimeter. The volume of the beads is substantially in co-volume with that of the suspension.
Une fois ce mélange effectué, on agite l'ensemble de manière à choquer les particules , donc à les broyer. Si parfois on opère en cuve ouverte, on travaille le plus générdlement dans un récipient clos alimenté sous pression. Bien que cette technique de broyage en phase humide en continu en cuve close soit largement répandue, elle présente l'incon vénient de consommer beaucoup d'énergie et de chauffer le le produit.Once this mixture has been made, the whole is agitated so as to shock the particles, and therefore to crush them. If sometimes we operate in an open tank, we generally work in a closed container supplied under pressure. Although this continuous wet grinding technique in a closed tank is widely used, it has the drawback of consuming a lot of energy and heating the product.
L'agitation de la suspension additionnée de billes peut être effectuée de différentes manieres. En pratique, ces broyeurs comportent essentiellement :
- une cuve de broyage hermétique horizontale, voire verticale, à double enveloppe, fixée au bati de la machine et dont la double enveloppe présente un moyen destiné à à la refroidir,
- un organe d'alimentation de la suspension à traiter sous pression, tel que par exemple une pompe, connecté à l'entrée de la cuve,
- un organe de sortie de la suspension traitée, apte à assurer une séparation facile des billes de broyage et de la matière broyée,
- un agitateur rotatif placé axialement à l'intérieur de l'enveloppe de la cuve formant avec celle-ci chambre de travail.The agitation of the suspension with added beads can be carried out in different ways. In practice, these shredders essentially comprise:
- a horizontal, even vertical, hermetic grinding tank with a double jacket, fixed to the frame of the machine and the double jacket of which has means intended to cool it,
a supply member for the suspension to be treated under pressure, such as for example a pump, connected to the inlet of the tank,
an outlet member for the treated suspension, capable of ensuring easy separation of the grinding balls from the ground material,
- A rotary agitator placed axially inside the envelope of the tank forming with it the working chamber.
L'agitateur rotatif dont l'arbre est de faible diamètre comporte des disques fendus et radiaux, soit inclinés, soit radiaux et perforés, coopérant avec ou non des doigts également radiaux, fixés sur l'enveloppe intérieure de la cuve. The rotary agitator, the shaft of which is of small diameter, has split and radial disks, either inclined, or radial and perforated, cooperating with or without equally radial fingers, fixed on the inner casing of the tank.
Comme déjà dit, bien que ces solutions soient assez largement répandues, elles présentent toutes l'inconvénient notable de consommer beaucoup d'énergie. En outre, malgré la double enveloppe de refroidissement, sous l'effet de l'agitation intérieure, la suspension s'échauffe, ce qui peut modifier ses propriétés et l'altérer. As already said, although these solutions are fairly widespread, they all have the significant drawback of consuming a lot of energy. In addition, despite the double cooling jacket, under the effect of internal agitation, the suspension heats up, which can modify its properties and alter it.
L'invention pallie ces inconvénients. Elle se rapporte à un broyeur en continu du type en question qui consomme moins d'énergie ou qui à consommation égale d'énergie présente une efficacité de broyage améliorée et qui échauffe moins le produit par suite d'une moindre consommation d'énergie et d'un meilleure refroidissement. The invention overcomes these drawbacks. It relates to a continuous mill of the type in question which consumes less energy or which with equal consumption of energy has improved grinding efficiency and which heats up the product less as a result of less energy consumption and d '' better cooling.
Ce broyeur perfectionné pour le traitement en continu de phase humide en cuve close, qui comporte
- une cuve à double enveloppe de refroidissement fixée au bati de la machine,
- un organe d'alimentation de la suspension à traiter, connecté à l'entrée de la cuve,
- un organe de sortie pour la matière traitée,
- un agitateur rotatif axial disposé à l'intérieur de la cuve formant avec celle-ci une chambre de travail od circule la suspension additionnée de billes,
- des organes de travail fixés sur l'agitateur et sur l'enveloppe intérieure de la cuve, se caractérise::
- en ce que le diamètre de l'agitateur est au moins égal à la moitié de celui de la chambre de travail,
- et en ce queles organes de travail fixés à l'agitateur et sur l'enveloppe intérieure de la cuve ont la forme de bossages et ont un volume au moins égal à cinq (5%) pour cent du volume de la chambre de travail.This grinder perfected for the continuous treatment of wet phase in closed tank, which includes
- a double-jacket cooling tank attached to the machine frame,
- a supply member for the suspension to be treated, connected to the inlet of the tank,
- an outlet for the material treated,
- an axial rotary agitator arranged inside the tank forming with it a working chamber od circulates the suspension with added balls,
- working elements fixed on the agitator and on the inner casing of the tank, is characterized:
- in that the diameter of the agitator is at least half that of the working chamber,
- And in that the working members fixed to the agitator and on the inner envelope of the tank have the form of bosses and have a volume at least equal to five (5%) percent of the volume of the working chamber.
Avantageusement
- les bossages ont une forme identique
- les bossages snnt coniques et ont leur extrémité arrondie, notamment sous forme de calotte spérique ;
- l'intervalle entre l'extrémité des bossages et soit la paroi intérieure de la cuve, soit l'arbre de l'agitateur, est de l'ordre de trois fois le diamètre des billes
- l'agitateur axial est creux et est refroidi afin d'augmenter l'échange thermique, par exemple au moyen d'eau sous pression
- les bossages sont creux et sont refroidis par les circuits de refroidissement respectivement de l'agitateur axial ou de l'enveloppe intérieure de la cuve
- les bossages sont disposés en couronne sur l'arbre de l'agitateur ou sur la face intérieure de l'enveloppe de la cuve
- ces couronnes sont régulièrement espacées.Advantageously
- the bosses have an identical shape
- The bosses are conical and have their rounded end, in particular in the form of a spherical cap;
- the interval between the end of the bosses and either the inner wall of the tank or the agitator shaft is of the order of three times the diameter of the balls
- the axial agitator is hollow and is cooled in order to increase the heat exchange, for example by means of pressurized water
- the bosses are hollow and are cooled by the cooling circuits of the axial agitator or of the inner shell of the tank respectively
- the bosses are arranged in a crown on the agitator shaft or on the inside of the tank shell
- these crowns are regularly spaced.
Ainsi, contrairement aux disques et aux doigts de l'état antérieur de la technique, qui provoquaient essentiellement une action de circulation radiale parfois néfaste pour les billes, puisqu'elles provoquaient leur cassure, les bossages caractéristiques de l'invention communiquent aux billes actives un mouvement à la fois axial et radial qui, en pratique, d'une part ménage les billes et,d'autre part, permet d'obtenir un remplissage en billes de la cuve supérieure et enfin et surtout, donne une meilleure action de broyage à énergie consommée égale. Thus, unlike the discs and fingers of the prior art, which essentially caused an action of radial circulation, sometimes harmful for the balls, since they caused their breakage, the bosses characteristic of the invention communicate to the active balls a both axial and radial movement which, in practice, on the one hand protects the balls and, on the other hand, makes it possible to obtain ball filling of the upper tank and finally and above all, gives a better grinding action at equal consumed energy.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the example of embodiment which follows, given by way of indication and without limitation in support of the appended figures.
La figure 1 est une vue sommaire en coupe d'un broyeur en continu en vase clos et en phase humide conforme à l'invention. Figure 1 is a summary sectional view of a continuous mill in a closed cup and in the wet phase according to the invention.
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale détaillée de la cuve caractéristique de l'invention. Figure 2 is a detailed longitudinal sectional view of the characteristic tank of the invention.
La figure 3 est une coupe transversale de cette cuve selon l'axe I-I' de la figure 2. FIG. 3 is a cross section of this tank along the axis I-I 'of FIG. 2.
La figure 4 représente un bossage caractéristique de l'invention en vue perspective éclatée sommaire. FIG. 4 represents a characteristic boss of the invention in summary exploded perspective view.
Un broyeur en vase clos en continu en phase humide caractéristique de l'invention se compose essentiellement
- d'un bati 1 sur le bas duquel est fixée la pompe 2, reliée par un flexible 3 à l'amenée de suspension 6 et con.- necté à son moteur 4 moto vario réducteur ;
- sur le haut d'un égouttoir 28 placé sous la cuve de traitement 5
- d'une cuve horizontale 5, par exemple en acier, connectée en tête à un tube d'amenée 6 de la suspension, cette cuve 5 étant formée d'une double enveloppe 7 où circule l'eau de refroidissement sous pression (31-32) et dont la face intérieure 8 porte trois couronnes 9,10 et 11 de six bossages 12 chacune ; cet ensemble 8-12 forme le stator ;
- d'un moteur principal 13 qui par 1Jintermédiaire de courroies 14 entralne un arbre 15 horizontal porté par des roulements à billes ou à rouleaux 16,17 à l'intérieur duquel est foré un canal 18 de refroidissement connecté au boitié rotatif 20 d'alimentation d'eau de refroidissement;
- sur cet arbre 15 est emmanché par des cannelures 21 un agitateur horizontal (rotor) disposé longitudinalement dans la cuve 5 ; la référence 23 désigne la garniture d'étanchéité, alors que les références 25 et 26 désignent des forages pour le circuit de refroidissement en eau respectivement d'alimentation 25 de la double enveloppe 7 et des bossages 12 fixés sur ce stator, et le forage de retour 26 ; l'ensemble est fermé par une vis de fixation 27 placée en tête;
- un organe de sortie 24 de la-suspension traitée formé par une chicane rotative à disques 29 assurant la séparation des billes du produit et un tube de collecte proprement dit 24 sous pression du produit broyé,qui laisse tomber la suspension traitée sur l'égouttoir 28.A continuous wet cup mill characteristic of the invention consists essentially of
- a frame 1 on the bottom of which is fixed the pump 2, connected by a hose 3 to the suspension supply 6 and connected to its motor 4 vario reduction motor;
- on the top of a drip tray 28 placed under the treatment tank 5
- a horizontal tank 5, for example made of steel, connected at the head to a supply tube 6 of the suspension, this tank 5 being formed of a double jacket 7 where the cooling water under pressure circulates (31- 32) and whose inner face 8 carries three rings 9, 10 and 11 of six bosses 12 each; this set 8-12 forms the stator;
- a main motor 13 which by means of belts 14 drives a horizontal shaft 15 carried by ball or roller bearings 16,17 inside which a cooling channel 18 is drilled connected to the rotary supply unit 20 cooling water;
- On this shaft 15 is fitted by grooves 21 a horizontal agitator (rotor) disposed longitudinally in the tank 5; the reference 23 designates the seal, while the references 25 and 26 designate boreholes for the water cooling circuit respectively for supplying the jacketed casing 25 and the bosses 12 fixed on this stator, and the drilling for return 26; the assembly is closed by a fixing screw 27 placed at the head;
- An outlet member 24 of the treated suspension formed by a rotary baffle with discs 29 ensuring the separation of the balls of the product and an actual collection tube 24 under pressure of the ground product, which drops the treated suspension on the drainer 28.
Les bossages (voir figures 2 et 4) ont une forme conique à extrémité arrondie. Plus précisément, l'extrémité de ces bossages a la forme d'une calotte sphérique. Tous ces bossages 12 sont identiques entre-eux. En outre, ils sont creux afin d'être refroidis soit par le circuit de refroidissement de la double enveloppe 7, soit par le circuit de refroidissement 25,26 du rotor 22. The bosses (see Figures 2 and 4) have a conical shape with a rounded end. More precisely, the end of these bosses has the shape of a spherical cap. All these bosses 12 are identical to each other. In addition, they are hollow in order to be cooled either by the cooling circuit of the double jacket 7, or by the cooling circuit 25, 26 of the rotor 22.
I1 importe que le diamètre extérieur de l'agitateur 22 soit au moins égal à la moitié de celui de la paroi intérieure 8 de la cuve 5. Cet agitateur 22 et cette paroi 8 définissent et délimitent entre eux la chambre de broyage proprement dite 30. It is important that the outside diameter of the agitator 22 is at least equal to half that of the interior wall 8 of the tank 5. This agitator 22 and this wall 8 define and delimit between them the actual grinding chamber 30.
Sur le stator 8, on dispose trois couronnes équidistantes de six bossages 12 équiangulaires. En revanche, sur le rotor 22, on dispose quatre couronnes équidistantes de trois bossages équiangulaires. On stator 8, there are three equidistant crowns of six equiangular bosses 12. On the other hand, on the rotor 22, there are four crowns equidistant from three equiangular bosses.
La cuve 5 est en acier inoxydable ou en acier au carbone alors que les bossages 12 sont quant à eux de préférence en acier à grande résistance à l'abrasion. The tank 5 is made of stainless steel or carbon steel while the bosses 12 are preferably made of steel with high abrasion resistance.
Dans une forme de réalisation, la cuve 5 a 40 cm de longueur et un diamètre intérieur (stator) de 20 cm. In one embodiment, the tank 5 has 40 cm in length and an internal diameter (stator) of 20 cm.
L'agitateur-rotor 22 a un diamètre de 10 cm pour une longueur de 39,5 cm. Les bossages ont une hauteur d'environ 51 millimètres et une base de 45 millimètres. L'écartement entre la pointe de ces bossages 22 et selon le cas, soit la face intérieure 8 (stator) de la cuve 5 ou de l'arbre 22 d rotor agitateur, est commue déjà dit de l'ordre de trois fois le diamètre des billes utilisées.The agitator-rotor 22 has a diameter of 10 cm for a length of 39.5 cm. The bosses have a height of about 51 millimeters and a base of 45 millimeters. The spacing between the tip of these bosses 22 and, as the case may be, either the inner face 8 (stator) of the tank 5 or of the shaft 22 of the agitator rotor, is already known to be of the order of three times the diameter of the beads used.
Le volume de la chambre de travail 30, sans tenir compte des bossages, est de 10,5 litres. Le volume total des bossages 12 est de 0,61. Le volume utile de la chambre de broyage 30 est donc de 9,9 litres. Le volume des bossages rapporté au volume de la chambre de travail 30 est donc de six (6%) pour cent. The volume of the working chamber 30, without taking account of the bosses, is 10.5 liters. The total volume of the bosses 12 is 0.61. The useful volume of the grinding chamber 30 is therefore 9.9 liters. The volume of the bosses relative to the volume of the working chamber 30 is therefore six (6%) percent.
En cours de traitement, 80 voire 90% de ce volume est occupé par des billes, notamment par des billes de grande dureté, de diamètre millimétrique, par exemple en verre dur, en acier traité, en céramique. During treatment, 80 or even 90% of this volume is occupied by balls, in particular by balls of great hardness, of millimeter diameter, for example in hard glass, treated steel, ceramic.
Comme dans les techniques actuelles, la vitesse de rotation de l'agitateur 22 est de l'ordre de 1000 à 1500 tours par minute. As in current techniques, the speed of rotation of the agitator 22 is of the order of 1000 to 1500 revolutions per minute.
Le broyeur perfectionné selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux solutions actuelles. The improved mill according to the invention has many advantages compared to current solutions.
On peut citer
- un réchauffement moindre de la suspension en cours de traitement, car la surface d'échange thermique est nettemcnt plus grande
w anergie utilisée égale, on augmente l'efficacité du broyage ou à rendement égal, on diminue la consommation d'énergie, grâce à l'agitateur à bossages
- une meilleure homogénéité de la granulométrie finale, car on diminue les gradients de vitesse et les passages préférentiels possibles
- toutes choses égales par ailleurs, à finesse et à débit égal, on diminue le volume de la chambre, donc par conséquent, la quantité de billes nécessaires, ainsi que la quantité de produit perdu lors de chaque nettoyage
- une usure moindre ou une casse moindre de billes.We can cite
- less heating of the suspension during treatment, because the heat exchange surface is significantly larger
w equal energy used, the grinding efficiency is increased or for the same yield, the energy consumption is reduced, thanks to the agitator with bosses
- a better homogeneity of the final particle size, because the speed gradients and the possible preferential passages are reduced
- all other things being equal, at a fineness and at an equal flow rate, the volume of the chamber is reduced, therefore, the quantity of beads required, as well as the quantity of product lost during each cleaning
- less wear or less breakage of balls.
De la sorte, on peut utiliser ce dispositif avec succès pour le broyage en continu en phase humide en vase clos de différents produits tels que des pigments, des peintures et des vernis, des produits pharmaceutiques ou cosmétologiques, des produits phytosanitaires, des produits pour l'industrie alimentaire. In this way, this device can be used successfully for continuous grinding in the wet phase in a closed cup of various products such as pigments, paints and varnishes, pharmaceutical or cosmetic products, phytosanitary products, products for the 'food industry.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8115322A FR2510908A1 (en) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | Ball grinder for fine suspensions - employs water-cooled rotor and stator with balls of 1 mm. dia. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8115322A FR2510908A1 (en) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | Ball grinder for fine suspensions - employs water-cooled rotor and stator with balls of 1 mm. dia. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2510908A1 true FR2510908A1 (en) | 1983-02-11 |
Family
ID=9261273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8115322A Pending FR2510908A1 (en) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | Ball grinder for fine suspensions - employs water-cooled rotor and stator with balls of 1 mm. dia. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2510908A1 (en) |
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| Date | Code | Title | Description |
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| TP | Transmission of property |