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"Procédé et appareil pour le broyage ou la pulvérisation de matériaux aù moyen d'organes debroyage mobjles"
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Dans le brevet principal on a'décrit et représenté un mode de réalisation d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de broyage ou d.e pulvérisation de matériaux au moyen d'organes de broyage mobiles'faisant l'objet du paragraphe 1 du'résumé dudit brevet, ledit appareil étant essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte deux -tambours disposés à l'intérieur l'un de l'autre et formant entre eux une chambre annulaire remplie d'une couche d'organes de broyage, et des moyens pour faire tourner les deux tambours l'un par rapport à l'autre,
où au moins la face périphérique du tambour intérieur tournée vers les organes de broyage, est dotée de moyens destinés à augmenter la friction. la mise en marche de tels broyeurs entraine une grande charge pour le moteur du broyeur et ses organes de transmission. C'est pourquoi on a déjà proposé de faire tourner le tambour intérieur lors du démarrage et de ne lefreiner jusqu'à l'arrêt qu'une fois que la vitesse de régime est atteinte. Mas le dispositif de freinage doitalors être très volumineux et les pièces que le constituent, subissent une forte usure.
La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, selon l'invention, un appareil du genre décrit:plus haut est ansi conçu que le tambour extérieur est rotatif et muni d'un. dispositif d'entraînement, tandis que le tambour intérieur est en principe fixe,c'est
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-à-dire non rotatif, et que les moyens destinés à augmenter ia friction que comporte la surface périphérique dudit tambour intérieur ont la forme de saillies interrompues dans le sens périphérique et dont des dimensions sont variables.
L'invention sera décrite avec plus de détails à l'aide du dessin annexé qui en illustre schématiquement plusieurs formes de réalisation, et dans lequel:
La fig. 1 est une coupe axiale d'un broyeur à chambre annulaire selon l'invention.
La fig. 2 montre, à une échelle agrandie, une autre forme de réalisation des organes destinés à augmenter la friction,
La figure 3 est une coupe suivant la liane III-III de la fig. 2;
La fig. 4 est un détail d'une coupe transversale de la chambre annulaire d'une autre forme de réalisation du broyeur
Les fig. 5 et 6 sont des vues en coupe axiale de la paroi du tambour intérieur avec une nouvelle forme de réalisation des organes destinés à augmenter la friction.
Les organes analogues sont désignes dans toute:, les . figures par les mêmes chiffres de référence.
Le broyeur à chambre annulaire illustré par la fig. 1
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comporte un tambour intérieur fixe 1 et un tambour extérieur rotatif 2 qui délimitent une chambre annulaire 3 remplie d'une couche d'organes de broyage mobiles (non représentée sur-le dessin). Le tambour intérieur 1 présente des flasques extrêmes 4,5 et, par l'intermédiaire du raccord tubulaire 6, solidaire du flasque 5, il est rigidement lié au support 7 des moteurs de réglage, lequel repose sur des galets 8 et est dépaçable dans le sens axial sur des rails 9. Le flasque4 du tambour intérieur 1 est relié à un disque lo qui lui est parallèle, par l'intermédiaire d'ailettes radiales qui délimitent des canaux radiaux.
Le disque lo est percé d'un orifice central auquel est raccordée la tubulaire 11 par laquelle les matériaux à broyer sont introduits dans l'appareil.
Le tambour extérieur 2 présente du côté do l'entrée un flasque 12 pourvu d'un orifice central où passe la tubulaire d'alimentation 11. Un arbre creux 13, solidaire du flasque 12 du tambour et entourant le tuyau d'alimentation
11, constitue le tourillon d'un palier (non représenté sur le dessin), et le dispositif moteur (non représenté), prévu pour faire tourner le tambour extérieur 2, y est également fixé. Ce tambour extérieur est en outre pourvue d'un chemin de roulement 14, qui repose sur deux galets (non représentés). Du côté opposé au flasque 12, le tambour extérieur- est pourvu d'un flasque annulaire 15.
Une
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cloison 16, également annulaire et percée de fentes, est fixée à la paroi intérieure dudit tambour 2 et empêche les organes de broyage de passer de la chambre annulaire 3 dans l'espace compris entre le flasque 4 du tambour intérieur et le dicque 10. Le tambour extérieur 2 présente à non extrémité proche du flasque 15, le long d'une certaine zone de ion pourtour, des lumières, oblongues 17 qui laissent passer les matériaux broyés mais empêchent en même temps les organes de broya.-le de sortir de la chambre annulaire 3.
Un collecteur annulaire 18, pourvu à son point bas d'un tuyau de décharge 19, entoure la zone comportant les lumières oblongues 17.
Le flasque 4 du tambour intérieur est solidaire d'une tige 20 qui d'étend jusqu'au bord extérieur du support 7 des monteurs de réglage et porte à cette extrémité un piston
21. Un tube 24, terme à ses deux extrémités par des couvercles 22,23 et p'étendant sur presque toute la lenteur de la tige 20, constitue un cylindre entourant le piston 21.
Par ailleurs,'la tige 20 est guidée dans un alésage qui traverse le couvercle 23 disposé du côté de l'entrée. Le tube 24 est à'son tour entouré d'une douille 25. les cylindres 26 èt 27 des moteurs de rélae hydrauliques comportant respectivement les chambras de pression 28,29 et 30, 31, sont formes dans le suppbrt 7. Le piston 32 du moteur de réglage 26,28,29 est solidaire du tube 24 et le
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piston 33 du moteur de réglage 27,3o,31 est solidaire de la douille 23.
Les surfaces de pression utiles des pistons 32 et 33 ont toutes les mêmes dimensions.-
Des tringles 35 sont articulées par l'intermédiaire d'oeillets 34 sur le tube 24, et la douille 25 présente des fentes s'étendant: en direction axiale pour le passais de ces oeillets 34 qui se trouvent du côté du'moteur de réglage sur le tube 24. Des tringles 37 sont articulécs par l'inter- médiaire d'oeillets 36 sur la douille 25.
Les extrémités opposées aux oeillets 34, 36 de chaque paire de tringles 35,37 disposées sur la même génératrice du tambour, sont articulées l'une sur l'autre par l'intermédiaire de boulons 38. Ces mêmes boulons 38 servent d'axes d'articulation pour relier deux à deux les paire de tiges 35,37 par des barres plates parallèles 39, disposées à proximité de la paroi interne du tambour central 1.
La paroi du tambour intérieur 1 comporte des lumières 40 qui s'étendent le long de ses génératrices. Du côté tourné vers la paroi interne du tambour intérieur 1, les barres 39 portent des cames41 guidées dans les.lumières 40.
Le tube 24 porte à son extrémité tournée du côté de l'entrée un disque 42 et la douille 25 porte un disque 43 du coté du moteur de réglage 27-33, au delà des oeillets 36 disposés de ce côté. Les disques 42,43 sont percés de fentes 44,45 dans lesquelles les barres 39 sont guidées et peuvent se déplacer radialement.
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Les chambres de pression des moteurs de réglage 28,30 d'une part, et 29,31 d'autre part, peuvent être mises en communication par l'intermédiaire des conduites 46 et 47 à l'aide d'organes obturateurs (non représentés), soit avec une source d'huile sous pression (non représentée), soit avec un milieu non exposé à une pression oléohydraulique.
La.face du piston 21 représentée à droite sur le dessin, délimite avec le tube 24 et son couvercle 22, une chambre de pression 48, et la face de ga@che du piston'21 délimite avec le tube 24 et son couvercle 23, une chanbre de pression 49. Dans la paroi tu tube 24, il est prévu un canal 50 qui s'étend sur presque toute sa longueur et débouche du côté de l'entrée dans la chambre de.pression 49, Tandis que son autre extrémité (à droite sur le dessin) est ouverte vers l'extérieur.
Les deux chambres de pression .48 et 49 peuvent, d'autre part, être respectivement raccordées par l'inter- médiaire de conduites mobiles 51 et 52 et du canal 50 à l'aide d'oanes d'arrêt, soit à une source d'huile nous pression, soit à un milieu qui n'est pas exposé à la pression oléo- hydraulique (non représentés).
Le dispositif servant à provoquer le déplacement radial des cames 41 fonctionne comme suit: les cames 41 sont représentées à la fig. 1 dans leur position moyenne et les pistons des moteurs de réglage 32 et 33 se trouvent dans leur position médiane dans les cylindres 26,27. Le flasque 5 du
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tambour intérieur 1 est relié à ce dernier par un dispositif amovible (non représenté), et le support 7 des moteurs de réglage est relié aux rails 9 qui le portent par un dispositif de verrouillage (non représenté) qui empêche son coulissement,
Les chambres de pression 48,49 sont raccordées par les conduites 51,52 à un milieu non expocé à une pression oléohydraulique, de sorte que le tube 24 peut se déplacer librement par rapport la tige 20.
Quand la conduite 46 est raccordée à un milieu qui n'est pas exposé à la pression hydraulique et la conduite 47 raccordée à la source d'huile sous pression, le piston du moteur de réglage 32 se déplace avec le tube 24 dans le sens axial vers le côté d'entrée du broyeur, et le piston du moteur de réglage 33 avec la douille 25 se déplace vers la droite (sur le dessin). C'est' ainsi que la distance augmente progessivement entre les oeillets 34,36 de chacune des deux paires, reliés respectivement par les tringles 35,37 dont les extrémités opposées sont réalisées par le boulon 38. Le boulon 38 se déplace en direction radiale vers l'axe tu tambour, en proportion de l'accroissement de la distance entre les oeillets 34,36.
Les arbres 39 suivent ce mouvement et avec elles les cames-41 guidées dans les lumières 40 de la paroi du tambour intérieur 1. Les cames se retirent par conséquent de la chambre annulaire 3 jusqu'à ce que leur surface extérieure 'affleure pratiquement la paroi extérieure du tambour intérieur 1.
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Mais ui la conduite 17 est raccordée à un milieu 'qui n'est pas exposé à la pression hydraulique tandis que,la conduite 46 est raccordée à la source d'huile sous pression,'. le tube 24 se déplace avec les oeillets 34 vers la droite (sur le dessin), et la douille 25, avec les oeillets 36, se déplace vers la -gauche en direction de l'entrée du broyeur, ce qui a pour effet de réduire l'écart entre les deux oeillets 34,36 de chaque paire portant les tringles 35,37 et se traduit par l'éloignement radial du boulon 38 et des barres 39 de l'axe du broyeur et par conséquent la pénétration plus profonde des cames 41 à l'intérieur de la chambre annulaire 3. Les fentes 44,45 des disques 42,43 guident les barres 39 ainsi que lescames 41 dans le sens périphérique, .
Le méchanisme disposé à l'intérieur du tambour intérieur 1 peut être sorti et rentré l'aide du dispositif hydravlique.A cette fin, on retire d'abord les cames vers l'intérieur,' suffisamment pour que leurs bords', extérieurs se trouvent à l'intérieur de la paroi interne du tambour 1.
Ceci fait, on libère le dispositif qui reliele tambour 1 et son flasque 5, et on déverrouille le dispositif qui immobilisait le support 7 des mateurs de réglage cur ses rails'de support 7. Lorsqu'on raccorde alors la chambre de pression par l'intermédiaire de la conduite 51, à une source d'huile sous pression, et la chambre de pression 49, par l'intermédiaire du canal 5o et de la conduite 52, à un milieu non exposé à la pression oléohydraulique, le
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couvercle 22 du tube 24 s'éloigne du piston 21 de la tige 20, en entraînant le tube 24 (vers la droite du dessin).
Des 'que le Fiston 32 du' moteur de réglage s'applique contre le couvercle de droite du cylindre 26 du moteur de réglage, le tube 24 entraîne en se déplaçant à droite, par l'intermédiaire' du piston 32, les.cylindres des deux moteurs de réglage 26,
27, leur support 7 et le raccord 6 qui est relié au support 7 et au cylindre 27, et avec lui le flasque 5 du tambour 1 ainsi que le piston 33 et la douille 25. Les'disques 42,43, les oeillets 34,36, les tringles 35,37, ainsi que les barres 39 avec les cames 41 qui y sont fixées, sont an- traînés hors du tambour intérieur 1 avec le tube 24 et la douille 25.
Pour rentrer le méchanisme, on raccorde la chambre de pression 49, par l'intermédiaire du canal 5o dc la conduite 52, à une source d'huile sous pression tandis qu'on fait communiquer la chambre de pression 48, par l'intermédiaire de la conduite 51, avec un milieu non exposé à la pression hydraulique, ce qui provoque le déplacement vers la gauche du couvercle 23 du tube 24 et le faitrentrer à l'intérieur du tambour intérieur 1, avec ce tube et le méchanisme tout entie.r qui avait été retiré hors du tambour.
C'est ainsi qu'on peut sortir et rentrer le méchanisme logé à l'intérieur du tambour 1 pour les besoins de son entretien, sans que sa construction devienne pour cela sensiblement plus compliquée.
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Le fonctionnement du nouveau broyeur est le suivant:
On met les cames 41 dans la position radiale où leurs bords extérieurs affleurent la paroi du tambour intérieur tournée vers les organes de broyage, en sorte que les cames forment avec cette paroi une surface presque unie. Ensuite, on met le tambour extérieur en marche. La pesanteur, qui agit sur 1 es organes de broyée sphériques dans la chambre annulaire 3, engendre une friction entre la paroi intérieure du tambour central et les organes de broyage, et cette friction est assez importante pour que les créance de broyuge soient entraînes dans le mouvement de rotation du tambour extérieur.
Au fur et à mesure que la vitesse de rotation augmente, la force centrifuge qui agit sur les organes de broyage augmente le frottement entreles organes de broyage et la paroi intérieure du tambour extérieur.
Mais lesorganes de broyage entraînés par le tambour extérieur peuvent rouler presque librement sur la surface extérieure à peu prés lisse du tambour intérieur, parce que, par suite de la force centrifuge qui.agit sur les organes de broyage, le frottement entre les organes de broyage etla paroi extérieure du tambour intérieur est très faible. Il est donc possible d'accélérer très vite la rotation du tanbour extérieur à partir de sa position de repos.
Quand le tambour extérieur a atteint la vitesse de régime, on déplace les cames 41 radialement vers l'extérieur, comme il a été expliqué plus haut, c'est-à-dire qu'on les fait
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pénétrer à l'intérieur de la chambre annulaire 3.
Les cames 41 forment alors sur la surface du tambour intérieur 1 tournée 'vers les organes de broyage, des saillies interrompues dans le sens périphérique, qui servent à augmenter le frottement, et l'importance de ces saillies est réglable. On obtient aussi un frottement entre la paroi extérieure du tambour . intérieur avec les cames 41 d'une part, et les organes de broyage d'autre part,ce qui conduit au mouvement relatif nécessaire des organes de broyage par rapport aux deux parois parallèles.de la chambre annulaire qui se déplacent en direction tangentielle l'une par rapport à l'autre, ainsi que des organes de broyage entre eux pour assurer le broyage d'un matériau dans un broyeur à chambre annulaire.
Les mesures prises selon la présente invention permettent donc d'accélérer un broyeur à chambre annulaire de la position de repos à la vitesse de régime et de la porter à la puissance de broyage de régime sans prévoir le dispositif de freinage décrit plus haut qui est coûteux, compliqué et exposé à une forte usure.
Lorsque les formes de réalisation et les conditions de fonctionnement de l'appareil et/ou la nature des matériaux à broyer ou à pulvériser sont tout à fait exceptionelles et que le frottement entre les organes de broyage et la paroi interne du tambour extérieur ne suffirait pas pour faire suivre aux organes de broyage le mouvement, de rotation du tambour
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extérieur, on peut également prévoir des aspérités fixessur ladite paroi.
La forme de réalisation selon fig. 2 comporte une cane continue 53 à flancs arrondis. Pour empêcher que les matériaux ! à broyer pénètrent à l'intérieur du-, tambour intérieur, l'orifice 40 est recouvert d. 'une membrane 54 en caoutchouc où en.une autre matière élastique qui est fixée par des vis 55 à la paroi dudit tambour et suit les mouvements de la came 53.
Comme le montre-la fig. 3, les cames 53 et les barres 39 de cet exemple d'exécution de l'invention sont guidées presque exclusivement dans les féales 44,455 des disques 42,43.
On peut régler à volonté l'efficacité du broyage pro- voqué par la rotation relative des orcanes de broyage les uns par rapport aux autres et par rapport aux parois, en modifiant la position dès-cames. On peut notamment éviter la formation de paillettes par un mouvement pendulaire des cames pendant le fonctionnement du broyeur.
Le broyeur'à chambre annulaire illustré par la fig. 4 présente dans là paroi de son tambour intérieur 1 des rainures extérieures 56 parallèles à l'axe dudit tambour. Des arbres à cames 57 tournant autour de leur axe sont logés dans ces rainures. Les profils de ces arbres à cames sont 'tels que pour une certaine position, la surface du tambour intérieur se présente comme une surface à peu près lisse, tandis que pour une autre position, les cames 58 font saillie hors de la paroi du tambour.
L'arbre à cames au centre de la fig. 4 eot
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raprésenté dans la position où la paroi extécrieure du tambour lermme une surface presque lisse, tandis que l'arbre à cames . @@cite est représenta dans la position où la came 58 dépasse la parci extérieure du tambour et fait saillie dans la chambre annulaire 3. Le côté gauche de la fig.4 est une vue de face -au flanque 5 du tambour. Cette partie du dessin ne montre pas une coupe d'arbre à cames, mais le six-pans 59 qui le termine à l'extérieur du tambour et qui sert à faire tourner l'arbre.
Quand on fait tourner dans le sens indiqué par la flèche un arbre à cames qui occupe la position du milieu de la fig. 4, afin qu'il prenne la position représentée du côté droit de -la ladite fig. 4, les organes de broyage qui rencontrent le flanc de la came 58 quand le tambour extérieur tourne dans le sens de la flèche contribuent à l'entraînement de cet arbre à cames. Afin d'empêcher que les arbre à cames continuent à tourne au-delà des poositions représentées à la fig. 4, des butées (non représentées) sont prévues pour limiter leur rotation.
Une variation pendulaire des saillies peut être obtenue par la rotation continue des arbres à cames. A cette fin, on ' prévoit à l'extérieur du tambour, en remplacement des six-pans, des pignons d'engrenage ou des pignons de chaîne, actionnés par une roue dentée ou une couronne dentée ou une chaîne commune.
On peut déterminer la position relative des différents
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arbres à cames de telle façon que la saillie que font une partie des cames décroit, tandis que celle des autre crott, en sorte que l'effort transmis par les organes de broyage a une partie des cames dans le sens de la rotation contribue à fairetourner les autres arbres à cames, à la rotation desquels. les organes de broyage s'opposent. les fies. 5 et 6 représentent les parois d'un tambour
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intérieur qui comporte sur toute sadpériphéri des Ofl1'1] j co 60 alternant dans le sens axial avec des creux 61. Les saillies 60 sont traversées de-part en part par des évidements 62 parallèles à l'axe.
Dans ces évidements coulissent axialement des barres 63 protant des canes 64. Les dimentsions des saillies 60 en direction axiale et l'écart ces saillies sont calcules de telle façon qu'on puisse éclipser les cames 64 entièrement dans les évidements des saillies 60 en faisant coulisser axialement les barres 63, auquel cas le fond des creux 61 est libre, c'est-à-dire à surface lisse dans le cens périphérique (fie. 5). rais on peut aussi faire coulisser les barres 63 de telle façon que les cames 64 sortent des évidements 62 et se placent dans les creux 61, cù elles font saillie en alternant dans le sens périphérique avec le fond des creux 61 (fig. 6).
Dans les formes de réalisation du nouveau broyeur à chambr annulaire selon les fies. 4 ainsi Que 5 et 6, 1'amplitude de la rota+ion relative des organes de broyage par rapport aux
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parois des tambours et les uns par rapport aux autres peut être réglée en faisant tourner seulement une partie des arbres à cames ou en faisant coulisser seulement une partie des barres portant les cames, ou encore en ne faisant' exécuter aux arbres à cames ou aux barres à cases qu'une partie de leur course maximale de rotation ou de coulissèrent.
Dans leo broyeurs à chambre annulaire représentés par les fieu. 4, 5 et 6, il faut parfois vaincre une résistance considérable pour modifier la position des arbrec ou des barres à cames. L'expérience a montré que la position de l'arbre ou de la barre qui se trouve au sommet du tambour est la plus facile à modifier parce qu'ils sont moins exposés aux forces, dues à la pesanteur des organes de broyage et des matériaux à broyer. Pour faciliter le changement de position de tous les arbres ou de toutes les barres, le tambour intérieur peut être agencé de telle façon qu'on puisse le faire tourner autour de son propre axe.
On y parvient, par exemple, à l'aide d'une couronne dentée dis- posée sur le tambour et qui coopère avec une vis sans fin tournant dans. un palier prévu sur le socle du broyeur.