BE1013934A3

BE1013934A3 - Broyeur pendulaire.

Info

Publication number: BE1013934A3
Application number: BE2001/0069A
Authority: BE
Inventors: Edmond Soudron
Original assignee: Edmond Soudron
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2002-12-03
Also published as: WO2002060587A8; DE60232060D1; US20040046074A1; ATE429288T1; WO2002060587A1; EP1365863B1; EP1365863A1

Abstract

Broyeur pendulaire comportant une paroi (1) verticale intérieure de révolution autour d'un axe vertical principal (2) et formant un chemin de roulement (3) pour du broyage, un support (4) disposé coaxialement au-dessus du chemin de roulement (3) et agencé pour être mis en rotation autour de l'axe principal, au moins deux galets de broyage (8) comportant chacun une face de révolution (9) autour d'un axe de rotation (10), suspendus au support (4) et agencés pour que la face révolution (9) de chaque galet puisse rouler contre le chemin de roulement ou contre de la matière à broyer entre le galet et ledit chemin (3), un pressage de chaque galet (8) sur ledit chemin ou sur de la matière à broyer amenée entre eux résultant d'une force centrifuge (Fc) de chaque galet entraîné en rotation par le support, le broyeur comportant des moyens (12) agencés pour combiner à la force centrifuge (Fc) de chaque galet une force réglable et ces moyens de combinaison (12) prenant appui à cet effet sur un élément central (14) commun qui peut être soit fixé au support (4) soit en faire partie.

Description

- ι - "Broyeur pendulaire’*

La présente invention se rapporte à un broyeur pendulaire comportant (-) une paroi verticale intérieure de révolution autour d'un axe vertical principal et formant un chemin de roulement pour du broyage, (-) un support disposé coaxialement au-dessus du chemin de roulement et agencé pour être mis en rotation autour de l’axe principal, et (-) au moins deux galets de broyage. Ceux-ci comportent chacun une face de révolution autour d’un axe de rotation, sont suspendus au support et sont agencés pour que la face de révolution de chaque galet puisse rouler contre le chemin de roulement ou contre de la matière à broyer amenée entre le galet et ledit chemin, le galet pouvant tourner autour de son axe de rotation, lorsque le support commun tourne autour de l'axe principal. Un pressage de chaque galet sur le chemin de roulement ou sur de la matière à broyer amenée entre eux résulte d'une force centrifuge de chaque galet entraîné en rotation par le support.

Un broyeur de ce genre est connu par exemple par le US- A-4.522.343.

Dans un broyeur pendulaire, la pression de broyage est donnée uniquement par la force centrifuge que la vitesse de rotation du support confère aux galets et qui presse ceux-ci contre le chemin de roulement.

Le débit du broyeur pendulaire connu est proportionnel notamment au nombre de galets mis en œuvre et au pressage obtenu qui produit le broyage, donc à la force centrifuge Fc qui peut se calculer comme suit :

Fc = m . ω2. R .

La masse m d'un galet est approximativement donnée par : m = π. d2. h . 7 850/ 4 .

Le rayon de giration R d'un galet est donné par : R = ( D - d ) / 2 , D : diamètre du chemin de roulement (exprimé en m). d : diamètre du galet (exprimé en m). h : hauteur du galet (exprimée en m). m : masse du galet, (exprimée en kg ). ω : la vitesse angulaire (exprimée en rad/s ).

R : rayon de giration du centre de gravité du galet (exprimé en m).

Fc : force centrifuge (exprimée en N ).

Pour diverses raisons, notamment de vibrations, la vitesse de rotation des galets doit parfois être limitée. Elle est d’autant plus limitée que le produit doit être broyé plus finement. Il en résulte que, lors d'un broyage fin, la force centrifuge réduite par la diminution de la vitesse de rotation entraîne inévitablement une forte réduction de débit du broyeur.

A ce jour, on ne peut compenser cette perte de débit qu'en augmentant le nombre de galets.

Une augmentation du nombre de galets entraîne une diminution de leur diamètre d et donc de leur masse. Ceci est, dans une faible proportion, à l'avantage du rayon de giration (D - d)/2 du centre de gravité du galet.

Dans le broyeur connu, on ne peut compenser très partiellement une perte de masse, due à une diminution du diamètre d du galet, qu'en augmentant la hauteur h de celui-ci.

Le but de la présente invention consiste à procurer un broyeur pendulaire dont on peut augmenter ou, le cas échéant, diminuer le débit en agissant sur un autre paramètre que la vitesse de rotation, donc indépendamment de cette vitesse de rotation et aussi de la masse de chaque galet. En même temps, l'invention vise à procurer un moyen pour régler la force de pressage des galets autrement que par la vitesse de rotation.

A cet effet, le broyeur de l'invention comporte des moyens agencés pour combiner à la force centrifuge de chaque galet une force réglable et ces moyens de combinaison prennent appui à cet effet sur un élément central commun qui peut être soit fixé au support soit en faire partie.

Suivant une forme de réalisation de l'invention, les moyens de combinaison comportent, pour développer sur chaque galet la force réglable, un dispositif à fluide dont la pression est commandée.

Suivant une forme de réalisation particulière de l'invention, les moyens de combinaison comportent un boyau annulaire en matière élastique, dont un espace interne est alimenté en fluide à pression commandée et dont une surface externe est disposée pour commander le pressage des galets sur le chemin de roulement ou sur de la matière à broyer.

D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, des formes de réalisation particulières du broyeur suivant l'invention.

Les figures 1 à 3 montrent en élévation et coupe trois formes de réalisation différentes du broyeur pendulaire de l’invention.

Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.

Dans une forme de réalisation d’un broyeur pendulaire, celui-ci comporte une paroi 1 verticale intérieure de révolution autour d'un axe vertical principal 2 et formant un chemin de roulement 3 pour du broyage. Un support 4 est disposé coaxialement au-dessus du chemin de roulement 3 et est agencé pour être mis en rotation autour de l'axe principal 2 par l'arbre 5 d'un réducteur 6.

Au support 4, notamment en forme d'étoile, sont suspendus, par chaque fois un bras 7, au moins deux galets de broyage 8 comportant chacun une surface de révolution 9 autour d’un axe de rotation 10 et agencés pour que leur face de révolution 9 puisse rouler contre le chemin de roulement 3, ou contre de la matière à broyer amenée entre le galet 8 et ledit chemin 3, lorsque le support 4 tourne autour de l'axe principal 2. Le galet 8 peut alors tourner autour de son axe de rotation 10.

Chaque bras 7 est porté par le support 4 de manière à pouvoir pivoter sur celui-ci autour d'un axe de pivotement horizontal 11. En général, les axes de rotation 10 et de pivotement 11 correspondant à un bras 7 ne se coupent pas.

Suivant l’invention, le broyeur comporte des moyens 12 agencés pour combiner à la force centrifuge de chaque galet 8 une force réglable pour le pressage sur le chemin de roulement 3 ou sur de la matière à broyer amenée entre eux. Ces moyens de combinaison 12 (figure 1) peuvent, le cas échéant, former un ensemble supporté uniquement par les bras 7 auxquels ils sont fixés. En effet, les forces de pressage s’équilibrent en principe de manière régulière entre les galets 8.

Les moyens de combinaison 12 peuvent cependant (figure 2) prendre un appui sur le support 4 susdit ou en faire partie pour notamment réduire ou éviter une transmission d'éventuelles vibrations d'un galet 8 à l'autre.

Dans la forme de réalisation de cette figure 2, les moyens de combinaison 12 comportent, pour un pressage supplémentaire de chaque galet 8 un dispositif à ressorts 13 de compression agencés pour agir dans le même sens que la force centrifuge Fc.

Un montage avec des ressorts de traction peut également être appliqué au cas où : soit l'on souhaite que ceux-ci poussent les galets 8 vers le chemin de roulement, soit on les utilise pour réduire la force centrifuge.

Une extrémité 13A (figure 2) des ressorts 13, associée aux galets 8, peut être fixée au bras 7 correspondant tandis que l'extrémité 13B opposée des ressorts peut être fixée à un élément central 14. Celui-ci peut faire corps avec le support 4 ou y être relié avantageusement par un moyen de réglage 14A agencé pour pouvoir déplacer l’élément central 14, suivant une double flèche F, entre une première position dans laquelle les ressorts 13 sont comprimés à une valeur maximale (les axes des ressorts 13 étant par exemple dans un même plan que leurs extrémités 13A) et une seconde position dans laquelle les ressorts 13 sont comprimés à une valeur minimale ou dans laquelle ils sont même détendus (position dans laquelle les extrémités 13B sont soit au-dessus soit en dessous du plan précité). Il est même possible de choisir des ressorts 13 et une seconde position dans laquelle ils s’opposent partiellement à la force centrifuge, en tirant sur les bras 7.

Dans une forme de réalisation préférée, les moyens de combinaison 12 comportent pour ledit pressage un dispositif à fluide 15 (figures 1 et 3) agissant sur les galets 8 et dont la pression est commandée en fonction du pressage souhaité.

Comme représenté à la figure 1, les moyens de combinaison 12 peuvent comporter pour le pressage de chaque galet 8 un vérin 16, notamment soit du type usuel à cylindre et piston soit d'un type à soufflet, recevant le fluide à pression commandée.

En variante et comme représenté à la figure 3, les moyens de combinaison 12 peuvent comporter un boyau annulaire 18 en matière élastique, dont un espace interne est alimenté en fluide à pression commandée et dont une surface externe 19 est disposée pour commander le pressage des galets 8 sur le chemin de roulement 3 ou sur de la matière à broyer.

Le boyau annulaire 18 peut être un pneumatique standard de véhicule, monté sur une roue également standard agissant comme élément central 14.

Dans un montage proposé en traits pleins à la figure 3, la surface externe 19 du boyau annulaire agit sur chaque galet 8 par l'intermédiaire du bras 7 portant ce galet 8. Dans ce cas, ledit boyau 18 peut être fixé au support 4 et tourner avec lui.

Par contre, dans une variante représentée en traits interrompus à la figure 3, la surface externe 19 du boyau annulaire 18 agit sur la surface de révolution 9 des galets. Le boyau annulaire 18 doit pouvoir tourner par rapport au support 4.

En particulier dans le cas d'un vérin 16 à cylindre et piston ou à soufflet, les moyens de combinaison 12 peuvent être agencés pour mettre le fluide de commande en pression aussi bien qu'en dépression. Dans cette dernière situation, il y a ainsi la possibilité d'augmenter sensiblement, pour une matière déterminée, la vitesse de rotation ω des galets 8 pour augmenter le débit de matière broyée, sans augmenter pour cela jusqu'à des valeurs néfastes pour cette matière la force de pressage des galets 8 pendant le broyage. En effet, la force obtenue par dépression dans chaque vérin 16 se soustrait de la force centrifuge Fc correspondant à la vitesse ω choisie.

Il doit être entendu que l’invention n’est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre des revendications.

Ainsi, il est à considérer comme équivalent technique du système à dépression qui vient d’être décrit, un montage non représenté dans lequel chaque galet 8 est poussé vers le chemin de roulement 3 par un vérin 16 correspondant, ou par le boyau annulaire 18, alimenté en pression réglable et est tiré en sens inverse par un ressort non représenté. Il est aisé de comprendre que, dans ce cas également, à la force centrifuge Fc s'oppose la force dudit ressort que l'on peut considérer comme sensiblement constante pour la course qu'il parcourt en suivant le mouvement du bras 7. Le vérin 16 ou boyau 18 ajoute alors sa force réglable à la force centrifuge Fc pour obtenir un réglage de la force résultante de pressage de broyage.

Dans le broyeur pendulaire de l'invention, un système de butée non représenté peut être prévu pour agir par exemple sur chaque bras 7 afin de maintenir les galets 8 à une distance voulue du chemin de roulement 3, afin de déterminer de cette manière une finesse de broyage.

On constate qu’un but de l'invention consiste de plus en ce que la résultante des forces appliquées sur l’élément central 14 et/ou sur le support 4 est nulle, entre autre un équilibre étant obtenu automatiquement dans les systèmes à fluide décrits ci-dessus.

Claims

1. Broyeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de combinaison (12) comportent pour chaque galet (8) un dispositif à ressorts (13) agencé de préférence de manière à pousser le galet (8) dans le même sens que la force centrifuge (Fc).

1. Broyeur pendulaire comportant : - une paroi (1 ) verticale intérieure de révolution autour d'un axe vertical principal (2) et formant un chemin de roulement (3) pour du broyage, - un support (4) disposé coaxialement au-dessus du chemin de roulement (3) et agencé pour être mis en rotation autour de l'axe principal (2), - au moins deux galets de broyage (8), comportant chacun une face de révolution (9) autour d'un axe de rotation (10), suspendus au support (4) et agencés pour que la face de révolution (9) de chaque galet (8) puisse rouler contre le chemin de roulement (3) ou contre de la matière à broyer amenée entre le galet (8) et ledit chemin (3), le galet (8) pouvant tourner autour de son axe de rotation (10), lorsque le support (4) tourne autour de l'axe principal (2), - un pressage de chaque galet (8) sur le chemin de roulement (3) ou sur de la matière à broyer amenée entre eux résultant d'une force centrifuge (Fc) de chaque galet (8) entraîné en rotation par le support (4), le broyeur étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (12) agencés pour combiner à la force centrifuge (Fc) de chaque galet (8) une force réglable et en ce que ces moyens de combinaison (12) prennent appui à cet effet sur un élément central (14) commun qui peut être soit fixé au support (4) soit en faire partie.

2. Broyeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'à leur extrémité (13B) opposée à celle (13A) associée à un galet (8) à commander, les ressorts (13) des différents galets (8) sont fixés à l'élément ‘central (14) relié au support (4) précité par un moyen de réglage (14A) agencé pour pouvoir déplacer ledit élément central (14A) entre une position dans laquelle les ressorts (13) sont comprimés à une valeur maximale et une position dans laquelle ils sont comprimés à une valeur minimale, voire détendus ou en traction.

3. Broyeur suivant l’une ou l’autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de combinaison (12) comportent, pour développer sur chaque galet (8) la force réglable, un dispositif à fluide (15) dont la pression est commandée.

4. Broyeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif à fluide (15) comporte pour chaque galet (8) un vérin (16) recevant le fluide à pression commandée.

5. Broyeur suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'à leur extrémité opposée à celle associée à un galet (8) à commander, les vérins (16) des différents galets (8) sont fixés à l'élément central (14) éventuellement fixé au support (4) susdit.

6. Broyeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de combinaison (12) comportent un boyau annulaire (18) en matière élastique, dont un espace interne est alimenté en fluide à pression commandée et dont une surface externe (19) est disposée pour commander le pressage des galets (8) sur le chemin de roulement (3) ou sur de la matière à broyer.

7. Broyeur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la surface externe (19) du boyau annulaire (18) agit sur chaque galet (8) par l’intermédiaire d’un bras (7) portant ce galet (8).

8. Broyeur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la surface externe (19) du boyau annulaire (18) agit sur la surface de révolution (9) des galets (8).

9. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le dispositif à fluide (15) est agencé pour mettre le fluide de commande en pression ou en dépression.

10. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'un système de butée est agencé pour agir sur chaque bras (7) afin de maintenir les galets (8) à une distance voulue du chemin de roulement (3).

11. Broyeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les moyens de combinaison (12) sont agencés de manière à ce que la résultante des forces appliquées pour chaque bras (7) est nulle à l'endroit de l’élément central (14) et/ou du support (4).