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5 percent
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1 mm
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at least 5 percent
(1)
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40 cm
(1)
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de 20 cm
(1)
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de 10 cm
(1)
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de 39,5 cm
(1)
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51 millimetres
(1)
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de 45 millimetres
(1)
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22 d
(1)
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de 10,5 litres
(1)
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de 9,9 litres
(1)
[18][_]
6 percent
(1)
[19][_]
90 percent de
(1)
[20][_]
Molecule
(4/ 10)
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WATER
(7)
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DES
(1)
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I-I
(1)
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carbon
(1)
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Gene Or Protein
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Etre
(3)
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Est-a
(1)
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Apte
(1)
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Chemical Role
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PIGMENTS
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cosmetics
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Organism
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casse
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510908A1
Family ID 7981831
Probable Assignee Euro Machines
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title BROYEUR PERFECTIONNE POUR LE TRAITEMENT EN CONTINU DE PHASE
HUMIDE EN CUVE CLOSE
EN Title BALL GRINDER FOR FINE SUSPENSIONS - EMPLOYS WATER-COOLED
ROTOR AND STATOR WITH BALLS OF 1 MM. DIA.
Abstract
_________________________________________________________________
BROYEUR POUR LE TRAITEMENT EN CONTINU EN PHASE HUMIDE EN CUVE CLOSE,
COMPORTANT UNE CUVE 5 A DOUBLE ENVELOPPE 7 DE REFROIDISSEMENT, UN
ORGANE D'ALIMENTATION 6 DE LA SUSPENSION A TRAITER CONNECTE A L'ENTREE
DE LA CUVE 5, UN ORGANE DE SORTIE 28 POUR LA MATIERE TRAITEE, UN
AGITATEUR ROTATIF AXIAL 22 FORMANT AVEC LA CUVE 5 UNE CHAMBRE DE
TRAVAIL 30 OU CIRCULE LA SUSPENSION ADDITIONNEE DE BILLES, DES ORGANES
DE TRAVAIL FIXES A L'AGITATEUR 22 ET SUR L'ENVELOPPE INTERIEURE 8 DE
LA CUVE 5, CARACTERISE:
-EN CE QUE LE DIAMETRE DE L'AGITATEUR 22 EST AU MOINS EGAL A LA MOITIE
DE CELUI 8 DE LA CHAMBRE DE TRAVAIL 30;
-EN CE QUE LES ORGANES DE TRAVAIL FIXES A L'AGITATEUR ET SUR
L'ENVELOPPE INTERIEURE 8 DE LA CHAMBRE DE TRAVAIL 30 ONT LA FORME DE
BOSSAGES 12 DONT LE VOLUME EST AU MOINS 5 DE CELUI DE LA CHAMBRE 30.
APPLICATION ENVISAGEE: BROYAGE DE PIGMENTS.
Grinder for wet grinding processes using grinding balls of the order
of 1 mm dia. employs a closed grinding chamber consisting of a
water-cooled rotor turning within a fixed water-cooled stator of less
than twice the solor dia. A series of bosses on both rotor and stator,
occupying at least 5 percent of the working volume of the device,
serve to agitate the contents. Coarse wet prod. is pumped into the
machine and ground prod. leaves via a classifying aperture which
prevents loss of grinding balls. Used in wet grinding of pigments,
paints, cosmetics and pharmaceutical products; the device uses less
energy and produces less heating of product than similar devices
hitherto.
Description
_________________________________________________________________
BROYEUR PERFECTIONNE POUR LE TRAITEMENT EN CONTINU DE
PHASE HUMIDE EN CUVE CLOSE.
L'invention concerne un broyeur perfectionne pour le traitement en
continu de phase humide en cuve close.
Comme on le sait, l'action de "broyage" vise a augmenter l'etat de
division des particules solides, c'est-a-dire a augmenter leur surface
utile, donc leur efficacite. On peut broyer soit en phase seche, soit
en phase humide.
Dans le procede dit en phase humide, il est connu depuis fort
longtemps d'additionner le produit en suspension a broyer avec des
billes dures, telles que des billes verre, en acier, en ceramique, en
zircon; etc., dont le diametre est de l'ordre du millimetre. Le volume
des billes est sensiblement en co-volume de celui de la suspension.
Une fois ce melange effectue, on agite l'ensemble de maniere a choquer
les particules, donc a les broyer. Si parfois on opere en cuve
ouverte, on travaille le plus generdlement dans un recipient clos
alimente sous pression. Bien que cette technique de broyage en phase
humide en continu en cuve close soit largement repandue, elle presente
l'incon venient de consommer beaucoup d'energie et de chauffer le le
produit.
L'agitation de la suspension additionnee de billes peut etre effectuee
de differentes manieres. En pratique, ces broyeurs comportent
essentiellement:
- une cuve de broyage hermetique horizontale, voire verticale, a
double enveloppe, fixee au bati de la machine et dont la double
enveloppe presente un moyen destine a a la refroidir,
- un organe d'alimentation de la suspension a traiter sous pression,
tel que par exemple une pompe, connecte a l'entree de la cuve,
- un organe de sortie de la suspension traitee, apte a assurer une
separation facile des billes de broyage et de la matiere broyee,
- un agitateur rotatif place axialement a l'interieur de l'enveloppe
de la cuve formant avec celle-ci chambre de travail.
L'agitateur rotatif dont l'arbre est de faible diametre comporte des
disques fendus et radiaux, soit inclines, soit radiaux et perfores,
cooperant avec ou non des doigts egalement radiaux, fixes sur
l'enveloppe interieure de la cuve.
Comme deja dit, bien que ces solutions soient assez largement
repandues, elles presentent toutes l'inconvenient notable de consommer
beaucoup d'energie. En outre, malgre la double enveloppe de
refroidissement, sous l'effet de l'agitation interieure, la suspension
s'echauffe, ce qui peut modifier ses proprietes et l'alterer.
L'invention pallie ces inconvenients. Elle se rapporte a un broyeur en
continu du type en question qui consomme moins d'energie ou qui a
consommation egale d'energie presente une efficacite de broyage
amelioree et qui echauffe moins le produit par suite d'une moindre
consommation d'energie et d'un meilleure refroidissement.
Ce broyeur perfectionne pour le traitement en continu de phase humide
en cuve close, qui comporte
- une cuve a double enveloppe de refroidissement fixee au bati de la
machine,
- un organe d'alimentation de la suspension a traiter, connecte a
l'entree de la cuve,
- un organe de sortie pour la matiere traitee,
- un agitateur rotatif axial dispose a l'interieur de la cuve formant
avec celle-ci une chambre de travail od circule la suspension
additionnee de billes,
- des organes de travail fixes sur l'agitateur et sur l'enveloppe
interieure de la cuve, se caracterise::
- en ce que le diametre de l'agitateur est au moins egal a la moitie
de celui de la chambre de travail,
- et en ce queles organes de travail fixes a l'agitateur et sur
l'enveloppe interieure de la cuve ont la forme de bossages et ont un
volume au moins egal a cinq (5 percent) pour cent du volume de la
chambre de travail.
Avantageusement
- les bossages ont une forme identique
- les bossages snnt coniques et ont leur extremite arrondie, notamment
sous forme de calotte sperique;
- l'intervalle entre l'extremite des bossages et soit la paroi
interieure de la cuve, soit l'arbre de l'agitateur, est de l'ordre de
trois fois le diametre des billes
- l'agitateur axial est creux et est refroidi afin d'augmenter
l'echange thermique, par exemple au moyen d'water sous pression
- les bossages sont creux et sont refroidis par les circuits de
refroidissement respectivement de l'agitateur axial ou de l'enveloppe
interieure de la cuve
- les bossages sont disposes en couronne sur l'arbre de l'agitateur ou
sur la face interieure de l'enveloppe de la cuve
- ces couronnes sont regulierement espacees.
Ainsi, contrairement aux disques et aux doigts de l'etat anterieur de
la technique, qui provoquaient essentiellement une action de
circulation radiale parfois nefaste pour les billes, puisqu'elles
provoquaient leur cassure, les bossages caracteristiques de
l'invention communiquent aux billes actives un mouvement a la fois
axial et radial qui, en pratique, d'une part menage les billes
et,d'autre part, permet d'obtenir un remplissage en billes de la cuve
superieure et enfin et surtout, donne une meilleure action de broyage
a energie consommee egale.
La maniere dont l'invention peut etre realisee et les avantages qui en
decoulent ressortiront mieux de l'exemple de realisation qui suit
donne a titre indicatif et non limitatif a l'appui des figures
annexees.
La figure 1 est une vue sommaire en coupe d'un broyeur en continu en
vase clos et en phase humide conforme a l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale detaillee de la cuve
caracteristique de l'invention.
La figure 3 est une coupe transversale de cette cuve selon l'axe I-I'
de la figure 2.
La figure 4 represente un bossage caracteristique de l'invention en
vue perspective eclatee sommaire.
Un broyeur en vase clos en continu en phase humide caracteristique de
l'invention se compose essentiellement
- d'un bati 1 sur le bas duquel est fixee la pompe 2, reliee par un
flexible 3 a l'amenee de suspension 6 et con.- necte a son moteur 4
moto vario reducteur;
- sur le haut d'un egouttoir 28 place sous la cuve de traitement 5
- d'une cuve horizontale 5, par exemple en acier, connectee en tete a
un tube d'amenee 6 de la suspension, cette cuve 5 etant formee d'une
double enveloppe 7 ou circule l'water de refroidissement sous pression
(31-32) et dont la face interieure 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 1Jintermediaire de courroies 14
entralne un arbre 15 horizontal porte par des roulements a billes ou a
rouleaux 16,17 a l'interieur duquel est fore un canal 18 de
refroidissement connecte au boitie rotatif 20 d'alimentation d'water
de refroidissement;
- sur cet arbre 15 est emmanche par des cannelures 21 un agitateur
horizontal (rotor) dispose longitudinalement dans la cuve 5; la
reference 23 designe la garniture d'etancheite, alors que les
references 25 et 26 designent des forages pour le circuit de
refroidissement en water respectivement d'alimentation 25 de la double
enveloppe 7 et des bossages 12 fixes sur ce stator, et le forage de
retour 26; l'ensemble est ferme par une vis de fixation 27 placee en
tete;
- un organe de sortie 24 de la-suspension traitee forme par une
chicane rotative a disques 29 assurant la separation des billes du
produit et un tube de collecte proprement dit 24 sous pression du
produit broye,qui laisse tomber la suspension traitee sur l'egouttoir
28.
Les bossages (voir figures 2 et 4) ont une forme conique a extremite
arrondie. Plus precisement, l'extremite de ces bossages a la forme
d'une calotte spherique. Tous ces bossages 12 sont identiques
entre-eux. En outre, ils sont creux afin d'etre refroidis soit par le
circuit de refroidissement de la double enveloppe 7, soit par le
circuit de refroidissement 25,26 du rotor 22.
I1 importe que le diametre exterieur de l'agitateur 22 soit au moins
egal a la moitie de celui de la paroi interieure 8 de la cuve 5. Cet
agitateur 22 et cette paroi 8 definissent et delimitent entre eux la
chambre de broyage proprement dite 30.
Sur le stator 8, on dispose trois couronnes equidistantes de six
bossages 12 equiangulaires. En revanche, sur le rotor 22, on dispose
quatre couronnes equidistantes de trois bossages equiangulaires.
La cuve 5 est en acier inoxydable ou en acier au carbon alors que les
bossages 12 sont quant a eux de preference en acier a grande
resistance a l'abrasion.
Dans une forme de realisation, la cuve 5 a 40 cm de longueur et un
diametre interieur (stator) de 20 cm.
L'agitateur-rotor 22 a un diametre de 10 cm pour une longueur de 39,5
cm. Les bossages ont une hauteur d'environ 51 millimetres et une base
de 45 millimetres. L'ecartement entre la pointe de ces bossages 22 et
selon le cas, soit la face interieure 8 (stator) de la cuve 5 ou de
l'arbre 22 d rotor agitateur, est commue deja dit de l'ordre de trois
fois le diametre des billes utilisees.
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 rapporte au volume de la chambre de travail 30 est
donc de six (6 percent) pour cent.
En cours de traitement, 80 voire 90 percent de ce volume est occupe
par des billes, notamment par des billes de grande durete, de diametre
millimetrique, par exemple en verre dur, en acier traite, en
ceramique.
Comme dans les techniques actuelles, la vitesse de rotation de
l'agitateur 22 est de l'ordre de 1000 A 1500 tours par minute.
Le broyeur perfectionne selon l'invention presente de nombreux
avantages par rapport aux solutions actuelles.
On peut citer
- un rechauffement moindre de la suspension en cours de traitement,
car la surface d'echange thermique est nettemcnt plus grande w anergie
utilisee egale, on augmente l'efficacite du broyage ou a rendement
egal, on diminue la consommation d'energie, grace a l'agitateur a
bossages
- une meilleure homogeneite de la granulometrie finale, car on diminue
les gradients de vitesse et les passages preferentiels possibles
- toutes choses egales par ailleurs, a finesse et a debit egal, on
diminue le volume de la chambre, donc par consequent, la quantite de
billes necessaires, ainsi que la quantite de produit perdu lors de
chaque nettoyage
- une usure moindre ou une casse moindre de billes.
De la sorte, on peut utiliser ce dispositif avec succes pour le
broyage en continu en phase humide en vase clos de differents produits
tels que des pigments, des peintures et des vernis, des produits
pharmaceutiques ou cosmetologiques, des produits phytosanitaires, des
produits pour l'industrie alimentaire.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1/ Broyeur perfectionne pour le traitement en continu en phase humide
en cuve close, comportant - une cuve 5 a double enveloppe 7 de
refroidissement fixee au bati de la machine, - un organe
d'alimentation 6 de la suspension a traiter connecte a l'entree de la
cuve 5, - un organe de sortie 28 pour la matiere traitee, - un
agitateur rotatif axial 22 dispose a l'interieur de la cuve 5 formant
avec celle-ci une chambre de travail 30 ou circule la suspension
additionnee de billes, - des organes de travail fixes a l'agitateur 22
et sur l'enveloppe interieure 8 de la cuve 5, caracterise - en ce que
le diametre de l'agitateur 22 est au moins egal a la moitie de celui 8
de la chambre de travail 30, - en ce que les organes de travail fixes
a l'agitateur 22 et sur l'enveloppe interieure 8 de la chambre de
travail 30 ont la forme de bossages 12 et ont un volume au moins egal
a cinq pour cent (5 percent) de celui de la chambre de travail 30.
2/ Broyeur selon revendication 1, caracterise en ce que les bossages
12 ont une forme identique.
3/ Broyeur selon l'une des revendications 1 et 2, caracterise en ce
que les bossages 12 sont coniques et ont leur extremite arrondie.
4/ Broyeur selon l'une des revendications 1 a 3, caracterise en ce que
l'interralle entre la pointe des bossages 12 et soit la paroi
interieure 8 de la cuve 5 ou soit l'arbre 15 de l'agitateur 22, est de
l'ordre de trois fois le diametre des billes utilisees.
5/ Broyeur selon l'une des revendications 1 a 4, caracterise en ce que
l'agitateur axial 22 presente un canal 18 de refroidissement.
6/ Broyeur selon l'une des revendications 1 a 5, caracterise en ce que
les bossages 12 sont creux et sont refroidis selon le cas par le
circuit de refroidissement 18,25,26 de l'agitateur axial 22 ou de la
double enveloppe 7 de la paroi interieure 8 de la cuve 5.
7/ Broyeur selon l'une des revencations 1 a 6, caracterise en ce que
les bossages 12 sont disposes en couronnes sur l'arbre de l'agitateur
axial 22 et sur la face interne 8 de l'enveloppe de la cuve 5.
8/ Broyeur selon revendication 7, caracterise en ce que ces couronnes
sont regulierement espacees.
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