Brevet FR2056940A1 — publié le 19710507

L'invention a pour objet une machine à broyer et concasser les matériaux, laquelle est basée sur un principe nouveau et propre à exécuter une ou plusieurs opérations de concassage et plus spécialement de broyage et de pulvérisation appliqué à différentes sortes de matières solides selon les cas qui peuvent se présenter dans l'industrie. Cette machine est basée sur le principe suivant: On fait tourner un mécanisme autour d'un axe fixe, selon un mouvement circulaire. Autour de ce mécanisme sont disposés sur un même rayon partant dudit axe fixe plusieurs cylindres également espacés dont les axes de rotation ont une position fixe ou identique ou semblable, les axes de ces cylindres étant parallèles ou presque par rapport à celui dudit mécanisme0 Ces cylindres tournent en outre autour de leur propre axe à une vitesse généralement différente de celle dudit mécanisme. Ainsi qu'il sera exposé plus loin,les axes des cylindres,dans certains cas, ne seront pas exactement parallèles à l'axe de rotation du mécanisme. En outre, ainsi qu'il sera également expliqué dans les paragraphes suivants, les cylindres précités ne sont pas des cylindres parfaits mais se présentent sous forme de cônes dont l'angle au sommet est extremement faible. Le schéma général sur lequel est basé le principe de construction de cette machine fait l'objet des Figures l,-2A et 2B g ces deux dernières étant désignées par la suite par l'expression générale Fig. 2. Sur ces figures les parties intérieures des volumes cylindriques précités sont représentés comme étant entièrement vides. Le principe de travail de cette machine de broyage et de concassage, dont on a seulement esquissé le principe de construction, sera exposé plus loin en se référant aux Figures 2, 3 et 4, l'énoncé qui précède devant cependant, dans certains cas, être négligé pour plus de clarté. Pour- simplifier la description, il--a été jugé utile de donner des dénominations particulières à certaines parties et à certains éléments de la machine de concassage et de broyage suivant l'invention.Ainsi, l'axe 0'0 des Figures 1 et 2 est l'axe fixe de rotation du mécanisme indiqué plus haut, et sera appelé ci-après "axe de planétaire oy noyau" Les cylindres désignés par leurs axes respectifs Nom'1 et M2E' sont ceux mentionnés plus haut et seront désignés par l'expression "Satellites". Les axes MlM'l et M2N'2 seront appelés "Axes des Satellites ". Les distances OM1 et g2 (Figure 2) seront désignées par le symbole "ru" . Les rayons intérieurs des cylindres satellites, également portés sur la Figure 2, seront désignés par l'expression "r" . Le mécanisme précité tourne autour de l'axe de planétaire ou noyau à une vitesse angulaire aO et les satellites sont en tramés en rotation autour de leur axe à une vitesse angulaire a. Les vitesses angulaires au et a ont normalement une valeur constante. Be rapport a0 peut avoir une valeur soit positive, a soit négative. Cela dépend du mécnnisme à planétaire et du sens de rotation des satellites, Ce même rapport 80 est appelé a "rapport de dispersion" et sera indiqué par l'expression a0 =k. a Sur la représentation schématique de la Figure l on a représenté l'état positif du rapport de dispersion k . Ce rapport de dispersion k sera négatif chaque fois que le sens de l'un des mouvements de rotation, indiqué par des vitesses angulaires a ou aO , sur les Figures précitées, est inversé. Par ailleurs, le rapport ro sera sera désigné par la suite par la lettre m , ce rapport m étant 1"' indice géométrique" du broyeur. On désignera également, par la suite, par l'expression "broyeur" ou "broyeur à satellites " la machine de concassage, broyage et pulvérisation ou mouture suivant l'invention. Pour 1 'instant pour expliquer d'une manière simplifiée les principes de fonctionnement de ce broyeur, on ne tiendra pas compte de l'accélération due à-la gravitation; autrement dit, on lui attribuera une valeur nulle. Par ailleurs, le broyeur n'est soumis à aucune autre force centripète. La matière à broyer ou concasser pénètre dans les satellites grâce à un mécanisme propre, ainsi qu'il sera expliqué plus loin.-L'inertie de cette matière pénétrant dans les satellites doit être surmontée dans un temps très bref, et la matière commence à tourner dans le même sens que les satellites,ctest-à- dire dans le sens indiqué sur les Figures 3 et 4.Par la suite, dans les explications, on utilisera l'expression "particules" pour désigner les morceaux et fragments qui constituent la matière contenue dans les satellites. Sur ces derniers, les points respectivement.le plus proche et le-plus éloigné de l'axe de planétaire ou noyau-seront appelés " sommet de satellite " et " origine de satellite " , et ces points sont indiqués respectivement en T ' et B sur la Figure 2. Les lignes principales passant par ces points et B des satellites sont appelées respectivement "ligne principale de sommet " et "ligne principale- d'origine. Pendant le fonctionnement du broyeur, lOrsqu'une particule quelconque de la matière qui tourne avec le satellite se trouve sur la ligne principale d'origine subit une accélération, ladite particule traverse le centre du satellite avec une direction vers l'ex- térieur. Attendu que la particule en question se- déplace avec la paroi du satellite dans la direction A, la direction du vecteur de l'accélération s'éloigne graduellement du centre du satellite.Si le broyeur était construit avec des dimensions conformes un indice géométrique m correct , et fonctionnait selon un rapport approprié de dispersion k , la particule tournant avec la paroi du satellite dans le sens A s'éloignerait de la surface interne du satellite lorsqu'elle atteint un point déterminé, Les coordonnées de ce point de séparation ou d'éloignement se calculent selon les valeurs de m et de k , en utilisant une méthode mathématique-mécanique, mais qui ne sera pas expliquée ici étant donné que cela n'est pas indispensable pour la compréhension de l'invention.En bref, li Z est l'angle-formé entre la ligne imaginaire tracée à un moment quelconque entre la particule et le centre du satellite, d'une part, et la ligne tracée entre l'origine du satellite et son centre, d'autre part, et si la particule quitte la paroi du satellite à une position quelconque, on obtient une relation mathématique ZO = f (k,m ) . L'angle ZO est représenté sur la Figure 4. Si V désigne la vitesse de la particule au moment où elle a quitté la paroi du satellite, cette particule commencera à se déplacer à cette vitesse (mouvement rectiligne uniforme). Pendant ce mouvement de la particule, du fait que le mécanisme à noyau est entraîné à une vitesse angulaire aO , la position du satellite sera modifiée, mais après un court instant la particule frappera sa paroi interne ou les autres particules qui se seront accumulées contre cette paroi. Si cette collision se produit en présence des vitesses relatives appropriées et élevées, une phase essentielle, indispensable pour les opérations de concassage, de broyage et de pulvérisation de la particule, ne se produira pas. Le phénomène de frottement se déroule jusqu'à la collision des autres particules, qui se produit ensuite, avec la particule considérée, d'où accroissement de l'inertie des particules qui se groupent autour de la ligne principale d'origine, ce qui fournit les autres conditions nécessaires pour réaliser les opérations de concassage et de broyage Si le broyeur suivant l'invention fonctionne aux vitesses suf fisamment élevées et indispensables aO et a , le mouvement préci- té qui' se répète un grand nombre de fois dans un temps très court produit les opérations de concassage, de broyage et de pulvérisa- tion d'une façon avantageuse. Pour donner une idée de ce fonctionnement, la valeur de la vitesse théorique, par rapport à l'endroit où le broyeur est installé, d'une particule qui quitte îa paroi interne du èatellite suivant un angle Z0 , se calcule de la façon suivante lies valeurs indiquées par les symboles utilisés dans cette équation ont été expliquées plus haut. On va supposer maintenant que la particule considérée se trouve contre la surface interne du satellite, c 'est-à-dire à une distance r de l'axe du satellite, et commence son mouvement à cet endroit pour quitter la surface interne du satellite à un moment donné, comme il a été expliqué plus haut. Dans ce cas, si l'on désigne par X le point auquel la particule quitte la paroi interne du satellite, comme indiqué sur la Figure 4, on appellera- "angle EM-Zo " l'angle d'échappement.Cet angle est désigné par le sym bole S0 sur la Figure 4, ainsi qu'il a été expliqué plus haut.Atten- du-que l'accélération due à la gravitation est considérée-comme nulle et que les rapports m et k caractérisant ce broyeur sont considérées comme étant constants, cet jungle ZQ sera également constant. Cependant, cela n'est valable que pour la seule particule qui est en contact avec la paroi interne du satellite.En tenant. compte du remplissage du satellite avec la matière à broyer, attendu que- les rayons des orbites circulaires qui seraient parcourues pendant leur mouvement à partir de la ligne principale d'origine eten direction de la ligne principale du sommet devraient être inférieurs à la valeur de r pour chaque orbite circulaire, il y a lieu de créer des indices géométriques différents tels que nij , m2 , m3 mn . le plus faible de ces indices serait m et le plus grand S . Nais le rapport de dispersion k sera le même pour chaque orbite circulaire.Par conséquent,pour chaque orbite circulaire, il faudrait avoir des angles d'échappe- ment différents tels que Zl , Z2 2 Z3 ** Zn n Or, bien que l'angle ZO soit constant pour chaque broyeur, l'angle Zon varie selon la quantité et la qualité de la matière placée dans ce broyeur.Pour cette raison, la valeur dtun broyeur en fonctionnement sera désignée par l'expression "rapport de remplissage angulaire " du satellite et indiauée par i'expression s soit Ce rapport est en relation étroite avec la puissance à absorber par la machine pendant son fonctionnement et il est directement proportionnel à cette puissance. ar'ail- leurs, gracie à l'égalité des rapports s caractérisant chaque satellite de lrensemble, l'un des facteurs de base de l'équilibre tant statique que dynamique, qui sont très importants dans un broyeur ou concasseur, sera réalisé. (L'égalité entre les rapports de remplissage volumétrique, qui seront expliqués plus loin, cons- titue un autre facteur de base pour assurer cet équilibre statique et dynamique). Si les équilibres statiques et dynamiques sont réalisés, l'égalité des matières contenues dans les satellites du broyeur et les moments de rotation des satellites devra également etre assurée. Sur la figure 4 on a représenté l'orbite approximative d'une particule, par rapport à un observateur théorique se trouvant à l'origine telle que définie plus haut. L'orbite en question est celle d'un concasseur dont les valeurs de k et m sont respectivement -0,45 et 2,0625 . Les échelles de ces deux Figures (9 et 4) sont au 1/20e et les valeurs de rO et r de ce concasseur sont respectivement de 1 1,32 m et 0,64 m. Sur les mêmes Figures 3 et 4 on s'est efforcé de dSmontrer graphiquement le mouvement de la particule dans le satellite,pendant le fonctionnement du broyeur. Sur ce dessin, le broyeur à satellites dont les valeurs de m et k ont été données ci-dessus, est pris comme exemple. La particule commence à tourner solidairement avec le satellite en rencontrant la paroi interne de celui-ci quelque part autour de l'origine. Cette rotation est calculée en tenant compte de la vitesse angulaire du système à noyau à des intervalles de 150 , et l'on obtient ainsi les points l, 2, 3, 4, et 5 de la Figure 3. Lorsqu'on réunit ces points on obtient également l'or bite de la particule qui est contrainte de se déplacer en portant contre la paroi interne du satellite.Le dessin est réalisé de façon à faire coïncider le point X , qui correspond à l'angle ZO calculé selon l'équation précitée ZO = f(k,m) avec le point 5, soit le point 5 qui est en même temps le point X. L'angle ZO calculé suivant ltéquation ZO = f (k,m) est d'environ 1360. La particule parvenue audit point 5 quittera les parois internes du satellite à la même vitesse qu'elle avait à cet instant. Ce vecteur de vitesse est obtenu par la construction que montre le dessin de la Figure 3. Pour pouvoir déterminer le vecteur de vitesse par une construction graphique, il suffira de trouver les résultantes des vitesses.des deux mouvements en tenant compte des vitesses angulaires -du satellite et du système à noyau. Sur la Figure 3 , le vecteur XP montre la vitesse produite par la rotation du satellite et le vecteur XC montre la vitesse résultant de la rotation du système à noyau ou planétaire. Cependant, le vecteur XV en tant que résultante des vecteurs XP et XC montre la vitesse de la "particule" à l'instant où elle quitte la surface interne du satellite. Les vecteurs de vitesse de la Figure 3 sont reproduits à une échelle telle qu'un centimètre correspond à une vitesse de 2,5 m/s Ainsi qu'il a été exposé plus haut, la particule considérée se déplacera avec un mouvement rectiligne uniforme dans le sens du vecteur XV au moment où elle quitte la paroi interne du satellite au point X. Après le point 5, qui correspond au point X, la particule considérée, pendant le temps nécessaire pour parcourir chaque fraction angulaire de 150 du système à noyau, parcourt une certaine distance et passe par les points 6, 7, 8, 9 et 10 quindi- que la Figure 3. Par construction, on a déterminé ces intervalles de tempsSet les distances en ligne droite entre les points 6, 7, 8, 9 et 10. L'orbite tracée par la particule en passant par les points .1, 2, 3, 4 et 5 s'appellera "orbite obligatoire", tandis que ltor- bite parcourue dans la direction des points 5, 6, 7, 8, 9 et 10 sera désignée par l'expression "orbite libre" La matière qui se trouve dans le satellite formera, pendant le fonctionnement de l'ensemble, une bande ou couche d'une certaine épaisseur , en adhérant à la paroi interne du satellite et en se déplaçant vers l'axe du planétaire ou noyau. Cette épaisseur sera fonction de la quantité,-et aussi de la qualité, de la matière contenue dans le satellite. Pendant le mouvement orbital obligatoire l'épaisseur des particules qui constituent la matière sera r-r .Sur la Figure 3, le rayon rn et le mouvement des particules n - n qui se déplacent suivant ladite orbite obligatoire ont été soigneusement rapportés et orbite parcourue par la gerbe de matière est ainsi reproduite. Pour cela, on suppose une certaine épaisseur -de matière. Ici, l'épaisseur de la matière est considérée comme étant de 0,16 m. Dans ce cas, bien que le rayon intérieur du satellite soit de 0,64 m (r = 0,64 mètre) le rayon r sera donc de 0,48 mètre. Par conséquent, l'équation ZO = f(k,m) sera utilisée de nouveau pour calculer l'angle d'échappement.Cet angle apparaît comme étant approximativement Zn = 1230.On détermine le point Xn correspondant à l'angle d'échappement de 1230, et ensuite on réalise de nouveau la construction graphique précitée en traçant l'orbite obligatoire passant par les points 1' , 2' , 3' , 4' , 5' et l'orbite libre passant par les points 6' , 7' , 8' , 9' , 10'. Dans cette construction, le point 5 correspond également au point In S comme dans le cas précédent. L'emplacement des points, qui détermine les deux courbes de l'orbite libre, est confirmé suivant les cercles planétaires correspondants (un cercle planétaire est un cercle de rayon r obtenu en effectuant une coupe transversale perpendiculaire à un certain point de l'axe du satellite), après quoi on les transpose dans les coupes des satellites de la Figure 4.Par la suite, on peut donc tracer orbite relative de la gerbe, par rapport à un observateur théorique placé sur le système à planétaire ou noyau. il est cependant impossible d'effectuer un énoncé définitif avant que les expériences indispensables aient été effectuées quant à la quantité de matière qui doit nécessairement être présente dans le satellite et dont l'épaisseur a été fixée à 0,16 m. sur le dessin, car, ainsi qu'il a été expliqué plus haut, l'épaisseur de la matière dépend de la quantité et de la qualité de la matière présente dans le satellite. Si l'on désigne respectivement par H et R1 le volume intérieur du satellite et le volume de la matière que contient celle-ci, le rapport j = H1 définit le rapport de rem H plissage volumétrique du satellite considéré.Si les deux satellites identiques- de la machine broyaient des matières brutes différentes avec un rapport j différent, il serait nécessaire de prévoir un rapport égal de remplissage angulaire dans les satellites du broyeur. Autrement dit, une épaisseur déterminée de matière donne un rapport de remplissage angulaire déterminé, ce qui nécessite la détermination de plusieurs paramètres et coefficients, au terme des recherches, avec des applications à des essais réels, pour pouvoir calculer une épaisseur définie de matière selon le rapport de remplissage volumétrique. Ce point est réalisé par la qualité de la matière à broyer et par les gorges formées dans la paroi interne du satellite. Ainsi, la quantité de particules empilées et tentant de surmonter leur inertie autour de la ligne principale d'origine,ainsi que la forme de cet empilage de particule , pourraient etre déterminées au terme-d1essais réels. Pour cette raison, le point d'impact des courbes d'orbite libre contre la paroi interne du satellite ou contre les particules empilées autour de la ligne principale d'origine pourraient être déterminés approximativement à cet instant.Cependant, les points auxquels les courbes des orbites 5, 6 , 7 , 8 , 9 et 10, d'une part, et 5', 6' , 7' , 8' 9' et 10' d'autre part, qui intersectent théoriquement la courbe de la paroi interne du satellite, peuvent caractériser le phéno- mène d'impact. te point auquel l'orbite 5, 6, 7, 8, 9 et 10 intersecte la paroi interne du satellite, représente le point réel d'impact avec une faible erreur, Si on le compare avec le point d'impact de l'autre orbite.Sur la Figure 4, les points où les orbites intersectent les cercles ayant r et r pour rayons (paroi interne du satellite et cercle orbital interne) sont représentés par les angles ko et kn o - Toutefois,- l'angle d'inclinaison d'impact de l'orbite 5, 6, 7, 8, 9, 10 sur la paroi interne du satellite est désigné en Mo Les coordonnées et les angles drinclinaison d'impact des points 'd'impact relatifs aux deux courbes orbitales sont en relation étroite avec le rendement de la machine, selon les qualités de la matière solide à broyer. in outre, ces valeurs sont importantes pour la détermination des genres et formes de surface des plaques à utiliser nécessairement pour armer ou blinder la surface interne du satellite. Au cas où la valeur de k serait positive, les orbites des particules, dans le satellite, par rapport à la base de celui-ci, seraient légèrement différentes de cè qu'elles représentent dans 1'exemple ci-dessus. En outre, certaines différences peuvent se présenter dans les angles d'impact ko et kn , ainsi que dans les angles d'inclinaison d'impact, Si l'on établit la comparaison avec une machine dans laquelle k0 Les constructions graphiques des orbites réelles et relatives concernant les machines à satellites avec dispersion positive! peuvent être réalisées d'une façon analogue, ainsi qutil a été expliqué plus haut, en utilisant la méthode graphique des broyeurs à dispersion négative et en appliquant la formule ZO = f(k,m). Comportement du broyeur à satellite sous l'influence de la gravi- tation. Dans les explications données jusqu'ici en ce qui concerne une situation théorique, on a supposé que l'accélération due-à la gravitation était de valeur nulle. En fait, il est bien connu qu'il faut tenir compte d'une accélération de 9,81 m/s2 . Pour cette raison, il est nécessaire de recourir à certaines explications quant au comportement du broyeur suivant l'invention sous l'influence de la gravité. Pour cela, il convient de se référer à l'orbite rectiligne droite~5, 6, 7, 8, 9, 10 de la Figure 3, et de supposer que la particule examinée s'est échappée au point 5 dans la position la plus défavorable et a commencé son trajet suivant orbite droite 6, 7, 8, 9 et 10. Cette position est celle de l'orbite droite,qui est approximativement horizontale. Si l'on calcule la chute de la particule durant la période de temps qui s'est écoulée pendant son déplacement entre le point 5 et l'instant où ladite particule vient frapper la paroi interne du satellite, on trouve approximativement 1,7 cm. Attendu que cette vibration spécifique (+ 1,7 cm) de l'extrémité de l'orbite est très faible par rapport aux dimensions du satellite, elle ne risque évidemment pas de perturber le fonctionnement de la machine. Par ailleurs, dans le broyeur, dont les axes des satellites et du planétaire sont disposés horizonta lement, l'angle Zo sera légèrement affecté dans les sens positif et négatif par l'accélération due à la gravitation. Cela aussi ne risque pas d'affecter-le fonctionnement du broyeur. Si l'on examine les effets produits par la gravitation sur les forces qui agissent sur les particules contenues dans les satallites, en tenant compte des explications données plus haut, une particule sollicitée en déplacement par le satellite subit une accélération qui est fonction des valeurs de m, r, ao , k et Z (Z étant l 'angle formé entre les lignes réunissant la particule, avant qu'elle atteigne son point d'échappement, et le centre du satellite, d'une part, et le centre du satellite à l'origine, d'autre part). En fait, si l'accélération précitée, que l'on peut déterminer par la théorie, est indiquée par le vecteur b , dans ce cas, en ajoutant à cette valeur le vecteur g ,- qui est l'accélération due à la gravité, on trouve l'accélération réelle qui agit sur la particule. Autrement dit, l'accélération réelle bh affectant la particule pendant le fonctionnement du broyeur est la suivante bh = b + g (somme vectorielle) Lorsqu'on recherche la quantité de changement produite dans le vecteur bh par le vecteur g , on peut obtenir le résultat suivant Si l'on suppose que la vitesse angulaire ao du broyeur représenté Figures 3 et 4 est de 20.26332 rad./sec., pour laquelle la vitesse de rotation du planétaire ou noyau est de 193,5 tr/mn selon les calculs mécaniques effectués, le vecteur b , au moment où la particule considérée parvient à un angle d'échappement Zo=136 , aura une valeur absolue de 376,6 m/sec.Cette valeur est 376.6 9.81 = 38,39 fois plus grande que la valeur de l'accélération due à la gravité. Cela prouve que le vecteur b a été légérament modifié par le vecteur g qui est très- faible par rapport audit vecteur b . Selon ce raisonnement, il est tout i fait possible que ce faible changement n'apporte aucune modification appréciable au fonctionnement du broyeur (surtout dans les cas où les valeurs de rO > r et aO sont suffisamment élevées). Bien que l'on puisse considérer que l'accélération due à la gravité, qui se traduirait par une vibration de l'extrémité de l'orbite, ne peut être nuisible en pratique, on décrira maintenant un type différent de broyeur qui permet d'éviter ce phénomène vibratoire. Broyeur i satellites à axe vertical L'axe de noyau de ce broyeur est vertical, mais les satellites fonctionnent selon le principe exposé plus haut, et l'accélération que subit toute particule sur 11 angle Z et emplacement de rayon r sera la même dans tous les cas où l'angle serait Z et le rayon r , indépendamment de l'emplacement du système à noyau. Autrement dit, quel que soit l'emplacement de l'axe du satellite par rapport à l'axe du noyau, les conditions mécaniques qui contrôlent les particules placées dans les satellites ne changent pas. Toutefois, pour empêcher les particules d'effectuer un mouvement incontrôlé ou inutile sous lhns uence de l'accélération due à la gravitation, suivant l'axe du satellite, ou pour les empêcher de s'accumuler dans une partie quelconque du satellite, ou, plus exactement, pour les empêcher de tomber, l'axe des satellites n'est pas placé parallèlement à celui du noyau, comme le montre la Figure 6.La distance, mesurée suivant des perpendiculaires tirées à partir de chaque point de l'axe du satellite vers l'axe du planétaire, augmente suivant une fonction raisonnable, par rapport à l'entrée de passages d'évacuation situés à-la base. En outre,pour obtenir un angle d'échappement ZO qui ne change pas en montant, attendu que le rapport m doit être maintenu constant, le diamètre des satellites doit augmenter dans cette direction, toujours suivant une fonction raisonnable. Dans ce cas, dans la pratique, le volume interne du satellite ne sera pas cylindrique, afin de donner à l'intérieur du satellite une forme tronconique, -ce qui permet de résoudre le problème. On examinera maintenant les aspects mécaniques de broyeurs à satellites à axe vertical. On supposera que le diagramme de la Figure 3 concerne un broyeur à axe vertical. Dans ce cas, tandis que la particule considérée se déplace suivant 1, 2, 3, 4, 5 (orbite obligatoire X), son altitude augmente du fait que l'axe du satellite a une légère inclinaison dans la direction verticale; autrement dit, la particule gagnera une certaine altitude. il a été expliqué plus haut que si la particule s'échappe de la paroi interne du satellite au point 5, c'est-à-dire en X , sa vitesse initiale à cet instant, alors qu'elle pénètre justement dans l'orbite libre, serait la résultante des vecteurs XP et XC. Cependant, contrairement à ce qui se passe lorsque le vecteur XC est horizontal, le vecteur XP se trouve ici dans le plan du cercle du satellite qui est légèrement incliné.Dans ce cas, le vecteur XP sera lOgbrement incliné par rapport à l'horizontale et sa direction sera légèrement remontante. Par conséquent, le vecteur XV , qui est la résultante des vecteurs XC et XP, sera légèrement incliné vers le haut. La particule qui commence son déplacement à une vitesse déterminés par le vecteur XV se déplacera en fait suivant une orbite parabolique, bien qu'elle soit supposée se déplacer suivant un mouvement rectiligne uniforme sous l'effet de l'accélération due à la gravitation, cette parabole se- trouvant dans un plan vertical. Par suite de l'inclinaison vers le haut du vecteur de vitesse, l'altitude de la particule sera légèrement augmentée et atteindra par conséquent un maximum puis, sous l'influencé de l'accélération due à la gravité, elle recommencera à perdre de l'altitude. Enfin, la particule viendra frapper la paroi interne du satellite.On a déjà expliqué que la particule ayant frappé la paroi interne du satellite ne pouvait pas reprendre immédiatement sa rotation avec cette paroi pour suivre l'orbite obligatoire. On peut affirmer que, pendant le temps qui s'est écoulé pour surmonter l'inertie, les particules peuvent perdre une partie de leur altitude par suite de la gravité,Ainsi, si la particule -considérée est en condition de reprendre son mouvement, après 1'impact contre le cercle du satellite qui correspond à l'orbite obligatoire, il n'y aura pas d'accumulation de matière à l'extrémité ou aux extrémités du satellite du broyeur à axe vertical, ni de mouvement de matière le long de l'axe du satellite qui puisse nuire au fonctionnement du broyeur. Pour cette raison, dans les broyeurs à satellites à axe vertical les rapports de conicité et les inclinaisons des axes des satellites doivent être déterminés de telle sorte que le cercle du satellite, dans lequel la particule considérée se trouve tout en effectuant son mouvement suivant l-'orbite obligatoire, se trouve à un emplacement déterminé par rapport à la courbe de l'orbite libre. En fait, lorsqu'on dessine un tel broyeur, il est absolument indispensable d'utiliser les coefficients trouvés expérimentalement, en dehors des calculs théoriques et mécaniques, car les forces qui agissent sur les particules ne sont pas seulement celles de la gravité. Ainsi, dans les broyeurs à circulation d'air la résistance à l'air produit également un effet selon la grosseur, la forme et la vitesse des particules.Par conséquent, l'expérience pratique donnera les résultats les plus utiles en ce qui concerne l'emplacement de l'a- xe des satellites par rapport à l1axe du planétaire et la conicité du satellite.Nais à ce propos l'on peut affirmer que les emplacements adéquats des axes des satellites et du planétaire par rapport les uns aux autres, dans des broyeurs à axe vertical conçus suivant une forme déterminée, permettront de réaliser les meilleures conditions de fonctionnement pour une valeur correcte de a o Le point de départ des expériences à effectuer pour déter- miner les coefficients pratiques des broyeurs à satellites à axe vertical peut être précisément celui-li. Un autre point dont il convient de tenir compte est l'égalité mutuelle des rapports de remplissage angulaire dans chaque section transversale le long de l'axe des satellites d'un broyeur à axe vertical. Cela est en'rap- port avec la forme géométrique de la partie interne du satellite. Dans la pratique, si l'on tient compte de facteurs tels que la résistance de flair, le mode d'alimentation, etc., il suffira de donner à la partie interne de chaque satellite la forme d'un tronc de cône de dimension appropriée. RéPartition des broyeurs à satellites. Les différents types de broyeurs à satellites, selon leurs caractéristiques et en fonction des explications données ci-dessus, sont les suivants t) Broyeurs à rapport de dispersion négatif (k) , appelés broyeurs à dispersion négative, et 2) Broyeurs à rapport de dispersion positif (k), appelés -broyeurs à dispersion positive. Suivant que ces broyeurs ont un axe de planétaire horizontal ou vertical, on les appelle également 1) Broyeurs à axe horizontal , et 2) Broyeurs à axe vertical. En fait, bien que l'on puisse préférer l'un de ces différents types de broyeurs à satellites, il convient bien entendu de tenir compte des différentes caractéristiques qui permettent de mieux exécuter le travail envisagé. Toutefois, en dehors de ces éléments, le facteur le plus important à respecter dans le choix parmi ces types de broyeurs sera la comparaison entre les résultats obtenus au terme de la construction et des essais de chaque machine, prise séparément. Alimentation et évacuation des broyeurs à satellites Pour alimenter les broyeurs à satellites on utilisera la force centrifuge. Si l'on se réfère aux Figs. 2A, 2B,5A,5B, 6A et 6B, (dont chaque groupe est ensuite désigné par l'expression Figure 2, Figure 5 ou Figure 6), on voit que les principes sur lesquels est basé le système d'alimentation solrt les suivants : La matière à broyer ou concasser ou pulvériser pénètre dans l'ouverture à l'ex- trémité de l'arbre de planétaire en même temps que l'air dit de circulation. Cette ouverture est désignée en b sur les Figures. Attendu que son diamètre croit régulièrement, puisque sa forme est tronconique, la matière à traiter avance rapidement jusqu un endroit désigné par la lettre c , où le passage se divise en deux branches formant les conduites-d et e . La matière à broyer pénètre dans les deux conduites et atteint les coudes correspondants f et g , tandis que sa vitesse croît progressivement. Les coudes f et g et les col d'entrée de l'axe du satellite, dont la courbure est convenablement dessinée, constituent le prolongement des conduites d et e . Les coudes f et g tournent solidairement avec lesdites conduites d et e . L'arbre de satellite qui présente dans sa partie centrale une section circulaire creuse suffisamment importante, et les coudes f et i , sont alignés entre eux.Les coudes f et g , ainsi que les extrémités des ouvertures qui se rencontrent entre eux dans 1 'arbre du satellite et forment le goulet d'entrée de celui-ci, sont réalisés de façon qu'ils soient étanches tant à l'eau qu'à l'air Cela est obtenu grâce à une disposition spéciale de joints visibles sur les Figures et désignés par les lettres de référence h et i .Lorsque la matière à broyer parvient aux coudes f et g , elle est contrainte-de pénétrer dans le satellite én raison de sa vitesse propre. En fait, pour faciliter cette pénétration, l'ouverture prévue dans l'arbre du satellite et qui constitue le goulet d'entrée du satellite est percée suivant une forme conique.La matière pénétrant ainsi dans le satellite frappe la paroi de celui-ci sans parcourir toute la longueur du satellite en raison de la rotation rapide du système à planétaire. La forme incurvée des coudes f et g , comme celle, conique, des cols ou goulets d'entrée au satellite, doivent être choisies de telle sorte que la matière à broyer soit correctement répartie. Toutefois, il sera éventuellement nécessaire de prévoir un organe décélérateur ou de réglage directionnel dans le goulet d'entrée du satellite. L'un des points essentiels à observer dans la conception et le fonctionnement de broyeurs à satellites est le respect de l'équilibre dynamique et statique. La première mesure à prendre dans ce sens consiste à établir un mécanisme sensible d'alimentation qui alimente avec un débit identique tous les satellites tournant ensemble dans le système à planétaire. Ce mécanisme d'alimentation doit avoir des caractéristiques telles qu'il assure avant tout le fonctionnement des satellites avec des rapports de remplissage, tant angulaire que volumétrique , identiques entre eux afin d'empêcher un déséquilibre statique ou dynamique dans la masse tournant à grande vitesse que constitue l'ensemble du système à planétaire et les satellites . Pour réaliser un tel mécanisme sensible d'alimentation on peut recourir aux techniques électroniques modernes.Au cas où les rapports de remplissage des satellites seraient modifiés pour une raison quelconque, ou pour plus de précision lorsque ces rapports dépassent des limites tant inférieures que supérieures, il faut que le mécanisme d'alimentation commence rapidement et automatiquement à agir de façon à régler automatiquement le débit de matière introduite dans les satellites.Dans les exemples donnés ici les éléments concernant le réglage automatique du débit d'alimentation ne sont pas indiqués. Xoutefois,il semble que l'on peut faire fonctionner des installations de réglage automatique du débit, chaque fois qu'elles sont nécessaires en service normal, en tenant compte des éléments suivants a) changements qui se produisent, au delà des tolérances normales, dans les valeurs du moment de rotation requis pour assurer la rotation de chaque satellite b) changements qui se produisent, au delà des tolérances normales, dans les pressions de paliers des satellites c) vibrations qui se produisent, au delà des tolérances normales, dans l'arbre central planétaire ou de noyau. Tous ces éléments constituent autant d'aveStissements quant à une rupture possible d'équilibre. Pour évacuer la matière broyée, concassée ou pulvérisée dans l'appareil et ré-introduire la matière non-traitée jusqu'à l'ob- tention du degré requis de finesse des particules, on pourra généralement recourir à la technique couramment adoptée dans les broyeurs à billes et qui est utilisée dans le monde entier.Dans des opérations de broyage à sec, l'évacuation peut s'effectuer par la méthode de circulation suivant l'invention. Toutefois, il est éventuellement plus aisé d'exécuter le travail de séparation des poussières mobiles n'ayant pas le degré requis de finesse par suite de la rotation rapide du système à noyau, en adoptant des procddés et des constructions s'approchant des principes de travail des séparateurs actuellement utilisés à cet effet. Ces broyeurs peuvent exécuter des opérations de broyage tant à sec qu'en régime humide. Le broyage à sec s'effectue en général en utilisant une circulation forcée d'air. Toutefois, attendu qu'il est possible que les satellites, qui tournent en meme temps que le système à noyau, produisent un effet de dépression ou de suction dans les conduites d'alimentation, on peut créer une circulation d'air dans le sens entrée-sortie, à condition de régler correctement le mécanisme de sortie. (Dans les exemples donnés sur les dessins, une telle circulation n'est pas envisagée, mais si l'air est pris quelque part autour des coudes de l'ouverture' ou conduite de sortie du satellite, on peut aisément obtenir cette circulation d'air). Autrement dit, ces broyeurs peuvent également fonctionner comme ventilateurs. En tenant également compte de cette possibilité, lorsqu'on établit des broyeurs à satellites, si les valeurs concernant la circulation d'air sont déterminées de façon à prévoir cette éventualité, il sera également possible, dans certains cas particuliers, de construire un broyeur à satellites ne comportant aucun ventilateur de circulation. L'alimentation de broyeurs à satellites fonction-nant selon le système humide, c'est-à-dire pour le broyage de boues, sera le même que celui à circulation d'air. Pour l'évacuation, une construction utilisant la dispersion de la boue à l'ou- verture de sortie du satellite, ou une disposition analogue, donnera d'excellents résultats. Sur la figure 2, les flèches indiquent clairement les sens d'entrée et de sortie de la matière par rapport à l'alimentation et à l'évacuation de la matière. Pour tous ces broyeurs à satellites, pour recueillir d'une façon contrôlée la matière qui n'a pas été finement broyée ou pulvérisée autour de l'ouverture de sortie du satellite, on peut recourir à uertaines mesures déterminées après une série d'expériences qui permettront de réaliser plusieurs mécanismes appropriés. Entratnement des broyeurs à satellite. Ces broyeurs, ainsi qusil ressort des explications fournies ci-dessus, comportent en général deux sources différentes d'éner gie de consommation; il s'agit 1) d'énergie mécanique, pour entraîner le système à planétaire,et 2) d'énergie mécanique, pour assurer la rotation des satellites. 1)- En général, l'énergie mécanique à consommer dans le système à planétaire est celle nécessaire pour l'entraînement de l'arbre de planétaire; a) pour les frottements; b) pour la résistance de l'air extérieur, due à la rotation rapide; c) suivant le genre de construction adopté , l'énergie néces- saire pour produire une circulation forcée d'air dans les satellites, d) pour imprimer une énergie cinétique à la matière à broyer ou concasser ou pulvériser, jusqu'à ce qu'elle parvienne aux satellites, autour de l'ase de planétaire,etc. En fait, la consommation totale d'énergie, indiquée dans les cas d'espèces précités, du système à planétaire ou noyau central sera bien inférieure à celle - de caractère mécanique - absorbée par les broyeurs classiques à tubes ou à billes de même capacité. Plus exactement, le système à planétaire tournera comme un volant, si l'on omet le travail qui s'accomplit dans les satellites.Nais, du fait des parties saillantes telles que satellites,etc. produisent une résistance à l'air, la perte d'énergie augmentera ldgère- ment. il est -toutefois possible de prendre des mesures efficaces pour réduire au minimum cette perte d'énergie. Mais la première de toutes ces mesures consiste à faire tourner l'ensemble du système à noyau et ses satellites dans un carter de protection entièrement clos.En laissant le plus faible espace possible entre ce carter de protection et le gabarit de rotation des satellites entraînés en rotation dans le système, et en entraînant ce dernier, les pertes par résistance à l'air seront réduite au plus faible niveau possible. Dans une telle construction, l'énergie cinétique de l'air tournant avec le système ne change pas et il n'y aura aucune perte d'énergie, attendu que cet air possédant de l'énergie cinétique ne peut pas entrer en contact avec l'atmosphère. 2)- Dans les broyeurs à satellites la plus grande quantité d'é- nergie mécanique sera celle absorbée pour assurer la rotation des satellites. L'énergie mécanique en question, nécessaire pour assurer la rotation des satellites, sera en fait inférieure à la consommation enregistrée dans les broyeurs classiques à tubes (barres) ou billes de même capacité. En effet, c'est là un des plus importants avantages des broyeurs à satellites; il est dû au fait que, dans ces derniers, il n'est pas nécessaire, en règle générale, de prévoir des billes, barres, tubes, etc.Par exemple, dans le broyeur à satellites représenté à titre d'exemple sur les Figures 9 et 4, on aura environ 3,8 kilogrammètres d'énergie cinétique, en moyenne, par suite de l'impact de morceaux de ciment non-broyés, d'un diamètre d'environ 4 cm, autour de l'origine, contre la paroi interne du satellite. Une telle quantité d'éner- gie sera produite par une bille d' acier de 6,8 cm de diamètre, se déplaçant dans un broyeur à billes de type classique comportant un tube de 3,2 m de diamètre intérieur, par suite de son impact contre un endroit situé au-dessous de la ligne principale inférieure du cylindre du broyeur.Par ailleurs, si l'on établit une comparaison-entre les deux broyeurs mais sur des bases différentes, on arrive aux constatations suivantes Dans un broyeur à tubes du type précité, utilisant des billes une balle d'un diamètre de 4 cm exercera un effort d'environ 0,4 kgm dans le sens vertical autour de la ligne principale infé rieurs du satellite en raison de son poids et de la rotation du broyeur, mais dans le satellite représenté sur les Figures 3 et 4 une-particule de ciment non-broyé, de même diamètre, exercera un effort d'environ 5 kgm dans le meme sens, autour de la ligne principale de base- du satellite. Par conséquent, dans le broyeur àsatellites, il n'est généralement pas nécessaire d'utiliser des éléments d'écrasement tels que billes, etc.. L'avantage que procure ce broyeur-à satellites réside non seulement dans l'économie d'équipement qui résulte de la non-utilisation de ces billes, etc.. mais aussi dans une moindre consommation d'énergie, et cela pour les raisons suivantes Dans les broyeurs habilles de type classique, une grande partie de l'énergie mécanique appliquée à l'arbre du broyeur est généralement absorbée de la façon suivante a)-pour surmonter les frottements appliqués au corps de la machine et surmonter les diverses sortes de résistance à l'air b)- perte d'énergie sous forme de chaleur, etc., due à la consommation d'énergie des éléments d'écrasement tels que billes,tubes, barres, etc.., en raison de leur déformation plastique et élastique, pendant la marche du broyeur c)- perte d'énergie sous forme de chaleur due aux déformations élastiques et plastiques des plaques par suite de l'impact des éléments d'écrasement tels que billes, tubes, barrels, etc.,contre ces plaques de renforcement à 1-' intérieur du broyeur d)- perte d'énergie due à l'usure continue des billes, tubes et barres, etc., par suite des mouvements continus, des collisions et du frottement entre ces éléments, dans le corps du broyeur recouvert desdites plaques ou tôles de renforcement. Aujourd'hui, ces consommations inutiles sont devenues les causes d'absorptions inutiles d'énergie dans les broyeurs classiques à billes. En revanche, dans les broyeurs à satellites, les consommations de puissance diminueront sensiblement du fait de l'élimination desdits éléments tels que billes, tubes et barres. Dans les broyeurs à satellites les rôles précédemment remplis par les billes, etc., sont assurés par les particules elles-memes de la matière à broyer. Dans les broyeurs à satellites, la perte d'énergie par consommation directe est due au travail à effectuer pour vaincre la résistance à l'air et les frottements divers entre organes en mouvement. autre partie de la perte d'énergie se présente sous forme de chaleur et elle est due à des propriétés physiques, surtout la capacité de déformation tant élastique que physique de la matière à broyer.La quantité considérable d'énergie fournie au broyeur sera absorbée principalement par les opérations de concassage et de broyage proprement dites de la matière à traiter . Ce but est réalisé pendant le mouvement de cette matière (qui a été exposé plus haut) pour concasser ou-broyes celle-ci. Dans les broyeurs à satellites, l'usure de la paroi intérieure des satellites par suite de l'impact des particules, n'entraîne qu'une perte minime d'énergie. Cependant, dans le type particulier de broyeur à satellites exposé plus loin on parvient également à éliminer cette consommation inutile d'énergie. Dans les broyeurs à satellites la consommation inutile d'énergie,sauf celle consommée par ltopération de broyage utile, est due au fait que l'ensemble du satellite subit un chauffage ainsi que la matière que contient ce satellite (y compris la circulation d'air)0 il est également possible de réduire au minimum cette perte d'énergie par le dégagement de chaleur, en déterminant soigneusement les valeurs de dispersion k, m, ZO et Z à partir des diverses spécifications de fonctionnement caractérisant le broyeur à satellites à établir;; En bref, il sera utile de tenir compte des propriétés physiques de la matière à broyer ou à concasser, ainsi que des mesures énoncées plus haut, afin de pouvoir obtenir les meilleurs résultats dans l'exploitation du broyeur à satellités. il existe,naturellement, une série de fréquences indiquant la grosseur des particules de matière à traiter selon le pourcentage quantitatif de celle-ci, qui est susceptible de fournir les meilleurs résultats, sur le plan du rendement. Autrement dit, il est possible d'exploiter un broyeur de la façon la plus productive si l'on dispose de pourcentages corrects de particules plus grossières et d'autres particules plus petites à broyer ou concasser ou pulvériser,dans l'alimentation du broyeur.On peut donc énoncer que, pour exploiter les broyeurs à satellites de la façon la plus productive, il est nécessaire que les particules de ladite matière qui tournent dans les satellites soient maintenues à un rapport déterminé et approprié selon leur grossièreté ou leur finesse. Cela correspond approximativement au réglage du chargement de billes et de corps analogues. dans un broyeur classique à billes-.Par conséquent, Si les morceaux, particules ou poussières qui constituent la matière solide qui alimente le broyeur à satellites et que l'on doit broyer ou pulvériser étaient classés selon leuxscalibragesrespec tifs, il serait-essentiel que chaque dimension représente un pourcentage déterminé, avec des tolérances adéquates, pour obtenir un fonctionnement propre à assurer un rendement normal. il en résulte que la première mesure à prendre est de faire passer les matières solides.à concasser, broyer ou pulvériser, ou plus exactement la matière première, à travers des concasseurs opportunément choisis, afin de permettre l'obtention de la productivité maximale. le degré d'importance du pourcentage quantitatif de particules par rapport à leur grosseur sera mieux compris au terme d'expériences réelles effectuées sur plusieurs broyeurs à satellites.Cependant, si l'on envisage le broyage de la matière solide finement pulvérisée, au lieu d'appliquer au satellite de très grandes vitesses périphériques, pour en faire du moins, en général, pour une fraction de cette matière, et parfois dans certains cas pour la totalité de celle-ci, des briquettes ayant des dimensions et rapports appropriés, puis de broyer ces briquettes, on obtiendra dans certains des résultats plus économiques. Dans ces cas particuliers, on peut envisager l'usage de liants à briquettes dans la fabrication de telles briquettes. Entraînement des broyeurs à satellites et exemPles de construction. Pour entraîner soit le planétaire ou noyau central, soit les satellites de broyeurs à satellites, on peut utiliser divers sys- tèmes dont certains exemples sont décrits ci-åprès 1)- l'arbre du planétaire est entraîné par un moteur distinct. Dans ce cas, représenté Figure 5, les deux moteurs sont placés sur des châssis fixes. Le moteur entraînant le mécanisme central à planétaire est indiqué en j et celui qui entraîne les satellites est indiqué en m . la matière à broyer est introduite dans l'ouverture b , dans le sens de la flèche, et lorsqu'elle atteint la zone c en traversant le goulet tronconique par suite de la force centrifuge, elle est répartie entre les deux conduites d et e . La matière à broyer pénètre ainsi dans les satellites désignés. en P en passant par les coudes f et g . Attendu que la circulation d'air, sous la pression nécessaire et suffisante, pénètre en même temps que la matière par l'alésage b , les particules finement broyées pendant l'opération de broyage dans les satellites, sortent sous la sollicitation du courant d'air par le goulet de gauche des satellites, en regardant les dessins, et après avoir été recueillies autour de l'axe de l'arbre central, elles sont évacuées par l'ouverture désignée en n . Après avoir traversé les séparateurs indispensables, les fines particules du mélange composé de poussière et d'air sortant du passage n sont dirigées vers un silo approprié pour poussière , tandis que les particules plus grossières sont renvoyées dans le broyeur en passant par l'ouverture b en même temps que l'air de circulation, pour y être broyées de nouveau. Le moteur m entraîne le planétaire central par l'intermédiaire de l'arbre représenté sur les dessins,tandis que les couronnes dentées y solidaires des satellites assurent la rotation de ceux-ci en engrénant avec la roue planétaire u L'arbre du moteur d'entraînement des satellites est supporté de la façon indiquée sur les Figures, et les roues dentées sont enfermées dans un carter de protection z . Ce dernier supporte l'arbre de la roue dentée u et contient un bain d'huile pour les couronnes dentées y . Ce carter entourant les roues dentées est solidement fixé au-mécanisme planétaire, dans la section transversale A-A comme le montre le dessin. Un joint étanche à l'huile est prévu entre le carter et le corps du planétaire.Les satellites sont montés d'une façon exempte de frottement sur les coudes f et g et à la sortie sur les coudes v et w grace à un système spécial de joints étanches à l'air. et à la poussière . Ce système est désigné en h du côté entrée et en- i du côté sortié. Les satellites portent sur des supports I qui se trouvent aux extrémités du corps de support désigné en k , et solidement fixé à l'arbre central ou de planétaire. Dans ce mode de réalisation, les supports 1 sont du type à galets; l'ensemble du système rotatif est logé dans le carter de protection pour empêcher une consommation inutile d'énergie de la part du moteur qui entraîne l'arbre central. Ce carter protee- tion se compose de deux parties, soit une partie inférieure r et une partie supérieure c , comme le montrent les figures. Le système planétaire tourne dans des supports b1 et b2 placés entre ces deux parties. Pour refroidir l'ensemble, surtout les satellites, des trous et t sont prévus. L'air aspiré à travers les trous s par suite de la rotation des satellites est refoulé à travers les trous t .Attendu qu'il a partiellement absorbé la chaleur des satellites, l'air traversant les trous t est relativement chaud.Dans ce mode de réalisation, on estime généralement qu'un tel refroidissement est suffisant. La partie inférieure r du carter de- protection utilisé ici comme châssis-support du broyeur est fixée à un socle en béton à l'aide de boulons de scellement. Le corps du châs- sis et la partie supérieure du carter de protection sont réalisés de manière à leur donner le maximum de résistance grâce notamment à des nervures q parallèles à l'axe du planétaire, ainsi que le montrent les dessins. Ces-nervures non seulement augmentent la surface extérieure mais contribuent à assurer le refroidissement de l'ensemble.La partie interne de chaque satellite est renforcée par des plaques résistant à l'usure et aux chocs, indiquées en traits pleins. La Figure 5 montre ce mode de réalisation à l'échelle 1/40. Les caractéristiques de ce broyeur à satellites sont les suivantes r = 0,50 m m = 2,50 rO = 1,28m k = 0,43 la vitesse de rotation des moteurs j et m étant de 730 tr/mn. Attendu que le moteur m tourne dans le sens de rotation du planétaire, la vitesse de rotation des satellites diminue légèrement. le rapport entre les nombres de dents des roues dentées y et e est de y/2. Ce broyeur à satellite à axe- horizontal et dispersion néga- tive est conçu comme modèle de construction pour le broyage de ciment non calciné. 2)- On peut utiliser des moteurs séparés pour entraîner le mécanisme planétaire et-chaque satellite . Dans ce cas, il sera nécessaire d'utiliser des moteurs spéciaux capables de résister à la force centrifuge. Attendu qu'il peut apporter certaines facilités pour l'obtention de l'équilibre statique et dynamique du broyeur pendant la marche de celui-ci, il est probable que ce système sera préféré à l'avenir, car pendant le fonctionnement il devrait y avoir une relation étroite entre les rapports de remplissage angulaire et volumétrique de tous les satellites et le moment de rotation des arbres des moteurs de ceux-ci. Dans ce cas, il sera très facile d'assurer le contrôle et le réglage de l'équilibre statique et dynamique.Dans un autre cas (voir Figure 8) l'entraînement d'un broyeur à quatre satellites et dispersion positive est assuré par des moteurs M1 et M2 qui commandent les roues dentées i2 par l'intermédiaire de pignons i1 , tandis que les satellites tournent à la vitesse des roues dentées i2 . Ainsi, chaque moteur fait tourner les deux satellites. le système planétaire est commandé par un troisième moteur qui n'est pas représenté sur la Figure. Sur la Figure 7 on a représenté un moteur unique qui tourne avec le mécanisme à planétaire. Ici, le moteur m fait tourner les couronnes i2 des satellites par l'intermédiaire du pignon i1 3)- Au lieu du moteur électrique prévu dans la commande ci-dessus, on pourrait utiliser des moteurs à fluide (liquide ou gaz sous pression) pour entraîner l'appareil. Cependant, ce mode d'entrainement nécessite un générateur central de fluide sous pression. En outre, dans ce cas on peut obtenir certains avantages en ce qui concerne les équilibres tant statique que dynamique. 4)- Sur la Figure 6 on a représenté un mode de réalisation de broyeur à axe vertical et moteur unique. Dans ce mode d ' entraîne- ment les satellites sont entourés par des anneaux ayant des dimensions appropriées. Ces anneaux sont désignés en z sur la Figure 6 Cependant, sur l'extérieur, un corps désigné en g et ayant un rayon approprié est partiellement logé dans un bloc de béton.Une chemise interchangeable, désignée en r , dont la partie extérieure est de forme cylindrique et dont la partie intérieure a une forme tronconique mais presque cylindrique, est insérée dans ce corps a. Les anneaux entourant les satellites sont en contact avec la surface tronconique interne de cette chemise. Lorsque le broyeur ne fonctionne pas, ces-anneaux, qui entourent les satellites, n'exercent aucune pression contre la surface interne de ladite chemise. Comme le montre la partie supérieure de la Figure 6, le mécanisme planétaire est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un reducteur à engrenages o à axe vertical, entraîné à son tour par un moteur également à axe vertical. Sur cette Figure,' le moteur n'est pas représenté, seul son arbre est visible, ainsi que l'accouplement. Lorsque le moteur démarre, le mécanisme planétaire commence à tourner et lorsqu'il commence à rouler sur la surface interne de la chemise r , les satellites commencent également à tourner à la même vitesse.Par suite de ia force centrifuge produite par la rotation rapide des satellites autour du planétaire, ces satellites commencent à exercer une pression considérable sur les anneaux z et la chemise r -Les supports X des paliers b1 , qui entourent les goulets d'entrée et de sortie des satellites, peuvent se déplacer librement sur quelques millimètres sur des glissières prévues sur le corps du planétaire, ainsi que le montre la section horizontale de la Figure 6. Cette excursion de quelques mm est utilisée à titre de limitation- et de sécurité par le mécanisme réalisé autour des supports de paliers X et ceux-ci coulissent sur le corps du planétaire. les paliers bî pourraient être mis en rotation par l'intermédiaire des supports de paliers et des glissières k qui font partie du système planétaire entraîné en rotation par le moteur. Au terme de ce mouvement, c'est soit le mécanisme planétaire, soit les satellites qui tournent. Mais les paliers b1 ne sont affectés que par la force tangentielle qui est nécessaire pour faire tourner le système planétaire et les satellites. (Si l'on exclut la force centrifuge produite par la rotation des sup- ports de paliers autour du système planétaire).Autrement dit,la force centrifuge produite par les satellites et la matière qu'ils contiennent, qui est considérable, n'affecte pas les paliers b1 et b2 , et cette force est transmise à la chemise r ainsi qu'as anneaux z ; elle est déterminée en fonction de la qualité et des dimensions des matières utilisées. Attendu que l'effort radial agissant sur les paliers autour des goulets d'entrée et de sortie des satellites est sensiblement diminué par ce genre de construction appelé "broyeur à satellites roulants", la fabrication et l'entretien de ces paliers, tels que les montre la Figure en b1 s'en trouveront sensiblement facilités. L'ensemble est supporté par les paliers b2 et b3 .Les paliers b2 et b3 représentés sur la Figure sont réalisés de telle sorte que b2 est capable de résister aux efforts radiaux tandis que b3 peut résister à la fois aux efforts radiaux et aux efforts axiaux. Des joints spéciaux, étanches à l'air et à la poussière, sont insérés dans les intervalles h et i qui assurent la liaison entre les satellites tournants et les coudes d'entrée et de- sortie; ces joints sont indiqués en traits pleins. Par ailleurs, ces joints sont spécialement conçus en vue de permettre aux satellites de se rapprocher ou au contraire de s 'éloigner de l'axe du système planétaire sur une distance de quelques millimètres. L'ensemble est entièrement isolé de l'extérieur par des couvercles m et n . Les nervures de renforcement de ces couvercles contribuent également au refroidissement du broyeur. Cependant, on pourrait également prévoir un refroidissement contrôlé utilisant de l'air frais qui pénètrerait dans le broyeur par des trous réglables s représentés sur la Figure, pour en sortir à travers d'autres ouvertures prévues dans la partie supérieure de l'ensemble, après avoir prélevé des calories de l'ensemble. Pour assurer les meilleures conditions possibles de roulage dans le fonctionnement de ce broyeur, la surface intérieure de la chemise r peut être renforcée avec un matériau adéquat, ou bien le revêtement z ou la chemise r peuvent être réalisés en matériau spécial, soit métallique ou non-métallique.La Figure 6 représente un mode de réalisation de l'appareil à l'échelle d'1/500. En fait, les axes des satellites ne sont pas parallèles à celui du planétaire, mais possèdent un angle d'inclinaison propre, de valeur relativement faible. De même, les satellites ne sont pas exactement de forme cylindrique, mais leur diamètre supérieur est légèrement plus grand que leur diamètre inférieur. Les données relatives à ce broyeur sont les suivantes r = 0 > 6 (rayonint.moyen m = 1,625 du satellite) rO = 0,975 (diamètre moyen) K = -O,496i tandis que le système planétaire tourne à 200 tr/mn, les satellites tournent à 403 tr/mn. Ainsi qu'on peut le déduire de l'examen de la Figure 6, la matière à concasser ou broyer et la circulation d'air pénètrent d'abord dans l'appareil par l'ouverture b qui se trouve à l'extré- mité supérieure de celui-ci, et ensuite dans les satellites en passant par les conduites d et e . La matière broyée dans les satellites est recueillie dans le passage n qui se trouve sur l'axe du mécanisme planétaire, après avoir franchi les conduites d et e1 qui se trouvent au-dessous des satellites. Ce passage est relié à un collecteur fixe, désigné en n1. La matière broyée dans l'air est séparée par des procédés analogues à ceux couramment adoptés pour les broyeurs classiques à billes.Les particules plus grossières qui ne conviennent pas pour l'utilisation envisagée seront recueillies par un séparateur, puis renvoyées à travers l'ouverture b dans le broyeur, avec 1 'air de circulation et de l'autre matièré non encore broyée. Les portées des arbres creux tournant dans ces paliers sont solidement solidarisées entre elles, avec-précision, à l'aide des organes f , g et n . Ainsi qu'il a été signalé plus haut, cet ensemble, constitué par une pièce unique incorporant l'arbre creux, est désigné par l'expression "corps planétaire" ou "arbre de planétaire" . Cet arbre spécial, désigné par la lettre de référence w , est solidaire de l'organe j ce qui le rend plus résistant à la force centrifuge.Bien entendu, les broyeurs à satellites roulants peuvent également être réalisés avec un axe horizontal. Les broyeurs à satellites- roulants peuvent être utilisés uniquement en tant que broyeurs à dispersion négative s'ils sont conçus d'une façon analogue à celle de la construction décrite ci-dessus. Plusieurs solutions doivent être essayées, quant à la disposition générale de ces broyeurs à satellites,afin de rendre ces derniers aussi légers que possible. Certaines solu tions ont été adoptées pour la construction du broyeur à satellites roulants du genre représenté Figure 6, en vue de le rendre plus léger. Les parties internes des satellites ont été renforcées par des tôles dont les surfaces de travail sont pourvues de gorges spéciales, ce qui les protège contre les chocs et l'usure prématurée. Ces tôles sont représentées en traits pleins sur la Figure 6.Cependant, attendu que le diamètre interne des satellites d'un broyeur spécial à satellites fonctionnant sans ces tôles serait plus grand que celui d'un broyeur muni de ces tôles, les broyeurs à satellites roulants peuvent convenir dans certains cas même sans ces toles (ce type de broyeur sera décrit plus loin). Autres caractéristiques proprets aux broyeurs à satellites. Pour établir les données de construction d'un broyeur à satellites, il est indispensable de déterminer, par des expériences,les rapports de remplissage angulaire et volumétrique capables d'assurer le rendement maximal, ainsi que les paramètres concernant les capacités pour diverses sortes de matériaux bruts à broyer. Apparemment, les calculs theoriques que l'on peut faire dans ce sens ne suffisent pas. Dans le broyeur à satellites, ceux-ci doivent être en nombre suffisant afin-drassurer l'équilibre tant statique que dynamique, ainsi qu'une capacité maximale du volume occupé. Au fur et à mesure que le rapport m augmente, le nombre de satellites augmente également. Un accroissement du nombre de satellites augmente les effets dûs au déséquilibre statique et dynamique. Les longueurs de satellites assurant le fonctionnement le plus productif seront déterminées par l'expérience pratique. Toutefois, attendu que cela implique des problèmes concernant les paliers tant d'entrée que de sortie, ainsi que la résistance des matériaux utilisés pour la fabrication de ces satellites, il se peut que la fabrication de satellites trop longs se révèle peu économique. Actuellement, on peut considérer que les longueurs de satellites seront de 1,5 à 2,5 fois celle du rayon intérieur du satellite. Pendant le fonctionnement, la paroi intérieure de chaque satellite est soumise à une usure due aux impacts et frottements entre la matière à broyer et cette paroi. Toutefois, le degré d'usure en résultant sera sensiblement inférieur à celui constaté dans les broyeurs classiques à billes, pour un même matériau à broyer, mais il est également possible que les satellites des broyeurs à satel lites deviennent inutilisables au bout d'un certain temps. Pour cette raison, il est indispensable de renforcer ou blinder les satellites de ce type de broyeur avec des tôles fabriquées en matériau propre à résister aux impacts et à l'usure, comme cela se fait pour les broyeurs classiques à billes. Cependant, ces tôles peuvent être d'un type tout à fait différent, du fait que les dimensions des satellites sont relativement faibles, comparées à celles des corps des broyeurs classiques à billes.Par exemple, on peut envisager des bagues ou anneaux pour protéger intégralement la surface interne du satellite, et l'on peut aussi envisager une plaque de chemisage pour recouvrir totalement la partie de la surface interne du satellite. Des gorges peuvent être prévues sur la surface extérieure des plaques ou tôles de blindage qui recouvrent la paroi intérieure des satellites. Ces gorges ont pour but de faciliter le mouvement des particules dans le sens requis, afin d'utiliser des phénomènes d'impact et de frottement, en vue d'obtenir le rendement maximal du broyeur. Cette forme particulière pourra être établie au terme d'expériences pratiques.le blindage des satellites du broyeur à satellites peut être avantageux même en ce qui concerne l'allègement de l'ensemble.Des matières plastiques spéciales, même du caoutchouc, pourraient être envisagées à cet effet, Il est indispensable que les organes tournants, surtout en ce qui concerne les satellites,soient aussi légers que possible. Il convient de s'efforcer d'obtenir un accroissement des efforts à orientation radiale que supportent les paliers d'entrée et de sortie des satellites, afin de diminuer autant que possible le poids des satellites. Dans cet ordre d'idées, il convient de rechercher toute possibilité de fabriquer les corps de satellites en utilisant des matériaux légers, afin d'obtenir de meilleurs résultats. Dans certains cas,- la chaleur que dégage l'impact et le frottement de la matière en cours de broyage peut atteindre des valeurs indésirables. Dans ce cas, il convient de prévoir un refroidissement. Sur les organes les plus appropriés et les plus proches de l'arbre du planétaire, on perce des trous désignés en s sur les Figures 5 et 6. De même, des trous d'échappement pour l'air sont percés en t dans le sens de rotation du système planétaire et dans le sens tangentiel par rapport au cylindre du carter de protection. Attendu que le mécanismes composé des satellites et du système planétaire tournant à une vitesse angulaire aO travaille comme un ventilateur, il se crée une dépression à proximité de l'axe du système planétaire et la pression de l'air croît au fur et à mesure que l'on se rapproche du corps de pro tection, c'est-à-dire en s'éloignant de l'axe en question.Dans ce cas, l'air extérieur froid pénètre dans le corps-de protection par les trous s et, après avoir refroidi les satellites chauffés par le fonctionnement du broyeur, sort du système sous forme d'air chaud par les trous t . Si les trous d'entrée sont pourvus de clapets, on peut contrôler à volonté le degré d'échauffement des satellites. Garnissage intérieur des satellites sans utiliser de tôles. Dans ce qui précède, on a déjà indiqué que, dans les broyeurs satellites, la surface intérieure des satellites est constamment sujette à usure. Attendu que le blindage de la surface intérieure des satellites avec des tôles épaisses en vue d'éviter une usure trop rapide risque d'alourdir sensiblement ces satellites,il convient d'envisager une solution différente. On décrira maintenant un broyeur spécial à satellites n'utilisant aucune tôle à cet effet. Cette solution nécessite l'étude de dimensions spéciales pour les satellites. A savoir Si l'on augmente le diamètre du broyeur à satellites représenté sur les Figures 3 et 4 , de 1,28 m à 1,77 m , l'angle d'é- chappement ZO augmentera d'environ 1360 à 1800.Par ailleurs,pendant la rotation de ltensemble à cette vitesse, si l'on augmente le diamètre de chaque satellite de 20 cm, l'angle d'échappement Z0 sera toujours de 1800 mais la distance entre le point d'échap pement et l'axe du planétaire, et entre ce point et l'axe des satellites, ne changera pas. Dans ce cas la partie supplimentaire du cylindre formé par le satellite sera remplie de matière brute sur une épaisseur de 10 cm. Cette matière tournant solidairement avec le satellite sans avoir aucune vitesse relative par rapport à sa paroi interne empêchera l'usure de cette paroi et remplacera purement et simplement la tôle d'usure précitée.Cette matière, qui se composera uniquement de la matière à concasser, broyer ou pulvériser, et qui recouvre ainsi la paroi interne du satellite, sera appelée "matière-tampon". Cette matière-tampon sera en fin de compte également broyée et pulvérisée. Cependant, les parties "usées" seront immédiatement colmatées par de la matière d'apport. Bien que l'on ait quelques difficultés à obtenir un rendement élevé avec un appareil de ce type (broyeur à satellite sans tôles de protection interne), cette solution peut être préférable pour certaines applications industrielles, visant à des résultats déterminés, par exemple a)- lorsqu'il s'fait de broyer des matières fortement corrosi- ves, b)- lorsqu'il arrive que des poussières d'acier, dues à l'usure des plaques, exercent un effet nocif sur la qualité de la matière broyée, etc. On peut parfaitement envisager l'utilisation d'un broyeur de ce type, dit à garniture en matière à broyer, pour des applicacourantes, après les mises au point que l'on obtient par des expériences pratiques. Avantages comParés des broyeurs à satellites et des broyeurs classiques à billes. En général, les broyeurs-à satellites présentent les avantages suivants, si on les compare aux broyeurs classiques à billes 1) La consommation d'énergie est inférieure 2) en général, le fait de ne pas utiliser de billes, barres, tubes, etc., et, dans certains cas, de plaques ou tôles.Bien que l'on puisse envisager l'usage de billes ou éléments spéciaux dans certains broyeurs à billes, la consommation de ces billes ou éléments spéciaux est également très faible dans les broyeurs à satellites; 3) les broyeurs à satellites occupent moins de volume que les broyeurs classiques à billes de même capacité 4) les broyeurs à satellites sont moins bruyants que les autres; ; 5) attendu qutil n'est pas nécessaire de diminuer les fortes puissances à un faible nombre de tr/mn, et que les dimensions et poids des machines diminuent automatiquement dans le cas des broyeurs à satellites, le coût total dtinstallation de ces derniers sera légèrement réduit 6) attendu que les poussières des billes, éléments tubes,barres,etc., ne se mélangeant pas avec la matière à broyer, les broyeurs à satellites seront plus avantageux pour certaines industries .Les problèmes de "collage" ou d'adhérence seront aisément résolus par les changements d'humidité dans la compo sition de la matière à broyer, en raison de la rotation rapide des satellites et du système planétaire, du fait que les directions des forces diverses qui agissent sur la matière à broyer vers le sommet du satellite seront orientées vers l'intérieur de celui-ci, et que l'importance de ces forces sera sensiblement plus grande que celles constatées dans les broyeurs classiques à billes. 7) attendu que les broyeurs à satellites ne font pas usage de la force de- gravité, on peut les faire fonctionner dans des endroits où l'importance de cette force est relativement faible,Par exemple, si l'on utilisait un broyeur classique à billes dans une installation de concentration de minerais où l'accélération due à la gravité est d'environ un sixième celle de la terre, le poids de l'installation, y compris la charge de matière à broyer, représentera plus de 1000 tonnes. En revanche, le poids d'un broyeur à satellites conçu pour effectuer le même travail au même endroit ne serait plus qu'un vingtième de ce poids et pourrait même être réduit jusqu'à 20 ou 30 tonnes. R E V E N D i CA T i O N S 1.- Broyeur à satellites, caractérisé par le fait qutil comprend un mécanisme à planétaire dont l'arbre central à axe.vertical est solidaire de porte-satellites répartis sur un cercle de même rayon, ces satellites étant en forme de troncs de cône dont le diamètre de la base supérieure est légèrement plus grand que celui de la base inférieure, des moyens pour entraîner cet arbre central et ces satellites en rotation, d'autres moyens pour alimenter ces -satellites en matière à broyer et pour éva cuer la matière broyée, avec éventuellement des moyens complé mentaires pour renvoyer dans les satellites la matière insuf- fisamment broyée. 2.- Broyeur à satellites suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbre central du planétaire comprend à chaque extrémité -un plateau à paliers dans lequel tourillonne une ex trémité creuse de chaque satellite, chaque extrémité creuse communiquant avec un collecteur qui se raccorde par des con duites coudées à une ouverture d'alimentation située à une ex trémité du broyeur et à une ouverture d'évacuation à l'autre extrémité. 3.- Broyeur à satellites suivant l'ensemble des revendications 1 et 2, dans lequel un moteur dtentrainement est relié audit arbre central tandis qu'un autre moteur d'entraînement est relié à chaeun des satellites. 4.- Broyeur à satellites suivant l'ensemble des revendications 1 et 2, dans lequel un moteur d'entrainement est relié par un arbre à une roue dentée solidaire dudit arbre central, chaque satel lite étant pourvu dans le plan de cette roue dentée d'une cou ronne dentée extérieure en prise avec cette roue.dent8e, afin de faire tourner les satellites. 5.- Broyeur à satellites suivant la revendication 3 et la revendi cation 4, dans lequel l'ensemble est enfermé dans un carter étanche à l'air et à la poussière, avec interposition de joints appropriés. 6.- Broyeur à satellites suivant la revendication 4, dans lequel l'ensemble est enfermé dans un carter étanche à l'air et à la poussière, avec interposition de joints appropriés, et un second moteur d'entraînement est prévu pour commander, par l'intermédiaire dwun pignon calé sur l'arbre de ce moteur et d'une couronne dentée solidaire de-l'ensemble collecteurs satellites, la rotation de cet ensemble. 7.- Broyeur à satellites à axe vertical suivant la revendication 5, dans lequel ledit carter extérieur de protection est soli dement ancré dans un bloc de béton et comporte des ailettes extérieures de renforcement et de refroidissement, tandis que les satellites eux-mêmes comportent également des ai lettes extérieures de renforcement et de refroidissement. 8.- Broyeur à satellites selon l'ensemble des revendications précédentes, dans lequel les satellites comportent inté rieurement une plaque destinée à renforcer la résistance à l'usure et aux impacts de la part de la matière broyée, ainsi que des moyens de refroidissement. 9.- Broyeur à satellites suivant 1'ensemble des revendications 1 à 7, dans lequel le revêtement de protection interne des satellites est constitué par une fraction de la matière en cours de broyage, qui forme épaisseur contre la paroi in terne de chaque satellite et qui résulte de rapports dimen sionnels appropriés de celui-ci, notamment de l'accroisse ment de son diamètre intérieur par rapport à sa dimension axiale.