EP0620043A2 - Desintegrator for solid objects - Google Patents
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- EP0620043A2 EP0620043A2 EP94400773A EP94400773A EP0620043A2 EP 0620043 A2 EP0620043 A2 EP 0620043A2 EP 94400773 A EP94400773 A EP 94400773A EP 94400773 A EP94400773 A EP 94400773A EP 0620043 A2 EP0620043 A2 EP 0620043A2
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- knives
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- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
- B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
- B02C18/16—Details
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- B02C18/182—Disc-shaped knives
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- B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S241/00—Solid material comminution or disintegration
- Y10S241/30—Rubber elements in mills
Definitions
- the present invention relates to an apparatus for fragmenting solid objects, and in particular industrial and domestic waste, for recycling.
- This device comprises a hopper-support with an inlet opening at the top and an outlet opening at the bottom, a rotor, with a horizontal axis, carrying radial knives, and a set of counter-knives, integral with the hopper- support, between which the knives pass when the rotor rotates.
- These counter-knives are grouped into a comb and a counter-comb, an object driven by the rotor in its rotation successively encountering the comb and then the counter-comb.
- the active surface of the comb cutters is straight and serrated, that is to say that it has notches which constitute stops which stop the movement of an object to be fragmented.
- the axial interval between a knife of the rotor and the adjacent counter knives of the comb is relatively large, for example 5 to 10 mm, and this part of the apparatus functions as a grinder, while the axial interval between a rotor knife and the adjacent counter-blades of the counter-comb is much smaller, for example 0.5 to 1 mm, so that this part works in shears, hence the name "shredder -shear "frequently given to this type of device.
- the device operates at relatively low speeds of rotation of the rotor, for example of the order of 20 revolutions per minute, so that it is not very noisy.
- a rotation in the opposite direction of about one revolution makes it possible to evacuate it by an auxiliary orifice located beyond the comb, in the normal direction of rotation.
- the document SU-A-697.186 describes a device for breaking blocks of reinforced concrete, in which these blocks, sliding on a flat support, are struck by a tool driven by a vertical reciprocating movement thanks to an eccentric system. Concrete seems to fall apart under repeated impact and release the reinforcing bars. There is nothing to suggest that these alternative movements can be effective in a device operating by shearing to fragment solid objects which may have a certain flexibility, such as waste, and to prevent jamming.
- the present invention originates from research for the improvement of existing materials with regard to concerns their efficiency, reducing the loss of time in the presence of an object that is difficult to grind, as well as reducing the risk of jamming and improving the maintenance cost.
- the device when the return means is a fluid cylinder, the device is equipped with means for vibrating the fluid contained in the fluid cylinder, this cylinder then constituting both a return means and a setting means in vibration of the counter knife.
- a counter knife is carried by a pivot mounted in a fixed position relative to the support and parallel to the axis of the rotor.
- the counter-knives can be guided on straight or curved slides, or else return means, formed in particular of springs or blocks of elastomer, could constitute by themselves the guide means.
- fluid cylinders can be simplified, for example consisting of a projection integral with the counter knife and penetrating into a suitable cavity of the support.
- the normal position, fixed in advance, of a counter knife is defined by a stop against which the counter knife is pushed by the return means.
- the counter knives may be common to these rotors, with an active face facing each of them.
- the active surface of the counter knives has a plurality of teeth capable of retaining an object in the process of fragmentation, to facilitate its shearing by a rotor knife, passing between two adjacent counter knives.
- this feature is combined here with a shape of the active surface of the counter knife such that the tops of the teeth are located on a curve whose concavity is turned towards the axis of the rotor.
- the invention brings an appreciable gain if it is provided that the knife holders are mounted separately from each other in a removable manner, by being threaded on a common holding piece consisting of a bar parallel to the axis of the rotor, and, advantageously, that the knife holders are mounted separately from each other in a removable manner, by being threaded on a common holding piece consisting of a bar parallel to the axis of the tree.
- Figure 1 is a simplified overview, in exploded perspective, of the crusher.
- Figure 2 is a section along line II-II of Figure 1.
- FIG. 3 is a detail view illustrating a variant of the embodiment of FIG. 2.
- Figure 4 is a detail view illustrating a variant of the rotor.
- the apparatus described by way of example comprises a support 1, consisting of two side panels 2, 3, vertical in the whole, connected together by two vertical plates with ends 4, 5.
- the assembly thus defines a passage vertical, generally rectangular in shape. Inside this passage extends a horizontal rotor shaft 6, mounted for rotation on bearings 7, 8, carried by the end plates 4, 5.
- One of the end plates 5 further carries a motor drive 9 of the rotor.
- One of the side panels 3 has a vertical surface in the direction of the rotor, while the other panel 2 has an inclined upper part 10, which gives a hopper shape to the interior passage of the support.
- a pivot 12, parallel to the axis of the rotor 6, is mounted in holes provided in the end plates 4, 5. Only one of these holes, 12A, is shown in FIG. 1.
- the pivot 12 can slide at through these holes, for disassembly. It is located towards the lower part of the side panel 2, below the inclined part 10, without projecting into the interior passage of the support. It can be provided that the pivot 12 is immobilized in rotation on its axis, or that it can pivot on itself.
- the rotor 6 carries a series of knives 13, which are constituted as a thick plate, cut in the general shape of an S, with two active faces whose concavity is turned forward in the direction of rotation symbolized by the arrow 14. L he end of each active face constitutes a tooth directed towards the front.
- FIG. 4 shows a variant where the active face of the rotor 13 has a plurality of teeth 13A.
- the knives are mounted on the rotor, which passes through them in their central part, without possible rotation.
- the rotor has a hexagonal section, as well as the central bore of the knife. This allows the use of identical knives, offset from each other by a sixth of a turn.
- a shape for example grooved, to the rotor, and a shape corresponding to the bore of the knives.
- the counter knives 15 are interposed between the knives 13.
- Each counter knife 15 is mainly constituted as a plate of generally triangular shape. It will be observed that, in the example described, the knives and counter-knives are constituted as plates with edges parallel and perpendicular to the axis of the rotor. This provision, which facilitates their obtaining, is not imperative, one can conceive, for example, that the knives decrease in thickness by deviating from the axis of the rotor, or vice versa, and the counter knives have a section adapted to keep constant the axial interval between a knife and the adjacent counter knife.
- the active face 16 of the counter knife has a concavity facing upwards and towards the axis of the rotor. It has teeth 17, the shape of which is not given with precision, since it closely depends on the nature of the objects to be treated. It will however be observed that these teeth advantageously have a flank turned opposite to the direction of rotation 14 of the rotor, and which makes, with the direction of the objects which strike it, an angle close to 90 °, while the opposite flank of each tooth is on the contrary close to a parallel to the path of the objects entrained by the knives 13.
- a second side 18 of each triangular plate constituting a counter-knife 15 carries a sleeve 19 directed parallel to the axis of the rotor, and which is crossed by the fixed pivot 12, while allowing the pivoting of the counter knife around this shaft.
- the connection between the sleeve 19 and the counter knife 15 is ensured by two spacer plates 20, parallel to the plate 15, integral with the latter, and offset with respect to the latter in the axial direction.
- the counter knife At rest, the counter knife extends from the vicinity of the lower edge of the inclined portion 10 of the side panel 2 to the vicinity of the rotor 6. It deviates a little from the latter under the thrust of an object to fragment.
- the thickness of the plates 20, and / or the length of the sleeves 19 are calculated to ensure the desired spacing between two adjacent counter knives.
- This spacing is equal to the thickness of a knife 13, increased by twice the axial clearance provided between a knife and the adjacent counter knife. It will be noted that spacer sleeves 19A are provided, in a similar manner between the knives 13, to establish between them a spacing equal to the thickness of a counter knife, increased by twice the value of the axial clearance provided.
- the thickness of the knives and the counter knives, as well as the axial clearances, and therefore the spacing between the knives and the successive counter knives, are adaptable according to the nature of the material of the objects to be ground, as well as the shape, dimensions and granulometry both of these objects and of the products that one wishes to obtain.
- the plates 20 also carry an arm 21, which extends upwards parallel to the side 18, and the extension of which passes substantially through the axis of the pivot 12.
- the arm 21 carries a stop 22, perpendicular to the arm 21, and whose axis is in the plane of the counter knife 15.
- This stop 22 enters a closed bottom shell 23, which is fixed to the inclined part 10 of the side panel 2.
- a mass of elastomer 24 is interposed between the stop 22 and a support plate 25 located in the vicinity of the bottom of the shell 23.
- An adjustment screw 26 makes it possible to move the support plate 25 more or less away from the bottom of the shell.
- the adjusting screw 26 is mounted in the arm 21, to act on the stop 22. This arrangement allows easier access to the screw 21.
- the support plate 25 can then be removed, the mass of elastomer 22 then coming to bear against the bottom of the shell 23.
- the amplitude of the oscillations can be varied.
- the frequency of this can be modified, at equal amplitude, by changing the mass of elastomer 24.
- a stop 27 limits the amplitude of the pivoting in the opposite direction of the counter knife, it prevents the latter from coming into contact with the rotor and defines its normal position.
- the arm 21 carries a projection 30, forming a piston, which penetrates into a cylinder 31, connected to a vibratory source 32 of pressurized fluid, such as oil, and to an accumulator of gas pressure 33.
- the fluid keeps the counter knife in a state of forced oscillation, while when an object to be fragmented rotates the counter knife on the pivot 12, the presence of the accumulator 33 causes the cylinder 31 acts as an elastic reminder.
- the return means 20 to 26, 30, 31 are located before the pivot 12, in the direction of rotation of the rotor 13, indicated by the arrow 14.
- the return means are arranged to oppose a pivoting of the counter-knife resulting from the passage of an object to be ground.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Abstract
Description
La présente invention est relative à un appareil pour fragmenter des objets solides, et en particulier des déchets industriels et domestiques, en vue d'un recyclage.The present invention relates to an apparatus for fragmenting solid objects, and in particular industrial and domestic waste, for recycling.
Parmi les multiples appareils de fragmentation en usage, celui qui est décrit dans le document FR-A-2.254.371 se signale par ses propriétés d'adaptation à des objets de types divers, aussi bien fragiles que souples. Cet appareil comprend une trémie-support avec une ouverture d'admission dans le haut et une ouverture de sortie dans le bas, un rotor, à axe horizontal, portant des couteaux radiaux, et un ensemble de contre-couteaux, solidaires de la trémie-support, entre lesquels passent les couteaux lors de la rotation du rotor. Ces contre-couteaux sont groupés en un peigne et un contre-peigne, un objet entraîné par le rotor dans sa rotation rencontrant successivement le peigne puis le contre-peigne.Among the multiple fragmentation devices in use, that described in document FR-A-2,254,371 stands out for its properties of adaptation to objects of various types, both fragile and flexible. This device comprises a hopper-support with an inlet opening at the top and an outlet opening at the bottom, a rotor, with a horizontal axis, carrying radial knives, and a set of counter-knives, integral with the hopper- support, between which the knives pass when the rotor rotates. These counter-knives are grouped into a comb and a counter-comb, an object driven by the rotor in its rotation successively encountering the comb and then the counter-comb.
La surface active des contre-couteaux du peigne est rectiligne et dentelée, c'est-à-dire qu'elle présente des encoches qui constituent des butées qui arrêtent le mouvement d'un objet à fragmenter.The active surface of the comb cutters is straight and serrated, that is to say that it has notches which constitute stops which stop the movement of an object to be fragmented.
Dans des réalisations pratiques conformes à ce brevet, l'intervalle axial entre un couteau du rotor et les contre-couteaux adjacents du peigne est relativement important, par exemple 5 à 10 mm, et cette partie de l'appareil fonctionne en broyeur, alors que l'intervalle axial entre un couteau du rotor et les contre-couteaux adjacents du contre-peigne est beaucoup plus faible, par exemple 0,5 à 1 mm, si bien que cette partie fonctionne en cisaille, d'où le nom de "broyeur-cisaille" fréquemment donné à ce type d'appareils.In practical embodiments in accordance with this patent, the axial interval between a knife of the rotor and the adjacent counter knives of the comb is relatively large, for example 5 to 10 mm, and this part of the apparatus functions as a grinder, while the axial interval between a rotor knife and the adjacent counter-blades of the counter-comb is much smaller, for example 0.5 to 1 mm, so that this part works in shears, hence the name "shredder -shear "frequently given to this type of device.
L'appareil fonctionne à des vitesses de rotation du rotor relativement faibles, par exemple de l'ordre de 20 tours par minute, si bien qu'il est peu bruyant. Lorsqu'un objet trop résistant pour être broyé se présente, une rotation en sens inverse d'environ un tour permet de l'évacuer par un orifice auxiliaire situé au-delà du contre-peigne, dans le sens de rotation normal.The device operates at relatively low speeds of rotation of the rotor, for example of the order of 20 revolutions per minute, so that it is not very noisy. When an object too strong to be ground occurs, a rotation in the opposite direction of about one revolution makes it possible to evacuate it by an auxiliary orifice located beyond the comb, in the normal direction of rotation.
Un document antérieur, FR-A-2.127.685, avait décrit un appareil assez analogue, dans lequel, cependant, les contre-couteaux étaient montés sur une "enclume" commune, qui pouvait pivoter par rapport à la trémie-support autour d'un axe parallèle à celui du rotor. Cette disposition avait pour avantage que, si un objet trop résistant se présentait, l'enclume, avec les contre-couteaux, s'écartait du rotor pour laisser passer cet objet. Un vérin de rappel ramenait ensuite l'enclume en position normale. Ce système était combiné avec une forme lisse, et incurvée vers le rotor, de la face active des contre-couteaux, destinée à faciliter l'évacuation des objets imbroyables, mais qui réduisait l'efficacité de l'appareil pour fragmenter les autres objets.An earlier document, FR-A-2,127,685, had described a fairly similar device, in which, however, the counter knives were mounted on a common "anvil", which could pivot relative to the hopper-support around an axis parallel to that of the rotor. The advantage of this arrangement was that, if an object that was too strong appeared, the anvil, with the counter knives, moved away from the rotor to let this object pass. A return cylinder then returned the anvil to the normal position. This system was combined with a smooth shape, and curved towards the rotor, of the active face of the counter knives, intended to facilitate the evacuation of unbelievable objects, but which reduced the effectiveness of the apparatus for fragmenting the other objects.
Le document US-A-4.917.310, qui correspond au préambule de la revendication 1, décrit un appareil qui diffère de celui de FR-A-2.127.685 par le fait que les contre-couteaux sont rectilignes, mais surtout par celui que les contre-couteaux sont mobiles indépendamment les uns des autres, et pourvus de moyens de rappel qui peuvent être constitués par des vérins hydrauliques reliés à un accumulateur pneumatique. Cette disposition apporte une certaine amélioration de l'efficacité, mais celle-ci est compensée par une augmentation de la complication.The document US-A-4,917,310, which corresponds to the preamble of
Le document SU-A-697.186 décrit un dispositif pour briser des blocs de béton armé, dans lequel ces blocs, glissant sur un support plan, sont frappés par un outil animé d'un mouvement alternatif vertical grâce à un système à excentrique. Il semble que le béton se désagrège sous les chocs répétés, et libère les fers d'armature. Rien ne suggère que ces mouvements alternatifs puissent être efficaces dans un dispositif opérant par cisaillement pour fragmenter des objets solides pouvant avoir une certaine souplesse, tels que des déchets, et à empêcher un bourrage.The document SU-A-697.186 describes a device for breaking blocks of reinforced concrete, in which these blocks, sliding on a flat support, are struck by a tool driven by a vertical reciprocating movement thanks to an eccentric system. Concrete seems to fall apart under repeated impact and release the reinforcing bars. There is nothing to suggest that these alternative movements can be effective in a device operating by shearing to fragment solid objects which may have a certain flexibility, such as waste, and to prevent jamming.
La présente invention a pour origine des recherches pour l'amélioration des matériels existants en ce qui concerne leur efficacité, la réduction de la perte de temps en présence d'un objet difficile à broyer, ainsi que la diminution des risques de bourrage et l'amélioration du coût d'entretien.The present invention originates from research for the improvement of existing materials with regard to concerns their efficiency, reducing the loss of time in the presence of an object that is difficult to grind, as well as reducing the risk of jamming and improving the maintenance cost.
On a constaté de façon inattendue que des améliorations importantes étaient obtenues si les contre-couteaux étaient mis individuellement en vibration forcée.It was unexpectedly found that significant improvements were obtained if the counter knives were individually put into forced vibration.
En conséquence, l'invention fournit un appareil de fragmentation d'objets solides, comprenant :
- un support en forme de caisson, avec au moins une ouverture d'admission en haut et une ouverture de sortie en bas, ce support définissant un passage vertical,
- un rotor monté dans le support de façon à pouvoir tourner sur un axe sensiblement horizontal sans pouvoir se déplacer le long de cet axe, ce rotor portant au moins un couteau qui s'écarte de l'axe,
- au moins deux contre-couteaux faisant saillie en direction de l'axe du rotor, le couteau du rotor passant entre les contre-couteaux pendant sa rotation, chacun des contre-couteaux présentant une surface active tournée vers le rotor et étant mobile sur le support indépendamment des autres, de telle façon que sa surface active peut être déplacée en s'éloignant du rotor, des moyens de rappel étant prévus pour ramener lesdites surfaces actives dans une position normale, fixée à l'avance, les moyens de rappel d'un contre-couteau étant indépendants de ceux des autres contre-couteaux,
cet appareil comprenant des moyens pour mettre les contre-couteaux en oscillation forcée.
- a box-shaped support, with at least one inlet opening at the top and one outlet opening at the bottom, this support defining a vertical passage,
- a rotor mounted in the support so as to be able to rotate on a substantially horizontal axis without being able to move along this axis, this rotor carrying at least one knife which deviates from the axis,
- at least two counter knives projecting towards the rotor axis, the rotor knife passing between the counter knives during its rotation, each of the counter knives having an active surface facing the rotor and being movable on the support independently of the others, so that its active surface can be moved away from the rotor, return means being provided to return said active surfaces to a normal position, fixed in advance, the return means of a counter knife being independent of those of other counter knives,
this apparatus comprising means for putting the counter knives in forced oscillation.
Suivant une réalisation intéressante, lorsque le moyen de rappel est un vérin fluidique, l'appareil est équipé de moyens pour mettre en vibration le fluide contenu dans le vérin fluidique, ce vérin constituant alors à la fois un moyen de rappel et un moyen de mise en vibration du contre-couteau.According to an advantageous embodiment, when the return means is a fluid cylinder, the device is equipped with means for vibrating the fluid contained in the fluid cylinder, this cylinder then constituting both a return means and a setting means in vibration of the counter knife.
Suivant d'autres modalités intéressantes :
- il est prévu des moyens pour régler l'amplitude des oscillations,
- l'amplitude des oscillations est limitée par une masse d'élastomère ou un ou plusieurs ressorts,
- les contre-couteaux sont montés pour pivoter sur un arbre parallèle à l'axe du rotor, cet arbre de pivotement est placé à faible distance du centre de gravité de chaque contre-couteau, tout en étant en dehors du volume balayé par les couteaux du rotor,
- les contre-couteaux sont montés pour pivoter sur un arbre parallèle à l'axe du rotor, de telle façon qu'au repos, un plan passant par les axes dudit arbre et du rotor passe à peu près au milieu de la surface active de chaque rotor.
- means are provided for adjusting the amplitude of the oscillations,
- the amplitude of the oscillations is limited by a mass of elastomer or one or more springs,
- the counter knives are mounted to pivot on a shaft parallel to the axis of the rotor, this pivot shaft is placed a short distance from the center of gravity of each counter knife, while being outside the volume swept by the knives of the rotor,
- the counter knives are mounted to pivot on a shaft parallel to the axis of the rotor, so that at rest, a plane passing through the axes of said shaft and of the rotor passes approximately in the middle of the active surface of each rotor.
On a par ailleurs établi que la structure de l'invention se prête à l'obtention de structures faciles à démonter, dont le coût d'utilisation peut être abaissé.It has also been established that the structure of the invention lends itself to obtaining structures which are easy to dismantle, the cost of use of which can be lowered.
Suivant les réalisations préférées indiquées ci-dessus, un contre-couteau est porté par un pivot monté dans une position fixe par rapport au support et parallèle à l'axe du rotor. On peut cependant concevoir d'autres réalisations. Par exemple, les contre-couteaux peuvent être guidés sur des glissières droites ou courbes, ou bien des moyens de rappel, formés notamment de ressorts ou de blocs d'élastomère, pourraient constituer par eux-mêmes les moyens de guidage.According to the preferred embodiments indicated above, a counter knife is carried by a pivot mounted in a fixed position relative to the support and parallel to the axis of the rotor. One can however conceive other realizations. For example, the counter-knives can be guided on straight or curved slides, or else return means, formed in particular of springs or blocks of elastomer, could constitute by themselves the guide means.
Comme moyens de rappel, outre les ressorts métalliques ou blocs d'élastomère dont on vient de parler, on peut aussi prévoir des vérins fluidiques. Ceux-ci peuvent être simplifiés, par exemple constitués d'un saillant solidaire du contre-couteau et pénétrant dans une cavité adaptée du support.As return means, in addition to the metal springs or elastomer blocks of which we have just spoken, it is also possible to provide fluid cylinders. These can be simplified, for example consisting of a projection integral with the counter knife and penetrating into a suitable cavity of the support.
Avantageusement, la position normale, fixée à l'avance, d'un contre-couteau est définie par une butée contre laquelle le contre-couteau est poussé par les moyens de rappel.Advantageously, the normal position, fixed in advance, of a counter knife is defined by a stop against which the counter knife is pushed by the return means.
On observera que, si l'appareil comporte plusieurs rotors, les contre-couteaux peuvent être communs à ces rotors, avec une face active tournée vers chacun d'eux.It will be observed that, if the apparatus comprises several rotors, the counter knives may be common to these rotors, with an active face facing each of them.
Avantageusement, la surface active du contre-couteaux présente une pluralité de dents aptes à retenir un objet en cours de fragmentation, pour faciliter son cisaillement par un couteau de rotor, passant entre deux contre-couteaux adjacents.Advantageously, the active surface of the counter knives has a plurality of teeth capable of retaining an object in the process of fragmentation, to facilitate its shearing by a rotor knife, passing between two adjacent counter knives.
Cette particularité a été décrite dans FR-A-2.254.371. Dans un appareil conforme à l'invention, son efficacité est sensiblement améliorée grâce à la mobilité des couteaux.This particularity has been described in FR-A-2,254,371. In an apparatus according to the invention, its efficiency is appreciably improved thanks to the mobility of the knives.
Avantageusement, cette particularité se combine ici avec une forme de la surface active du contre-couteau telle que les sommets des dents sont situés sur une courbe dont la concavité est tournée vers l'axe du rotor.Advantageously, this feature is combined here with a shape of the active surface of the counter knife such that the tops of the teeth are located on a curve whose concavity is turned towards the axis of the rotor.
La forme optimale exacte de la surface active d'un contre-couteau doit être déterminée expérimentalement. Il apparaîtra même aux non-spécialistes, que cette forme : taille et orientation des dents, courbure de l'ensemble de la surface etc.. a peu de chances d'être la même pour la fragmentation de pièces en matière plastique souple renforcée de fibres ou de bouteilles de verre, par exemple.The exact optimal shape of the active surface of a counter knife must be determined experimentally. It will even appear to non-specialists, that this shape: size and orientation of the teeth, curvature of the entire surface, etc. is unlikely to be the same for the fragmentation of parts made of flexible plastic material reinforced with fibers. or glass bottles, for example.
On peut en outre prévoir que le ou les couteaux du rotor présentent une surface active comportant des dents.Provision may also be made for the rotor blade (s) to have an active surface comprising teeth.
On va décrire maintenant deux modes de réalisation particuliers de l'invention qui ont pour effet de réduire les coûts d'utilisation de l'appareil.We will now describe two particular embodiments of the invention which have the effect of reducing the costs of using the device.
On a constaté, à l'emploi des appareils selon l'art antérieur, que les contre-couteaux situés dans la zone centrale s'usent plus vite que les autres. Lorsqu'ils ont atteint une usure telle que leur efficacité se réduit, l'ensemble du support-caisson doit être changé.It has been found, with the use of devices according to the prior art, that the counter knives situated in the central zone wear out faster than the others. When they have reached a wear such that their efficiency is reduced, the whole of the box support must be changed.
L'invention apporte un gain appréciable si on prévoit que les porte-couteaux sont montés séparément les uns des autres de façon amovible, en étant enfilés sur une pièce de maintien commune constituée d'un barreau parallèle à l'axe du rotor, et, avantageusement, que les porte-couteaux sont montés séparément les uns des autres de façon amovible, en étant enfilés sur une pièce de maintien commune constituée d'un barreau parallèle à l'axe de l'arbre.The invention brings an appreciable gain if it is provided that the knife holders are mounted separately from each other in a removable manner, by being threaded on a common holding piece consisting of a bar parallel to the axis of the rotor, and, advantageously, that the knife holders are mounted separately from each other in a removable manner, by being threaded on a common holding piece consisting of a bar parallel to the axis of the tree.
On peut ainsi remplacer seulement les contre-couteaux usés ou endommagés, ou les permuter avec ceux des régions latérales, moins usées, etc..It is thus possible to replace only the worn or damaged counter knives, or to swap them with those of the lateral regions, less worn, etc.
Avantageusement, dans un but similaire, il est prévu plusieurs couteaux enfilés sur le rotor séparément les uns des autres, sans rotation possible par rapport au rotor, et avantageusement permutables entre eux.Advantageously, for a similar purpose, there are provided several knives threaded on the rotor separately from each other, without possible rotation relative to the rotor, and advantageously interchangeable with one another.
L'invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique, illustré à l'aide des dessins, parmi lesquels :The invention will now be described in more detail with the aid of a practical example, illustrated with the aid of the drawings, among which:
Figure 1 est une vue d'ensemble simplifiée, en perspective éclatée, du broyeur.Figure 1 is a simplified overview, in exploded perspective, of the crusher.
Figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1.Figure 2 is a section along line II-II of Figure 1.
Figure 3 est une vue de détail illustrant une variante de la réalisation de la figure 2.FIG. 3 is a detail view illustrating a variant of the embodiment of FIG. 2.
Figure 4 est une vue de détail illustrant une variante du rotor.Figure 4 is a detail view illustrating a variant of the rotor.
L'appareil décrit à titre d'exemple comprend un support 1, constitué de deux panneaux latéraux 2, 3, verticaux dans l'ensemble, reliés entre eux par deux plaquettes verticales d'extrémités 4, 5. L'ensemble définit ainsi un passage vertical, de forme générale rectangulaire. A l'intérieur de ce passage s'étend un arbre de rotor horizontal 6, monté à rotation sur des paliers 7, 8, portés par les plaques d'extrémités 4, 5. Une des plaques d'extrémités 5 porte en outre un moteur d'entraînement 9 du rotor.The apparatus described by way of example comprises a
L'un des panneaux latéraux 3 présente une surface verticale en direction du rotor, alors que l'autre panneau 2 comporte une partie supérieure inclinée 10, qui confère une forme de trémie au passage intérieur du support.One of the
Un pivot 12, parallèle à l'axe du rotor 6, est monté dans des perçages prévus dans les plaques d'extrémité 4, 5. Un seul de ces perçages, 12A, est représenté sur la figure 1. Le pivot 12 peut coulisser à travers ces perçages, en vue d'un démontage. Il se trouve vers la partie inférieure du panneau latéral 2, au-dessous de la partie inclinée 10, sans faire saillie dans le passage intérieur du support. On peut prévoir que le pivot 12 est immobilisé en rotation sur son axe, ou qu'il peut pivoter sur lui-même.A
Le rotor 6 porte une série de couteaux 13, qui sont constitués comme une plaque épaisse, découpée en forme générale de S, avec deux faces actives dont la concavité est tournée vers l'avant dans le sens de rotation symbolisé par la flèche 14. L'extrémité de chaque face active constitue une dent dirigée vers l'avant.The
La figure 4 montre une variante où la face active du rotor 13 présente une pluralité de dents 13A.FIG. 4 shows a variant where the active face of the
Les couteaux sont montés sur le rotor, qui les traverse dans leur partie centrale, sans rotation possible. Pour cela, comme représenté sur la figure 2, le rotor a une section hexagonale, de même que l'alésage central du couteau. Cela permet d'utiliser des couteaux identiques, décalés les uns par rapport aux autres d'un sixième de tour. Bien entendu, on peut donner une forme, par exemple cannelée, au rotor, et une forme correspondante à l'alésage des couteaux.The knives are mounted on the rotor, which passes through them in their central part, without possible rotation. For this, as shown in Figure 2, the rotor has a hexagonal section, as well as the central bore of the knife. This allows the use of identical knives, offset from each other by a sixth of a turn. Of course, one can give a shape, for example grooved, to the rotor, and a shape corresponding to the bore of the knives.
Les contre-couteaux 15 sont intercalés entre les couteaux 13. Chaque contre-couteau 15 est constitué principalement comme une plaque de forme générale triangulaire. On observera que, dans l'exemple décrit, les couteaux et contre-couteaux sont constitués comme des plaques à bords parallèles et perpendiculaires à l'axe du rotor. Cette disposition, qui facilite leur obtention, n'est pas impérative, on peut concevoir, par exemple, que les couteaux diminuent d'épaisseur en s'écartant de l'axe du rotor, ou l'inverse, et que les contre-couteaux aient une section adaptée pour maintenir constant l'intervalle axial entre un couteau et le contre-couteau adjacent.The
La face active 16 du contre-couteau présente une concavité tournée vers le haut et vers l'axe du rotor. Elle comporte des dents 17, dont la forme n'est pas donnée avec précision, car elle dépend étroitement de la nature des objets à traiter. On observera cependant que ces dents présentent avantageusement un flanc tourné à l'opposé du sens de rotation 14 du rotor, et qui fait, avec la direction des objets qui viennent le frapper, un angle voisin de 90°, alors que le flanc opposé de chaque dent est au contraire proche d'une parallèle à la trajectoire des objets entraînés par les couteaux 13. Un deuxième côté 18 de chaque plaque triangulaire constituant un contre-couteau 15 porte un manchon 19 dirigé parallèlement à l'axe du rotor, et qui est traversé par le pivot fixe 12, tout en permettant le pivotement du contre-couteau autour de cet arbre. La liaison entre le manchon 19 et le contre-couteau 15 est assurée par deux plaques entretoises 20, parallèles à la plaque 15, solidaires de celle-ci, et décalées par rapport à celle-ci dans le sens axial.The
Au repos, le contre-couteau s'étend depuis le voisinage du bord inférieur de la partie inclinée 10 du panneau latéral 2 jusqu'au voisinage du rotor 6. Il s'écarte un peu de ce dernier sous la poussée d'un objet à fragmenter.At rest, the counter knife extends from the vicinity of the lower edge of the
L'épaisseur des plaques 20, et/ou la longueur des manchons 19 sont calculées pour assurer l'écartement désiré entre deux contre-couteaux adjacents.The thickness of the
Cet écartement est égal à l'épaisseur d'un couteau 13, augmentée de deux fois le jeu axial prévu entre un couteau et le contre-couteau adjacent. On notera que des manchons-entretoises 19A sont prévus, de façon analogue entre les couteaux 13, pour établir entre eux un espacement égal à l'épaisseur d'un contre-couteau, augmenté de deux fois la valeur du jeu axial prévu.This spacing is equal to the thickness of a
L'épaisseur des couteaux et des contre-couteaux, ainsi que les jeux axiaux, et donc l'écartement entre les couteaux et les contre-couteaux successifs, sont adaptables en fonction de la nature du matériau des objets à broyer, ainsi que de la forme, les dimensions et la granulométrie aussi bien de ces objets que des produits qu'on désire obtenir.The thickness of the knives and the counter knives, as well as the axial clearances, and therefore the spacing between the knives and the successive counter knives, are adaptable according to the nature of the material of the objects to be ground, as well as the shape, dimensions and granulometry both of these objects and of the products that one wishes to obtain.
Les plaques 20 portent en outre un bras 21, qui s'étend vers le haut parallèlement au côté 18, et dont le prolongement passe sensiblement par l'axe du pivot 12. Le bras 21 porte une butée 22, perpendiculaire au bras 21, et dont l'axe est dans le plan du contre-couteau 15. Cette butée 22 pénètre dans une virole à fond fermé 23, qui est fixée sur la partie inclinée 10 du panneau latéral 2. Une masse d'élastomère 24 est intercalée entre la butée 22 et une plaque d'appui 25 située au voisinage du fond de la virole 23. Une vis de réglage 26 permet d'écarter plus ou moins la plaque d'appui 25 du fond de la virole.The
Dans une variante, la vis de réglage 26 est montée dans le bras 21, pour agir sur la butée 22. Cette disposition permet un accès plus facile à la vis 21. En outre, la plaque d'appui 25 peut alors être supprimée, la masse d'élastomère 22 venant alors en appui contre le fond de la virole 23.Alternatively, the adjusting screw 26 is mounted in the
On conçoit qu'une force s'exerçant sur le contre-couteau et résultant de la poussée d'un objet entraîné dans le sens de la flèche 14 par un couteau 13 tend à faire pivoter le contre-couteau autour du pivot 12, et par conséquent à écraser la masse d'élastomère 24. Celle-ci développe alors un couple de rappel, et les chocs successifs des objets à traiter sur le contre-couteau mettent celui-ci dans un état d'oscillations vibratoires qui s'amortit ensuite.It will be appreciated that a force exerted on the counter knife and resulting from the thrust of an object driven in the direction of the
En actionnant la vis de réglage 26, on peut faire varier l'amplitude des oscillations. La fréquence de celle-ci peut être modifiée, à amplitude égale, en changeant la masse d'élastomère 24.By actuating the adjusting screw 26, the amplitude of the oscillations can be varied. The frequency of this can be modified, at equal amplitude, by changing the mass of
Une butée 27 limite l'amplitude des pivotements en sens opposé du contre-couteau, elle empêche celui-ci de venir en contact avec le rotor et definit sa position normale.A
On notera qu'il est possible de remplacer la masse d'élastomère 24 par un ou plusieurs ressorts, par exemple un empilement de rondelles Belleville.It will be noted that it is possible to replace the mass of
Suivant une variante illustrée à la figure 3, le bras 21 porte un saillant 30, formant piston, qui pénètre dans un cylindre 31, relié à une source vibratoire 32 de fluide sous pression, tel que de l'huile, et à un accumulateur de pression à gaz 33. Le fluide maintient le contre-couteau en état d'oscillations forcées, cependant que lorsqu'un objet à fragmenter fait pivoter le contre-couteau sur le pivot 12, la présence de l'accumulateur 33 fait que le cylindre 31 agit comme un organe de rappel élastique.According to a variant illustrated in FIG. 3, the
Il est prévu un accumulateur individuel pour chaque contre-couteau, si bien que chacun de ceux-ci est soumis à un régime oscillatoire propre. On observera à ce sujet que le document US-A-4.917.310 ne prévoit pas d'accumulateur spécifique pour chaque contre-couteau.An individual accumulator is provided for each counter knife, so that each of these is subjected to its own oscillatory regime. It will be noted in this regard that document US-A-4,917,310 does not provide a specific accumulator for each counter knife.
Dans la disposition représentée, les moyens de rappel 20 à 26, 30, 31 se trouvent avant le pivot 12, dans le sens de rotation du rotor 13, indiqué par la flèche 14. L'homme de métier comprendra que d'autres dispositions sont possibles. Il suffit que les moyens de rappel soient disposés pour s'opposer à un pivotement du contre-couteau résultant du passage d'un objet à broyer.In the arrangement shown, the return means 20 to 26, 30, 31 are located before the
Cependant, la disposition représentée présente les particularités avantageuses suivantes:
- le centre de gravité G du porte-
couteau 15 est à une distance aussi faible que possible dupivot 12, compte tenu du fait que ce pivot doit être extérieur au volume balayé par les couteaux 13 du rotor. - le plan qui contient les axes du
pivot 12 et durotor 6, qui est symbolisé par la ligne A-A de la figure 2, passe à peu près au milieu de la surface active 16 du contre-couteau.
- the center of gravity G of the
knife holder 15 is as small as possible from thepivot 12, taking into account the fact that this pivot must be outside the volume swept by theblades 13 of the rotor. - the plane which contains the axes of the
pivot 12 and of therotor 6, which is symbolized by the line AA in FIG. 2, passes approximately in the middle of theactive surface 16 of the counter knife.
Ces deux particularités concourent à procurer un ensemble très solide, à poids égal, avec une inertie réduite dans le cas de la mise en oscillation forcée, et grâce auquel les moments des couples créés par les frottements et chocs causés par les objets à fragmenter sont équilibrés au mieux.These two features combine to provide a very solid unit, at equal weight, with reduced inertia in the case of forced oscillation, and thanks to which the moments of the couples created by the friction and shocks caused by the objects to be fragmented are balanced. the best.
Si on désire remplacer un contre-couteau par un autre, il suffit de faire coulisser le pivot 12 à travers le perçage 12A de la plaque 4, par exemple en introduisant une tige de maintien provisoire dans le perçage correspondant de la plaque 5. Quand l'extrémité du pivot 12 a juste dépassé le contre-couteau qu'on veut remplacer, il suffit de reculer la tige de maintien provisoire d'une longueur correspondant à la longueur du manchon 19 ou à la distance entre les faces extérieures des plaques 20. Le contre-couteau est alors libéré et peut être remplacé. Bien entendu, on peut aussi faire coulisser le pivot 12 à travers le perçage de la plaque 5.If it is desired to replace a counter knife with another, it suffices to slide the
On a constaté, qu'avec l'appareil qu'on vient de décrire, lorsqu'un objet refuse de se laisser fragmenter, si l'on fait tourner le rotor en sens inverse de seulement un quart de tour environ, avant de reprendre la rotation normale, il est très fréquent qu'on obtienne une fragmentation correcte. Cela est attribué au fait que, en raison de la vibration des contre-couteaux, l'objet difficile à broyer vient, après cette manoeuvre, en contact avec un contre-couteau dans une disposition différente, ce qui suffit à obtenir un bon cisaillement. On évite ainsi de rejeter l'objet non broyé par une rotation en sens inverse bien plus importante, comme on le fait dans la pratique antérieure; On élimine ainsi à la fois des pertes de temps et des rejets de produits non broyés inutilisables.It has been observed that, with the apparatus just described, when an object refuses to allow itself to be fragmented, if the rotor is turned in the opposite direction by only about a quarter of a turn, before resuming the normal rotation, it is very common to obtain a correct fragmentation. This is attributed to the fact that, due to the vibration of the counter knives, the object which is difficult to grind comes, after this maneuver, into contact with a counter knife in a different arrangement, which is sufficient to obtain good shearing. This avoids rejecting the unground object by a much larger reverse rotation, as is done in prior practice; This eliminates both wasted time and rejects of unusable unmilled products.
L'expérience a montré que, par comparaison avec un broyeur classique du type décrit dans FR-A-2.254.371, les débits horaires, avec un appareil du type décrit ici, sont multipliés par 2 à 3. De plus, les granuloméries obtenues sont beaucoup plus homogènes, ce qui facilite le recyclage, ou bien le rend possible dans des cas où la trop grande dispersion des dimensions le rendait économiquement inacceptable avec les appareils de l'art antérieur.Experience has shown that, by comparison with a conventional mill of the type described in FR-A-2,254,371, the hourly throughputs, with an apparatus of the type described here, are multiplied by 2 to 3. In addition, the granulomeries obtained are much more homogeneous, which facilitates recycling, or makes it possible in cases where the too great dispersion of dimensions made it economically unacceptable with the devices of the prior art.
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