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PROCEDE DE HACHAGE ET DE BROYAGE ET APPAREILS POUR SA MISE EN OEUVRE.
La présente invention concerne un procédé de hachage et de broyage et des appareils pour sa mise en oeuvre, et elle convient notamment à la préparation de fourrages sans cependant être limitée à cette application.
On sait que les machines agricoles connues, destinées à la préparation de fourrages, fonctionnent avec des outils rotatifs, comme par exemple les hache-paille, les découpeuses pour betteraves, les broyeurs à marteaux etc.. Mais, telles qu'elles sont construites actuellement, ces machines ne conviennent pas encore à l'obtention rationnelle, avec une qualité satisfaisante, de la consistance pulpeuse des fourrages verts, etc.. nécessaires à l'alimentation moderne des animaux. Si on désire mélanger avec le fourrage vert, d'autres éléments de nourriture, notamment des grains, il est nécessaire d'utiliser à cet effet d'autres machines. Jusqu'ici, il n'a pas été possible de préparer le fourrage vert et de le mélanger en même temps d'une manière irréprochable avec des additions.
La présente invention résout ces problèmes par le fait que la matière à hacher et à broyer, soumise à une poussée d'avancement entre des parois de guidage, est exposée à une action de percussion à chocs réglables par une résistance d'accumulation réglable qui varie en coopération avec au moins un point à action non progressive des parois de guidage.
Cette action de percussion est exercée par des marteaux montés à rotation dans un carter, et qui tournent à très grande vitesse, par exemple de 3.000 tours-minute et plus. A cette vitesse, l'action de la force centrifuge est telle que la matière saisie par les marteaux est refoulée vers la surface intérieure de la paroi du carter et se déplace longitudinalement sur cette paroi.
Dans un mode de mise en oeuvre avantageux du procédé, l'action de
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percussion peut avoir lieu en deux phases, et l'intensité de l'action dans la première phase augmente progressivement en même temps que la vitesse d' avancement, tandis que cette intensité est maintenue tout au plus constante dans la deuxième phase pour une vitesse d'avancement réduite .
La machine convenant particulièrement à la mise en oeuvre de cette possibilité d'application, et faisant également partie de l'invention, fonctionne d'après le principe du broyeur à marteaux et elle est caractérisée par le fait que le carter, prévu pour le passage de la matière et raccordé à une trémie d'alimentation, se compose d'un élément divergent suivi d'au moins un .élément dont les sections successives ont tout au plus le plus grand diamètre de l'élément divergente tandis qu'à l'intérieur de ces éléments sait articulés à proximité de l'axe des marteaux dont les parties actives passent à proximité de la,paroi périphérique du carter, à l'extrémité postérieure duquel est prévu un orifice de sortie.
Le point à action non progressive est prévu dans le plan de raccordement de l'élément divergent du carter et de l'élément suivant.
Pratiquement, la machine est munie d'un ou de plusieurs orifices de chargement en partant desquels la matière à broyer est soumise à l'action d'une force centrifuge de plus en plus importante grâce aux organes percuteurs, se présentant notamment sous la forme de marteaux qui se suivent avec des bras de leviers de plus en plus longs dans l'élément conique du carter, de sorte qu'il en résulte des vitesses périphériques progressivement croissantes.
La forme conique du carter produit de cette manière une poussée d'avancement* Dans l'élément suivant du carter, qui est cylindrique, ou peut même être conique à section décroissant dans le sens de l'avancement, et dans lequel sont montés à rotation des organes percuteurs, notamment des marteaux adaptés à la forme du carter,la matière broyée subit une action de freinage qui se traduit par un tassement. Pour augmenter cette action on peut raccorder d' autres éléments de carter coniques à section décroissante ou cylindrique dans lesquels sont montés des organes percuteurs correspondants.
Dans ces zones sont prévus des volets coulissants dont le réglage pemet d'obtenir un orifice de sortie plus ou moins grand, de sorte qu'il est possible d'exercer pendant le fonctionnement, une action de tassement sur la matière broyée, ce qui modifie également l'effet du choc exercé par les marteaux sur la matière. Pour l'évacuation de la matière, on peut donc prévoir en un point approprié du fond du carter, des orifices en fonction de la finesse de broyage exigée et de la nature de la matière à broyer. Pour la mise en oeuvre du procédé, il est avantageux de prévoir en amont des mar- teaux,un hachage de gros éléments de la matière par un groupe de couteaux rotatifs,dont les extrémités sont situées sur un cône qui s'évase en direction de l'avancement de la matière.
Une autre possibilité de mise en oeuvre du procédé selon l'inven- tion consiste en ce que la percussion est effectuée en plusieurs phases successives avec une augmentation non progressive, et avec plusieurs tassements partiels.
Ce mode de mise en oeuvre rend impossible, même avec une matière très peu homogène, que certains gros éléments ne soient pas soumis à l'action de broyage même si la surface intérieure du carter est élargie par des évidements longitudinaux) qui pourraient, dans certaines conditions, donner aux gros éléments, la possibilité d'avancer sans subir un broyage suffisant.
Le dispositif permettant d'éviter ces inconvénients est caractérisé par des cloisons d'accumulation disposées dans le carter et perpendiculaires à l'axe de rotation des marteaux . Ces cloisons d'accumulation peuvent notamment se présenter sous la foras de cloisons annulaires perpendiculaires à l'axe de rotation et destinées à la liaison des parois cylindriques à diamètres graduellement croissants. Les bras de levier des marteaux reçoivent avantageusement des longueurs qui augmentent graduellement dans la même proportion que les rayons de courbure des parois cylindriques.
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Le dessin annexe représente quelques modes de réalisation.
Les figures 1 à 3 montrent un premier mode de réalisation.
Les figures 4 et 5 montrent un deuxième mode de réalisation.
Les figures 6 et 7 montrent un troisième mode de réalisation.
Les figures 8 et 9 montrent un quatrième mode de réalisation.
La figure 10 montre un cinquième mode de réalisation.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du premier mode de réalisation. La figure 2 est une vue de face d'un groupe de couteaux représenté sur la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe transversale de l'élément cylindrique du carter. La figure 4 est une vue en coupe lon- gitudinale du deuxième mode de réalisation, tandis que la figure 5 est une vue en coupe transversale du couvercle que montre la figure 4. La figure 6 est une vue en élévation latérale avec un arrachement partiel du troisième mode de réalisation, tandis que la figure 7 est une vue en bout correspon- dante. La figure 3 est une vue en élévation latérale avec des arrachements partiels du quatrième mode de réalisation, tandis que la figure 9 est une vue en bout correspondante.
La figure 10 est une vue en coupe longitudinale du cinquième mode de réalisation.
Dans le carter 1,muni d'un couvercle 33, est monté à rotation., 2 arbre d'entraînement 3 de l'appareil, sur l'extrémité gauche duquel est fixée une poulie à courroie 4. Sur l'arbre d'entraînement 3 est serré par un collier 5, 6, un ensemble de couteaux 7 fixés par des rivets 9 ou des éléments similaires à des pattes 8, de façon à pouvoir être remplacés. Le collier 5, 6, est serré par des boulons 10 sur l'arbre d'entraînement 3 (fig. 2). Les couteaux 7 sont décalés les uns par rapport aux autres et leurs longueurs jusqu'à la pointe augmentent dans le sens de l'avancement de la matière. Dans l'élément conique 1 du carter est fixé, sur l'arbre d'entraînement 3, un ensemble de marteaux. A cet effet, l'arbre porte des platines en croix.
Les platines verticales 11 et les platines horizontales 12 sont alternativement décalées de 90 les unes par rapport aux autres et rigidement fixées à l'arbre. Elles sont percées de trous dans lesquels sont enfilées des broches 13 auxquelles sont articulés les marteaux 14, dont les longueurs augmentent en fonction de forme conique de l'élément 1 du carter. Ces marteaux sont prévus aussi bien dans les intervalles entre les platines verticales 11 que dans les intervalles entre les platines horizontales 12. Il résulte de cet agencement que les marteaux balaient, pendant la rotation, toute la surface périphérique du carter dans le sens axial, de sorte que la matière broyée ne forme pas de dépôts sous la forme de nervures sur la paroi, si elle est collante.
Les marteaux peuvent être agencés de façon que chaque plan perpendiculaire à l'arbre 3 ne contienne qu'un seul marteau ou deux marteaux diamétralement opposés. La distance axiale entre les articulations peut diminuer dans le sens de l'avancement de la matière. Les têtes des marteaux 14 sont avantageusement disposées en gradins.
Les marteaux 14 sont suivis à l'intérieur de l'élément cylindrique 2 du carter d'un certain nombre de marteaux 15 ayant des longueurs égales-
L'élément cylindrique du carter 1 présente dans le bas un orifice de sortie 17 qui peut être plus ou moins masqué ou démasqué par un volet 18 pouvant coulisser axialement et avantageusement incurvé. Dans ce volet 18 est pratiquée une coulisse 19 que traverse une vis à ailettes 20 vissée dans le corps du carter et permettent de bloquer le volet. Si on le désire on peut masquer l'orifice de sortie par un tamis.
La trémie d'alimentation est montée sur l'extrémité de gauche du carter 1. Dans l'exemple représenté, elle est constituée par un entonnoir 21 destiné à recevoir une matière présentant des propriétés déterminées, et par un autre entonnoir recevant une matière ayant d'autres propriétés.' L'o-
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rifice entre les deux entonnoirs est commandé par un volet coulissant 36 ou un obturateur similaire monté sur la cloison articulée 38 de l'entonnoir.
La plus grande section de passage est établie lorsque la cloison 38 est naintenue par un verrou 39 à la position relevée indiquée en pointillé, et permet alors l'entrée de la matière sur un fond incliné 40 et par un orifice de grande section. Lorsque la cloison est fermée de la manière indiquée en traits pleins, un orifice plus petit peut être plus ou moins démasqué par le volet 36. Pour l'addition d'un liquide, on peut prévoir une tubulure 41.
Four Inapplication agricole préférée de l'appareil selon l'invention, on peut par exemple Introduire de l'herbe par la trémie 21, et des grains ou produits similaires par l'orifice plus ou moins masqué par le volet 36. Les grains sont alors déposés sur le fond incliné 40.
Le fonctionnement de la machine representée sur les figures 1 à 3 est le suivant :
La matière homogène ou hétérogène à hacher et à broyer, qui entre dans la machine par l'un ou par les deux entonnoirs (fourrage vert, betteraves, pommes de terre, grains, etc..), et qui reçoit éventuellement une addition d'eau ou d'un autre liquide approprié tel que le petit lait, est d'abord préalablement hachée par les couteaux 7, ce qui est par exemple nécessaire pour les betteraves ou d'autres produits en gros morceaux. Les couteaux convenablement conformés à cet effet poussent la matière en direction des marteaux. Elle passe dans l'élément conique 1 du carter par les marteaux 14.
La composante radiale des chocs, qui devient de plus en plus forte à cause de l'augmentation du diamètre du carter et de l'augmentation de la longueur des marteaux, c'est-à-dire de l'augmentation de la vitesse périphérique, assure le broyage de la matière, tandis que la composante axiale intervient pour faire avancer la matière. L'accélération de la matière est freinée dans l'élément cylindrique 2 du carter par l'action des marteaux 15 ayant des longueurs égales qui font également cesser le mouvement d'avancement.
Il en résulte un mélange intime et un broyage complémentaire de la matière*
L'action des marteaux est ainsi exercée sur la matière en deux phases. La première phase a lieu dans l'élément conique du carter où la vitesse d'avancement est augmentée par l'augmentation de la vitesse périphérique des têtes des couteaux déjà très élevée, et ce, en fonction de la violence des chocs. Dans la deuxième phase, qui a lieu dans l'élément cylindrique du carter, les marteaux ayant des longueurs égales ne produisent aucune composante axiale, de sorte qu'il n'en résulte aucun avancement.
Toutefois, la poussée axiale produite dans l'élément 1 du carter agit encore dans l'élément 2. La résistance opposée par le volet 10 donne lieu à une accumulation dans l'élément 2 qui s'oppose à la poussée provenant de la première phase, de sorte que les marteaux 15 peuvent encore exercer une forte action de broyage, et assurent en même temps un mélange intime de la matière.
Le réglage du volet 1@ permet d'évacuer la matière dans la zone des marteaux 14 dans une position déterminée de ce volet, et dans la zone des marteaux 15 dans une autre position du volet. La matière peut donc être soumise à volonté pendant une durée plus ou moins longue à l'action de broyage.
Ceci permet le réglage du degré de finesse pour une matière déterminée, et une large adaptation de la machine aux matières diverses. Les marteaux de l'élément cylindrique du carter ne sont pas seulement destinés au broyage complémentaire et au mélange intime, mais également à l'éjection de la matiè- .Le broyée.
Dans le mode de réalisation que montrent les figures 4 et 5, la matière broyée n'est éjectée qu'à l'extrémité de l'ensemble des couteaux 14, 15. La partis gauche de la machine n'est pas représentée, car elle correspond au mode de réalisation que montrent les figures 1 à 3. L'agencement facilite notamment l'éjection de la matière broyée et mélangée hors de la machine. L'élément 2 du carter porte dans le bas une bride 23, et le couvercle correspondant 33 est muni d'une paroi inférieure 24 formant un orifice
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25 qui peut être éventuellement fermé par un tamis. La section de passage vers l'orifice de sortie 25 peut être commandée par un organe d'étranglement qui peut se présenter sous la forme d'un diaphragme à iris.
Dans l'exemple représenté, la bride 23 de la partie 2 du carter porte un tiroir vertical
27 qui est guidé sur les parois latérales 23 du couvercle 33, et qui porte une vis à ailettes 29 pouvant se déplacer dans une coulisse 30 de la bride 23.
Lorsque le tiroir 27 est entièrement ouvert de façon que son bord supérieur soit au niveau de la partie inférieure du carter 35, la matière traitée par les marteaux 15 est éjectée latéralement hors du carter 35 pour être projetée par les marteaux plus petits 26. Par contre, la position représentée du tiroir donne lieu à une accumulation axiale de la matière de- vant le tiroir 27. La matière ne peut sortir du carter que lorsqu'elle a franchi le gradin 31 du couvercle, ou le bord 32. Une modification de la position du tiroir 27 permet d'agir dans tous les dispositifs de ce genre sur la durée du broyage et sur le degré de finesse.
Si on désire améliorer le mélange et la distribution, on peut prolonger l'élément cylindrique 2 du carter par un élément conique convergent 34, de la manière indiquée sur les fige. 6 et 7. Cet élément contient alors des marteaux 16 de longueurs progressivement décroissantes épousant la tome de cet élément. La vitesse périphérique, qui diminue d'un marteau au suivant, exerce sur la matière une forte action de freinage. La forte accumu- lation qui en résulte améliore complémentairement le mélange et la distribution.
Dans le bas de l'élément conique 34, est prévu un orifice d'éjection 22 (fig. 7) qui peut être plus ou moins masqué par des volets opposés 42, 43, 44, 45, 46, 47. Dans la position que montre la figure 7,-.la partie médiane de l'élément conique 34 est ouverte. Les volets 44 et 45 sont par conséquent déplacés vers le haut. Suivant l'ouverture complète où partielle de tous les volets ou d'une partie seulement de ces volets, on peut adapter la section de l'orifice d'éjection 22 et sa forme à toutes le@masses qui se présentent et ce, même pendant le fonctionnement. A cet effet, les différents volets 42, 43, 44, 45, 46, 47 peuvent être indépendants ou commandés en fonction les uns des autres.
Les figures 8 et 9 représentent une autre variante dans laquelle l'élément conique 34 du carter est à son tour prolongé par un élément cylindrique 35 qui contient des marteaux 26 ayant des longueurs égales. L'agen- cement avec un tiroir vertical 27 ou avec un autre obturateur d'étranglement correspond au mode de réalisation que montrent les figures 4 et 5-
Si les dispositifs décrits, tels que les organes 21, 35, ne suffisent pas pour l'alimentation avec des matières diverses, on peut compléter l'appareil selon l'invention en montant sur l'arbre 3, un broyeur de grains, de préférence sous la forme d'un broyeur à marteaux de construction connue.
La matière broyée sortant de cet appareil est alors injectée dans la trémie 21. Il devient ainsi possible de broyer en une opération avec un minimum de force motrice des matières de départ très différentes, et dont les facultés de broyage sont également très différentes, et de mélanger uniformément ces matières pour l'obtention d'une masse intimement mélangée.
Dans le mode de réalisation que montre la figure 10, la matière à broyer est soumise à plusieurs actions de broyage consécutives avec une augmentation non progressive d'une accumulation partielle après chaque phase.
Ceci est obtenu par une conformation en gradins du carter.
Dans le mode de réalisation représenté., la trémie d'alimentation 21 est raccordée au carter dans lequel est monté l'arbre horizontal 3. Ce carter peut débuter par une tubulure conique divergente 1 dans laquelle sont montés les marteaux 14 ayant des longueurs progressivement croissantes et tournant à des vitesses périphériques élevées. Cette tubulure conique 1 est avantageuse pour l'obtention d'une impulsion initiale d'avancement suffisam- ment puissante, mais elle n'est pas indispensable. La tubulure conique 1 du
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carter est suivie d'un élément de carter à gradins constitué par des cloisons 48 perpendiculaires à l'axe et les cloisons cylindriques 49 qui relient les premières entre elles.
Le diamètre des cloisons cylindriques raccordées les unes aux autres dans la direction de l'avancement augmente graduellement.
Dans les parties cylindriques consécutives de l'élément graduellement évasé sont montés des marteaux 50 qui tournent avec l'arbre 3 portant les marteaux 14, et dont les longueurs augmentent graduellement.
Le carter se termine par exemple par un élément cylindrique 2 dans lequel est monté un tiroir 18 ou un autre organe régulateur de la section de l'orifice d'éjection 17. Le carter est fermé de la manière usuelle par un couvercle 33. L'élément terminal 2 peut du reste recevoir une forme autre que cylindrique. En dehors de l'orifice d'éjection 17 prévu à l'extrémité du carter, on peut également prévoir dans ce mode de réalisation, d'autres orifices d'éjection sur un ou plusieurs des gradins 49, qui se laissent plus ou moins fermer par des volets.
Le fonctionnement est le suivant : Si la matière à broyer est introduite avec une poussée d'avancement suffisante dans l'élément de carter à gradins, elle est saisie par les marteaux dans le premier élément cylindrique et repoussée vers les parois cylindriques 49 sous l'action de la très grande force centrifuge. Ces marteaux broient en même temps cette matière.
La matière a tendance à s'échapper dans les deux sens, mais ne peut s'échapper que dans la direction de l'augmentation de la section du carter. Une partie de la matière a tendance à s'échapper dans le sens opposé et s'applique contre les parois 48 perpendiculaires à l'axe. Celles-ci assurent l'accumulation et la matière qui s'applique en quantité de plus en plus grande donne lieu à une poussée d'avancement dans la direction de l'orifice d'éjectidn 17- Au fur et à mesure qu'on augmente la vitesse périphérique des marteaux 50, on augmente également l'accumulation contre les parois 48 et, par conséquent, non seulement la poussée d'avancement, mais également l'action de broyage des marteaux.-
Grâce au fait que plusieurs parois d'accumulation en gradins agissent successivement sur la matière à broyer, on obtient un mouvement non uniforme,
dont le sens n'est également pas constant. Il en résulte un brassage qui donne un mélange aussi intime que possible, tout en assurant un broyage aussi fin que possible de la matière. Il est presque impossible que certains éléments relativement gros de la matière à broyer s'échappent de la zone d' action des marteaux, notamment dans l'agencement que montre la figure 10.
L'impulsion initiale nécessaire à l'avancement, notamment pour le fonctionnement du dispositif selon l'invention, peut être obtenue non seulement par la tubulure d'entrée conique, 1, du carter, dans laquelle tournent les marteaux 14, mais également par d'autres moyens techniques, par exemple à l'aide d'un dispositif fonctionnant à la manière d'une filière, par refoulement, etc..
En tenant compte de tous les modes de réalisation représentés sur le dessin, il est inessentiel pour le dispositif selon l'invention que l'impulsion d'avancement soit engendrée d'une manière ou d'une autre à l'entrée de l'élément conique ou en gradins du carter.
De nombreuses autres variantes peuvent être imaginées par la com- binaïson des modes de réalisation représentés. Les organes de percussion se présentant sous la forme de marteaux peuvent être remplacés par des organes conformés en couteaux.
Même au-delà des possibilités indiquées, l'invention peut être mise en oeuvre par de nombreux autres moyens entrant dans le cadre de l'in- vention.
L'application du procédé selon l'invention et des appareils des- tinés à sa mise en oeuvre est plus particulièrement prévue pour les besoins de l'agriculture. On peut préparer un fourrage homogène ou mélangé même en
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partant de constituants très différentsde façon à obtenir une masse dans laquelle les constituants sont finement distribués, et il est notamment possible de mélange:- intimement de l'herbe., du foin et d'autres fourrages à tiges avec des grains, avec une addition éventuelle de liquides, pour obtenir une masse très divisée et même pulpeuse. L'invention convient non seule ment à la préparation d'une masse inement divisée, mais également au broyage de fibres de tourbe, de paille de litière, de fumier d'étable, etc..
L'objet de l'invention convient même à la cuisine, notamment pour la fine division des épinards ou d'autres produits jusqu'ici difficiles à préparer, et son utilisation est également avantageuse dans les applications purement industrielles.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de broyage, caractérisé en ce que la matière à broyer, soumise à une poussée d'avancement entre des parois de guidage, est également soumise à une action de percussion qui se modifie en coopération avec des points de non-uniformité des parois de guidage et qui est réglable par une réaction variable d'accumulation.
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CHOPPING AND CRUSHING PROCESS AND APPARATUS FOR ITS IMPLEMENTATION.
The present invention relates to a chopping and grinding process and apparatus for its implementation, and it is particularly suitable for the preparation of fodder without, however, being limited to this application.
It is known that the known agricultural machines, intended for the preparation of fodder, operate with rotary tools, such as for example straw choppers, beet choppers, hammer mills, etc. But, as they are currently constructed , these machines are not yet suitable for obtaining rationally, with satisfactory quality, the pulpy consistency of green fodder, etc. necessary for modern animal feeding. If it is desired to mix with the green fodder other food elements, in particular grains, it is necessary to use other machines for this purpose. So far it has not been possible to prepare the green fodder and to mix it at the same time in a flawless way with additions.
The present invention solves these problems in that the material to be chopped and ground, subjected to a forward thrust between guide walls, is exposed to a percussion action with adjustable shocks by an adjustable accumulation resistance which varies. in cooperation with at least one non-progressive action point of the guide walls.
This percussion action is exerted by hammers mounted to rotate in a housing, and which rotate at very high speed, for example 3,000 revolutions per minute and more. At this speed, the action of the centrifugal force is such that the material gripped by the hammers is forced towards the inner surface of the wall of the housing and moves longitudinally on this wall.
In an advantageous embodiment of the method, the action of
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percussion can take place in two phases, and the intensity of the action in the first phase increases progressively at the same time as the speed of advancement, while this intensity is kept at most constant in the second phase for a speed d. reduced advancement.
The machine which is particularly suitable for implementing this possibility of application, and which also forms part of the invention, operates on the principle of the hammer mill and is characterized by the fact that the housing, provided for the passage of the material and connected to a feed hopper, consists of a divergent element followed by at least one element whose successive sections have at most the largest diameter of the divergent element while at the inside of these elements known to be articulated near the axis of the hammers, the active parts of which pass near the peripheral wall of the casing, at the rear end of which an outlet orifice is provided.
The non-progressive action point is provided in the connection plane of the divergent element of the housing and of the following element.
In practice, the machine is provided with one or more loading orifices from which the material to be ground is subjected to the action of an increasingly large centrifugal force thanks to the impacting members, in particular in the form of hammers which follow each other with increasingly long lever arms in the conical element of the housing, so that progressively increasing peripheral speeds result.
The conical shape of the housing produces in this way a forward thrust * In the next element of the housing, which is cylindrical, or can even be conical with a section decreasing in the direction of advance, and in which are mounted for rotation impactors, in particular hammers adapted to the shape of the casing, the ground material undergoes a braking action which results in settling. To increase this action, it is possible to connect other conical casing elements with decreasing or cylindrical section in which corresponding striker members are mounted.
In these areas, sliding shutters are provided, the adjustment of which allows a larger or smaller outlet orifice to be obtained, so that it is possible to exert during operation, a compacting action on the crushed material, which modifies also the effect of the impact exerted by the hammers on the material. For the evacuation of the material, it is therefore possible to provide at an appropriate point in the bottom of the casing, orifices depending on the required grinding fineness and the nature of the material to be ground. For the implementation of the method, it is advantageous to provide, upstream of the hammers, a chopping of large elements of the material by a group of rotary knives, the ends of which are situated on a cone which widens in the direction of. the advancement of the material.
Another possibility of implementing the method according to the invention consists in the percussion being carried out in several successive phases with a non-progressive increase, and with several partial settlements.
This mode of implementation makes it impossible, even with a very not very homogeneous material, that certain large elements are not subjected to the grinding action even if the internal surface of the casing is widened by longitudinal recesses) which could, in some cases conditions, give large elements the opportunity to advance without undergoing sufficient crushing.
The device making it possible to avoid these drawbacks is characterized by accumulation partitions arranged in the casing and perpendicular to the axis of rotation of the hammers. These accumulation partitions may in particular be in the foras of annular partitions perpendicular to the axis of rotation and intended for connecting cylindrical walls with gradually increasing diameters. The lever arms of the hammers are advantageously given lengths which gradually increase in the same proportion as the radii of curvature of the cylindrical walls.
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The accompanying drawing shows some embodiments.
Figures 1 to 3 show a first embodiment.
Figures 4 and 5 show a second embodiment.
Figures 6 and 7 show a third embodiment.
Figures 8 and 9 show a fourth embodiment.
Fig. 10 shows a fifth embodiment.
Figure 1 is a longitudinal sectional view of the first embodiment. Figure 2 is a front view of a group of knives shown in Figure 1. Figure 3 is a cross-sectional view of the cylindrical member of the housing. Figure 4 is a longitudinal sectional view of the second embodiment, while Figure 5 is a cross-sectional view of the cover shown in Figure 4. Figure 6 is a side elevational view with a partial cut away of the cover. third embodiment, while FIG. 7 is a corresponding end view. Figure 3 is a side elevational view with partial cutaway of the fourth embodiment, while Figure 9 is a corresponding end view.
Fig. 10 is a longitudinal sectional view of the fifth embodiment.
In the housing 1, provided with a cover 33, is rotatably mounted., 2 drive shaft 3 of the device, on the left end of which is fixed a belt pulley 4. On the drive shaft 3 is clamped by a collar 5, 6, a set of knives 7 fixed by rivets 9 or similar elements to tabs 8, so that they can be replaced. The collar 5, 6 is tightened by bolts 10 on the drive shaft 3 (fig. 2). The knives 7 are offset with respect to each other and their lengths up to the tip increase in the direction of the advance of the material. In the conical element 1 of the housing is fixed, on the drive shaft 3, a set of hammers. For this purpose, the tree carries cross plates.
The vertical plates 11 and the horizontal plates 12 are alternately offset by 90 with respect to each other and rigidly fixed to the shaft. They are pierced with holes in which are threaded pins 13 to which are articulated the hammers 14, the lengths of which increase as a function of the conical shape of the element 1 of the housing. These hammers are provided both in the intervals between the vertical plates 11 and in the intervals between the horizontal plates 12. It follows from this arrangement that the hammers sweep, during rotation, the entire peripheral surface of the housing in the axial direction, from so that the ground material does not form deposits in the form of ribs on the wall, if it is sticky.
The hammers can be arranged so that each plane perpendicular to the shaft 3 contains only one hammer or two diametrically opposed hammers. The axial distance between the articulations can decrease in the direction of the advance of the material. The heads of the hammers 14 are advantageously arranged in steps.
The hammers 14 are followed inside the cylindrical member 2 of the housing by a number of hammers 15 having equal lengths.
The cylindrical element of the housing 1 has at the bottom an outlet orifice 17 which can be more or less masked or unmasked by a flap 18 which can slide axially and advantageously curved. In this shutter 18 is formed a slide 19 which passes through a wing screw 20 screwed into the body of the housing and make it possible to block the shutter. If desired, the outlet opening can be masked with a sieve.
The feed hopper is mounted on the left end of the housing 1. In the example shown, it consists of a funnel 21 intended to receive a material having determined properties, and another funnel receiving a material having d 'other properties.' The o
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orifice between the two funnels is controlled by a sliding shutter 36 or a similar shutter mounted on the hinged partition 38 of the funnel.
The largest passage section is established when the partition 38 is held by a latch 39 in the raised position indicated in dotted lines, and then allows the entry of the material on an inclined bottom 40 and through an orifice of large section. When the partition is closed in the manner indicated in solid lines, a smaller orifice can be more or less unmasked by the shutter 36. For the addition of a liquid, a tubing 41 can be provided.
Oven In the preferred agricultural application of the device according to the invention, it is for example possible to introduce grass through the hopper 21, and grains or similar products through the orifice more or less hidden by the shutter 36. The grains are then placed on the inclined base 40.
The operation of the machine shown in Figures 1 to 3 is as follows:
The homogeneous or heterogeneous material to be chopped and ground, which enters the machine through one or both funnels (green fodder, beets, potatoes, grains, etc.), and which possibly receives an addition of water or another suitable liquid such as whey is first of all chopped beforehand by the knives 7, which is for example necessary for beets or other products in large pieces. Knives suitably shaped for this purpose push the material towards the hammers. It passes into the conical element 1 of the housing via the hammers 14.
The radial component of shocks, which becomes increasingly strong due to the increase in the diameter of the casing and the increase in the length of the hammers, that is to say, the increase in peripheral speed, ensures the grinding of the material, while the axial component intervenes to advance the material. The acceleration of the material is braked in the cylindrical element 2 of the casing by the action of hammers 15 having equal lengths which also stop the forward movement.
This results in an intimate mixing and complementary grinding of the material *
The action of the hammers is thus exerted on the material in two phases. The first phase takes place in the conical element of the casing where the forward speed is increased by increasing the peripheral speed of the already very high knife heads, depending on the violence of the impacts. In the second phase, which takes place in the cylindrical element of the casing, the hammers having equal lengths produce no axial component, so that no advancement results.
However, the axial thrust produced in the element 1 of the housing still acts in the element 2. The resistance opposed by the flap 10 gives rise to an accumulation in the element 2 which opposes the thrust coming from the first phase. , so that the hammers 15 can still exert a strong grinding action, and at the same time ensure an intimate mixing of the material.
The adjustment of the shutter 1 @ makes it possible to evacuate the material in the zone of the hammers 14 in a determined position of this shutter, and in the zone of the hammers 15 in another position of the shutter. The material can therefore be subjected at will for a longer or shorter period to the grinding action.
This allows the adjustment of the degree of fineness for a given material, and a wide adaptation of the machine to various materials. The hammers of the cylindrical element of the casing are not only intended for further grinding and intimate mixing, but also for ejecting the ground material.
In the embodiment shown in Figures 4 and 5, the ground material is ejected only at the end of the set of knives 14, 15. The left side of the machine is not shown, because it corresponds to the embodiment shown in Figures 1 to 3. The arrangement in particular facilitates the ejection of the crushed and mixed material from the machine. The element 2 of the housing carries a flange 23 at the bottom, and the corresponding cover 33 is provided with a lower wall 24 forming an orifice
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25 which can optionally be closed with a sieve. The section of passage to the outlet orifice 25 can be controlled by a throttle member which can be in the form of an iris diaphragm.
In the example shown, the flange 23 of part 2 of the housing carries a vertical drawer
27 which is guided on the side walls 23 of the cover 33, and which carries a wing screw 29 which can move in a slide 30 of the flange 23.
When the drawer 27 is fully open so that its upper edge is level with the lower part of the housing 35, the material treated by the hammers 15 is ejected laterally out of the housing 35 to be thrown by the smaller hammers 26. On the other hand, , the illustrated position of the drawer gives rise to an axial accumulation of material in front of the drawer 27. The material can only leave the casing when it has passed through the step 31 of the cover, or the edge 32. A modification of the The position of the slide 27 enables action in all devices of this kind on the duration of the grinding and on the degree of fineness.
If it is desired to improve the mixing and the distribution, it is possible to extend the cylindrical element 2 of the casing by a converging conical element 34, in the manner indicated on the figures. 6 and 7. This element then contains hammers 16 of progressively decreasing lengths matching the size of this element. The peripheral speed, which decreases from one hammer to the next, exerts a strong braking action on the material. The resulting high accumulation further improves mixing and distribution.
In the bottom of the conical element 34, there is provided an ejection orifice 22 (fig. 7) which can be more or less masked by opposed flaps 42, 43, 44, 45, 46, 47. In the position that Fig. 7. shows the middle part of the conical element 34 is open. The flaps 44 and 45 are therefore moved upwards. Depending on the complete or partial opening of all the shutters or only a part of these shutters, the section of the ejection orifice 22 and its shape can be adapted to all the @ masses which arise, even during operation. To this end, the various flaps 42, 43, 44, 45, 46, 47 can be independent or controlled as a function of each other.
Figures 8 and 9 show another variant in which the conical element 34 of the housing is in turn extended by a cylindrical element 35 which contains hammers 26 having equal lengths. The arrangement with a vertical drawer 27 or with another throttle shutter corresponds to the embodiment shown in Figures 4 and 5-
If the devices described, such as the members 21, 35, are not sufficient for the supply with various materials, the apparatus according to the invention can be completed by mounting on the shaft 3, a grain crusher, preferably in the form of a hammer mill of known construction.
The ground material leaving this device is then injected into the hopper 21. It thus becomes possible to grind in one operation with a minimum of motive force very different starting materials, and whose grinding faculties are also very different, and of uniformly mix these materials to obtain an intimately mixed mass.
In the embodiment shown in Figure 10, the material to be ground is subjected to several consecutive grinding actions with a non-gradual increase in partial accumulation after each phase.
This is obtained by a stepped conformation of the housing.
In the embodiment shown., The feed hopper 21 is connected to the casing in which is mounted the horizontal shaft 3. This casing may begin with a divergent conical pipe 1 in which are mounted the hammers 14 having progressively increasing lengths. and rotating at high peripheral speeds. This conical tubing 1 is advantageous for obtaining a sufficiently powerful initial advance pulse, but it is not essential. The conical tubing 1 of the
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casing is followed by a stepped casing element consisting of partitions 48 perpendicular to the axis and cylindrical partitions 49 which connect the former to one another.
The diameter of the cylindrical partitions connected to each other in the direction of advancement gradually increases.
In the consecutive cylindrical parts of the gradually flared element are mounted hammers 50 which rotate with the shaft 3 carrying the hammers 14, and whose lengths gradually increase.
The casing ends, for example, with a cylindrical element 2 in which is mounted a slide 18 or another member for regulating the section of the ejection orifice 17. The casing is closed in the usual manner by a cover 33. The casing is closed in the usual manner. terminal element 2 can moreover receive a shape other than cylindrical. Apart from the ejection orifice 17 provided at the end of the casing, it is also possible in this embodiment to provide other ejection orifices on one or more of the steps 49, which can be more or less closed. by shutters.
The operation is as follows: If the material to be ground is introduced with sufficient advancing thrust into the stepped housing element, it is gripped by the hammers in the first cylindrical element and pushed back towards the cylindrical walls 49 under the action of the very great centrifugal force. These hammers crush this material at the same time.
The material tends to escape in both directions, but can escape only in the direction of the increased crankcase section. Some of the material tends to escape in the opposite direction and is applied against the walls 48 perpendicular to the axis. These ensure the accumulation and the material which is applied in greater and greater quantity gives rise to an advancing thrust in the direction of the ejector orifice 17- As we increase the peripheral speed of the hammers 50, the accumulation against the walls 48 is also increased and, consequently, not only the forward thrust, but also the crushing action of the hammers.
Thanks to the fact that several accumulation walls in steps act successively on the material to be ground, a non-uniform movement is obtained,
whose meaning is also not constant. This results in a stirring which gives a mixture as intimate as possible, while ensuring as fine a grinding as possible of the material. It is almost impossible for some relatively large pieces of the material to be ground to escape from the zone of action of the hammers, especially in the arrangement shown in Figure 10.
The initial impulse necessary for advancement, in particular for the operation of the device according to the invention, can be obtained not only by the conical inlet pipe, 1, of the casing, in which the hammers 14 rotate, but also by d 'other technical means, for example using a device operating in the manner of a die, by delivery, etc.
Taking into account all the embodiments shown in the drawing, it is inessential for the device according to the invention that the advance pulse is generated in one way or another at the input of the element. conical or stepped housing.
Numerous other variations can be imagined by combining the embodiments shown. Percussion members in the form of hammers can be replaced by members shaped as knives.
Even beyond the possibilities indicated, the invention can be implemented by numerous other means coming within the scope of the invention.
The application of the process according to the invention and of the apparatuses intended for its implementation is more particularly provided for the needs of agriculture. Homogeneous or mixed fodder can be prepared even in
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starting from very different constituents so as to obtain a mass in which the constituents are finely distributed, and it is in particular possible to mix: - intimately grass., hay and other stalk fodder with grains, with an addition possible liquids, to obtain a very divided and even pulpy mass. The invention is suitable not only for the preparation of an unequally divided mass, but also for the grinding of peat fibers, litter straw, stable manure, etc.
The object of the invention is even suitable for cooking, in particular for the fine division of spinach or other products hitherto difficult to prepare, and its use is also advantageous in purely industrial applications.
CLAIMS.
1.- Grinding process, characterized in that the material to be ground, subjected to an advancing thrust between guide walls, is also subjected to a percussion action which changes in cooperation with points of non-uniformity of the guiding walls and which is adjustable by a variable accumulation reaction.