EP4371670B1 - Broyeur de poudre - Google Patents
Broyeur de poudreInfo
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- EP4371670B1 EP4371670B1 EP23208729.6A EP23208729A EP4371670B1 EP 4371670 B1 EP4371670 B1 EP 4371670B1 EP 23208729 A EP23208729 A EP 23208729A EP 4371670 B1 EP4371670 B1 EP 4371670B1
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- grinding
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- 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
- B02C23/04—Safety devices
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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
- B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
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- B02C13/31—Safety devices or measures
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- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
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- B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
- B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
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- B02C13/26—Details
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- B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
Definitions
- the first and second grinding members form, so to speak, the two terminals of a switch.
- the grinder is a screen grinder, for example a conical screen grinder.
- the screen forms the second grinding member, fixed relative to the housing.
- the raw powder processed by such a grinder 10 typically consists of grains whose average diameter is, for example, between 500 microns and 20 millimeters.
- the powder, once ground, is formed of grains whose average diameter is between 100 microns and 5 millimeters.
- Examples of materials that can be ground include active ingredients or excipients for the manufacture of medicines, food products such as lactose, or any other powders for pharmaceutical, chemical or food use.
- the sieve 30 has a truncated cone shape, with axis Z1. Its perforated wall 32 is inclined at an angle a of, for example, between 20 and 60° relative to this axis Z1.
- the sieve 30 is arranged inside the casing 20 with its axis Z1 vertical, parallel to - and generally coincident with - the axis Z of the enclosure 24. Its widest end 30a is located upwards, and thus towards a device for supplying the powder to be ground (not shown), which may comprise for example a valve or a metering wheel.
- the sieve 30 is supported by the support portion 28 of the casing 20.
- the wall 32 of the sieve 30 is provided with a plurality of openings (not visible in the figure), of any shape, in particular round or square, intended to allow the passage of powder grains of defined maximum diameter.
- the internal face 32a of the sieve 30 may be smooth or the openings may comprise a beak projecting towards the inside of the sieve, forming a grater.
- the rotor 40 is arranged coaxially with the screen 30.
- Each blade 32 is arranged so that one of its edges is permanently flush at a distance d with the internal wall 32a of the screen 32 during rotation.
- the grinder 10 is provided with a detection system 70 making it possible to detect an undesirable electrical contact between the two grinding members 30, 40, in particular due to the interposition, between them, of an electrically conductive foreign body, for example a metallic body (for example a screw, a bolt, etc.) present in the raw powder.
- an electrically conductive foreign body for example a metallic body (for example a screw, a bolt, etc.) present in the raw powder.
- the detection system 70 comprises an electrical control circuit 72 configured to make at least one primary electrical connection between the first and second grinding members 30, 40 and comprising at least one measuring device 90 allowing the measurement of an electrical parameter of the circuit, in particular a multimeter, an ohmmeter, an ammeter or a voltmeter.
- the two grinding members 30, 40 are electrically separated from each other by electrically insulating elements, so that the primary electrical connection(s) constitute the only passages for an electric current between the two members, during normal operation of the grinder.
- At least one first intermediate piece 50 is interposed laterally between the external wall 22 of the casing 20 and the upper end 30a of the sieve 30.
- This intermediate piece 50 has an electrical insulation function, but it can also allow the sieve 30 to be fixed relative to the casing 20, and/or ensure sealing between the sieve 30 and the casing 20. The raw powder to be ground is thus prevented from passing directly into the downstream part 14 of the mill 10 without having passed through the sieve 30.
- the first intermediate piece 50 is arranged to border the upper end 30a of the sieve 30 over its entire periphery and thus forms a closed contour. It may for example be an annular-shaped piece.
- the first intermediate piece 50 may for example be fixed to the sieve 30 and to the casing 20 by gluing.
- the crusher 10 could comprise a plurality of first intermediate parts 50 at the periphery of the screen 30, making it possible to isolate the screen 30 from the external wall 22 of the casing 20.
- other means can be implemented to ensure the necessary sealing.
- the screen 30 is also isolated from the support portion 28 of the casing 20, at its lower end 30b, by at least one second intermediate piece 52 made of non-conductive material.
- the second intermediate piece 52 is arranged on the upper face of the support portion 28, and the lower end 30b of the screen 30 rests and is advantageously fixed, for example by gluing, on said second intermediate piece 52.
- the insulation can also be provided by a non-conductive coating.
- a non-conductive coating would be applied in particular to the screen 30 and/or to the parts of the casing holding this part (here in particular the support portion 28 and/or the external wall 22 of the casing 20).
- the rotor 40 is mounted directly on the support portion 28, and therefore in electrical contact with this portion 28 and the entire casing 20.
- the electrical control circuit 72 comprises a first branch 74 connected to a first contact point B1 of the sieve 30 on the one hand and to a contact point A1 of the casing 20 on the other hand.
- the first branch 74 includes a resistive element 80 or grounding resistor, of resistance R, by means of which the sieve 30 is connected to ground.
- the resistance R is preferably between 1 ohm and 1 megaohm to allow a sufficiently rapid and effective electrical discharge if necessary.
- connection point A1 to the casing 20 is, due to the electrical contact between the rotor 40 and the casing 20, also electrically connected to the rotor 40.
- FIG. 1 illustrates the gap 60 of width d separates the rotor 40 and the screen 30, so that an electric current cannot pass directly from one to the other through said gap.
- the gap 60 is thus equivalent to an open switch or to an infinite resistance R AB .
- figure 2 illustrates the electrical diagram equivalent to the assembly of the figure 1 , in normal operation.
- the resistance R2 is infinite, and the equivalent resistance R eq is substantially equal to R1 and therefore to the resistance R of the resistive element 80 (Equivalent diagram of the figure 2 ).
- the measuring device 90 detects an infinite resistance Req. (Equivalent diagram of the figure 4 )
- the measurement results are transmitted to the processing device 92 configured to detect, from the measured equivalent resistance value, the presence of an additional electrical contact between the grinding members 30, 40.
- the processing device 92 communicates with the automaton (not shown) which controls the grinder 10, so that an alarm and/or a total shutdown of the grinder 10 can be triggered in the event of an abnormal measurement.
- FIG. 5 illustrates a grinder according to an example not included in the invention. Contrary to what has been described previously in connection with there figure 1 , the measuring device 90 is here mounted directly at the terminals of the resistive element 80. The resistive element 80 and the measuring device 90 are therefore connected to the same contact point B1 of the sieve 30.
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Description
- La présente invention se rapporte au domaine du broyage de poudres.
- Les poudres utilisées dans les industries pharmaceutique, chimique ou encore alimentaire ont typiquement un diamètre moyen de grains compris entre 10 et 500 microns, et sont issues du broyage de poudres brutes dont les grains ont un diamètre moyen compris par exemple entre 100 microns et plusieurs millimètres.
- La taille des grains en jeu requiert l'utilisation de dispositifs de broyage adaptés.
- Parmi les broyeurs adaptés - dits broyeurs mécaniques -, on trouve les broyeurs à broche qui comportent deux disques parallèles munis chacun d'éléments de broyage, typiquement sous forme de tiges, dirigés vers le disque adjacent. Ces éléments de broyage sont destinés à impacter les grains de produit lors d'une rotation relative des deux disques.
- On trouve aussi des broyeurs à tamis qui combinent deux principes différents de réduction de taille des grains : l'impact du rotor sur les grains et le passage forcé des grains au travers des ouvertures du tamis.
- Il existe plusieurs types de broyeurs à tamis qui se différencient principalement par leur forme et par leur vitesse de rotation. On trouve principalement :
- le broyeur à tamis conique qui comporte un rotor d'axe vertical muni de pales coopérant avec un tamis coaxial de forme conique,
- le broyeur à marteaux qui comporte un rotor d'axe horizontal muni de pales et un tamis semi-cylindrique de même axe que le rotor, et
- le broyeur oscillant dont le rotor d'axe horizontal ou vertical a la particularité d'être situé très proche du tamis semi-cylindrique et de réaliser des mouvements d'aller-retour avec une vitesse faible.
- Tous les dispositifs précités ont en commun de présenter un carter soutenant un premier organe de broyage rotatif et un deuxième organe de broyage fixe par rapport au carter, le premier et le deuxième organe de broyage étant espacés l'un de l'autre et coopérant pour broyer la poudre, chacun desdits premier et deuxième organes étant en général réalisé dans un matériau conducteur électrique.
- Avec ces dispositifs, le broyage résulte à la fois d'impacts et d'efforts de compression/cisaillement subis par les grains de poudre brute, l'un ou l'autre de ces effets mécaniques étant plus ou moins significatif en fonction du type de dispositif considéré.
- Pour assurer des forces d'impacts suffisantes, la vitesse de rotation de l'organe rotatif des broyeurs de poudre est généralement très élevée, de l'ordre de 20 à plus de 200 mètres par seconde.
- Également, pour assurer des efforts de compression/cisaillement suffisants, l'espacement entre les organes de broyage est très limité, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres à quelques millimètres.
- Etant donné les hautes vitesses relatives et les faibles distances entre parties statiques et rotatives, un contact mécanique entre ces parties, causé par exemple par la présence d'un corps étranger métallique entrant dans le moulin, doit absolument être évité car un tel contact, en plus de risquer de provoquer des dégâts à l'équipement, provoquerait une pollution du produit broyé. De tels contacts mécaniques peuvent aussi présenter des problèmes de sécurité en production, puisqu'ils peuvent générer des étincelles et/ou une augmentation locale de température qui peuvent enflammer le mélange poudre-gaz et provoquer une explosion.
- A ce jour, des modules de détection de corps étrangers sont parfois installés en amont des équipements de broyage mais cette solution augmente considérablement le coût et l'encombrement des installations. Des mesures de vibrations permettent aussi dans certains cas de stopper le moulin rapidement en présence de corps étrangers mais ces systèmes sont régulièrement perturbés par les vibrations normales provoquées par le processus de broyage luimême. Les documents suivants présentent des exemples de modules de détection de corps étrangers de l'état de la technique :
WO 2014/066921 A1 ,DE 12 46 366 B ,WO 2008/129183 A2 etEP 1 981 641 B1 . - Un but de la présente invention est donc de proposer un broyeur de poudre qui permette de résoudre le problème précité et qui permette en particulier de détecter les corps étrangers conducteurs, par exemple métalliques, qui seraient présents dans le moulin et assurer ainsi la stabilité et la qualité du processus de broyage en arrêtant l'équipement.
- Selon l'invention, ce but est atteint grâce à l'objet des revendications indépendantes. Les aspects plus spécifiques de la présente invention sont décrits dans les revendications dépendantes ainsi que dans la description.
- De manière plus spécifique, un but de l'invention est atteint grâce à un broyeur mécanique de poudre, notamment broyeur à broche ou broyeur à tamis, en particulier broyeur à tamis conique ou broyeur à marteaux ou broyeur oscillant, comprenant un carter soutenant un premier organe de broyage rotatif et un deuxième organe de broyage fixe par rapport au carter, le premier et le deuxième organe de broyage étant séparés l'un de l'autre par un interstice et coopérant pour broyer la poudre, chacun desdits premier et deuxième organes étant réalisé dans un matériau conducteur électrique, et le broyeur étant caractérisé en ce qu'il est muni d'un circuit électrique de contrôle réalisant au moins une connexion électrique primaire entre le premier et le deuxième organe de broyage, ledit circuit électrique comprenant au moins un dispositif de mesure d'un paramètre électrique dudit circuit, et le broyeur comprend en outre un dispositif de traitement configuré pour détecter une connexion additionnelle entre les deux organes de broyage, notamment due à la présence d'un corps étranger entre les dits organes, à partir de la valeur mesurée dudit paramètre.
- Dans le broyeur selon l'invention, l'interstice entre les deux organes de broyage forme une zone de broyage au sein de laquelle la poudre est comprimée et/ou cisaillée et/ou choquée.
- En fonctionnement normal du broyeur, il n'existe aucun contact mécanique direct entre le premier et le deuxième organe de broyage. En particulier dans l'interstice formant zone de broyage, les deux organes ne se touchent pas mais coopèrent pour broyer la poudre. La coopération entre eux consiste en un déplacement relatif qui remue et projette la poudre, de sorte à la soumettre, entre les deux organes, aux efforts de compression/cisaillement et/ou chocs précités.
- Dans le circuit électrique de contrôle selon l'invention, le premier et le deuxième organes de broyage forment pour ainsi dire les deux bornes d'un interrupteur.
- En fonctionnement normal, l'interrupteur est ouvert: il n'y a pas de contact mécanique direct entre le premier et le deuxième organe de broyage et, dans la zone de broyage, l'interstice entre eux est libre ou rempli de matières non conductrices. Il n'y a donc pas de connexion électrique additionnelle entre les organes de broyage, en plus de la ou les connexion(s) électrique(s) primaire(s). L'interstice entre les deux organes peut être assimilé à une résistance infinie.
- Lors d'un contact entre les deux organes de broyage par l'intermédiaire d'un corps étranger conducteur (contact indirect) ou lors d'un contact direct lié par exemple à une déformation du broyeur, l'interrupteur est fermé : il existe dans ce cas une connexion électrique additionnelle entre les organes de broyage, liée notamment à la présence d'un corps intercalaire conducteur entre ces organes. La résistance de cette connexion électrique additionnelle entre le premier et le deuxième organe de broyage dépend de la nature du contact réalisé : si par exemple le corps intercalaire est très conducteur, alors la résistance est nulle ou quasi-nulle.
- Le circuit électrique de contrôle associé au dispositif de mesure permet en particulier d'évaluer l'isolement relatif - ou la résistance équivalente - entre le premier et le deuxième organe de broyage.
- Selon l'invention, le dispositif de traitement est également configuré pour détecter, à partir de la valeur du paramètre mesurée, une anomalie de connexion sur le circuit électrique de contrôle, et ce une anomalie de la connexion électrique primaire. Une anomalie de connexion peut par exemple correspondre à une absence de l'un des organes de broyage, ou à un mauvais contact au niveau de la connexion électrique primaire (fil électrique coupé, mauvais branchement, etc..).
- Le paramètre électrique mesuré par le dispositif de mesure peut être une tension, une résistance ou une intensité de courant. Il est représentatif de la résistance équivalente entre le premier et le deuxième organe de broyage, autrement dit, on peut déduire des variations de ce paramètre des variations de la résistance équivalente entre le premier et le deuxième organe de broyage.
- Selon un exemple, les deux organes de broyage sont physiquement séparés par au moins un élément isolant électrique, de sorte que la ou les connexions électriques primaires constituent les seuls passages pour un courant électrique entre cet organe de broyage et le second, en fonctionnement normal du broyeur.
- Plus spécifiquement, au moins l'un des organes de broyage peut ainsi être isolé électriquement du carter c'est-à-dire physiquement séparé de ce dernier et de l'autre organe de broyage par au moins un élément isolant électrique. Dans la présente demande, et pour faciliter la compréhension, un tel organe sera dit « isolé électriquement », bien qu'il ne soit pas, en soi, totalement isolé.
- Avantageusement, l'organe de broyage fixe est isolé électriquement.
- En particulier, dans le cas précité d'un broyeur à tamis, le tamis peut être l'organe isolé électriquement du carter.
- Comme variante ou en complément, le premier organe de broyage rotatif peut aussi être isolé électriquement.
- Selon un exemple, le premier et le deuxième organe de broyage sont physiquement séparés l'un de l'autre par au moins une pièce intermédiaire en matériau non-conducteur, notamment en matériau synthétique, en particulier un matériau polymère, encore plus particulièrement un matériau élastomère.
- Dans un mode de réalisation particulier, une telle pièce intermédiaire peut aussi avoir une fonction d'étanchéité, par exemple pour éviter que de la poudre ne puisse contourner le tamis ou pour éviter les zones de rétention.
- Selon un exemple, le premier et le deuxième organe de broyage sont physiquement séparés l'un de l'autre par au moins un revêtement non-conducteur.
- Si c'est l'organe de broyage statique (fixe par rapport au carter) qui est isolé électriquement, alors un tel revêtement non-conducteur peut notamment être appliqué directement sur ledit organe fixe et/ou sur une pièce du carter soutenant cet organe.
- Plus spécifiquement, un organe isolé électriquement comme expliqué précédemment peut être séparé physiquement du carter et de l'autre organe de broyage par une pièce intermédiaire non conductrice et/ou un revêtement non conducteur.
- Selon l'invention, une connexion électrique primaire est réalisée par l'intermédiaire d'au moins un élément résistif. En d'autres termes, le circuit électrique de contrôle intègre au moins un élément résistif entre le premier et le deuxième organe de broyage.
- L'élément résistif a généralement une résistance fixe et connue.
- Pour des raisons de sécurité, un organe de broyage isolé électriquement par rapport au carter doit être relié à la terre. Une telle liaison permet la décharge électrostatique et évite les étincelles et éventuelles explosions pouvant en découler. L'organe est donc avantageusement relié à la terre par l'intermédiaire d'un tel élément résistif qui permet une décharge sécurisée de l'organe isolé.
- La valeur de résistance de l'élément résistif doit dans ce cas être inférieure à une certaine valeur limite au-delà de laquelle la décharge ne serait plus suffisamment rapide et efficace. Selon un exemple, l'élément résistif a une résistance R comprise entre 1 ohm et 1 mégaohm.
- Selon un exemple, un élément résistif du circuit de contrôle est formé par au moins une pièce intermédiaire et/ou au moins un revêtement intercalé entre le premier et le deuxième organe de broyage.
- Le circuit électrique de contrôle est régi par la loi d'ohm (U = R * I) et peut donc être caractérisé de différentes manières en utilisant un dispositif de mesure correspondant.
- Selon un exemple, le dispositif de mesure est un ohmmètre.
- Alternativement, une mesure de courant avec un ampèremètre, une mesure de tension avec un voltmètre ou toute autre mesure adaptée peut être envisagée.
- Selon l'invention, le dispositif de mesure est monté en parallèle d'un élément résistif de la connexion électrique primaire.
- Selon un exemple non compris dans l'invention, l'élément résistif peut être situé sur une première branche du circuit formant une connexion électrique primaire entre les deux organes de broyage et le dispositif de mesure peut être situé sur une seconde branche du circuit reliée respectivement à deux points de ladite première branche situés de part et d'autre de l'élément résistif. Le dispositif de mesure et l'élément résistif sont alors connectés à chaque organe de broyage par le même point de contact. Dans ce cas toutefois, en cas d'anomalie dans la connexion électrique, la résistance mesurée est la même que lors d'un fonctionnement normal, même en présence par exemple d'un corps étranger conducteur entre les deux organes de broyage. Autrement dit, dans cette configuration, le système de détection ne permet pas d'identifier un contact électrique indésirable entre les deux organes de broyage, en cas de défaillance du montage électrique.
- Selon l'invention, l'élément résistif est monté sur une première branche du circuit électrique reliée à un premier point de contact d'un organe de broyage et le dispositif de mesure est monté sur une deuxième branche du circuit électrique montée en parallèle de la première branche et reliée à un deuxième point de contact du même organe de broyage, espacé du premier point de contact.
- Ce contact additionnel permet de détecter un éventuel problème de connexion avec l'organe de broyage à double contact ou de détecter si l'organe en question est manquant.
- Selon un exemple particulier de l'invention, le broyeur est un broyeur à tamis, par exemple un broyeur à tamis conique. Dans ce cas, le tamis forme le deuxième organe de broyage, fixe par rapport au carter.
- Ce tamis peut avoir des ouvertures de formes quelconques, notamment rondes et/ou carrées.
- Ce tamis peut aussi être une râpe avec des ouvertures comportant un bec.
- Selon un exemple, la largeur maximale de l'interstice entre le premier et le deuxième organe de broyage est comprise entre deux dixièmes de millimètres et dix millimètres.
- Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de contrôle d'un broyeur de poudre tel que défini précédemment, notamment procédé de détection de corps étrangers conducteurs électriques dans un tel broyeur de poudre et/ou de détection d'une connexion additionnelle entre les organes de broyage d'un tel broyeur, le procédé comprenant au moins les étapes dans lesquelles :
- on mesure un paramètre représentatif du circuit électrique de contrôle,
- à partir de la valeur mesurée dudit paramètre, on détecte une connexion additionnelle, par contact direct ou indirect, entre les deux organes de broyage.
- Selon un exemple, à partir de la valeur mesurée dudit paramètre, on détecte en outre la présence d'une anomalie de connexion dans le circuit électrique de contrôle.
- Les particularités et les avantages de la présente invention apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec un exemple de réalisation donné à titre illustratif et non limitatif en référence aux trois dessins ci-annexés qui représentent :
- La
figure 1 illustre schématiquement un broyeur de poudre selon un premier mode de mise en œuvre de l'invention ; - La
figure 2 est un circuit électrique équivalent au montage de lafigure 1 , en fonctionnement normal du broyeur ; - La
figure 3 est un circuit électrique équivalent au montage de lafi-gure 1 , dans le cas d'un contact additionnel entre les deux organes de broyage ; - La
figure 4 est un circuit électrique équivalent au montage de lafi-gure 1 , dans un cas d'anomalie de connexion dans le circuit de contrôle ; - La
figure 5 illustre schématiquement un broyeur de poudre selon un exemple non compris dans l'invention. - La
figure 1 illustre un broyeur de poudre 10 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Il s'agit ici d'un broyeur à tamis conique mais l'invention n'est pas limitée à ce type de broyeur et pourra être implémentée de façon équivalente sur tout autre broyeur de poudre, notamment à tamis ou à broches. - Dans l'exemple illustré sur la
figure 1 , le broyeur 10 comprend - un carter métallique 20 comportant une paroi externe 22 par exemple sensiblement tubulaire délimitant une enceinte 24 d'axe Z, et une partie interne 26 solidaire de la paroi externe 22 et faisant saillie à l'intérieur de l'enceinte 24, ladite partie interne comprenant au moins une portion de support 28 située le long de l'axe Z,
- à l'intérieur de l'enceinte 24 délimitée par le carter 20, un tamis 30 et un rotor 40 formant deux organes de broyage qui coopèrent l'un avec l'autre pour broyer entre eux de la poudre brute introduite par le dessus dans le broyeur 10.
- La poudre brute traitée par un tel broyeur 10 est typiquement constituée de grains dont le diamètre moyen est compris par exemple entre 500 microns et 20 millimètres. La poudre, une fois broyée, est formée de grains dont le diamètre moyen est compris entre 100 microns et 5 millimètres.
- Comme exemples de matériaux pouvant ainsi être broyés on peut citer des principes actifs ou des excipients destinés à la fabrication de médicaments, des produits alimentaires comme le lactose par exemple ou toutes autres poudres à usage pharmaceutique, chimique ou alimentaire.
- Le tamis 30, fixe par rapport au carter 20, délimite à l'intérieur de l'enceinte 24 une partie amont 12 et une partie aval 14 du broyeur. La partie amont 12 reçoit la poudre brute à broyer et la partie aval 14 reçoit la poudre broyée après qu'elle a traversé le tamis 30.
- Dans l'exemple, le tamis 30 présente une forme tronconique, d'axe Z1. Sa paroi 32, ajourée, est inclinée d'un angle a compris par exemple entre 20 et 60° par rapport à cet axe Z1. Le tamis 30 est disposé à l'intérieur du carter 20 avec son axe Z1 vertical, parallèle à - et généralement confondu avec - l'axe Z de l'enceinte 24. Son extrémité 30a la plus large est située vers le haut, et ainsi vers un dispositif d'amenée de la poudre à broyer (non illustré), pouvant comprendre par exemple une vanne ou une roue doseuse. A son extrémité inférieure 30b, le tamis 30 est soutenu par la portion de support 28 du carter 20.
- La paroi 32 du tamis 30 est pourvue d'une pluralité d'ouvertures (non visibles sur la figure), de formes quelconques, notamment rondes ou carrées, destinées à permettre le passage de grains de poudre de diamètre maximum défini. La face interne 32a du tamis 30 peut être lisse ou les ouvertures peuvent comporter un bec en saillie vers l'intérieur du tamis, formant une râpe.
- Le rotor 40, mobile par rapport au carter 20 et donc par rapport au tamis 30, est logé dans l'espace intérieur 36 délimité par la paroi 32 du tamis 30.
- Il est formé d'une pluralité de pales 42 solidaires d'un moyeu 44 monté rotatif autour de son axe Z2 et supporté également par la portion de support 28 du carter 20. Les moyens de mise en mouvement du rotor (moteur, transmission), bien connus de l'homme de l'art, sont intégrés dans cette portion de support 28 ou déportés hors du broyeur et ne sont pas représentés sur la
fi-gure 1 . - Le rotor 40 est disposé coaxialement au tamis 30. Chaque pale 32 est disposée de sorte que l'un de ses bords vienne en permanence affleurer à une distance d de la paroi interne 32a du tamis 32 lors de la rotation.
- Le rotor 40 n'est donc pas en contact avec le tamis 30 et un interstice 60 de largeur d est maintenu entre les deux organes de broyage 30, 40. Dans l'exemple, le tamis 30 définit, à son extrémité inférieure 30b, une ouverture 38 à travers laquelle passe - sans contact - le moyeu 44 du rotor 40.
- Lorsque le broyeur 10 est en fonctionnement, des grains de poudre brute sont déversés par gravité dans la partie amont 12 du broyeur, sur l'ensemble rotor/tamis, par le dispositif d'amenée.
- Avec la rotation rapide du rotor 40, les grains sont projetés à grande vitesse contre la face interne 32a de la paroi 32 du tamis 30. Les grains subissent en outre des efforts de compression et de cisaillement entre les pales 42 du rotor 40 et la paroi 32 du tamis 30. Sous l'effet des chocs et des efforts de compression/cisaillement, les grains sont fractionnés, et leur diamètre moyen est diminué, les laissant passer par les ouvertures du tamis 30 vers la partie aval 14 du broyeur 10 où elles seront récupérées.
- Conformément à l'invention, le broyeur 10 est pourvu d'un système de détection 70 permettant de détecter un contact électrique indésirable entre les deux organes de broyage 30, 40, notamment dû à l'interposition, entre eux, d'un corps étranger conducteur électrique, par exemple un corps métallique (par exemple une vis, un boulon, etc.) présent dans la poudre brute.
- Le système de détection 70 comprend un circuit électrique de contrôle 72 configuré pour réaliser au moins une connexion électrique primaire entre le premier et le deuxième organe de broyage 30, 40 et comprenant au moins un dispositif de mesure 90 permettant la mesure d'un paramètre électrique du circuit, notamment un multimètre, un ohmmètre, un ampèremètre ou un voltmètre.
- Le système de détection 70 comprend en outre un dispositif de traitement 92 configuré pour détecter une connexion additionnelle entre les deux organes de broyage 30, 40 à partir de la valeur ainsi mesurée par le dispositif de mesure 90.
- Les deux organes de broyage 30, 40 sont séparés électriquement l'un de l'autre par des éléments isolants électriques, de sorte que la ou les connexions électriques primaires constituent les seuls passages pour un courant électrique entre les deux organes, en fonctionnement normal du broyeur.
- En particulier, au moins l'un parmi le rotor 40 et le tamis 30 est isolé électriquement du carter 20. Dans l'exemple particulier illustré, c'est le tamis 30 qui est isolé du carter 20, par des pièces intermédiaires non conductrices électriquement, notamment en matériau synthétique, en particulier un matériau polymère, encore plus particulièrement un matériau élastomère.
- Dans l'exemple particulier illustré, au moins une première pièce intermédiaire 50 est interposée latéralement entre la paroi externe 22 du carter 20 et l'extrémité supérieure 30a du tamis 30. Cette pièce intermédiaire 50 a une fonction d'isolation électrique, mais elle peut également permettre la fixation du tamis 30 par rapport au carter 20, et/ou assurer l'étanchéité entre le tamis 30 et le carter 20. La poudre brute à broyer est ainsi empêchée de passer directement dans la partie aval 14 du broyeur 10 sans avoir traversé le tamis 30. Avantageusement, la première pièce intermédiaire 50 est agencée pour border l'extrémité supérieure 30a du tamis 30 sur toute sa périphérie et forme ainsi un contour fermé. Il peut s'agir par exemple d'une pièce de forme annulaire. La première pièce intermédiaire 50 peut par exemple être fixée au tamis 30 et au carter 20 par collage.
- Comme variante, le broyeur 10 pourrait comporter une pluralité de premières pièces intermédiaires 50 à la périphérie du tamis 30, permettant d'isoler le tamis 30 de la paroi externe 22 du carter 20. Dans ce cas, d'autres moyens peuvent être mis en œuvre pour assurer l'étanchéité nécessaire.
- Comme illustré sur la
figure 1 , le tamis 30 est également isolé de la portion de support 28 du carter 20, à son extrémité inférieure 30b, par au moins une deuxième pièce intermédiaire 52 en matériau non conducteur. Dans l'exemple, la deuxième pièce intermédiaire 52 est disposée sur la face supérieure de la portion de support 28, et l'extrémité inférieure 30b du tamis 30 repose et est avantageusement fixée, par exemple par collage, sur ladite deuxième pièce intermédiaire 52. - Comme alternative ou en complément aux pièces intermédiaires précitées 50, 52, l'isolation peut aussi être assurée par un revêtement non-conducteur. Dans l'exemple, un tel revêtement serait notamment appliqué sur le tamis 30 et/ou sur les parties du carter maintenant cette partie (ici notamment la portion de support 28 et/ou la paroi externe 22 du carter 20).
- Le rotor 40 est, lui, monté directement sur la portion de support 28, et donc en contact électrique avec cette portion 28 et l'ensemble du carter 20.
- Dans l'exemple particulier représenté sur la
figure 1 , le circuit électrique de contrôle 72 comprend une première branche 74 reliée à un premier point de contact B1 du tamis 30 d'une part et à un point de contact A1 du carter 20 d'autre part. La première branche 74 inclut un élément résistif 80 ou résistance de mise à la terre, de résistance R, par l'intermédiaire duquel le tamis 30 est relié à la terre. - La résistance R est de préférence comprise entre 1 ohm et 1 mégaohm pour permettre une décharge électrique suffisamment rapide et efficace le cas échéant.
- Le dispositif de mesure 90 est ici branché en parallèle de l'élément résistif 80, sur une deuxième branche 76 du circuit électrique 72 reliée à un deuxième point de contact B2 du tamis 30, espacé du premier point de contact B1, et au point A1 du carter 20.
- Le point A1 de connexion au carter 20 est, du fait du contact électrique entre le rotor 40 et le carter 20, également relié électriquement au rotor 40.
- En fonctionnement normal du broyeur 10, l'interstice 60 de largeur d sépare le rotor 40 et le tamis 30, de sorte qu'un courant électrique ne peut passer directement de l'un à l'autre par ledit interstice. Dans le circuit électrique de contrôle 72, l'interstice 60 équivaut ainsi à un interrupteur ouvert ou à une résistance RAB infinie. La
figure 2 illustre le schéma électrique équivalent au montage de lafigure 1 , en fonctionnement normal. - Le dispositif 90 est par exemple un ohmmètre, configuré pour mesurer une résistance correspondant à la résistance équivalente entre les points B1 et A1 obtenue par la relation (1)
- Avec :
- R1 la résistance de la première branche 74 du circuit, assimilée à la résistance R de l'élément 80,
- R2 la résistance RAB entre les deux organes de broyage au niveau de l'interstice 60,
- Req la résistance équivalente mesurée par le dispositif de mesure 90.
- En fonctionnement normal du broyeur 10, la résistance R2 est infinie, et la résistance équivalente Req est sensiblement égale à R1 et donc à la résistance R de l'élément résistif 80 (Schéma équivalent de la
figure 2 ). - Lorsqu'un corps étranger métallique s'interpose entre les pales 42 du rotor 40 et la paroi 32 du tamis 30, ce corps forme un contact additionnel 99 entre les deux organes de broyage 30, 40. Le corps laisse passer le courant et forme un élément résistif de résistance RAB proche de 0 (l'élément étant métallique et donc conducteur). Dans ce cas, la résistance équivalente Req mesurée par l'ohmmètre 90 est également proche de 0 (Schéma équivalent de la
figure 3 ). La situation est similaire dans le cas d'un contact direct entre les pales 42 du rotor 40 et la paroi 32 du tamis 30. - Dans le cas d'un mauvais contact au niveau du point B1 et/ou B2, ou en l'absence de tamis 30, le dispositif de mesure 90 détecte une résistance Req infinie. (Schéma équivalent de la
figure 4 ) - Les résultats de mesure sont transmis au dispositif de traitement 92 configuré pour détecter, à partir de la valeur de résistance équivalente mesurée, la présence d'un contact électrique additionnel entre les organes de broyage 30, 40. Le dispositif de traitement 92 communique avec l'automate (non illustré) qui pilote le broyeur 10, de sorte qu'une alarme et/ou un arrêt total du broyeur 10 puisse être provoqué en cas de mesure anormale.
- La
figure 5 illustre un broyeur selon un exemple non compris dans l'invention. Contrairement à ce qui a été décrit précédemment en lien avec lafigure 1 , le dispositif de mesure 90 est ici monté directement aux bornes de l'élément résistif 80. L'élément résistif 80 et le dispositif de mesure 90 sont donc connectés au même point de contact B1 du tamis 30. - Dans ce cas, en fonctionnement normal du broyeur 10, le dispositif de mesure 90 détecte une résistance égale à la résistance R de l'élément résistif 80. En présence d'un contact électrique entre les deux organes de broyage 30, 40, la résistance mesurée est nulle. Une anomalie de connexion n'est dans ce cas pas détectée.
- Les modes de réalisation décrits ci-dessus ne sont pas limitatifs de la présente invention et de nombreuses variantes pourront être envisagées, notamment :
- Le dispositif de mesure peut par exemple être un multimètre, un ampèremètre ou un voltmètre ou tout autre dispositif adapté.
- Les organes de broyage peuvent être adaptés au type de broyeur de poudre considéré.
- L'élément isolé électriquement du carter peut être l'organe de broyage mobile, ou les deux organes de broyage peuvent être isolés électriquement du carter.
Claims (12)
- Broyeur mécanique de poudre (10), notamment broyeur à broche ou broyeur à tamis, en particulier broyeur à tamis conique ou broyeur à marteaux ou broyeur oscillant, comprenant un carter (20) soutenant un premier organe de broyage rotatif (40) et un deuxième organe de broyage (30) fixe par rapport au carter (20), le premier et le deuxième organe de broyage (30, 40) étant séparés l'un de l'autre par un interstice (60) et coopérant dans ledit interstice pour broyer la poudre, chacun desdits premier et deuxième organes (30, 40) étant réalisé dans un matériau conducteur électrique, et le broyeur (10) est muni d'un circuit électrique de contrôle (72) réalisant au moins une connexion électrique primaire entre le premier et le deuxième organe de broyage (30, 40), ledit circuit électrique (72) comprenant au moins un dispositif de mesure (90) d'un paramètre électrique dudit circuit (72), et le broyeur (10) comprend en outre un dispositif de traitement (92) configuré pour détecter une connexion additionnelle (99) entre les deux organes de broyage (30, 40), notamment due à la présence d'un corps étranger entre les dits organes, à partir de la valeur mesurée dudit paramètre, et une connexion électrique primaire est réalisée par l'intermédiaire d'au moins un élément résistif (80), caractérisé en ce que ledit élément résistif (80) est monté sur une première branche (74) du circuit électrique (72) reliée à un premier point de contact (B1) d'un organe de broyage (30) et ledit dispositif de mesure (90) est monté sur une deuxième branche (76) du circuit électrique (72) montée en parallèle de la première branche (74) et reliée à un deuxième point de contact (B2) du même organe de broyage (30), espacé du premier point de contact (B1).
- Broyeur (10) selon la revendication 1, dans lequel au moins l'un des organes de broyage (30, 40) est relié à la terre par l'intermédiaire dudit élément résistif (80).
- Broyeur (10) selon la revendication 2, dans lequel le deuxième organe de broyage fixe (30) est relié à la terre par l'intermédiaire dudit élément résistif (80).
- Broyeur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif de mesure (90) est monté en parallèle dudit élément résistif (80).
- Broyeur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de mesure (90) est un ohmmètre.
- Broyeur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier et le deuxième organe de broyage (30, 40) sont physiquement séparés l'un de l'autre par au moins une pièce intermédiaire (50, 52) en matériau non-conducteur, notamment en matériau synthétique, en particulier un matériau polymère, encore plus particulièrement un matériau élastomère.
- Broyeur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le premier et le deuxième organe de broyage (30, 40) sont physiquement séparés l'un de l'autre par au moins un revêtement non-conducteur.
- Broyeur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel un élément résistif (80) du circuit de contrôle (72) est formé par au moins une pièce intermédiaire (50, 52) et/ou au moins un revêtement intercalé entre le premier et le deuxième organe de broyage (30, 40).
- Broyeur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le deuxième organe de broyage fixe (30) est un tamis.
- Broyeur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la largeur maximale (d) de l'interstice (60) entre le premier et le deuxième organe de broyage (30, 40) est comprise entre deux dixièmes de millimètres et dix millimètres.
- Procédé de contrôle d'un broyeur de poudre (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, notamment procédé de détection de corps étrangers conducteurs électriques dans un tel broyeur de poudre et/ou de détection d'une connexion additionnelle entre les organes de broyage d'un tel broyeur, le procédé comprenant au moins les étapes dans lesquelles :- on mesure un paramètre représentatif du circuit électrique de contrôle (72),- à partir de la valeur mesurée dudit paramètre, on détecte une connexion additionnelle, par contact direct ou indirect, entre les deux organes de broyage (30, 40).
- Procédé de contrôle selon la revendication 11, dans lequel à partir de la valeur mesurée dudit paramètre, on détecte en outre la présence d'une anomalie de connexion dans le circuit électrique de contrôle (72).
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