Brevet FR2010663A1 — publié le 19700220

La présente invention se rapporte au broyage de aorcesux ™rœ sicP£ de isf tièrs, Tîar cxonipis ds mstière conplètemont ou T>srtiel— lement cristalline, tels que des engrais minéraux:, des minerais ou d'autres matières, des produits intermédiaires et finaux d'in-5 *ustries ce traitement en vrac de matières minérales. Il résulte de la faible augmentation de température se produisant dans le broyeur selon l'invention qu'on peut broyer dans cet appareil des matières organiques, y compris des substances macromoléculaires. L'invention a pour objet un dispositif de broyage d'un type 10 nouveau pour traiter de grandes quantités de matières en morceaux. L'invention concerne également un dispositif d'une exploitation et d'un entretien peu coûteux, qui n'occupe qu'un faible espace au sol et qui n'augmente pas excessivement la température de la matière broyée. La matière à broyer est soumise à l'action de 15 broyage jusqu'à ce qu'elle ait atteint la dimension requise de par ticules sans qu'il soit nécessaire d'effectuer aucun recyclage. Ces caractéristiques sont évidemment d'une grande importance pour le broyage de matières granuleuses ou pulvérulentes, hygroscopi-ques et/ou t he rmi que me nt sensibles, comme en particulier des phœ-20 pliâtes tels que des engrais connus sous le nom de super-phosphates de la caillasse, de nombreux mélanges d'engrais, du carbonate d' -ammonium et d'autres substances. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'au moins un bras de percussion tournant horizontalement, muni à ses 25 extrémités,ou à proximité, de lames de percussion orientées sensiblement verticalement et amovibles, est relié à un arbre vertical, le mécanisme de percussion pouvant tourner librement dans la partie verticale d'une cuve cLe criblage qui entoure concentrique-ment le dit arbre et qui comporte une partie de fond horizontale 30 servant au criblage et entourant étroitement l'arbre vertical de façon que le bord supérieur circulaire de la cuve de criblage soit appliqué de façon étanche contre une partie horizontale du couvercle de broyeur, le dit couvercle étant muni d'une entrée conique débouchant à l'intérieur de la cuve de criblage, l'ensemble é-35 tant agencé de manière que le mécanisme d'entraînement comportant le moteur soit logé à l'intérieur d'un carter* de préférence cylindrique, comportant une partie supérieure rétrécie en forme de cône et dont la surface supérieure fait partie de la chambre de sortie du produit criblé, cette chambre de sortie étant entourée 4 0 dans le sens horizontal par une paroi, de préférence cylindrique 69 19115 2010663 reliée r>9r se partie sur.sriêure au couvercle horizontal et munie sa partie inférieure a'une tôle de fond plane er.tcurant le carter du mécanisme d'entraînement et inclinée en direction de l'orifice de sortie du produit final. 5 D'autres avantages et caractéristiques ;le l'invention seront- rais en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - fig. 1 est une coupe lonritudinde verticale d'un disposi-lOtif selon l'invention 1; • - fig. 2 est une coupe faite/ïà^ï^île A-A de la fig. 1, et - fig. 3 est une vue latérale du dispositif de la fig. 1 La partie de broyage est constituée par la cuve de criblage •'+, la plaque de criblage de fond interchangeable 10, le support 6poi>-15tant des lames verticales 5 et le couvercle 2 relié à la cuve 4.Le porte-lames 6 est entraîné par un moteur électrique 14 installé à l'intérieur du carter 13 et entraînant, par l'intermédiaire de 1' accouplement claveté 12, le porte-lames 6. Le porte-lames fixé par des moyens appropriés (?) est réglable verticalement de façon que 20 1 ' écarteraent entre ce dernier et le fond puisse être adapté au pro duit à broyer. La plaque de criblage 10 s'appuie sur un anneau inférieur 11 et sur des nervures orientées tangentiellement en direc tion de l'orifice circulaire central d'entrée du dispositif d'accouplement. 25 Le couvercle articulé (fig. 1 et 3) facilite l'enlèvement ra pide de la partie de criblage à des fins de remplacement ou de net toyage. Des tôles de guidage 15 formant déflecteurs facilitent la décharge du produit final. Un joint d'étanchéité 8 en caoutchouc assure une étanchéité 30 à l'air entre le cylindre de criblage et le couvercle. Les lames 5 sont formées par des lames d'scier de profil rectangulaire et comportant une arête de coupe verticale, les lames étant reliées d'une manière simple au support 6, par exemple par bouionnage.Elles sont ainsi facilement remplaçables. La jupe 9 en caoutchouc a une 35 grande importance pour faciliter l'action de décharge du dispositif de broyage et pour e-irêcher dans une large mesure la formation de dépôts sur les parois. Le fond incliné 18 (fig. 3) assure une évacuation rapide du produit broyé par l'intermédiaire de la goulotte 16. 40 ï.:ï cours ce marche, le dispositif selon l'invention aspire de BAD ORIGINAL 69 19115 2010663 grandes quantités d'air par l'intermédiaire de l'orifice d'entrée qui peut être contrôlé à l'aide d'une vanne à tiroir ou d'un dispositif similaire prévu à la sortie, ou bien par un tuyau d'aspiration relié d'un côté à la partie du couvercle située à l'exté-5 rieur de la ^upe 9 en caoutchouc et de l'autre côté à un ventilateur. Le cas échéant, le dispositif selon l'invention peut être muni de filtres à poussière et d'appareils similaires pour empêcher l'échappement de particules très fines dans l'atmosphère. De pré-10 férence, ces filtres sont reliés à la partie supérieure du fond in cliné 18. La Jupe 9 en caoutchouc ou en une autre matière de préférence flexible, ainsi que le carter extérieur du dispositif et le carter entourant le moteur ont de préférence une forme cylindrique. Le 15 carter extérieur peut également avoir un autre profil, par exemple polygonal, mais en général ceci se traduit par une augmentation de l'agglomération de dépôts sur les parois et par des. irrégularités dans 1'écoulement de l'air. Ainsi, il est préférable de donner une forme cylindrique aux éléments 9 et 13 ainsi qu'à la partie exté-20 rieure de l'élément 18, La dimension de particules du produit est fonction du tamis de criblage et le produit reste dans la cuve de criblage tant qu' il n'a pas atteint la dimension requise de particules pour traverser le tamis. Il n'est pas nécessaire de prévoir un recyclage de 25 la matière et la quantité de très fines particules'^poussière) res te dans les tolérances admises en pratique. La capacité de broyage est extrêmement élevée par rapport aux dimensions du dispositif et à la puissance du moteur. Un dispositif présentant un diamètre extérieur d'environ 2,4 30 m:, une hauteur de 5 m et un moteur de 35 CY peut facilement broyer 50 tonnes de super-phosphate double à partir d'une dimension de particules d'environ 20 millimètres en donnant 90 % de particules de dimensions inférieures à 2 millimètres. Le produit n'est pas échauffé de plus de 5° 35 En revêtant les parois du récepteur de produit et les parties dépassantes du dispositif avec des matières plastiques telles que de l'ébonite, du caoutchouc, des résines époxydes, du polythène,on peut pratiquement empêcher complètement l'adhérence de produits broyés. L'inclinaison de la tôle de fond 18 n'est pas critique.Il 40est préférable de lui donner une pente de 45° - 10°. 4 69 19115 2010663 Il est évidemment également possible de disposer de plusieurs plusieurs porte-lames disposés l'un au-dessus de l'autre, à l'intérieur de la cuve de criblage, en particulier lorsqu'on doit obtenir un produit final très fin présentant des dimensions de par-5 ticules comprises dans des limites étroites. Lorsque la matière à traiter contient des morceaux assez gros qui ne peuvent pas être broyés, il est très commode de remplacer une petite partie du tamis cylindrique de criblage par un châssis ou plaque mobile de façon que les dits morceaux puissent passer au 10 travers du crible. Lorsqu'on utilise une plaque en caoutchouc d' un millimètre d'épaisseur et de 30 x 38 mm de surface, on trouve que l'analyse du produit final criblé est pratiquement la même qu' avant la mise en place de la plaque en caoutchouc. En prolongeant vers le bas le carter extérieur et en lui donnant une forme coni-15 que, on peut séparer plus aisément les particules contenues dans le courant d'air sortant du dispositif. On peut également employer des appareils bien connus tels que des cyclones ou des séparateurs électro-statiques. Le dispositif selon l'invention fonctionne de la manière sui- ' 20 vante : La matière première est introduite de façon continue par l'intermédiaire de l'entonnoir prévu dans le couvercle 2 et est broyée jusqu'à ce qu'elle puisse passer au travers de la paroi de la cave de criblage. Le temps de séjour dans cette partie est très court 25 mais de toute façon chaque particule reste jusqu'à ce qu'elle atteigne des dimensions lui permettant de traverser la surface de • criblage. La matière broyée est entraînée aussi bien vers l'extérieur que vers le bas (le long de la partie supérieure conique 13) et se 30 déplace sous l'effet du courant d'air et par gravité en direction de la goulotte de sortie 16. En réglant la vitesse de rotation du moteur et le débit d'entrée et/ou de sortie d'air, on peut adapter les conditions de marche à la nature de la matière première et aux dimensions désirées pour les particules. Pour la majeure partie ; 35 des produits cristallins, il est suffisant d'utiliser une vitesse de 3.000 t/min. et pratiquement dans tous les cas correspondant à des dimensions de particules classiques, l'alimentation en air n'a pas à être réglée ou contrôlée. Le dispositif peut être agencé très facilement de façon à être mobile. La partie cylindrique et la. par 40 tie inférieure du crible sont munies de cames d'arrêt qui inter - 69 19115 2010663 viennent lors d'une obstruction dans le fond de la chambre réceptrice et qui empêchent les deux parties d'exécuter une rotation complète. l'invention va être expliquée de façon plus détaillée à l'ai-5 de des exemples suivants : Exemple 1 Une masse de super-phosphate double grossier contenant de nombreux blocs de deux à trois centimètres d'épaisseur et plus et pré sentant une teneur en humidité de 8 % a été réduite de façon à ob-10 tenir 90 % de particules inférieures à 2 mm. On a utilisé le dispositif de broyage représenté sur les fig. 1 à 3, ce dispositif présentant les dimensions suivantes : Diamètre extérieur 1,58 m Hauteur 2,47 m 15 Puissance 35 CY Vitesse 3*000 t/min. Amalyse du produit criblé final: 79 % de 0 à 1 mm 20 % de 1 à 2 mm 8 1/2 % de 2 à 3 mm 2Q i . 1 1/2 % de 3 à 4 œm , Température du produit final : supérieure de 4°C à la H ; température initiale ' Capacité de broyage : 50 tonnes/heure Exemple 2 25 Arec le même dispositif que dans l'exemple 1, on a broyé du : Jfcospkate bicaloîque contenant 80 % de particules de dimensions d* environ 22 *m, de façon à réduire le produit de telle sorte que 95 % des particules aient des dimensions inférieures à 0sGS sa. Capacité de broyage s 15 t/h. 30 Puissance : 30 0V Titesse : 3.000 t/min. Analyse du produit criblé : 77 % de 0,01 à 0,06 mm 3 % de 0,06 à 0,6 mm 20% en-dessous de 0,01 mm 35 soit ï 97 % en-dessous de 0,06 mm Bans les mêmes conditions, on a broyé du phosphate d'ammoniaque de façon à obtenir 100 % de particules inférieures à 0,1 mm. Capacité : 10 t/h. Augmentation de température du produit : .6 % C. 40 Exemple 3 69 1911S 6 2010663 Avec un dispositif plus-petit que celui de l'exemple 1, on a broyé des morceaux de super-phosphate double (dimension moyenne de 20 mm). Puissance : 10 CV 5 Capacité : 2 t/h Diamètre de la cuve de criblage : 250 mm. Analyse du produit final : 0,3 % : de 2 à 3 mm • 4,3 % : de 1 à 2 mm 95,4- % : moins de 2 mm 10 Dans ce cas, on a prévu au-dessus du bras de percussion et per cussion et perpendiculairement à ce dernier un second bras de même forme, fixé sur l'arbre tournant. On a employé un fond constitué par une tôle perforée au lieu d'un tamis. 15 Sn utilisant un tamis de 1 mm d'ouverture de maille pour une capacité de 12,5 t/h, on a obtenu la composition suivante du produit criblé : 75 % au-dessus de 0,06 mm, 22 % entre 0,06 et 0,01 mm, 20 3 % au-dessous de 0,01 mm Pour un tamis de 2 mm d'ouverture de maille (capacité de 17,5 t/h), on a obtenu la composition suivante de produit criblé : 17 % en-dessous de 0,06 mm, 83 % entre 0,06 et 0,6 mm, COnv 69 19115 7 2010663 BEVENDICATIOffS 1°) Broyeur pour réduire la dimension de particules de produits cristallins en vrac, comportant des bras de percussion tournants se déplaçant à une courte distance d'une tôle de fond hori-5 zontale et entourés par un crible, ce broyeur étant caractérisé en ce qu'au moins un bras de percussion, disposé horizontalement et muni à ses deux extrémités ou à proximité de lames de coupe inter changeables situées à une courte distance de la surface de criblage, est relié à un arbre vertical et peut tourner librement à l'in 10 térieur d'une cuve cylindrique de criblage disposée concentrique-ment à l'arbre, les parois cylindriques de la cuve de criblage s' étendant au-dessus des bras de percussion et la partie inférieure plane et perforée de la cuve entourant l'arbre, le bord supérieur de la cuve de criblage étant appliqué de façon étanche contre une 15 partie horizontale d'un couvercle qui est muni d'une entrée conique débouchant à l'intérieur de la cuve de criblage, en ce que 1' ensemble est agencé de manière que le mécanisme d'entraînement de l'arbre tournant soit situé à l'intérieur d'un carter,de préféren ce cylindrique et se terminant par une partie supérieure conique 20 qui fait également partie de la chambre de réception du produit criblé, la dite chambre réceptrice verticale comportant des parois extérieures, de préférence cylindriques, et étant reliée de façon étanche à l'air au couvercle en étant munie d'une partie de fond qui est inclinée vers le bas en direction de l'orifice de sortie 25 et qui entoure le carter du mécanisme d'entraînement, et en c.e que le couvercle est muni d'une jupe annulaire formée d'une matière flexible, pénétrant dans la chambre réceptrice et disposée concen-triquement à l'arbre tournant. 2a) Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'u 30 ne partie du couvercle est munie de charnières de façon que le au lèvement du couvercle dégage un orifice de dimensions telles que les éléments de criblage puissent fctre sortis par le dit orifice. 3°) Broyeur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que'la partie cylindrique de criblage et le fond de criblage 35 sont démontables séparément, et sont munis de cames d'arrêt empêchant le fond et le cylindre d'exécuter une rotation complète. 4°) Broyeur selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le couvercle à l'extérieur de la jupe annulaire flexible un orifice assurant la liaison de la partie de bro 40 yage à un ventilateur. COPY 69 19115 2010663 5°) Broyeur selon les r«vendications 1 à 4, caractérisé en œ qu'il est prévu à l'extérieur de la surface cylindrique de criblage des déflecteurs ineliiiés assurant le guidage du produit criblé en direction de l'orifice de sortie. 5 6°) Broyeur selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une petite partie de la surface cylindrique de criblage est constituée par un ciiSssis ou une tôle latéralement mobile,de préférence formé d'une matière flexible de façon à permettre l'évacuation des parties grossières non broyables. 10 7°) Broyeur selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les bras de broyage sont réglables verticalement le long de 1•arbre. 8°) Procédé pour réduire la dimension de particules,notammeifc de produits cristallins en vrac, caractérisé en ce qu'on utilise 15 le broyeur défini dans les revendications 1 à 7, en particulier pour des capacités de broyage supérieures à environ 2 t/h BAD ORÎGÎNAL