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Broyeur à chambres multiples.
L'invention concerne un broyeur comportant plusieurs chambres montées sur un axe de rotation commun et rigidement reliées entre elles, dont la paroi cylindrique est fermée sur elle-même.
On sait que, en particulier, lors du broyage fin dans les tubes broyeurs, les boulets sont soumis à une énergie cinéti- @ que trop forte. L'énergie des boulets non utilisée pour le broyage est transformée en chaleur par effet mécanique. Au cours de l'évolution des tubes broyeurs qui s'est étalée sur plusieurs décades, on a tenté à maintes reprises de transformer
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au moins une partie de l'énergie superflue, c'est-à-dire non consommée pour le broyage, en énergie motrice utilisable pour le broyeur, en subdivisant le tambour du broyeur en plusieurs chambres disposées autour d'un même axe, la récupération s'opérant dans les chambres de broyage descendant au cours de la rotation.
Dans une construction connue, le tambour de broyage est subdivisé radialement en cinq chambres. La paroi de chacune de ces chambres se compose d'environ 1/5 de l'en- veloppe du tambour et de deux plaques approximativement planes disposées à angle aigu. Selon ce système, on dispose donc de cinq chambres de broyage qui, en coupe transversale, ne sont pas symétriques. De fait de l'asymétrie des parois des chambres par rapport à l'axe de rotation du broyeur, le mouvement des bou- lets se produit-de façon non uniforme. Comme les parois des chambres en rotation ne sont pas symétriques, il est impossi- ble d'obtenir des conditions de déplacement uniformes de la masse des boulets. Dans la partie ascendante du broyeur, les cloisons planes jouent le rôle d'aubes élévatrices.
Les boulets se tassent au-devant de celles-ci, si bien que leur masse repose en majeure partie sur elle-même et n'effectue aucun ou quasi aucn travail de broyage, les boulets ne se déplaçant pas les uns par rapport aux autres ou une très faible partie seulement des boulets roulant les uns sur les autres.
Dans les chambres descendantes, la masse des boulets se déplace de la cloison plane leur servant de support vers l'enveloppe du broyer qui n'est pas symétrique en rotation.
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Au moment où commence la descente d'une chambre, l'énergie po- tentielle propre aux boulets est partiellement transformée en énergie cinétique utilisée pour le broyage, tandis que le reste de cette énergie est récupéré en faveur du couple de rotation du broyeur. Si de l'énergie est ainsi récupérée pour l'entraînement du broyeur, l'efficacité du broyage est toutefois réduite pendant
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le mouvement ascendant des chambres, si bien que le débit du broyeur est réduit et que le gain en rendement spécifique est partiellement annulé.
L'invention vise à éviter ces inconvénients. A cet effet, la paroi périphérique de chaque chambre de broyage comprend une partie incurvée couvrant plus de 1800 et une seconde partie plus proche que la première du centre de gravité de la chambre dans le plan transversal de celle-ci, ces deux parties étant en outre disposées l'une par rapport à l'autre de façon'que la plus proche du centre de gravité se déroba sous la masse des boulets dans les chambres montantes.
Dans'le broyeur à chambres multiples conforme à l'in- vention, les parties les plus proches du centre de gravité (surfaces se dérobant) produisent aux environs du sommet :de la course un renversement des boulets. Le renversement se traduit par un déplacement simultané de tous les boulets, ce qui provoque un effet de broyage non seulement à la surface incli- née de leur masse mais dans tout l'ensemble de celle-ci. L'effet du broyage est donc ainsi renforcé. Indépendamment de la position qu'ils occupent quand se produit le renversement, les boulets prennent une position en pente dans la zone de la partie incurvée couvrant plus de 1800, cette pente se formant comme dans les broyeurs à chambre unique et l'effet de broyage obtenu étant équivalent à celui que permettent d'obtenir ces broyeurs.
Do plus, la masse des boulets est, du fait du brusque renversement qui se produit au voisinage du sommet de la course, lancée sur l'autre face de la chambre de broyage, de sorte que le centre de gravité se déplace dans le même sens et que le couple s'opposant au couple d'entraînement est au moins partiellement compensé. De plus, l'é- nergie de chute de la masse des boulets agit dans le sens de la rotation de la chambre, si bien que cette énergie, dans la mesure où elle n'est pas utilisée pour le broyage, joue en faveur de 1'entraînement.
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Par contre, dans le broyeur à chambres multiples connu qui a été évoqué plus haut, à la face de renversement radiale s'oppose une autre face également radiale. Etant donné les conditions qui se présentent au sommet de la course?les bou- lets ne peuvent pas, dans ce broyeur,, être lancés aussi loin sur la face opposée de la chambre que dans le dispositif conforme à l'invention mais se rassemblent dans l'angle que forment les deux faces radiales, de sorte qu'un déplacement du centre de gra- vité de la masse des boulets sur l'autre face ne peut pas se pro- duire ou ne peut se produire que dans une faible mesure.
De plus, du fait de la forme approximativement triangulaire, défavorable, des chambres de broyage, les boulets se rassemblent en trois endroits, dans les angles, au cours d'une rotation du broyeur, de sorte qu'il n'y a qu'une pente libre particulièrement courte sur laquelle le broyage s'effectue en fait. Le rendement de broyage de ce broyeur connu est donc relativement faible.
L'invention sera décrite ci-après de façon plus détail- lée avec référence aux dessins annexés, qui en montrent deux exemples d'exécution et dans lesquels :
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un broyeur con- forme à l'invention; la fig. 2 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 1; la fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1, et la fig. 4 est une coupe d'une autre forme d'exécution de broyeur conforme à l'invention.'
Dans le broyeur conforme à l'invention, il est prévu plusieurs.chambres de broyage, par exemple les quatre chambres @
2a, 2b, 2c et 2d, disposées symétriquement autour de l'axe de rotation 1 du broyeur.
Les chambres de broyage sont assemblées par des brides 3a et 3b aux cloisons 4a et 4b, qui, à leur tour,
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sont assemblées aux faces d'about respectives 6a et 6b par des viroles 5a et 5b. Sur les faces d'about se trouvent les tourillons 7a et 7b, montés de façon à pouvoir tourner dans les paliers respectifs 8a et 8b. A la face d'about 6a est fixée la couronne dentée 9, qui engrène avec le pignon 10 entraîné par une commande, non représentée, pour faire tourner le broyeur sur son axe 1.
Le produit à broyer arrive, par la trémie 11, dans le passage tronconique 12. De celui-ci, il glisse dans la chambre 13, délimitée par la paroi d'about 6a, la cloison 4a et la bague tronconique 14. Dans la partie ascendante du broyeur, la ma- tière glisse tout d'abord contre la chicane 15 (Fig. 2) et, de là, en traversant les ouvertures 16, elle arrive dans les chambres de broyage. Le produit broyé quitte ces dernières par les ouver- tures 17 prévues dans la cloison 4b. Par une série d'ouvertures 18, prévues à la périphérie de la virole 5b, le produit tombe dans la goulotte 19 de la chambre de--sortie-20. De là, il peut être acheminé vers un poste suivant, éventuellement vers un dis- positif de triage.
Le broyeur conforme à l'invention présente un avantage particulier sur les appareils connus, en ce sens qu'une partie consi dérable de l'énergie superflue des boulets, qui n'est pas consommée pour le broyage, peut être mise à profit pour l'entraînement du broyeur, sans qu'il en résulte une diminution du rendement total.
A cet effet, la majeure partie de la paroi des chambres de broyage, à savoir la partie 21 (Fig. 3), est arquée sur plus de 1800 et, de préférence, cylindrique, de sorte que pendant quasi toute la rota- . tion, c'est-à-dire même dans les chambres de broyage ascendantes,. les boulets peuvent rouler sur la paroi à une vitesse variable, comme dans le cas d'un broyeur cylindrique, de sorte qu'ici également, il y a déplacement des boulets à des vitesses différen- tes dans la masse des boulets. Dans le broyeur de-l'invention, le
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broyage s'effectue donc dans chaque chambre et à tout moment alors que, dans les dispositifs connus, il ne s'opère surtout que dans les chambres de broyage descendantes.
Mais, dans la forme d'exécution considérée, on obtient, comme l'indique la fige 3, un effet supplémentaire dû à ce que la paroi des cham- bres de broyage comprend, outre la partie 21 incurvée couvrant plus de 180 , une seconde partie 22, plus proche du centre de gra- vité 23, dans le plan transversal de la chambre, que la pre- mière partie 21. Cette seconde partie 22 (surface se dérobant) est avantageusement bombée vers l'intérieur de la chambre et disposée de telle façon que, le broyeur tournant dans le sens de la flèche 24, elle se dérobe progressivement sous la masse des boulets dans les chambres ascendantes et la renverse près du sommet de la course. Il se produit ainsi un déplacement du centre de gravité statique et dynamique de cette masse et les boulets culbutent l'un par dessus l'autre sur la partie 22 de la paroi.
Ceci s'accompagne d'un déplacement des forces en faveur du couple positif de gauche à droite, ce qui permet de réduire l'énergie motrice. Lorsque la masse des galets culbute sur la partie bombée 22 de la paroi, toute cette masse se déplace en un temps court, ceci s'accompagnant de glissementsinternes dans la masse des boulets et d'un maximum de contacts de choc.
De ce fait, la somme totale des contacts de choc par unité de temps est considérablement accrue par rapport à celle que l'on obtient avec les broyeurs de construction cotmue. Le rendement spécifique du broyeur conforme à l'invention est en même temps considérablement meilleur. De plus, la force de chute des boulets renversés agit dans le sens de la rotation du broyeur, si bien que cette,force entraîne une réduction de .l'énergie motrice.
Un autre avantage du broyeur conforme à l'invention réside en ce que, lors de la montée des chambres de broyage,
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les boulets sont partiellement soutenus par la partie incurvée 22 de la paroi, de sorte que le broyeur peut fonctionner à un nombre de tours inférieur à celui des broyeurs connus. Comme l'énergie motrice est proportionnelle au nombre de tours, elle sera d'au- tant plus réduite que le nombre de tours sera moindre.
Les dessins annexés ne donnent que des exemples de réali- sation de la construction du broyeur conforme à l'invention. On peut donc s'en écarter sans sortir du cadre de celle-ci. Ainsi, 'comme l'indique la fig. 4, on peut, au lieu de la partie de paroi bombée 22, prévoir une partie plane 22a, ce qui donnera un résultat analogue. Le dispositif de sortie pour le produit broyé peut également, au lieu de se trouver à la périphérie du broyeur, se trouver à l'endroit du tourillon. Les chambres de broyage, re- présentées au nombre de quatre, peuvent être prévues en tout autre nombre voulu.
Il est également possible de prévoir, dans la section transversale libre autour de l'axe de rotation du broyeur, une vis transporteuse qui puisse ramener à l'entrée du broyeur tout ou'partie du produit broyé sortant de l'une ou de plusieurs des chambres, de façon que le produit soit soumis à un broyage supplémentaire.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Multi-chamber mill.
The invention relates to a crusher comprising several chambers mounted on a common axis of rotation and rigidly connected to one another, the cylindrical wall of which is closed on itself.
It is known that, in particular, during fine grinding in the grinding tubes, the balls are subjected to too high a kinetic energy. The energy of the balls not used for grinding is transformed into heat by mechanical effect. During the evolution of grinding tubes, which has spanned several decades, attempts have been made to transform
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at least part of the superfluous energy, that is to say not consumed for grinding, into motive energy usable for the grinder, by subdividing the drum of the grinder into several chambers arranged around the same axis, the recovery operating in the descending crushing chambers during the rotation.
In a known construction, the grinding drum is radially subdivided into five chambers. The wall of each of these chambers consists of about 1/5 of the casing of the drum and two approximately flat plates arranged at an acute angle. According to this system, there are therefore five grinding chambers which, in cross section, are not symmetrical. Due to the asymmetry of the walls of the chambers with respect to the axis of rotation of the mill, the movement of the balls occurs non-uniformly. As the walls of the rotating chambers are not symmetrical, it is impossible to obtain uniform displacement conditions of the mass of the balls. In the ascending part of the crusher, the flat partitions act as elevator vanes.
The balls settle in front of them, so that their mass rests for the most part on itself and does no or hardly any grinding work, the balls not moving relative to each other or only a very small part of the balls rolling over each other.
In the descending chambers, the mass of the balls moves from the flat partition serving as their support towards the shell of the grinder which is not rotationally symmetrical.
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When the descent of a chamber begins, the potential energy of the balls is partially transformed into kinetic energy used for grinding, while the rest of this energy is recovered in favor of the rotational torque of the mill. If energy is thus recovered for the drive of the mill, the grinding efficiency is reduced for
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the upward movement of the chambers, so that the flow rate of the mill is reduced and the gain in specific yield is partially canceled.
The invention aims to avoid these drawbacks. To this end, the peripheral wall of each grinding chamber comprises a curved part covering more than 1800 and a second part closer than the first to the center of gravity of the chamber in the transverse plane thereof, these two parts being in additionally arranged with respect to each other so that the closest to the center of gravity is hidden under the mass of the balls in the rising chambers.
In the multi-chamber mill according to the invention, the parts closest to the center of gravity (receding surfaces) produce around the top: of the stroke a reversal of the balls. The overturning results in a simultaneous displacement of all the balls, which causes a crushing effect not only on the inclined surface of their mass but throughout the whole thereof. The effect of grinding is therefore enhanced. Regardless of the position they occupy when the overturning occurs, the balls take a sloping position in the area of the curved part covering more than 1800, this slope forming as in single chamber mills and the crushing effect obtained being equivalent to that obtained by these mills.
Moreover, the mass of the balls is, due to the sudden reversal which occurs near the top of the stroke, launched on the other face of the grinding chamber, so that the center of gravity moves in the same direction and that the torque opposing the driving torque is at least partially compensated. In addition, the falling energy of the mass of the balls acts in the direction of the rotation of the chamber, so that this energy, insofar as it is not used for grinding, works in favor of Training.
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On the other hand, in the known multi-chamber mill which was mentioned above, the radial reversal face opposes another face which is also radial. In view of the conditions at the top of the stroke, the balls cannot, in this mill, be launched as far over the opposite side of the chamber as in the device according to the invention, but collect in the angle formed by the two radial faces, so that a displacement of the center of gravity of the mass of the balls on the other face cannot or can only occur to a small extent.
In addition, due to the approximately triangular, unfavorable shape of the grinding chambers, the balls gather in three places, in the angles, during a rotation of the mill, so that there is only one a particularly short free slope on which the grinding actually takes place. The grinding yield of this known crusher is therefore relatively low.
The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which show two embodiments thereof and in which:
Fig. 1 is a longitudinal section of a crusher according to the invention; fig. 2 is a section taken along line 11-11 of FIG. 1; fig. 3 is a section taken along line III-III of FIG. 1, and fig. 4 is a section through another embodiment of a crusher according to the invention.
In the crusher according to the invention, several grinding chambers are provided, for example the four chambers @
2a, 2b, 2c and 2d, arranged symmetrically around the axis of rotation 1 of the mill.
The grinding chambers are connected by flanges 3a and 3b to the partitions 4a and 4b, which, in turn,
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are assembled to the respective end faces 6a and 6b by ferrules 5a and 5b. On the end faces are the journals 7a and 7b, mounted so as to be able to rotate in the respective bearings 8a and 8b. To the end face 6a is fixed the toothed ring 9, which meshes with the pinion 10 driven by a control, not shown, to rotate the crusher on its axis 1.
The product to be ground arrives, through the hopper 11, in the frustoconical passage 12. From the latter, it slides into the chamber 13, delimited by the end wall 6a, the partition 4a and the frustoconical ring 14. In the part ascending from the crusher, the material first slides against the baffle 15 (Fig. 2) and from there, passing through the openings 16, it enters the crushing chambers. The ground product leaves the latter through the openings 17 provided in the partition 4b. Through a series of openings 18, provided at the periphery of the shell 5b, the product falls into the chute 19 of the - outlet-20 chamber. From there, it can be routed to a next station, possibly to a sorting device.
The mill according to the invention has a particular advantage over the known devices, in that a considerable part of the superfluous energy of the balls, which is not consumed for the grinding, can be used for the grinding. 'drive of the crusher, without resulting in a reduction in the total yield.
For this purpose, the major part of the wall of the grinding chambers, namely the part 21 (Fig. 3), is arched over more than 1800 and, preferably, cylindrical, so that during almost the entire rotation. tion, that is to say even in ascending grinding chambers ,. the balls can roll on the wall at a variable speed, as in the case of a cylindrical mill, so that here too the balls move at different speeds in the mass of the balls. In the mill of the invention, the
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grinding is therefore carried out in each chamber and at all times whereas, in known devices, it takes place above all only in the descending grinding chambers.
However, in the embodiment considered, as shown in figure 3, an additional effect is obtained due to the fact that the wall of the grinding chambers comprises, in addition to the curved part 21 covering more than 180, a second part 22, closer to the center of gravity 23, in the transverse plane of the chamber, than the first part 21. This second part 22 (concealing surface) is advantageously convex towards the interior of the chamber and arranged so that, with the mill rotating in the direction of arrow 24, it gradually slips under the mass of the balls in the ascending chambers and overturns it near the top of the stroke. This produces a displacement of the static and dynamic center of gravity of this mass and the balls tumble over one another on part 22 of the wall.
This is accompanied by a shift of forces in favor of the positive torque from left to right, which makes it possible to reduce the driving energy. When the mass of the rollers tumbles onto the convex part 22 of the wall, all this mass moves in a short time, this being accompanied by internal slips in the mass of the balls and a maximum of impact contacts.
As a result, the total sum of impact contacts per unit time is considerably increased compared to that obtained with conventional construction crushers. At the same time, the specific yield of the mill according to the invention is considerably better. In addition, the falling force of the overturned balls acts in the direction of rotation of the mill, so that this force causes a reduction in motive energy.
Another advantage of the grinder according to the invention lies in that, when the grinding chambers rise,
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the balls are partially supported by the curved part 22 of the wall, so that the mill can operate at a lower number of revolutions than known mills. As the motive energy is proportional to the number of revolutions, it will be all the more reduced the less the number of revolutions will be.
The accompanying drawings give only exemplary embodiments of the construction of the mill according to the invention. We can therefore deviate from it without departing from its framework. Thus, 'as shown in FIG. 4, it is possible, instead of the domed wall part 22, to provide a flat part 22a, which will give a similar result. The outlet device for the ground product can also, instead of being at the periphery of the mill, be at the location of the journal. The grinding chambers, shown in number of four, can be provided in any other desired number.
It is also possible to provide, in the free cross section around the axis of rotation of the mill, a conveyor screw which can return to the inlet of the mill all or part of the ground product leaving one or more of the mills. chambers, so that the product is subjected to additional grinding.
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