Brevet FR2269376A1 — publié le 19751128

La présente invention a pour objet un broyeur rotatif comportant au moins deux compartiments de diamètres différents et permettant de réaliser un prébroyage par voie autogène ou semiautogène et éventuellement un séchage dans le compartiment de grand diamètre et un broyage fin, au moyen de boulets ou autres corps broyants, dans le compartiment de petit diamètre. La combinaison dtun broyeur autogène et dtun broyeur à boulets réunis en un seul corps tournant a plusieurs fois été proposée. Pour une bonne adaptation des deux fonctions à une matière donnée et pour un débit donné, il est pratiquement nécessaire que les deux compartiments aient des diamètres différents. Le raccordement entre les deux parties du broyeur pose alors des problèmes de résistance de matériaux pratiquement insolubles Si le broyeur est supporté par des tourillons d'extrémité comme le sont habituellement les broyeurs tubulaires rotatifs. La présente invention a pour but de faciliter la réalisation de broyeurs rotatifs constitués par deux ou trois compartiments de diamètres différents. Le broyeur objet de lsinvention est caractérisé en ce qu'il est supporté par deux appuis placés de telle sorte que le moment de flexion soit nul dans la ou les sections de raccordement des compartiments ou au voisinage de cette ou ces sections. Dans le cas où le broyeur est formé de deux compartiments, celui de plus grand diamètre ayant-une longueur nettement inférieure à celle du compartiment de plus petit diamètre, le premier appui est situé à l'extrémité du compartiment de plus petit diamètre et le second appui est situé entre les extrémités du compartiment de plus grand diamètre, à une distance de la section de raccordement comprise entre 0 et 2U, U étant égal à M (D+D') P D'-M M étant le moment, par rapport à la section de raccordement,- des forces de gravité s'exerçant sur le compartiment de plus grand diamètre, Pétant le poids total de l'ensemble rotatif (corps du broyeur plus charge) D étant la distance entre la section de raccordement et le centre de gravité de l'ensemble rotatif, et Dt étant la distance entre le premier appui et le centre de gravité de l'ensemble rotatif. Dans ce cas, le premier appui peut etre constitué, de manière classique, par un palier supportant un tourillon creux fixé à l'extrémité du compartiment de petit diamètre, le second appui étant constitué par des patins ou des galets. En variante, les deux appuis peuvent être constitués par des patins ou des galets. Dans le cas où le broyeur comporte un compartiment médian compris entre deux compartiments de plus grand diamètre, ces derniers ayant une longueur nettement inférieure à celle du compartiment médian, ce sont les compartiments extrêmes qui sont montes sur les appuis, et chaque appui est situé à une distance de la section de raccordement du compartiment qu'il supporte avec le compartiment médian comprise entre 0 et 2U, U étant égal à M (D*D') PD - M+M' M étant la valeur absolue du moment, par rapport à la section de raccordement considérée, des forces de gravité s'exerçant sur le compartiment extreme supporté par l'appui considéré, M' étant la valeur absolue du moment, par rapport à l'autre section de raccordement, des forces de gravité s'exerçant sur l'autre compatiment extreme;; P étant le poids total de l'ensemble rotatif (corps du broyeur plus charge), D étant la distance entre la section de raccordement considérée et le centre de gravité de l'ensemble rotatif, et D' étant la distance entre l'autre section de raccordement et le centre de gravité de l'ensemble rotatif. Dans les deux cas, la position optimale de appui ou de chaque appui, pour laquelle le moment de flexion dans la section de raccordement voisine est nul, correspond à une distance entre l'appui et cette section égale à U. Si la longueur du ou des compartiments de grand diamètre est petite par rapport à celle du compartiment de plus petit diamètre, les charges du ou des compartiments de grand diamètre sont relativement faibles, et les contraintes dans la ou les sections de raccordement restent acceptables tant que la distance de l'appui à la section de raccordement voisine reste comprise entre 0 et 2U -La description qui suit se refère aux dessins l'accom- pagnant qui illustrent 11 invention et sur lesquels La figure 1 est une représentation schématique d'un broyeur a deux compartiments réalisé conformément à l'invention;; La figure 2 est une représentation schématique d'un broyeur à trois compartiments réalisé conformément à l'invention et La figure 3 est une coupe dZun autre broyeur à deux compartiments conforme à l'invention. Le broyeur représenté schématiquement sur la figure l comporte deux compartiments de diamètres différents. Le premier compartiment 10 a un diamètre nettement supérieur à sa longueur. Il est formé d'une virole cylindrique 12 et de deux fonds 14 et 16 comportant une ouverture centrale. Le second compartiment 18 5 due plus petit diamètre, a une longueur nettement supérieure à celle du premier compartiment. Il est constitué par une virole cylindrique 20 dont une extrémité est fixée sur le fond 16 coaxialement à la virole 12. Son autre extrémité est fermée par un fond 22 muni d'un tourillon creux 24. L'ensemble rotatif ainsi constitué est monté sur deux appuis schématisés en 26 et 28 qui permettent sa rotation autour de son axe. L' appui 26 peut, par exemple, etre constitué par un palier ou des patins, et l'appui 28 par des galets ou des patins. LXentratnement en rotation du broyeur est assuré par des moyens classiquès : pignon et roue dentée, arbre couplé au tourillon 24, moteur à vitesse lente dont le rotor est fixé sur l'une des viroles, etc... La matière à broyer est introduite dans le compartiment 10 pour y subir un prébroyage quiet réalisé de manière autogène ou avec une faible charge de corps broyants. Les produits prébroyés ayant la finesse voulue débordent à travers les grilles de criblage 30, éventuellement munies de releveurs, dans le compartiment 18 où ils sont soumis à un broyage final au moyen de boulets. Ls produits broyés sont évacués par un courant d'air circulant dans le broyeur. En utilisant un courant d'air ou de gaz chaud on peut assurer simultanément le séchage des produits Pour réduire les contraintes dans le fond 16 et dans les zones des viroles raccordées à ce dernier, il est prévu, con formément à l'invention, de placer l'appui 28 de telle sorte que le moment fléchissant dans le plan du fond 16 soit nul ou très faible. Si M est le moment, par rapport à une ligne horizontale de ce gan, de toutes les forces de gravité s t exerçant sur la, virole 12 et les fonds 14 et 16 dans les conditions de fonctionnement normales (poids de la virole et des fonds, des blindages, releveurs, déflecteurs, matière à broyer, corps broyants, etc...) et G le centre de gravité de l'ensemble tournant de poids total P dans les mêmes conditions, le moment fléchissant dans la section de raccordement des deux compartiments, c'est-à-dire dans le plan du fond 16 sera nul si l'appui 28 est- situé à une distance U du fond 16 égale à M(D+D') PD'-M D et D' étant les distances du centre de gravité G au fond 16 et à l'appui 26,.respectivement. Généralement, la longueur du compartiment 10 est petite par rapport à celle du compartiment 18 et son tour de remplissage est faible, de sorte que les contraintes dans la section de raccordement restent faibles tant que la distance entre l'appui 28 et cette section est comprise entre 0 et 2U. L'appui 26 pourrait être remplacé par un appui 26' à patins ou galets placé à l'extrémité de la virole 20, comme représenté schématiquement en traits mixtes sur la figure 1. Le broyeur représenté sur la figure 2 comporte trois compartiments accolés : deux compartiments extrêmes 36,36 ' de grand diamètre et un compartiment médian de plus petit diamètre divisé en deux chambres 34 et -34'. Les deux compartiments de grand diamètre sont formés d'une virole cylindrique 40,40' et de deux fonds 42,42' et 44,44'. Le compartiment médian est constitué par une virole cylindrique 46 dont les extrémités sont fixées sur les fonds 42 et 42' et est divisé par une cloison 48. Le broyeur peut entre, ou non, symétrique par rapport au plan de la cloison 48. Cet ensemble est monté sur deux appuis schématisés en 50 et 50' et constitués par des galets ou des patins. La matière à broyer est introduite aux deux extrémités du broyeur, dans les compartiments de grand diamètre 36,36' ou elle subit un prébroyage ; les produits ayant la finesse voulue pénètrent dans les compartiments 34,34' à travers des grilles de criblage 54,54 l, éventuellement munies de releveurs. Lés~produits broyés sont évacués par des ouvertures 56,56' prévues dans la virole, près de la cloison 48, et munies de grilles de criblage. Pendant son séjour dans le broyeur la matière est séchée par des gaz chauds admis dans les compartiments 36,36 l et évacués à travers les ouvertures 56,56'. Pour réduire les contraintes dans les sections de raccordement des tambours, c'est-à-dire dans les plans des fonds 42 et 42', les appuis 50 et 50' sont, de préférence, placés à des distances U et U' des fonds 42 et 42', respectivement, telles que U = M (D+D') et Ut = Mt (D'+D) PD' -M+M' PD -MtiM dans ces formules M et Mt sont les vapeurs absolues des moments, par rapport aux plans des fonds 42 et 42' respectivement, des forces de gravité stexerçant sur is compartiments respectifs, D et D' sont les distances des fonds 42 et 42' au centre de gravité G de l'ensemble tournant, et P est le poids total de cet ensemble. En pratique, les contraintes dans les sections de raccordement restent acceptables tant que la distance des appuis à ces sections reste comprise entre 0 et 2U ou Sur les figures 1 et 2, les appuis représentés schéma tiquementatun contact linéaire avec les surfaces cylindriques qu'ils supportent. En réalité, ces appuis : paliers, patins, galets, etc... ont toujours une longueur axiale notable et les distances U et ur doivent etre comptées à partir de leur plan médian, perpendiculaire a l'axe du broyeur Le broyeur représenté sur la figure 3 comporte, comme celui de la figure 1, deux compartiments de diamètre différents. Le premier compartiment 60 a un diamètre nettement supérieur à sa longueur ; il est formé d'une virole cylindrique 62 et de deux fonds 64 et 66 comportant chacune une ouverture centrale. Le second compartiment 68, de plus petit diamètre, a une longueur nettement supérieure à celle du premier compartiment. Il est constitué par une virole cylindrique 70 dont une extrémité est fixée sur le fond 66 coaxialement à la virole 62 ; son autre extrémité est fermée par un fond 72. Le broyeur repose sur deux jeux de patins 76 et 78 par l'intermédiaire de deux anneaux de glissement 80 et 82 fixés au broyear au droit des fonds 66 et 72, respectivement. Ces patins reposent sur des appuis fixes ou réglables, par l'intermédiaire de rotules. Le broyeur est entraîné en rotation par un pignon engrè nant avec une couronne dentée 84. La matière à broyer est introduite dans le compartiment 60 avec des gaz servant à l'évacuation pneumatique des produits broyés et, éventuellement, au séchage Les fines particules sont entraînées par les gaz dans une chambre 86 où elles sont mélangées aux particules provenant du compartiment 68 et séparées en deux fractions ; la fraction fine est entraînée par less gaz qui somt aspirés dans un capot 88, à travers des ouvertures 90 percées dans la virole 70, et la fraction grossière tombe au fond du capot a travers ces ouvertures. Les produits extraits du compartiment 60 sont envoyés dans des classificateurs et les refus sont introduits, avec un courant de gaz, dans le compartiment 68, à travers -l1ouveriure centrale prévue dans le fond 72. Les particules ayant la finesse vcu- lue sont entrainees par le courant de gaz dans la chambre 86 a travers une grille 92 et évacuées comme indiqué plus a'uit Les réalisations décrites ci-dessus ne sont données qu'à titre dtexemple, et il est bien entendu que l'invention peut ttre appliquée à tous les broyeurs des types décrits quels que soient l'aménagement intérieur des compartiments, les circuits des gaz et des matières, les moyens utilisés pour admettre et evacuer les gaz et les matières, etc... Ces broyeurs sont utilisables pour le traitment des minerais, des autres minéraux notamment les calcaires, des produits artificiels ou de synthèse et des sous-produits. REVENDICATIONS 1. Broyeur dont le corps rotatif comporte deux ou trois compartiments à sections circulaires, de diamètres différents et disposés bout à bout suivant un meme axe sensiblement horizontal, caractérisé en ce qu'il est supporté par deux appuis placés de telle sorte que le moment fléchissant soit nul dans la ou les sections de raccordement des compartiments ou au voisinage de cette ou ces sections. 2. Broyeur selon la revendication 1 dont le corps est formé de deux compartiments, le compartiment de plus grand diamètre ayant une longueur nettement plus faible que celle de 11 autre compartiment, caractérisé en ce que le premier appui est situé à l'extrémité du compartiment de plus petit diamètre et le second appui est situé sous le compartiment de plus grand diamètre à une distance de la section de raccordement des deux compartiments comprise entre 0 et 2U, U étant égal à M (D+D') PD' - M M étant le moment, par rapport à la section de raccordement, des forces de gravité s'exerçant sur le empartiment déplus grand diamètre, P le poids total du corps rotatif du broyeur et de sa charge, D la distance entre la section de raccordement et le centre de gravité du corps rotatif et de sa charge, et D' la distance entre le premier appui et ledit centre de gravité. 3. Broyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier appui est constitué par un palier supportant un tourillon creux fixé à l'extrémité du compartiment de plus petit diamètre, et le second appui est constitué par des patins ou des galets supportant la virole du compartiment de plus grand diamètre sur laquelle est prévu un chemin de glissement ou de roulement. 4. Broyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les appuis sont constitués par des patins ou des galets supportant des chemins de glissement ou de roulement fixés aux compartiments, le premier appui étant situé approximativement au droit du fond du compartiment de plus petit diamètre. 5. Broyeur selon la revendication 1, dont le corps est formé de deux compartiments extremes de grand diamètre et d'un compartiment médian de plus petit diamètre, la longueur des compartiments extrimes étant nettement inférieure à celle du compartiment médian, caractérisé en ce que les appuis sont situés sous les compartiments extremes et chaque appui se trouve à une distance de la section de raccordement du compartiment qu'il supporte avec le compartiment médian comprise entre 0 ét 2U, U étant égal à M (D+D') PD' -M+M' M étant la valeur absolue du moment, par rapport à la section de raccordement considérée, des forces de gravité s'exerçant sur le compartiment extreme supporté par l'appui considéré, Ml étant la valeur absolue du moment, par rapport à l'autre section de raccordement, des forces de gravité stexerçant sur lau- tre compartiment extreme, P étant le poids total du corps rotatif et de sa charge, D étant la distance entre la section de raccordement considérée et le centre de gravité du corps rotatif et de sa charge, et D' étant la distance entre l'autre section de raccordement et ledit centre de gravité-. 6. Broyeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les appuis sont constitués par des patins ou des galets supportant les viroles des compartiments de grand diamètre sur lesquelles sont prévus des chemins de glissement ou de roulement.