EP1009529B1 - Perfectionnements aux broyeurs a piste annulaire et rouleau - Google Patents

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EP1009529B1
EP1009529B1 EP97918239A EP97918239A EP1009529B1 EP 1009529 B1 EP1009529 B1 EP 1009529B1 EP 97918239 A EP97918239 A EP 97918239A EP 97918239 A EP97918239 A EP 97918239A EP 1009529 B1 EP1009529 B1 EP 1009529B1
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roller
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Alain Cordonnier
Philippe Lagache
Christophe Obry
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/06—Mills with rollers forced against the interior of a rotary ring, e.g. under spring action
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/003—Shape or construction of discs or rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/004—Shape or construction of rollers or balls

Definitions

  • the present invention relates to shredders comprising an annular track with an axis horizontal, a roller capable of rolling on said track, means for pressing the roller on the track and means for moving the material from one edge to the other of the track, so that it passes under the roller several times before being evacuated.
  • the mill object of the present invention is characterized in that the spacing between the roller and the track decreases from the edge of the track located on the feed side material to be ground up to a distance from this edge at least equal to 80% of the width of the track, and then grows faster to form a decompression zone on the side of the evacuation of the ground material.
  • the crusher shown in the drawings consists of a drum 10, with a horizontal axis, which is supported by pads 12 allowing its rotation about its axis; these skates could be replaced by a bearing or rollers.
  • the drum is rotated by conventional means, not shown, for example by a motor and a reduction gear, the output shaft carries a pinion engaged with a ring gear fixed on the drum.
  • the track is formed of three surfaces frustoconical 14a, 14b and 14c joined so that its diameter decreases, in the direction of progression of the material indicated by the arrow, over most of its width and then increases quickly in its last part.
  • the angle at the top of the surface 14a is greater than that of the surface 14b.
  • the surface 14c of the track and the roller define the area of decompression. In the plane of the figure, which contains the axes of the roller and the track, the angle ⁇ formed by this part of the track and the roller is less than 50 °.
  • the surface of the roller 16 is cylindrical and its axis is parallel to that of the track.

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  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Road Repair (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

La présente invention concerne les broyeurs comportant une piste annulaire à axe horizontal, un rouleau apte à rouler sur ladite piste, des moyens pour presser le rouleau sur la piste et des moyens pour déplacer la matière d'un bord à l'autre de la piste, de telle sorte qu'elle passe plusieurs fois sous le rouleau avant d'être évacuée.
Pour améliorer le broyage lorsque les matières à broyer ont une granulométrie hétérogène on a proposé (brevet français n° 91 09788) de donner au rouleau et/ou à la piste un profil tel que l'écartement entre le rouleau et la piste décroisse progressivement ou par degrés d'un bord à l'autre de la piste.
Le but de la présente invention est d'améliorer l'efficacité des broyeurs de ce type et de mieux répartir les contraintes mécaniques dans le rouleau et la piste.
Le broyeur objet de la présente invention est caractérisé en ce que l'écartement entre le rouleau et la piste décroít depuis le bord de la piste situé du côté de l'alimentation en matière à broyer jusqu'à une distance de ce bord au moins égale à 80 % de la largeur de la piste, et croít ensuite plus rapidement pour former une zone de décompression du côté de l'évacuation de la matière broyée.
Suivant une forme de réalisation préférée, la piste est constituée par un anneau solidaire d'un tambour à axe horizontal qui forme une chambre d'alimentation sur un côté de la piste et une chambre d'évacuation sur l'autre côté, et un barrage annulaire est prévu à l'extrémité de la chambre d'évacuation opposée à celle attenante à la pisté pour maintenir dans ladite chambre une couche de matière broyée dont l'épaisseur est telle qu'elle atteint pratiquement le bord du rouleau dans le plan du bord adjacent de la piste.
De préférence, l'étendue axiale de la zone de décompression, comptée à partir du bord de la piste située du côté de l'évacuation de la matière, est comprise entre 2 % et 20 %, de préférence 5 % à 15 %, de la largeur de la piste, et dans cette zone l'angle formé par la piste et la surface périphérique du rouleau, dans le plan contenant les axes de la piste et du rouleau, est inférieur à 50°.
Suivant une forme de réalisation du broyeur, la piste est cylindrique et le rouleau est formé d'au moins deux parties tronconiques, une première partie dont le diamètre croit depuis son extrémité située côté alimentation jusqu'à une distance de cette extrémité au moins égale à 80 % de la longueur axiale du rouleau, et une seconde partie de diamètre décroissant située à son autre extrémité.
En variante, la piste peut avoir un profil tronconique avec un diamètre qui décroít depuis son bord situé du côté de l'alimentation en matière à broyer jusqu'à la zone de décompression et un angle au sommet constant ou variable ; dans la zone de décompression, le diamètre de la piste croít dans le sens de progression de la matière. Avec une telle piste, on pourra utiliser un rouleau cylindrique dont l'axe sera parallèle à l'axe de la piste ou fera un angle inférieur à 5° avec celui-ci.
La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation de l'invention et sur lesquels :
  • La figure 1 est une coupe verticale d'un broyeur réalisé conformément à l'invention ;
  • La figure 2 est une coupe, par un plan perpendiculaire à l'axe, du broyeur de la figure 1 ; et
  • Les figures 3 et 4 illustrent deux autres formes de réalisation de l'invention.
    • Le broyeur représenté sur les dessins est constitué par un tambour 10, à axe horizontal, qui est supporté par des patins 12 permettant sa rotation autour de son axe ; ces patins pourraient être remplacés par un coussinet ou des galets. Le tambour est entraíné en rotation par des moyens classiques, non représentés, par exemple par un moteur et un réducteur dont l'arbre de sortie porte un pignon en prise avec une couronne dentée fixée sur le tambour.
    Le tambour est constitué par une virole revêtue intérieurement de plaques d'usure qui, dans la partie centrale, forment une piste de broyage annulaire 14, à surface cylindrique. L'intérieur du tambour est ainsi divisé en une zone d'alimentation 11, une zone de broyage 13 et une zone d'évacuation 15. Des rebords annulaires 17 prévus aux deux extrémités de la virole forment des barrages permettant de maintenir une couche de matière dans les zones d'alimentation et d'évacuation. Ce tambour est fermé à ses deux extrémités par des tôles montées sur un support fixe et auxquelles sont raccordées une goulotte d'alimentation, à une extrémité, une goulotte de décharge et un conduit d'aspiration pour l'évacuation pneumatique des particules fines, à l'autre extrémité.
    Un rouleau 16 est monté à l'intérieur du tambour, de façon à pouvoir rouler sur la piste 14 lorsque le tambour est entraíné en rotation. Plus précisément, lorsque le broyeur est en fonctionnement, le rouleau roule sur la couche de matière recouvrant la piste. Le rouleau est muni de deux bouts d'arbre montés dans des paliers fixés à deux leviers disposés à l'extérieur des tambours, de part et d'autre de celui-ci. Des ressorts ou des vérins hydropneumatiques agissant sur les paliers ou sur les leviers permettent de presser le rouleau sur la piste de broyage avec une force prédéterminée et réglable.
    Le rouleau 16 se compose de trois parties tronconiques, de conicités différentes. Les deux parties principales 16a et 16b s'étendent sur environ 80 % de la longueur du rouleau ; leur diamètre croit dans le sens de progression de la matière sur la piste (sens de la flèche sur la figure 1) et l'angle au sommet de la partie 16a, la plus proche de la zone d'alimentation, est supérieur à celui de la partie 16b. La partie 16c, située du côté de la zone d'évacuation, a un diamètre qui décroít dans le sens de progression de la matière et son angle (α) au sommet est nettement supérieur à celui des deux autres parties mais inférieur à 50° ; la longueur axiale de cette partie est comprise entre 2 % et 20 %, de préférence 5 et 15 %, de la longueur utile du rouleau. Elle délimite avec la piste une zone de décompression 19 qui fait suite à la zone de mise en pression de la matière entre le rouleau et la piste. Cette zone de décompression et la couche de matière 20 formée dans la zone d'évacuation s'opposent à l'éjection brutale de la matière comprimée entre la piste et le rouleau, près du bord du rouleau, (effet de bord). Cela permet de mieux contrôler le broyage dans la zone adjacente à la zone de décompression. En outre, la zone de décompression permet d'assurer une meilleure répartition des contraintes mécaniques dans le rouleau près de sa face latérale. L'épaisseur de la couche de matière 20 formée dans la zone d'évacuation 15 est telle qu'elle atteint pratiquement le bord du rouleau dans le plan du bord de la piste adjacent à cette zone.
    Un dispositif destiné à assurer l'avance pas à pas de la matière, d'une extrémité à l'autre du tambour, est disposé dans la moitié supérieure de ce dernier, sur la partie descendante de la trajectoire circulaire des matières. Ce dispositif a été schématisé sur la figure 1 par une série de lames inclinées 18 qui détachent de la paroi du tambour et de la piste la matière qui y est normalement maintenue par la force centrifuge. La matière détachée glisse sur les lames 18 et, du fait de leur inclinaison y est déplacée de l'entrée vers la sortie du broyeur. En réglant l'inclinaison des lames 18 on règle la vitesse d'avance de la matière ; des vitesses différentes peuvent être choisies pour les zones d'alimentation, de broyage et d'évacuation. En variante, le dispositif d'avance de la matière pourrait être du type décrit dans le brevet français n° 91.09788 précité.
    Sur la figure 3, on a représenté schématiquement une autre forme de réalisation de la piste et du rouleau. Au lieu d'être cylindrique, la piste est formée de trois surfaces tronconiques 14a, 14b et 14c accolées de telle sorte que son diamètre décroít, dans le sens de progression de la matière indiqué par la flèche, sur la majeure partie de sa largeur puis croít rapidement dans sa dernière partie. L'angle au sommet de la surface 14a est plus grand que celui de la surface 14b. La surface 14c de la piste et le rouleau définissent la zone de décompression. Dans le plan de la figure, qui contient les axes du rouleau et de la piste, l'angle α que forment cette partie de la piste et le rouleau est inférieur à 50°. La surface du rouleau 16 est cylindrique et son axe est parallèle à celui de la piste.
    Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 4, la piste comporte une première partie tronconique, à diamètre décroissant dans le sens de progression de la matière (flèche), et une seconde partie cylindrique. Le rouleau est cylindrique et son axe est incliné par rapport à l'axe de la piste d'un angle β compris inférieur à 5°. Il comporte à son extrémité adjacente à la zone d'évacuation une portion tronconique définissant, avec la piste, une zone de décompression.
    D'autres formes de la piste et du rouleau peuvent être choisies dans le cadre des revendications pour obtenir un écartement décroissant, dans le sens de progression de la matière, entre la piste et le rouleau, sur la majeure partie de la largeur de la piste, et ménager une zone de décompression du côté de la zone d'évacuation.

    Claims (5)

    1. Broyeur, comportant au moins une piste annulaire à axe horizontal (14), au moins un rouleau (16) apte à rouler sur ladite piste, des moyens pour presser le rouleau sur la piste, et des moyens pour déplacer la matière d'un bord à l'autre de la piste de telle sorte qu'elle passe plusieurs fois sous le rouleau avant d'être évacuée, l'écartement entre le rouleau (16) et la piste (14) décroissant dans le sens de progression de la matière à broyer, caractérisé en ce que ledit écartement entre le rouleau (16) et la piste (14) décroít depuis le bord de la piste situé du côté de l'alimentation en matière à broyer jusqu'à une distance de ce bord au moins égale à 80 % de la largeur de la piste, et en ce que cet écart croít ensuite rapidement pour former une zone de décompression (19) du côté de l'évacuation de la matière broyée, et en ce que la piste (14) est constituée par un anneau solidaire d'un tambour coaxial (10) qui forme une chambre d'évacuation (15) sur un côté de la piste, et un barrage annulaire (17) est prévu à l'extrémité de la chambre d'évacuation la plus éloignée de la piste pour maintenir, dans ladite chambre, une couche de matière broyée, dont l'épaisseur est telle qu'elle atteint pratiquement le bord du rouleau dans le plan du bord adjacent de la piste.
    2. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le plan contenant l'axe du rouleau et de la piste, l'angle (α) formé par la piste et le rouleau dans la zone de décompression (19) est inférieur à 50°.
    3. Broyeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la piste (14) est cylindrique et le rouleau est formé d'au moins deux parties tronconiques, une première partie (16a, 16b) dont le diamètre croit depuis son extrémité située côté alimentation jusqu'à une distance de cette extrémité au moins égale à 80 % de la longueur axiale du rouleau, et une seconde partie (16c) de diamètre décroissant, située à son autre extrémité.
    4. Broyeur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la piste est formée d'au moins deux surfaces tronconiques, une première surface (14a, 14b) dont le diamètre décroít depuis son bord situé côté alimentation jusqu'à une distance de ce bord au moins égale à 80 % de la largeur de la pisté, et une seconde surface (14c) de diamètre croissant, adjacente à son autre bord.
    5. Broyeur selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'axe du rouleau est incliné par rapport à l'axe de la piste d'une angle (β) inférieur à 5 °.
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    EP1009529A1 EP1009529A1 (fr) 2000-06-21
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    DK (1) DK1009529T3 (fr)
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    PL (1) PL186892B1 (fr)
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