Brevet FR2213104A1 — publié le 19740802

La présente invention concerne un broyeur pour le traitement des terres humides0 Jusqu'ici on a broyé les terres pour la fabrication des produits céramiques, des articles de poterie et similaires de deux manières différentes utilisées suivant le degré d'humidité des terres à traiter. On utilise sélectivement un procédé par voie sèche ou un procédé par voie humide0 Lorsque les argiles sont sèches ou contiennent une teneur d'eau inférieure à 5 X, leur broyage est relativement facile et les résultats obtenus sont satisfaisants du point de vue technique et économique pour une exploitation rentables On utilise à cet effet desbroyeurs à marteaux sans préparation préalable des terres pour obtenir des particules présentant des dimensions de l'ordre de 4 à 5 cm20 Le broyeur à marteaux exploite l'énergie cinétique de marteaux tournants et transforme cette énergie en une force de broyage par percussion et, après la percussion, le produit broyé traverse une grille d'évacuation0 Le broyage des argiles, des terres rares, du kaolin, de la chaux et d'autres matières similaires contenant plus de 5 X d'eau est plus difficile et les solutions envisagées jusqu' ici pour ce travail ne sont, le plus souvent, ni rentables, ni très pratiques0 Pour réaliser ce broyage, on utilise deux procédés mis en oeuvre dans des broyeurs à cylindres lisses et dans des broyeurs annulaires0 Les broyeurs à cylindres lisses comportent nécessairement au moins un concasseur et au moins. deux cylindres lisses. Le concasseur est une machine travaillant à une vitesse élevée et comporte au moins deux cylindres dont l'un est lisse et sert- de support et d'organe d'alimentation tandis quel'autre, qui présente un diamètre plus petit, comporte sur son enveloppe des palettes ou marteaux traversant la terre pour obtenir des particules d'un volume de l'ordre de 1 cm3 à 2 cm30 Le broyeur est essentiellement constitué de deux rouleaux lisses d'un diamètre plus grand qui tournent en sens opposés et peuvent ainsi broyer la terre par compression.Mais la terre doit d'abord traverser le concasseur parce que les- particules trop volumineuses ne peuvent pas étre traitées par un tel broyeur à cylindres lissesO Les broyeurs annulaires ou broyeurstmeules sont moins connus pour broyer des produits humides. Un tel broyeur comporte deux cylindres verticaux tournant autour de leur propre axe et, en direction transversale, autour de l'axe géométrique d'un plateau circulaire perforé. La terre broyée est évacuée à travers les perforations dudit plateau Pour le broyage de produits plastiques mais secs, les broyeurs à marteaux ne présentent aucun inconvénient parce qu'ils permettent d'obtenir, à un coût réduit, un produit de bonne qualitée Comme inconvénient mineur, on pourrait simplement citer la production de poussière au cours du broyage.Mais ceci peut facilement être évité. De telles machines ne sont actuellement pas utilisées pour la raison importante que pendant certains périodes de l'année et dans certaines régions, la terre utilisée n'est pas sèche. Le broyage dans des broyeurs à cylindres lisses ne permet également pas d'obtenir un produit de bonne qualité lorsqu'on broie des argiles ensemble avec des masses cristallines ce qui est très courant ; les masses cristallines forment, dans ce cas, des lamelles passant librement entre les rouleaux et, lorsque la terre est plastique, elle forme, après son passage entre les rouleaux, des lamelles dures qui rendent difficiles le mélange et le moulage ultérieurs. Les broyeurs à rouleaux sont, en service, très motteux parce qu'ils nécessitent, pour une production moyenne, une puissance d'environ 80 CV tandis que les concasseurs n'exigent qu'une puissance d'environ 20 CV pour ce type de travail. Un autre inconvénient important d-'une installation comportant un broyeur à rouleaux et un concasseur réside dans l'important encombrement de telles machines équipées de moteurs électriques et d'autres accessoires. Ceci nécessite un local d'une construction très solide et des bâtis d'acier lourds. Les broyeurs à rouleaux ou les broyeurs à meules ne permettent pas d'obtenir un produit de bonne qualité. Le broyage des argiles et des impuretés est parfait lorsque ces matières sont déjà broyées préalablement de sorte que la terre humide peut passer à travers de trous prévus au-dessous des meules.On ob tient, dans ce cas, des particules très dures et compactes qui n'absorbent l'eau que difficilement lors de leur mélange ultérieur, Du point de vue économique, cette installation n'est pas avantageuse.-La puissance nécessaire n'est pas très importante mais la réalisation et l'assemblage de l'installation sont complexes et coûteux à cause du volume et de la masse élevés de la machinez Lors de la fabrication des briques à une échelle artisanale, la production fut limitée à la période de l'été en utilisant des argiles sèches broyées avantageusement dans des broyeurs à marteaux.Mais pour la fabrication à échelle industrielle, la production continue sur toute l'année est obligatoire0 On a ainsi besoin d'une machine pouvant broyer des terres sèches et humides telles qu'on les trouve dans les carrières et ceci d'une manière économique et avantageuse, similaire au travail avec les broyeurs à marteaux0 La présente invention a pour objet de concevoir un broyeur présentant de- tels avantages, Le broyeur selon l'invention est du type à marteaux, destiné à broyer des terres, du kaolin; de la chaux et des matières similaires contenant de l'ordre de O % à 18 X d'humidité et qui sont destinés à la fabrication d'articles céramiques0 Le broyeur selon l'invention comporte un bottier constitué par une partie fixe et par une partie mobile, une grille d'évacuation, un rotor comprenant une série de disques portepalettes montés sur un arbre pri-ncipal et une série de boulons pour relier entre elles les différentes palettes qui sont montées sur des dispositifs de serrage permettant leur ajustage, le broyeur comportant, de plus, plusieurs volants d'inertie et une poulie de prise de force reliée à l'un des volants, un rouleau d'alimentation monté sur un deuxième arbre entrainé séparément par un moto-réducteur, -un deuxième rouleau d'alimentation lisse monté sur un troisième arbre entrainé par ledit deuxième arbre par l'intermédiaire d'une transmission à channe et des racleurs coopérant avec lesdits rouleaux d'alimentation0 Le produit à traiter est chargé dans le broyeur par gravité ou à force par un dispositif d'alimentation automatique et est transformé pour obtenir une terre molle finement divisée, convenable pour un moulage ultérieur par addition d'eaux Le broyeur selon l'invention permet d'éviter le collage des terres au niveau de l'orifice de chargement et au niveau de la grille d'évacuation0 Il présente l'avantage de permettre la fabrication d'articles céramiques à toutes les époques de l'année avec des matières primaires présentant une teneur d'humidité quelconque et sans séchage préalable pour ainsi assurer une alimentation continue sur toute l'année des marchés de distribution. De plus, le broyeur selon l'invention présente l'avantage d'être peu comateux, son prix ne dépassant pas 50 % du prix d'un broyeur à rouleaux ou à meules. Sa consommation d'énergie est également avantageuse et ne dépasse pas 50 % de la consommation des broyeurs à rouleaux ou à meules0 Le broyage de produits humides permet d'éviter la production de poussière et, lorsque la matière à traiter est sèche, elle peut titre mouillée avant son broyages D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés montrant à titre d'exemple deux modes de réalisation du broyeur selon l'invention0 Sur ces dessins Fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un broyeur selon l'invention montrant la disposition des éléments d'entrai- nement et de commande intérieurs Fig. 2 est une vue en coupe transversale montrant-le bats, la grille d'évacuation, les disques porte-lames et les galets d'alimentation du broyeur représenté à la figure 1, Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale verticale d'un autre mode de réalisation du broyeur selon l'invention montrant lentraRnement des lames et, Fig. 4 est une vue en coupe transversale verticale du broyeur représenté à la figure 3 montrant l'action des lames sur la masse de terre qui tombe ainsi sur une plaque de broyage chauffée par une source de chaleur Le dispositif selon l'invention est essentiellement constitué par les éléments suivants un chassie ou bati fixe 1 portant l'ensemble des or ganes de broyage ; un couvercle amovible 2 facilitant le montage, le nettoyage et l'entretien du dispositif ; une grille d'évacuation 3 divisée en plusieurs sections et qui sert à maintenir la terre à broyer en contact avec les lames de broyage et à ne laisser passer que la terre finement divisée ; une bague de protection 4 supportant ladite grille qui s'étend entre deux plaques 5 ; un rotor constitué par un disque 6 portant des lames de broyage et qui est calé sur un arbre principal 7 ; une série de boulons 8 servant à relier entre elles les différentes lames qui peuvent ainsi pivoter autour de ces boulons lorsqu'elles rencontrent des corps étrangers tels que des pièces en métal; un élément de serrage de lames 9 qui, grace à sa configuration et à sa dispositi-on, permet de bloquer les lames de broyage 10 dans quatre positions différentes ce qui permet de prolonger la durée de service de ces lames ; sur chaque extrémité de l'arbre principal un volant de compensation 11 pour assurer un fonctionnement régulier et équilibré du dispositif ce qui permet de réduire la puissance du moteur de commande et, enfin, une poulie 12 fixée sur l'un ou l'autre desdits volants lic Le broyeur comporte un deuxième arbre 13 sur lequel est calé un rouleau d'alimentation 14 entra & é par un motoréducteur 15 protégé contre la poussière et contre l'humidité0 Un troisième arbre 16 porte un autre rouleau lisse 18 et est entrarné par une transmission à channe 17 comportant des poulies et une chaîne renforcée0 Ledit troisième arbre tourne dans le même sens que le deuxième arbre et dans un sens opposé au sens de rotation du rotor.Le rouleau lisse 18 complète le dispositif -d'alimentatlono Les rouleaux d'alimentation sont nettoyés par des racleurs 19 et ?O respectivement0 Le broyeur selon l'invention fonctionne de la manière suivante : la matière brute est chargée dans le broyeur à travers un orifice de chargement disposé sur la partie supérieure du bâti et est immédiatement projetée par les marteaux ou lames 10 du rotor contre les rouleaux d'alimentation sur lesquels la terre reste collées Mais les rouleaux avancent la terre lentement dans le sens opposé à la rotation des lames 10 de sorte qu'elle est maintenant complètement broyée par les lames qui la frottent ensuite contre la grille 3. Sur les figures 3 et 4 est représenté un autre mode de réalisation du broyeur selon l'invention comportant une plaque ou table de broyage. Sur ces figures on voit un bâti extérieur 21, un couvercle 22 une grille 23, des bagues de protection 24, des plaques latérales 25, un rotor porte-lames 26 un arbre principal 27, des boulons de fixation 28 pour les lames des dispositifs porte-lames 29, des lames ou palettes 30, un volant 31, une prise de force 32, une source de chaleur 33 un orifice de chargement 34 et ladite plaque de broyage 35. -Dans ce mode de réalisation, le dispositif d'alimentation est supprimés Dans ce cas, les deuxième et troisième arbres des rouleaux d'alimentation entraînés par le moto-réducteur, la transmission par charnue, les rouleaux lisses et les racleurs sont remplacés par ladite plaque de broyage 35 contre laquelle est projetée la masse compacte de terre chargée à travers l'orifice de chargement 34. De plus, pour empocher que la terre humide resté collée sur la plaque 35, un dispositif de chauffage, constitué par une source de chaleur 33 d'un type quelconque, est monté au-dessus de cette plaque Des moyens sont prévus pour le transfert de la chaleur produite sur la plaque et la vapeur d'eau dégagée de la terre humide forme un film entre la plaque 35 et la masse de terre empêchant l'adhérence de celle-ci sur la plaque. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ici, mais on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Broyeur à marteaux pour le traitement de la terre humide, caractérisé en ce qu'il comporte un bottier constitué par une partie fixe et par une partie mobile, une grille d'évacuation, un rotor comprenant une série de disques porte-palettes montés sur un arbre principal et une série de boulons pour relier entre elles les différentes palettes qui sont montées sur des dispositifs de serrage permettant leur ajustage, le broyeur comportant, de plus, plusieurs volants d'inertie et une poulie de prise de force reliée à l'un des volants, un rouleau d'alimentation monté sur un deuxième arbre entrainé séparément par un motoréducteur, un deuxième rouleau d'alimentation lisse monté sur un troisième arbre entrainé par ledit deuxième arbre par l'intermédiaire d'une transmission à channe et des racleurs coopérant avec lesdits rouleaux d'alimentation. 2.- Broyeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble des organes mobiles est logé à l'intérieur de ladite partie fixe du bottier qui comporte, dans sa partie supérieure un orifice pour le chargement de la terre à broyer, la partie amovible du bottier étant constituée par une trappe de visite facilitant le nettoyage et l'entretien du broyeur. 3.- Broyeur suivant les revendicxtions 1 et 2, caractérisé en ce que ladite grille est disposée à l'intérieur dudit bottier et entoure partiellement ledit rotor, la grille étant constituée de plusieurs sections et supportée par une série de bagues de protection et par une paire de plaques latérales. 4.- Broyeur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits boulons reliant entre elles les palettes permettent un pivotement de celles-ci lorsqu'elles rencontrent des corps étrangers, lesdits dispositifs de serrage permettant d'ajuster les palettes en direction radiale0 5.- Broyeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits rouleaux d'alimentation sont entrainés dans un mdme sens opposé au sens de rotation dudit rotor, de sorte que la terre est d'abord projetée par les palettes sur les rouleaux d'alimentation et retombe ensuite sur les palettes qui l'avancent sur ladite grille d'évacuation0 6.- Broyeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de broyage fixée sur la paroi intérieure de la chambre de percussion entourant ledit rotor et contre laquelle plaque est projetée la terre chargée à travers ledit orifice de chargement et ceci sous l'action desdites palettes de manière à obtenir un broyage préliminaires 7.- Broyeur suivant la-revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une source de chaleur pour chauffer ladite plaque de broyage de sorte que la vapeur d'eau produite par ce chauffage forme un film entre ladite plaque et la masse de terre empêchant l'adhérence de celle-ci sur ladite plaque.