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Broyeur à trois cylindres : fonctionnement pour le broyage des pigments et des pâtes
Broyeur à trois cylindres : fonctionnement pour le broyage des pigments et des pâtes
laminoir à trois cylindres POLYC 406 mm — cylindres en alliage refroidi, décharge par tablier hydraulique, conçu pour les pâtes de pigments et d'encres à haute teneur en solides.
Les pâtes pigmentaires à haute viscosité, les encres offset et héliogravure, ainsi que les formulations conductrices à base d'argent résistent aux outils que la plupart des usines utilisent en premier lieu. Elles bloquent un disperseur à grande vitesse et peinent à fonctionner dans un broyeur à billes , où l'énergie nécessaire au cisaillement de la pâte est gaspillée à entraîner de lourds billes de zircone à travers une masse qui s'épaissit. Un broyeur à trois cylindres adopte une approche différente : il réduit la taille des particules non pas par des collisions aléatoires entre les cylindres, mais en forçant le matériau à travers deux zones de pression de précision, où la différence de vitesse entre les trois cylindres superposés crée un cisaillement laminaire intense et contrôlable.
Un broyeur à trois cylindres broie les pâtes à haute viscosité (encres, pigments, revêtements et onguents) en les faisant passer à travers deux passages étroits formés par trois cylindres horizontaux contrarotatifs refroidis à l'eau. Les vitesses de rotation variables des cylindres (lente, moyenne et rapide) génèrent un cisaillement qui désagrège les agglomérats en particules d'environ 1 à 10 µm, sans risque de contamination du lot par les billes de broyage ni de brûlure due au frottement. La ligne PTM de POLYC couvre des diamètres de cylindres de 150 à 406 mm et une puissance de 2,2 à 22 kW.
Comment fonctionne un laminoir à trois cylindres
Trois rouleaux sont disposés horizontalement : un rouleau à alimentation lente en bas, un rouleau intermédiaire au milieu et un rouleau à tablier rapide en haut. La matière est introduite depuis une trémie sur le rouleau à alimentation lente. Au premier contact, elle est transférée sur le rouleau intermédiaire, au second contact sur le rouleau rapide, et une lame raclante (le tablier), actionnée par ressort ou hydrauliquement, soulève la pâte finie du rouleau rapide et la dépose dans un bac.
Vue de dessus de l'empilement de rouleaux en alliage refroidi — le cœur du mécanisme de cisaillement.
Deux éléments déterminent le résultat. Premièrement, l' écartement des cylindres , réglé sur la ligne PTM à l'aide de molettes lors de la mise en service, ou sur la ligne hydraulique PHM par un système maintenant les cylindres à une pression fixe de 6,3 MPa. Deuxièmement, la vitesse différentielle des cylindres : les cylindres lents, intermédiaires et rapides tournent selon les rapports nominaux d'usine (par exemple 16/48/145 tr/min sur la PTM406). Ainsi, la différence de vitesse à chaque point de contact étire et déchire les agglomérats. Grâce au refroidissement à l'eau des cylindres, les pâtes thermosensibles restent à une température inférieure au seuil de dommage, même lors de longs cycles.
Le point de pincement et le tablier de décharge — là où le cisaillement a lieu et où la pâte finie est recueillie.
Pourquoi le broyeur à trois cylindres est-il le meilleur pour le broyage des pigments et des pâtes ?
Contrairement à un broyeur à billes , un broyeur à trois cylindres ne possède pas de billes de broyage. Ce seul fait explique en grande partie son avantage sur les matériaux épais :
- Marge de viscosité. Les broyeurs à billes perdent en efficacité au-delà d'environ 15 000 à 20 000 mPa·s, car le média ne peut plus se déplacer librement. Les broyeurs à trois cylindres sont la norme pour les pâtes supérieures à 50 000 mPa·s et, sur la ligne de POLYC, ils traitent les encres offset et les pâtes conductrices à base d'argent jusqu'à environ 3 000 000 mPa·s.
- Aucune contamination du matériau. Il n'y a ni billes de zircone ni billes d'acier susceptibles de s'user et de se détacher dans le produit, et aucune étape de tamisage n'est nécessaire pour les récupérer. Le produit final est pur.
- Distribution granulométrique étroite, couleur intense. Le cisaillement laminaire assure une distribution granulométrique étroite, ce qui se traduit par une brillance accrue et une couleur plus intense — une propriété sur laquelle POLYC fonde la finition et le refroidissement de ses rouleaux.
- Contrôle de la température. Des rouleaux refroidis évacuent la chaleur à la source. Un broyeur à billes lutte contre la chaleur de friction du média grâce à une enveloppe que le média lui-même isole.
Tablier et raclette à finition miroir — la surface de contact qui recueille la pâte finie sans laisser de traces.
Broyeur à trois cylindres vs broyeur à billes vs broyeur à boulets
Chaque machine a ses propres caractéristiques optimales. Choisissez en fonction de la viscosité et de la tolérance des fluides présents dans le lot :
| Critère | Laminoir à trois cylindres | Moulin à perles | Broyeur à boulets |
|---|---|---|---|
| viscosité optimale | > 50 000 mPa·s (jusqu'à ~3 000 000) | < 15 000 mPa·s | Large, mais lent |
| contamination des médias | Aucun | Perles de zircone | billes d'acier |
| Finesse | 1–10 µm | 50 nm–5 µm | 1–50 µm |
| débit | Lot, faible–moyen | Continu, élevé | Lot, faible |
| Contrôle de la chaleur | Petits pains froids | Enveloppé, plus dur | Pauvre |
| Utilisation typique | Encres, pigments, pâtes | suspensions de nanoparticules, à faible viscosité | Minéraux, grossiers |
Règle générale : pour une suspension nano à faible viscosité, un broyeur à billes permet d’obtenir une taille de particules plus petite ; pour une pâte épaisse, sensible à la chaleur et intolérante aux milieux de broyage, le broyeur à trois cylindres est la machine appropriée.
Paramètres représentatifs d'un laminoir à trois cylindres (POLYC PTM)
Le tableau ci-dessous présente la gamme standard POLYC PTM. Les vitesses de roulement lente, moyenne et rapide correspondent aux valeurs nominales d'usine à pleine vitesse d'entraînement ; l'écartement est réglé à l'aide des molettes lors de la mise en service.
PTM150 et PTM260 côte à côte — passage du laboratoire à la production au sein d'une seule plateforme.
| Modèle | Rouleau Ø (mm) | Longueur utile (mm) | Vitesses de roulement (tr/min) | Moteur (kW) | Poids (kg) |
|---|---|---|---|---|---|
| PTM150 | 150 | 300 | 26 / 78 / 205 | 2.2 | 500 |
| PTM260 | 260 | 675 | 24 / 68,5 / 195 | 7,5 | 2000 |
| PTM406 | 406 | 810 | 16 / 48 / 145 | 15.0 | 5300 |
| PTM406L | 406 | 1000 | 16 / 48 / 145 | 22.0 | 5800 |
Les paramètres indiqués correspondent à des configurations standard. Les tensions moteur (220 V / 380 V / 440 V, 50 Hz / 60 Hz), les systèmes de pression hydraulique des rouleaux, les variateurs de fréquence, les rouleaux en céramique (zircone / alumine / carbure de silicium) et les configurations antidéflagrantes sont disponibles sur demande. Des exemples de projets réalisés dans votre secteur d'activité sont disponibles sur demande.
Scénarios d'approvisionnement
| Scénario | Ce que vous fabriquez | Modèle recommandé |
|---|---|---|
| UN | Encre offset/héliogravure, volume moyen | PTM260 — 7,5 kW, rouleaux réfrigérés |
| B | Pâte à pigments à haute teneur en solides ou pâte d'argent conductrice | PTM406L — 22 kW, rouleau long, tablier hydraulique |
| C | Laboratoire, R&D, petite série | PTM150 — 2,2 kW, échelle de laboratoire |
| D | Revêtement à grand volume, alimentation continue | PTM406 — 15 kW, stations jumelées |
Pourquoi POLYC
Plus de 19 ans d'exportation d'équipements industriels de broyage et de mélange depuis notre propre usine de Wuxi — sans marge commerciale, traçabilité complète des plans et des pièces détachées.
Les rouleaux réfrigérés multizones maintiennent une température de pincement basse, de sorte que les pigments et les encres thermosensibles conservent leur teinte au lieu de brûler.
Les rouleaux à finition miroir et le contrôle précis de la pression permettent une distribution granulométrique étroite — un brillant plus élevé et une couleur plus intense à partir de la même charge de pigments.
Nos ingénieurs vous répondent sous 24 heures avec une recommandation de modèle et une vérification du processus sur votre matériau.
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Quelle finesse de broyage peut atteindre un broyeur à trois cylindres ?
Un broyeur à trois cylindres réduit généralement la taille des particules à environ 1 à 10 micromètres. La finesse finale est déterminée par l'écartement des cylindres et la vitesse différentielle de ces derniers, et non par des collisions aléatoires entre les milieux.
Quand dois-je choisir un broyeur à trois cylindres plutôt qu'un broyeur à média ?
Choisissez un broyeur à trois cylindres lorsque votre matériau est trop visqueux pour un broyeur à billes (environ plus de 50 000 mPa·s), lorsque toute contamination par les billes de broyage est inacceptable ou lorsque la pâte est sensible à la chaleur. Pour les suspensions nanométriques de faible viscosité, un broyeur à billes permet d'obtenir une granulométrie plus fine.
Quelle viscosité un laminoir à trois cylindres peut-il traiter ?
Les broyeurs à trois cylindres POLYC traitent des pâtes dont la viscosité varie d'environ 50 000 mPa·s à environ 3 000 000 mPa·s pour les encres offset et les pâtes conductrices à base d'argent. Un disperseur standard à grande vitesse atteint généralement son régime maximal au-delà de 15 000 à 20 000 mPa·s.
Comment l'écartement des pinces est-il défini et contrôlé ?
Sur la ligne PTM, l'écartement des cylindres est réglé à l'aide de molettes manuelles lors de la mise en service ; sur la ligne PHM hydraulique, un système hydraulique maintient les cylindres à une pression fixe de 6,3 MPa. Les vitesses de rotation lente, moyenne et rapide des cylindres correspondent aux valeurs nominales d'usine à pleine vitesse d'entraînement.
Un laminoir à trois cylindres contamine-t-il le produit ?
Non. Un broyeur à trois cylindres n'utilise aucun média de broyage ; il n'y a donc pas d'usure de billes ou de perles susceptible de contaminer le lot. Les cylindres sont en acier allié trempé ; des cylindres en céramique de zircone, d'alumine ou de carbure de silicium sont disponibles sur demande pour les pâtes sensibles à la contamination.
De quel système de refroidissement un laminoir à trois cylindres a-t-il besoin ?
Les rouleaux sont refroidis à l'eau (refroidis) afin d'éviter que les pâtes thermosensibles ne brûlent au point de contact. POLYC utilise un système de refroidissement multizone pour limiter l'élévation de température même lors de longues séries de production.
Ressources connexes
