LU83371A1

LU83371A1 - GRINDING APPARATUS

Info

Publication number: LU83371A1
Application number: LU83371A
Authority: LU
Inventors: Joseph Richard
Original assignee: Magotteaux Fonderies Sa
Priority date: 1981-05-18
Filing date: 1981-05-18
Publication date: 1983-03-24

Description

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Appareil de BroyageGrinding Apparatus

La présente invention concerne un appareil de broyage, notamment pour le broyage et le dégrossissement 5 d'ordures ménagères ou industrielles.The present invention relates to a grinding apparatus, in particular for the grinding and roughing-up of household or industrial waste.

Les immondices ménagères ou industrielles sont généralement soit transformées, par exemple, par incinération dans des fours spécialement conçus à cet effet, soit totalement ou partiellement recyclées pour ce qui concer-10 ne certains produits, tels que par exemple le verre ou des métaux, soit et ceci aux dépens de l'aspect écologique, - déversées sur les décharges publiques.Household or industrial refuse is generally either transformed, for example, by incineration in ovens specially designed for this purpose, or totally or partially recycled for certain products, such as for example glass or metals, or and this at the expense of the ecological aspect, - dumped on public landfills.

Quelle que soit la destinée des immondices ménagères ou industrielles, il existe toujours un besoin de dis-15 poser d'un appareil de broyage apte à pouvoir les broyer ou dégrossir de manière satisfaisante et efficace, soit dans un but sanitaire ou écologique, soit dans le but d'en réduire le volume, soit encore pour obtenir une forme ou présentation plus appropriées pour un traitement ultérieur tel que 20 le recyclage ou l'incinération.Whatever the destiny of household or industrial refuse, there is always a need to dispose of a grinding apparatus capable of being able to grind or rough it satisfactorily and effectively, either for health or ecological purposes, or in the purpose of reducing the volume, either to obtain a form or presentation more suitable for further processing such as recycling or incineration.

Par conséquent, le but de la présente invention est de prévoir un appareil de broyage de ce genre capable de broyer efficacement et à volonté tous les composants courants des ordures ménagères ou industrielles, que celles-25 ci soient destinées à la décharge ou à un traitement ultérieur.Therefore, the object of the present invention is to provide a grinding apparatus of this kind capable of efficiently and freely crushing all the common components of household or industrial waste, whether these are intended for landfill or for treatment. ulterior.

Pour atteindre cet objectif, l'appareil de broyage proposé par l'invention est essentiellement caractérisé par un stator tronconique fixe, à axe sensiblement horizontal, un rotor tronconique monté coaxialement à l'intérieur du 30 stator et entraîné par un moteur approprié autour de son . axe sensiblement horizontal, une ouverture dans la partie supérieure du stator donnant accès au rotor et surmontée d'une trémie de remplissage et par une garniture de nervures obliques et de barres dressées de chant sur la surface 35 extérieure du rotor et dont les hauteurs correspondent sensiblement à l'écartement entre les parois du rotor et du stator.To achieve this objective, the grinding apparatus proposed by the invention is essentially characterized by a fixed frusto-conical stator, with a substantially horizontal axis, a frusto-conical rotor mounted coaxially inside the stator and driven by a suitable motor around its . substantially horizontal axis, an opening in the upper part of the stator giving access to the rotor and surmounted by a filling hopper and by a lining of oblique ribs and bars erected on edge on the outer surface of the rotor and whose heights correspond substantially at the distance between the walls of the rotor and the stator.

5 Outre les nervues et les barres, la surface du "T* rotor oeut être pourvue d'une aarniture de dents Douvant ou r - 2 - non, selon la nature de la matière à broyer, être associée à des alvéoles conférant à ces dents une forme analogue à celle de "trous de râpe".5 In addition to the ribs and the bars, the surface of the "T * rotor can be provided with a covering of teeth Douvant or r - 2 - no, depending on the nature of the material to be ground, be associated with cells conferring on these teeth a shape analogous to that of "rasp holes".

Le moteur est de préférence un moteur hydrauli-5 que réversible et à vitesse variable, de sorte qu’en cas de blocage ou de bris intérieur, ce moteur patine et réduit les risques de destruction.The motor is preferably a reversible, variable speed hydraulic motor, so that in the event of an internal blockage or breakage, this motor slips and reduces the risk of destruction.

La matière broyée quitte l'appareil par des ouvertures périphériques prévues sur la plus grande base entre 10 le stator et le rotor. Ces ouvertures sont, de préférence, réglables pour permettre un réglage de la granulométrie désirée de la matière broyée.The ground material leaves the apparatus through peripheral openings provided on the larger base between the stator and the rotor. These openings are preferably adjustable to allow adjustment of the desired particle size of the ground material.

D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description détaillée d'un mode de réa-15 lisation présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux figures annexées dans lesquelles :Other particularities and characteristics will emerge from the detailed description of an embodiment presented below, by way of illustration, with reference to the appended figures in which:

La figure 1 montre une vue latérale schématique d'un appareil de broyage selon l'invention,FIG. 1 shows a schematic side view of a grinding apparatus according to the invention,

La figure 2 montre une vue du dessus du même 20 appareil et,FIG. 2 shows a top view of the same apparatus and,

La figure 3 montre une vue schématique du côté par lequel sortent les matières broyées.Figure 3 shows a schematic view of the side from which the crushed material exits.

L'appareil montré sur les figures ainsi que les données chiffrées, indiquées à titre d'exemple ci-dessous, 25 se rapportent à un prototype conçu particulièrement pour le broyage du verre. La raison en est que l'appareil est particulièrement utile dans ce domaine, car le verre est une matière qu'on a de plus en plus tendance à recycler. En effet, environ 90 % des récipients en verre contenant des 30 produits de consommation, ou d'usage ménager, proviennent de verre recyclé. Or, pour pouvoir recycler le verre, notamment ces récipients, il faut les broyer non seulement pour leur conférer une structure et une présentation convenant pour le recyclage, mais également pour en réduire le 35 volume.The apparatus shown in the figures as well as the figures, indicated by way of example below, relate to a prototype designed particularly for the grinding of glass. The reason is that the device is particularly useful in this area, because glass is a material that there is an increasing tendency to recycle. In fact, around 90% of glass containers containing consumer or household products come from recycled glass. However, in order to be able to recycle glass, in particular these containers, it is necessary to grind them not only to give them a structure and a presentation suitable for recycling, but also to reduce their volume.

Il faut toutefois noter que le même appareil a t été également mis en oeuvre, et ceci avec succès, pour broyer d'autres matières. Ce qui prouve que l'invention n'est pas ? 1 iimi f pp 3 lin annareil Ho hrnuano rln Λ7Όt-to 0 \It should however be noted that the same apparatus has also been used, and this has been successful, for grinding other materials. What proves that the invention is not? 1 iimi f pp 3 lin annareil Ho hrnuano rln Λ7Όt-to 0 \

i Vi V

I w ί - 3 -I w ί - 3 -

Le dispositif de broyage montré sur la figure 1 est monté dans un châssis fixe solidement ancré dans le sol. Les éléments essentiels de cet appareil de broyage sont constitués par un stator fixe 12 monté autour d'un axe 0 sensi-5 blement horizontal dans ce châssis 10 et par un rotor 14 monté sur un arbre de commande 16 coaxialement à l'intérieur " du stator 12. Le stator 12 et le rotor 14 ont une forme tronconique divergeant vers le côté de sortie 18 de la matière broyée.The grinding device shown in Figure 1 is mounted in a fixed frame securely anchored in the ground. The essential elements of this grinding device consist of a fixed stator 12 mounted around a substantially horizontal axis 0 in this chassis 10 and by a rotor 14 mounted on a control shaft 16 coaxially inside "the stator 12. The stator 12 and the rotor 14 have a frustoconical shape diverging towards the outlet side 18 of the ground material.

10 Le rotor 14 est mis en rotation par son arbre de commande 16 émergeant par le petit côté opposé au côté 18.The rotor 14 is rotated by its control shaft 16 emerging from the short side opposite the side 18.

. L'entraînement de cet arbre 16 est assuré par un moteur hy draulique 20 commandé par un groupe hydraulique 22. L'arbre ; * 16 porte, de préférence, un volant 24 pour en régulariser la 15 vitesse de rotation.. The drive of this shaft 16 is provided by a hydraulic motor 20 controlled by a hydraulic unit 22. The shaft; * 16 carries, preferably, a flywheel 24 to regulate the speed of rotation.

Au-dessus du stator 12 est prévue une trémie de remplissage 26 recevant la matière à broyer d'une trémie plus grande 28 par des moyens de transport connus en soi tel qu'un couloir vibrant d'alimentation non montré. La 20 trémie de remplissage 26 peut être pourvue d'un couvercle de fermeture 30 tel que montré sur la figure 2.Above the stator 12 is provided a filling hopper 26 receiving the material to be ground from a larger hopper 28 by means of transport known per se such as a vibrating feed corridor not shown. The filling hopper 26 may be provided with a closing cover 30 as shown in FIG. 2.

D'après la figure 2 qui montre une vue plongeante sur la surface du rotor 14 à travers la trémie de remplissage 26, on voit que le rotor comporte une série de 25 nervures 32 longitudinales et obliques par rapport aux côtés latéraux d'une ouverture 38 prévue dans le stator 12 et établissant la communication entre la trémie 26 et le rotor 14. Sur la surface su stator 14 sont également soudées une série de barres 38. La répartition et l'orientation de ' 30 ces barres 38 peut être arbitraire. La hauteur de ces bar res 34 correspond sensiblement à la hauteur des nervues 32, hauteur sensiblement égale à l'écartement entre le rotor 14 et le stator 12 et permettant néanmoins la rotation du rotor 14 à l'intérieur du stator fixe 12.From FIG. 2 which shows a plunging view on the surface of the rotor 14 through the filling hopper 26, it can be seen that the rotor has a series of 25 ribs 32 longitudinal and oblique to the lateral sides of an opening 38 provided in the stator 12 and establishing communication between the hopper 26 and the rotor 14. On the surface of the stator 14 are also welded a series of bars 38. The distribution and orientation of '30 these bars 38 can be arbitrary. The height of these res bars 34 corresponds substantially to the height of the ribs 32, a height substantially equal to the spacing between the rotor 14 and the stator 12 and nevertheless allowing the rotation of the rotor 14 inside the fixed stator 12.

35 Dans l'exemple représenté, le rotor 14 comporte également une série de dents 36 constituées par des protu- , bérances orientées dans le sens de rotation et pourvues t\ d'une alvéole conférant à ces dents la forme de celle des trous d'une râpe. Toutefois, suivant la nature des matières m - 4 - à broyer, ces dents 36 ne sont pas indispensables. A titre de variante, ces dents peuvent également, tout en étant présentes, être dépourvues d'alvéoles.In the example shown, the rotor 14 also comprises a series of teeth 36 constituted by protrusions, bersions oriented in the direction of rotation and provided with a cell giving these teeth the shape of that of the holes of a grater. However, depending on the nature of the materials m - 4 - to be ground, these teeth 36 are not essential. Alternatively, these teeth may also, while being present, be devoid of cells.

Il faut d'ailleurs remarquer que le nombre, 5 l'orientation et la disposition des nervures 32 et des barres 34, ainsi que la présence et la forme des dents 36 > dépendent essentiellement de la nature des matières à broyer et des paramètres de fonctionnement de la machine. Ainsi, par exemple, si l'appareil de broyage doit être utilisé pour 10 divers types d'ordures, on peut prévoir plusieurs rotors dont chacun est spécialement conçu pour un type défini d'ordures, car le rotor est facilement et rapidement rempla-çable.It should also be noted that the number, the orientation and the arrangement of the ribs 32 and of the bars 34, as well as the presence and the shape of the teeth 36> depend essentially on the nature of the materials to be ground and on the operating parameters. of the machine. Thus, for example, if the grinding apparatus is to be used for various types of refuse, several rotors can be provided, each of which is specially designed for a defined type of refuse, since the rotor is easily and quickly replaceable .

" La figure 3 montre une vue du côté 18 par lequel 15 sortent les matières broyées et, en même temps, une vue à l'intérieur du rotor 14. Ce côté 18 est entouré d'un arceau de protection désigné par la référence 40. L'arbre 16 portant le rotor 14 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs rayons 42 est supporté dans un palier 46 sur une traverse 44 fixée 20 sur le stator 12 ou le châssis."FIG. 3 shows a view of the side 18 from which 15 leaves the ground material and, at the same time, a view inside the rotor 14. This side 18 is surrounded by a protective hoop designated by the reference 40. The shaft 16 carrying the rotor 14 via one or more spokes 42 is supported in a bearing 46 on a cross member 44 fixed 20 on the stator 12 or the chassis.

L'espace annulaire formé entre le stator 12 et le rotor 14 est fermé sur la base 18, à l'exception d'une série, dans l'exemple représenté, six ouvertures 50 en forme de fente. Ces ouvertures 50 sont de préférence réglables et, 25 à cet effet, sont limitées par des plaques 52 soudées aux endroits déterminés d'une tôle annulaire 54 pour définir la largeur de ces ouvertures 50. La tôle 54 sur laquelle sont soudées les plaques 52 peut être solidaire du stator 12, auquel cas les ouvertures 50 sont fixes, ou être solidaires 30 du rotor 14 auquel cas les ouvertures 50 tournent avec celui-ci.The annular space formed between the stator 12 and the rotor 14 is closed on the base 18, with the exception of a series, in the example shown, six openings 50 in the form of a slot. These openings 50 are preferably adjustable and, for this purpose, are limited by plates 52 welded at the determined locations of an annular plate 54 to define the width of these openings 50. The sheet 54 on which the plates 52 are welded can be integral with the stator 12, in which case the openings 50 are fixed, or be integral with the rotor 14 in which case the openings 50 rotate with the latter.

Les ordures introduites dans la trémie de remplissage 26 sont broyées lors de la rotation du rotor 14 sous la double action d'un effet de cisaillement entre les 35 nervures 32 et le bord de l'ouverture 38 et d'un effet de déchiquetage assuré par les barres34, action complétée, le j) cas échéant, par les dents 36.The refuse introduced into the filling hopper 26 is crushed during the rotation of the rotor 14 under the double action of a shearing effect between the ribs 32 and the edge of the opening 38 and a shredding effect provided by bars 34, action completed, j) if necessary, by teeth 36.

- L'utilisation d'un moteur hydraulique commandé "T* par une pompe à débit variable permet de choisir la vitesse à m 4 % / - 5 - de rotation du rotor 14 en fonction de la nature des ordures. En principe, cette vitesse est variable entre zéro et quatre-vingts tours par minute. Pour broyer du verre, on a utilisé une vitesse de quatre-vingts tours par minute.- The use of a hydraulic motor controlled "T * by a variable flow pump makes it possible to choose the speed at m 4% / - 5 - of rotation of the rotor 14 according to the nature of the garbage. In principle, this speed is variable between zero and eighty revolutions per minute. For grinding glass, we used a speed of eighty revolutions per minute.

5 Le rendement de l'appareil de broyage dépend de • plusieurs paramètres, entre autres, des dimensions de l'ap pareil, de la vitesse de rotation et de la granulométrie finale des produits broyés. Dans le prototype utilisé pour le broyage du verre avec un rotor d'une longueur 10 d'environ lm50 et d'un diamètre maximal correspondant, le rendement se situait entre quatre et cinq tonnes de . verre à l'heure.5 The efficiency of the grinding device depends on • several parameters, among others, the dimensions of the device, the speed of rotation and the final particle size of the milled products. In the prototype used for grinding glass with a rotor with a length of around lm50 and a corresponding maximum diameter, the yield was between four and five tonnes of. glass by the hour.

Il est à noter que l'appareil n'atteint son ! * régime idéal qu'après un certain temps, lorsque la matière 15 déjà plus ou moins broyée occupe sensiblement tout l'espace annulaire entre le rotor 14 et le stator 12. Au début de la mise en service, lorsque cet espace n'est pas encore complètement rempli, les morceaux sortant par le côté 18 sont légèrement plus gros que les morceaux dégagés lorsque 20 la machine tourne au rythme "de croisière" et que la granulométrie reste uniforme telle que définie par la largeur des ouvertures 50.Note that the device does not reach sound! * ideal regime only after a certain time, when the material 15 already more or less crushed occupies substantially all of the annular space between the rotor 14 and the stator 12. At the start of commissioning, when this space is not still completely filled, the pieces leaving from the side 18 are slightly larger than the pieces released when the machine is running at "cruising" rhythm and the particle size remains uniform as defined by the width of the openings 50.

Il est à noter que dans le cas de la présence des dents 36 et de leurs alvéoles, qui dans le prototype, 25 définissent des ouvertures d'un diamètre de dix à vingt millimètres, de la matière broyée traverse la paroi du rotor 14 à travers ces alvéoles et ressort librement par l'ouverture centrale sur le côté 18 au lieu du passage forcé à travers les ouvertures 50.It should be noted that in the case of the presence of the teeth 36 and their cells, which in the prototype, define openings with a diameter of ten to twenty millimeters, of the ground material passes through the wall of the rotor 14 through these cells and comes out freely through the central opening on the side 18 instead of the forced passage through the openings 50.

» 30 Le rotor 14 peut tourner dans les deux sens grâce à la réversibilité du moteur hydraulique. Quoique on pourrait utiliser cette possibilité pour broyer dans un sens de rotation du rotor ou dans l’autre, suivant le type d'ordures, cette possibilité a été conçue avant tout pour 35 assurer un déblocage automatique en faisant tourner le rotor en sens inverse en cas de blocage. Le sens normal de yj rotation du rotor 14 lors de l'opération de broyage est représenté par la flèche A sur la figure 2. Ce sens de rotation est déterminé par l'orientation des dents 36 et - 6 - « / surtout, par l'orientation des nervures 32. En effet, celles-ci, par suite de leur orientation, ont tendance à refouler par la rotation du rotor 14 la matière à broyer ou déjà partiellement broyée vers l'avant, c'est-à-dire vers le côté 5 opposé au côté 18, alors que la conicité du rotor 14 et du stator 12 incitent au déplacement en sens inverse. Ce double * effet contribue à un remplissage rapide et complet de l'ap pareil de broyage, ce qui lui permet d'atteindre rapidement son régime idéal.The rotor 14 can rotate in both directions thanks to the reversibility of the hydraulic motor. Although this possibility could be used to grind in one direction of rotation of the rotor or in the other, depending on the type of refuse, this possibility was designed above all to ensure automatic release by rotating the rotor in the opposite direction. blocking case. The normal direction of rotation of the rotor 14 during the grinding operation is represented by the arrow A in FIG. 2. This direction of rotation is determined by the orientation of the teeth 36 and - 6 - above all, by l 'orientation of the ribs 32. Indeed, these, as a result of their orientation, tend to push back by the rotation of the rotor 14 the material to be ground or already partially ground forward, that is to say towards side 5 opposite side 18, while the taper of rotor 14 and stator 12 encourage movement in the opposite direction. This double * effect contributes to rapid and complete filling of the grinding apparatus, which allows it to quickly reach its ideal speed.

10 II est facilement concevable de pouvoir mettre plusieurs appareils de broyage de ce type en cascade, ce , qui permet d'augmenter, à volonté, la finesse de la granu lométrie des produits broyés.It is easily conceivable to be able to cascade several grinding apparatuses of this type, which makes it possible to increase, at will, the fineness of the granulometry of the ground products.

Il faut également relever que l'appareil de 15 broyage proposé par l'invention ne nécessite aucune manutention, ce qui est extrêmement important pour la sécurité du personnel.It should also be noted that the grinding apparatus proposed by the invention requires no handling, which is extremely important for the safety of personnel.

Il reste finalement à relever que la construction est extrêmement simple et robuste, ce qui garantit éga-20 lement une grande simplicité d'entretien.Finally, it remains to be noted that the construction is extremely simple and robust, which also guarantees great simplicity of maintenance.

/ s/ s

Claims

1. Grinding apparatus, in particular for grinding and roughing up household or industrial waste, characterized by a fixed frustoconical stator (12) with substantially horizontal axis (0), a frustoconical rotor (14) mounted coaxially with the inside the stator (12) and driven by a suitable motor around its substantially horizontal axis (O), an opening (38) in the upper part of the stator (12) giving access to the rotor (14) and surmounted by a filling hopper (26) and by a lining of oblique ribs (32) and bars (34) erected on the outside surface of the rotor (14) and whose heights correspond substantially to the spacing between the walls 15 of the rotor (14) and the stator (12).

2. Apparatus according to claim 1 characterized in that the surface of the rotor (14) also comprises a series of teeth (36) oriented in the direction of rotation (A) of the rotor. 3. - Apparatus according to claim 2, charac terized in that each of the teeth (36) is associated with a cell passing through the wall of the rotor (14).

4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the motor is a reversible hydraulic motor (20) with variable speed and controlled by a variable flow pump.

5. Apparatus according to claims 1 to 4, characterized in that the rotor (14) is mounted on a control shaft (16) carrying a flywheel (24). . 6. - Apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the annular space between the stator (12) and the rotor (14) is closed on the outlet side (18) by an annular sheet (54) comprising a series of openings for the outlet of the ground material. 7. - Apparatus according to claim 6, charac terized in that these openings are designed as I slots (50) whose width is adjustable by means of a pla-V * that (52) welded to the annular sheet (54). \