EP1908523A1 - Dispositif de broyage de matériaux minéraux - Google Patents

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EP1908523A1
EP1908523A1 EP07291202A EP07291202A EP1908523A1 EP 1908523 A1 EP1908523 A1 EP 1908523A1 EP 07291202 A EP07291202 A EP 07291202A EP 07291202 A EP07291202 A EP 07291202A EP 1908523 A1 EP1908523 A1 EP 1908523A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
air
outlet
separation chamber
stream
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07291202A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
René Brunone
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Original Assignee
Individual
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Publication of EP1908523A1 publication Critical patent/EP1908523A1/fr
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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
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B02C23/20—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy after crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2/00—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers
    • B02C2/02—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers eccentrically moved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B02C23/24—Passing gas through crushing or disintegrating zone
    • B02C23/30—Passing gas through crushing or disintegrating zone the applied gas acting to effect material separation

Definitions

  • the invention generally relates to the grinding of mineral materials.
  • the invention relates to a grinding device for mineral materials, of the type comprising a grinder capable of crushing blocks of materials and to divide them into particles.
  • These particles at the outlet of the mill, have a particle size typically ranging from 0 mm to 40 mm, with a significant proportion of particles smaller than 1 mm.
  • the particles fall on a conveyor belt, which takes them to a screening plant. In this installation, the particles are separated by size category.
  • the invention aims to provide a grinding device whose operating conditions are improved.
  • the invention relates to a grinding device of the aforementioned type, characterized in that it comprises means for separating the particles by circulating air into a first particle stream of relatively smaller particle size and a second stream particles of relatively larger particle size.
  • the grinding device 10 shown in FIG. 1 comprises a loading hopper 12 capable of receiving blocks of material to be ground, a crusher 14 capable of crushing blocks of materials and dividing them into particles, means 16 for separating the particles. by circulating air in a first particle stream of relatively smaller particle size and a second particle stream of relatively greater particle size, a support frame 18 of the mill in which is formed an outlet well 19 for the particles of the second stream , and a conveyor belt 20 capable of collecting the particles of the second stream falling from the outlet well 19 and transporting them to another installation, for example to a screening installation.
  • the device 10 is intended to grind mineral materials such as granite, porphyry, flint, being in the form of blocks. These blocks typically come from stone quarries.
  • the hopper 12 is located in the upper part of the grinding device 10 and is supported by the frame 18. It has the shape of a funnel converging downwards to the inlet orifice 21 of the grinder 14. The hopper dimensions adapted to the size of the blocks to be treated.
  • the mill 14 is, for example, of the eccentric cone type, and comprises an outer envelope 22, an eccentric cone 24 disposed inside the envelope 22, and means 26 for driving the eccentric cone 24.
  • the outer casing 22 has a frustoconical shielded upper portion 28 of vertical central axis, extended downwards by a cylindrical skirt 30 coaxial with the portion 28.
  • the frustoconical portion 28 defines the inlet 21 of the mill and flares out from from this inlet 21 to the cylindrical skirt 30.
  • the skirt 30 defines, at its lower end, the outlet 32 of the mill.
  • the eccentric cone 24 is a solid piece disposed within the frustoconical portion 28.
  • the eccentric cone 24 is delimited upwards by a plurality of frustoconical surfaces 34 placed in the extension of each other, and converging all upwards.
  • the surfaces 34 define with the portion 28 of the outer envelope an annular space for receiving and crushing the blocks of materials. In a horizontal plane, the passage section of this space is reduced from top to bottom, then increases slightly, as shown in FIG. 1, because of the respective inclinations of the frustoconical portion 28 and the surfaces 34.
  • the drive means 26 of the eccentric cone comprise a motor 36 and a kinematic chain 38 driving the cone 24 by the motor 36.
  • the central axis YY 'of the cone 24 is slightly inclined with respect to the vertical central axis XX
  • the kinematic chain 38 drives the cone 24 in an eccentric movement around the vertical axis X-X ', the central axis YY' of the cone 24 rotating about the vertical axis XX '.
  • the separation chamber 40 is housed in a portion of the frame 18 disposed immediately below the grinder 14.
  • the separation chamber 40 is delimited by a cylindrical outer peripheral wall 52 of central vertical axis and coaxial to the X-X 'axis, by an upper horizontal wall and a lower support structure 54.
  • the particle inlet is formed in the upper wall and the outlet 42 of the second flow particles through the lower structure 54.
  • the lower support structure 54 is formed of a plurality of support arms of the elements of the chamber 40. It is open between the arms for passing the second particle stream.
  • the air inlets 44 are regularly distributed around the central axis XX 'and are formed in the cylindrical outer wall 52.
  • the air inlets 44 have a duckbill shape, elongated in a horizontal plane and of low height vertically, relative to their width in a horizontal plane (see Figure 2).
  • the charged air outlet 46 is disposed at the center of the chamber 40, on the X-X 'axis, slightly above the lower structure 54. It has a large passage section compared to the passage section of an air inlet 44.
  • the outlet 46 is open upwards, a protection plate 56 being disposed above the outlet 46, at the right of this outlet, so as to prevent the particles of the second flow from falling by gravity from the entrance of chamber 40 into exit 46.
  • the means 50 comprise a cyclone 58, or a filter, capable of separating the air from the particles of the first stream, provided with an inlet 60 connected to the charged air outlet 46 by a connection pipe 62, an outlet 64 for the particles of the first stream, and a purified air outlet 66.
  • the outlet 64 is located at the foot of the cyclone 58. It comprises a rotary valve (not shown).
  • a conveyor 68 is disposed under the outlet 64. The conveyor 68 is capable of driving the particles of the first stream from the cyclone 58 to an installation located at a distance from the grinding device 10, for the purpose of packaging or using the particles of the first stream.
  • the purified air outlet 66 is provided at the top of the cyclone 58.
  • the means 48 for blowing air into the separation chamber 40 comprise an air circulation member 70, typically a fan, provided with a suction 72 connected to the purified air outlet 66 of the separator by means of a piping system. link 74 and a fan outlet 76 connected to the air inlets 44 of the separation chamber.
  • an air circulation member 70 typically a fan
  • suction 72 connected to the purified air outlet 66 of the separator by means of a piping system.
  • link 74 and a fan outlet 76 connected to the air inlets 44 of the separation chamber.
  • the fan outlet 76 is connected to the inputs 44 through an annular manifold 78 disposed around the separation chamber 40, a connecting pipe 80 communicating the fan outlet 76 with the annular manifold 78, and distribution pipes 82 each extending radially from the manifold 78 to an inlet 44.
  • the suction depression of the circulation member 70 is about -300 mm of water column.
  • the air flow at the outlet of the circulation member is between 1000 and 10000 m 3 / hour, for example between 5000 and 10000 m 3 / hour.
  • the circulation member 70 comprises control means (not shown) capable of varying the air flow at the outlet and the vacuum at the suction. The output rate is thus likely to be modified depending on the size of the particles that one seeks to cause in the first flow. The more we seek to capture large particles in the first flow, the higher the air flow at the output of the circulation member 70 will be high.
  • the particles At the outlet of the mill 14, and therefore at the inlet of the separation chamber 40, the particles have, for example, a particle size ranging from 0 mm to 40 mm. Particles of particle size between 0 mm and 1 mm are typically driven by air and form the first flow. The other particles form the second stream and leave the chamber through the outlet 54.
  • the outlet well 19 is a slot formed in the lower part of the frame 18. It is placed immediately below the outlet 54 of the separation chamber 40, coinciding with this outlet.
  • the blocks of mineral material to be ground are conveyed to the hopper 12 using a conveyor belt.
  • the cone 24 is driven by the motor 36 and the kinematic chain 38, and describes an eccentric movement around the vertical axis X-X ', which has the effect of pressing the blocks between the cone 24 and the wall 28 and crush them.
  • the blocks are thus divided into several pieces of large sizes, which can slide down between the cone 24 and the wall 28, in an area of the annular space of reduced section.
  • the large pieces of the blocks are ground again to obtain small particles which, in turn, can slide down.
  • the particles obtained by dividing the blocks end up arriving at the bottom of the frustoconical surfaces 34 delimiting the cone upwards, and then fall by gravity inside the skirt 30 to the outlet 32 of the mill. They then enter the separation chamber 40.
  • the circulation member 70 blows air inside the chamber 40 through the inlets 44.
  • the air circulates radially from the outside to the center of the chamber 40 and leaves the chamber through the outlet of the chamber. 46.
  • the particles from the mill 14 pass through the separation chamber 40 from the grinder outlet 32 to the outlet 54 of the chamber.
  • the air blown from the inlets 44 mixes with the particles passing through the chamber 40 and causes the smallest and lightest particles, that is to say the particles of the first stream.
  • the particles of the second stream because of their higher weight, are not driven and leave the chamber 40 through the outlet 42. These particles form the second stream, pass through the outlet well 19 and fall on the conveyor belt 20 which transports remotely from the grinding device 10, for example to a screening installation.
  • the charged air particles of the first stream leaves the chamber 40 through the outlet 46 and reaches the cyclone 58.
  • the particulate-laden air of the first stream rises along the cyclone in a swirling motion, so that the particles of the first stream are pressed against the outer wall of the cyclone by centrifugal force and slide down to the outlet. 64.
  • the grinding device described above has many advantages.
  • the means for separating the particles by air circulation make it possible to capture almost all the particles of small particle size coming from the mill, for example less than 1 mm in size, and to separate them from the other particles. These particles are picked up before falling on the conveyor belt, so that the amount of dust emerging around the grinding device is considerably reduced. The working conditions around this mill and the maintenance of the equipment are considerably improved.
  • the grinding device can have multiple variants.
  • the separator may not be a cyclone, but may for example be a filter, especially a bag filter.
  • the air circulation member can be of any type, and can be for example a blower, a vacuum pump, an air compressor, etc.
  • the mill 14 may also be of any type and is not necessarily an eccentric cone mill.
  • the crusher may be of smooth-cylinder, hammer or bar type.
  • the means for separating the particles may comprise several separators in series or in parallel.
  • the air inlets 44 in the separation chamber are not necessarily shaped duckbill. They may have other shapes, round, rectangular, etc. .... Moreover, the air inlets are not necessarily arranged at the outer wall of the chamber 40 but may be arranged inside the chamber. chamber, between wall 40 and exit 46.
  • the separation chamber 40 is not necessarily cylindrical but may have an oval, rectangular or other section.
  • the chamber 40 may comprise a single air inlet 44, for example a circular slot extending along the entire periphery of the chamber.
  • the chamber 40 may comprise several air outlets 46, each connected to the separator 58. These outlets 46 may all be arranged in the center of the chamber 40 on or near the X-X 'axis, or, on the contrary, distributed in different places of the room 40.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de broyage de matériaux minéraux. Le dispositif (10) comprend un broyeur (14) apte à broyer des blocs de matériau et à les diviser en particules. Le dispositif comprend également des moyens (16) pour séparer les particules par circulation d'air en un premier flux de particules de granulométrie relativement plus faible et un second flux de particules de granulométrie relativement plus élevée.

Description

  • L'invention concerne en général le broyage des matériaux minéraux.
  • Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de broyage de matériaux minéraux, du type comprenant un broyeur apte à broyer des blocs de matériaux et à les diviser en particules.
  • Ces particules, à la sortie du broyeur, présentent une granulométrie allant typiquement de 0 mm à 40 mm, avec une proportion significative de particules de taille inférieure à 1 mm.
  • A la sortie du broyeur, les particules tombent sur une bande transporteuse, qui les emmène jusqu'à une installation de criblage. Dans cette installation, les particules sont séparées par catégorie de taille.
  • Du fait de la grande quantité de particules de petites tailles, il se dégage beaucoup de poussière quand les particules sortant du broyeur tombent sur la bande transporteuse. Cette poussière est difficile à capter. Elle rend les conditions de travail dans l'environnement du broyeur pénibles. De plus, la poussière s'infiltre dans tous les équipements, ce qui contribue à augmenter la fréquence des opérations de maintenance sur ces équipements.
  • Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un dispositif de broyage dont les conditions de fonctionnement sont améliorées.
  • A cette fin, l'invention porte sur un dispositif de broyage du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour séparer les particules par circulation d'air en un premier flux de particules de granulométrie relativement plus faible et un second flux de particules de granulométrie relativement plus élevée.
  • Le dispositif peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • les moyens pour séparer les particules comprennent :
      • une chambre de séparation présentant au moins une entrée de particules venant du broyeur, au moins une sortie pour les particules du second flux, au moins une entrée d'air et au moins une sortie d'air chargé,
      • des moyens pour souffler de l'air dans la chambre de séparation par la ou les entrées d'air,
      • des moyens pour évacuer hors de la chambre de séparation l'air chargé des particules du premier flux par la ou les sorties d'air chargé ;
    • les moyens pour séparer les particules comprennent un séparateur apte à séparer l'air des particules du premier flux, pourvu d'une entrée reliée à la ou à chaque sortie d'air chargé de la chambre de séparation, d'une sortie pour les particules du premier flux et d'une sortie d'air purifié;
    • le séparateur est un cyclone ;
    • les moyens pour séparer les particules comprennent un organe de circulation d'air, pourvu d'une aspiration reliée à la sortie d'air purifié du séparateur et d'une sortie d'organe de circulation reliée à la ou à chaque entrée d'air de la chambre de séparation ;
    • la chambre de séparation est placée sous le broyeur, les particules circulant par gravitation dans la chambre de séparation depuis la ou chaque entrée de particules jusqu'à la ou chaque sortie pour les particules du second flux ;
    • la chambre de séparation présente un axe central vertical et est pourvue d'une pluralité d'entrées d'air réparties autour de l'axe central ;
    • la chambre de séparation est délimitée par une paroi extérieure cylindrique coaxiale à l'axe central vertical, les entrées d'air étant régulièrement réparties dans la paroi extérieure autour de l'axe central ;
    • la ou chaque sortie d'air chargé est disposée sur l'axe central de la chambre de séparation ; et
    • l'air circule en circuit fermé dans les moyens pour séparer les particules, sans soutirage.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
    • la figure 1 est une vue en coupe dans un plan sensiblement vertical d'un dispositif de broyage conforme à l'invention ; et
    • la figure 2 est une vue en coupe dans un plan sensiblement horizontal du dispositif de la figure 1, considéré suivant l'incidence des flèches II-II de la figure 1.
  • Le dispositif de broyage 10 représenté sur la figure 1 comporte une trémie de chargement 12 apte à recevoir des blocs de matériaux à broyer, un broyeur 14 apte à broyer des blocs de matériaux et à les diviser en particules, des moyens 16 pour séparer les particules par circulation d'air en un premier flux de particules de granulométrie relativement plus faible et un second flux de particules de granulométrie relativement plus élevée, un bâti 18 de support du broyeur dans lequel est ménagé un puits de sortie 19 pour les particules du second flux, et une bande transporteuse 20 apte à recueillir les particules du second flux tombant du puits de sortie 19 et à les transporter jusqu'à une autre installation, par exemple jusqu'à une installation de criblage.
  • Le dispositif 10 est destiné à broyer des matériaux minéraux tels que du granite, du porphyre, du silex, se présentant sous la forme de blocs. Ces blocs viennent typiquement de carrières de pierres.
  • La trémie 12 est située en partie haute du dispositif de broyage 10 et est supportée par le bâti 18. Elle présente la forme d'un entonnoir convergeant vers le bas jusqu'à l'orifice 21 d'entrée du broyeur 14. La trémie présente des dimensions adaptées à la taille des blocs à traiter.
  • Le broyeur 14 est, par exemple, de type à cône excentrique, et comporte une enveloppe externe 22, un cône excentrique 24 disposé à l'intérieur de l'enveloppe 22, et des moyens 26 d'entraînement du cône excentrique 24.
  • L'enveloppe externe 22 comporte une partie supérieure blindée tronconique 28 d'axe central vertical, prolongé vers le bas par une jupe cylindrique 30 coaxiale à la partie 28. La partie tronconique 28 définit l'entrée 21 du broyeur et s'évase à partir de cette entrée 21 jusqu'à la jupe cylindrique 30. La jupe 30 définit, à son extrémité inférieure, la sortie 32 du broyeur.
  • Le cône excentrique 24 est une pièce massive disposée à l'intérieur de la partie tronconique 28. Le cône excentrique 24 est délimité vers le haut par plusieurs surfaces tronconique 34 placées dans le prolongement les unes des autres, et convergeant toutes vers le haut. Les surfaces 34 définissent avec la partie 28 de l'enveloppe externe un espace annulaire de réception et de concassage des blocs de matériaux. Dans un plan horizontal, la section de passage de cet espace se réduit du haut vers le bas, puis augmente légèrement, comme le montre la figure 1, du fait des inclinaisons respectives de la partie tronconique 28 et des surfaces 34.
  • Les moyens d'entraînement 26 du cône excentrique comprennent un moteur 36 et une chaîne cinématique 38 d'entraînement du cône 24 par le moteur 36. L'axe central Y-Y' du cône 24 est légèrement incliné par rapport à l'axe central vertical X-X' de la partie tronconique 28. La chaîne cinématique 38 entraîne le cône 24 dans un mouvement excentrique autour de l'axe vertical X-X', l'axe central Y-Y' du cône 24 effectuant un mouvement de révolution autour de l'axe vertical X-X'.
  • Les moyens 16 pour séparer les particules comprennent :
    • une chambre de séparation 40 placée sous le broyeur 14, présentant une entrée de particules coïncidant avec la sortie 32 du broyeur, une sortie 42 pour les particules les plus grosses, c'est-à-dire les particules faisant partie du second flux, une pluralité d'entrée d'air 44 et une sortie 46 d'air chargé en particules de petites dimensions, c'est-à-dire en particules du premier flux ;
    • des moyens 48 pour souffler de l'air dans la chambre de séparation 40 par les entrées d'air 44 ;
    • des moyens 50 pour évacuer hors de la chambre de séparation 40, par la sortie 46, l'air chargé des particules du premier flux, et pour séparer l'air des particules du premier flux.
  • Comme on le voit sur la figure 1, la chambre de séparation 40 est logée dans une partie du bâti 18 disposée immédiatement sous le broyeur 14. La chambre de séparation 40 est délimitée par une paroi périphérique extérieure cylindrique 52 d'axe central vertical et coaxial à l'axe X-X', par une paroi horizontale supérieure et par une structure inférieure de support 54. L'entrée des particules est ménagée dans la paroi supérieure et la sortie 42 des particules du second flux à travers la structure inférieure 54.
  • La structure inférieure de support 54 est formée d'une pluralité de bras de support des éléments de la chambre 40. Elle est ouverte entre les bras pour laisser passer le second flux de particules.
  • Les entrées d'air 44 sont régulièrement réparties autour de l'axe central X-X' et sont ménagées dans la paroi extérieure cylindrique 52.
  • Les entrées d'air 44 présentent une forme de bec de canard, allongée dans un plan horizontal et de faible hauteur verticalement, relativement à leur largeur dans un plan horizontal (voir figure 2).
  • La sortie d'air chargé 46 est disposée au centre de la chambre 40, sur l'axe X-X', légèrement au-dessus de la structure inférieure 54. Elle présente une section de passage importante comparée à la section de passage d'une entrée d'air 44. La sortie 46 est ouverte vers le haut, une plaque de protection 56 étant disposée au-dessus de la sortie 46, au droit de cette sortie, de manière à empêcher les particules du second flux de tomber par gravité de l'entrée de la chambre 40 dans la sortie 46.
  • Les moyens 50 comprennent un cyclone 58, ou un filtre, apte à séparer l'air des particules du premier flux, pourvu d'une entrée 60 reliée à la sortie d'air chargé 46 par une tuyauterie de liaison 62, d'une sortie 64 pour les particules du premier flux, et d'une sortie d'air purifié 66. La sortie 64 est située au pied du cyclone 58. Elle comporte une vanne rotative (non représentée). Un convoyeur 68 est disposé sous la sortie 64. Le convoyeur 68 est apte à entraîner les particules du premier flux depuis le cyclone 58 jusqu'à une installation située à distance du dispositif de broyage 10, en vue du conditionnement ou de l'utilisation des particules du premier flux. La sortie d'air purifié 66 est prévue en haut du cyclone 58.
  • Les moyens 48 pour souffler de l'air dans la chambre de séparation 40 comprennent un organe de circulation d'air 70, typiquement un ventilateur, pourvu d'une aspiration 72 reliée à la sortie d'air purifié 66 du séparateur par une tuyauterie de liaison 74 et d'une sortie de ventilateur 76 reliée aux entrées d'air 44 de la chambre de séparation.
  • Comme le montre la figure 2, la sortie de ventilateur 76 est reliée aux entrées 44 par l'intermédiaire d'un collecteur annulaire 78 disposé autour de la chambre de séparation 40, d'une tuyauterie de liaison 80 mettant en communication la sortie de ventilateur 76 avec le collecteur annulaire 78, et de tuyauteries de distribution 82 s'étendant chacune radialement depuis le collecteur 78 jusqu'à une entrée 44.
  • La dépression à l'aspiration de l'organe de circulation 70 est d'environ - 300 mm de colonne d'eau. Le débit d'air à la sortie de l'organe de circulation est compris entre 1000 et 10000 m3/heure, par exemple entre 5000 et 10000 m3/heure. L'organe de circulation 70 comprend des moyens de pilotage (non représentés) aptes à faire varier le débit d'air au en sortie et la dépression à l'aspiration. Le débit de sortie est ainsi susceptible d'être modifié en fonction de la taille des particules que l'on cherche à entraîner dans le premier flux. Plus on cherche à capter des particules de taille importante dans le premier flux, plus le débit d'air en sortie de l'organe de circulation 70 sera élevé.
  • A la sortie du broyeur 14, et donc à l'entrée de la chambre de séparation 40, les particules présentent par exemple une granulométrie allant de 0 mm à 40 mm. Les particules de granulométrie comprise entre 0 mm et 1 mm sont typiquement entraînées par l'air et forment le premier flux. Les autres particules forment le second flux et quittent la chambre par la sortie 54.
  • Le puits de sortie 19 est une lumière ménagée dans la partie basse du châssis 18. Il est disposé immédiatement sous la sortie 54 de la chambre de séparation 40, en coïncidence avec cette sortie.
  • On va maintenant détailler le fonctionnement du dispositif de broyage décrit ci-dessus.
  • Les blocs de matériaux minéraux à broyer sont convoyés jusqu'à dans la trémie 12 à l'aide d'une bande transporteuse.
  • Ces blocs glissent au bas de la trémie 12 et pénètrent par l'entrée 21 dans l'espace annulaire délimité entre le cône 24 et la partie tronconique 28 de l'enveloppe extérieure du broyeur.
  • Le cône 24 est entraîné par le moteur 36 et la chaîne cinématique 38, et décrit un mouvement excentrique autour de l'axe vertical X-X', ce qui a pour effet de presser les blocs entre le cône 24 et la paroi 28 et de les broyer. Les blocs sont ainsi divisés en plusieurs morceaux de grosses tailles, qui peuvent glisser vers le bas entre le cône 24 et la paroi 28, dans une zone de l'espace annulaire de section réduite. Les gros morceaux des blocs y sont de nouveau broyés pour obtenir des particules de petites tailles qui, à leur tour, pourront glisser vers le bas. Comme le montre la figure 1, il se produit ainsi une sédimentation dans l'espace annulaire entre le cône 24 et la paroi 28, les blocs les plus gros étant situés en haut de la partie annulaire, l'espace annulaire étant occupé par des morceaux de blocs de plus en plus petits au fur et à mesure que l'on descend. Les particules obtenues par division des blocs finissent par arriver en bas des surfaces tronconiques 34 délimitant le cône vers le haut, et tombent alors par gravité à l'intérieur de la jupe 30 jusqu'à la sortie 32 du broyeur. Elles pénètrent alors dans la chambre de séparation 40.
  • L'organe de circulation 70 souffle de l'air à l'intérieur de la chambre 40 à travers les entrées 44. L'air circule radialement de l'extérieur vers le centre de la chambre 40 et quitte la chambre par la sortie d'air chargé 46. Par ailleurs, les particules venant du broyeur 14 traversent la chambre de séparation 40 gravitairement depuis la sortie 32 du broyeur jusqu'à la sortie 54 de la chambre. L'air soufflé à partir des entrées 44 se mélange aux particules traversant la chambre 40 et entraîne les particules les plus petites et les plus légères, c'est-à-dire les particules du premier flux. Les particules du second flux, du fait de leur poids plus élevé, ne sont pas entraînées et quittent la chambre 40 par la sortie 42. Ces particules forment le second flux, traversent le puits de sortie 19 et tombent sur la bande transporteuse 20 qui les transporte à distance du dispositif de broyage 10, par exemple jusqu'à une installation de criblage.
  • L'air chargé des particules du premier flux quitte la chambre 40 par la sortie 46 et atteint le cyclone 58.
  • L'air chargé en particules du premier flux monte le long du cyclone suivant un mouvement tourbillonnant, de telle sorte que les particules du premier flux sont plaquées contre la paroi externe du cyclone par la force centrifuge et glissent vers le bas jusqu'à la sortie 64.
  • Ces particules sont ensuite distribuées par la vanne rotative et tombent sur la bande transporteuse 68. L'air séparé des particules du premier flux quitte le cyclone 58 par la sortie 66 et est aspiré par l'organe de circulation 70 puis refoulé jusqu'au collecteur annulaire 78. Il est distribué à partir du collecteur 78 de manière uniforme à toutes les entrées 44. L'air tourne en circuit fermé depuis la chambre 40 jusqu'au cyclone 58 puis jusqu'à l'organe de circulation 70 puis de nouveau jusqu'à la chambre de séparation 40, aucun soutirage d'air significatif n'étant pratiqué.
  • Le dispositif de broyage décrit ci-dessus présente de multiples avantages.
  • Les moyens pour séparer les particules par circulation d'air permettent de capter la quasi-totalité des particules de faible granulométrie venant du broyeur, par exemple de taille inférieure à 1 mm, et de les séparer des autres particules. Ces particules sont captées avant de tomber sur la bande transporteuse, de telle sorte que la quantité de poussière qui se dégage autour du dispositif de broyage est considérablement réduite. Les conditions de travail autour de ce broyeur et la maintenance des équipements en sont considérablement améliorées.
  • Ce résultat est obtenu en utilisant des matériels peu onéreux et robustes. Ces moyens sont faciles à adapter sur les broyeurs existants qui en sont dépourvus.
  • Il est possible de modifier facilement la taille limite des particules entraînées par l'air avec le premier flux, en jouant sur le débit d'air de sortie de l'organe de circulation 70.
  • Le dispositif de broyage peut présenter de multiples variantes.
  • Le séparateur peut ne pas être un cyclone, mais être par exemple un filtre, notamment un filtre à manche.
  • L'organe de circulation d'air peut être de tout type, et peut être par exemple une soufflante, une pompe à vide, un compresseur d'air, etc....
  • Le broyeur 14 peut également être de tout type et n'est pas nécessairement un broyeur à cône excentrique. Le broyeur peut être de type à cylindre lisse, à marteau, ou encore à barre.
  • Les moyens pour séparer les particules peuvent comprendre plusieurs séparateurs en série ou en parallèle.
  • Les entrées d'air 44 dans la chambre de séparation ne sont pas forcément conformées en bec de canard. Elles peuvent présenter d'autres formes, rondes, rectangulaires, etc.... Par ailleurs, les entrées d'air ne sont pas nécessairement disposées au niveau de la paroi extérieure de la chambre 40 mais peuvent être disposées à l'intérieur de la chambre, entre la paroi 40 et la sortie 46.
  • La chambre de séparation 40 n'est pas nécessairement cylindrique mais peut présenter une section ovale, rectangulaire ou autre.
  • La chambre 40 peut comporter une entrée d'air 44 unique, par exemple une fente circulaire s'étendant le long de toute la périphérie de la chambre.
  • La chambre 40 peut comporter plusieurs sorties d'air 46, chacune reliée au séparateur 58. Ces sorties 46 peuvent être toutes disposées au centre de la chambre 40 sur ou à proximité de l'axe X-X', ou, au contraire, réparties en différents endroits de la chambre 40.

Claims (8)

  1. Dispositif de broyage de matériaux minéraux, ledit dispositif (10) comprenant un broyeur (14) apte à broyer des blocs de matériau et à les diviser en particules, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (16) pour séparer les particules par circulation d'air en un premier flux de particules de granulométrie relativement plus faible et un second flux de particules de granulométrie relativement plus élevée, en ce que les moyens (16) pour séparer les particules comprennent :
    - une chambre de séparation (40) présentant au moins une entrée de particules venant du broyeur (14), au moins une sortie (42) pour les particules du second flux, au moins une entrée d'air (44) et au moins une sortie d'air chargé (46) ;
    - des moyens (48) pour souffler de l'air dans la chambre de séparation (40) par la ou les entrées d'air (44),
    - des moyens (50) pour évacuer hors de la chambre de séparation (40) l'air chargé des particules du premier flux par la ou les sorties d'air chargé (46), et en ce que la chambre de séparation (40) présente un axe central vertical (X-X') et est pourvue d'une pluralité d'entrées d'air (44) réparties autour de l'axe central (X-X'), les entrées d'air (44) étant distinctes de la ou chaque entrée de particules venant du broyeur (14).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (16) pour séparer les particules comprennent un séparateur (58) apte à séparer l'air des particules du premier flux, pourvu d'une entrée (60) reliée à la ou à chaque sortie (44) d'air chargé de la chambre de séparation (40), d'une sortie (64) pour les particules du premier flux et d'une sortie d'air purifié (66).
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le séparateur (58) est un cyclone.
  4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens (16) pour séparer les particules comprennent un organe de circulation d'air (70), pourvu d'une aspiration (72) reliée à la sortie d'air purifié (66) du séparateur (58) et d'une sortie d'organe de circulation (76) reliée à la ou à chaque entrée d'air (44) de la chambre de séparation (40).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la chambre de séparation (40) est placée sous le broyeur (14), les particules circulant par gravitation dans la chambre de séparation (40) depuis la ou chaque entrée de particules jusqu'à la ou chaque sortie (42) pour les particules du second flux.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la chambre de séparation (40) est délimitée par une paroi extérieure cylindrique (52) coaxiale à l'axe central vertical (X-X'), les entrées d'air (44) étant régulièrement réparties dans la paroi extérieure (52) autour de l'axe central (X-X').
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la ou chaque sortie d'air chargé (46) est disposée sur l'axe central (X-X') de la chambre de séparation (40).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'air circule en circuit fermé dans les moyens (16) pour séparer les particules, sans soutirage.
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