Brevet FR2272739A1 — publié le 19751226

L'invention a pour objet un dispositif et un procédé de concassage particulièrement utiles pour briser les minerais, roches, pierres et matériaux semblables LT exploitatioff des ripements produit généralement des fragments de minéraux de dimensions variables dont quelquesuns sont trop gros pour être acheminés hors de la mine ou de la carrière par des convoyeurs à bande de largeur pratique et économique. On a essayé d'utiliser des convoyeurs à bennes ou à godets, mais leurs coûts de construction, d'exploitation et d'entretien sont élevés Des camions ont donc été utilisés pour le transport des produits d'abattage, depuis le fond des mines ou des carriè- res jusqu'à un niveau supérieur ou éloigné pour procéder au concassage.Les camions sont souvent des agents de pollution bruyants qui coûtent d'importantes sommes en immobilisations et en exploitation, particulièrement lorsque la route est verglacée, humide ou boueuse. Pour de nombreuses raisons, parmi lesquelles il faut pelt-etye inclure la volonté d'assurer la rotation réversible des marteaux et une symétrie de construction, et/ou peut-être également une certaine passivité intellectuelle dans ce domaine, les concasseurs massifs utilisés le plus souvent jusqu'ici pour concasser de gros blocs de minerais lourds comportent un orifice de chargement supérieur et un orifice d'évacuation inférieur. L'installation d'un convoyeur à bande au-dessous de ce genre de concasseur afin de recueillir le matériau concassé à la sortie, oblige soit à monter le concasseur à un certain niveau au-dessus du sol au moyen-d'-ln hâtai lourd de soutènement, soit à creuser une tranchée aZ-dessols. On risque ainsi de hausser orifice de chargement a ne hauteur rendant difficile ou impossible l'utili sation de chargeuses ou de dispositifs de chargement mobiles du type classique. D'autre part le concasseur ainsi monté est beaucoup moins stable et plus coûteux à installer. En principe, le coût de l'extraction des minéraux peut être réduit par concassage des blocs importants dans la carrière ou à la taille de la mine, suivi de l'acheminement des produits jusqu'à la surface au moyen de convoyeurs à bande de largeur et de dimensions pratiques. Toutefois, dans bien des cas, les problèmes exposés ci-dessus, le manque de souplesse des concasseurs mobiles dont on dispose et les frais qu'ils occasionnent, contrecarrent l'utilisation de ce procédé économique. Un premier objet de l'invention est de procurer un concasseur relativement simple et bon marché qui remédie aux inconvénients du système classique de transport par camions des minéraux à partir du fond de la mine ou de la carrière. L'invention a aussi pour objet de procurer un concasseur qui exécute efficacement les fonctions indispensables accomplies jusqu'ici par des concasseurs mobiles beaucoup plus lourds et plus chers. Un autre objet de l'invention est de procurer un concasseur aisément utilisable à l'intérieur d'une mine ou d'une carrière. L'invention a encore pour objet deprocurer un concasseur capable de déverser directement les matériaux sur un convoyeur, un cri cl ou tout autre moyen de tr & spost ou de traitement et qui n'exige cependant ni armature élévatrice de grande taille ni tranchée sous-jacente. L'invention a en outre pour objet de procurer un appareil pour le concassage des minéraux, qui puisse déverser ceux-ci directement sur un convoyeur, un crible ou tout autre appareil du même genre, et dont le soutènement est aisé tout en assurant une bonne stabilité contre les risques de renversement. L'invention a également pour obJet de procurer un dispositif de concassage dont le chargement puisse être effectué directement au moyen de chargeuses mobiles telles que dispositifs de chargement à déversement frontal ou à bras basculant. L'invention vise d'autre part à procurer un dispositif de concassage qui combine les avantages de la mobilité et de la légèreté tout en étant relativement stable contre les risques de renversement et en présentant un dispositif d'évacixation commode. L'invention a également pour objet de procurer un dispositif de concassage possédant les caractéristiques indiquées ci-dessus et qui se prête avantageusement au concassage de matériaux tels que la houille ou les minerais qui ne présentent pas des caractéristiques de dureté excessive, par exemple pour concasser le charbon ou la pierre calcaire. 1'invention a de plus pour objet de procurer un procédé de concassage des minéraux dans des moulins de battage permettant d'apporter des solutions aux problèmes Jusqu'ici liés au transport des minéraux à partir du mur ou de la taille de la mine ou de la carrière. La description qui suit de l'invention et de ses diverses applications montre que l'invention peut être mise en oeuvre sous des formes permettant de répondre à certains ou à l'ensemble des obJectifs exposés ci-dessus. En outre d'autres caractéristiques de l'invention apparaltront à l'homme du métier. Les dessins commentés ci-après illustrent un exemple d'application de l'appareil et du procédé faisant l'objet de la présente invention. I1 apparaîtra immédiatement à tout expert en la matière qu'il existe d'autres applications possibles et que les dessins ne sont pas limitatifs en ce qui concerne la portée de l'invention. La figure 1 représente une illustration schématique d'un système de l'art antérieur montrant l'utilisation d'un camion au mur de la mine ou de la carrière pour le transport des produits d'abattage jusqu'à un niveau supérieur où est installé un concasseur fixe. La figure 2 représente une illustration schématique de la façon dont on peut utiliser, dans le cadre de la présente invention, un concasseur au mur ou à la taille de la mine ou de la carrière, afin de recueillir les matériaux qui lui sont fournis par une chargeuse et pour projeter les matériaux concassés vers le haut et vers l'extérieur sur un système de transport par convoyeur ou par tout autre équipement d'évacuation. La figure 3 est une vue en élévation latérale, en coupe partielle, d'un type de concasseur selon l'invention. La figure 1 montre un système utilisé couramment jusqu'ici dans l'exploitation des gisements de houille ou du minerai. Selon cette technique antérieure le chargement du camion lo au mur ou à la taille 12 de la mine ou de la carrière, s'effectue au moyen d'un excavateur 14 ou de chargeuses à déversement frontal ou autres types de chargeuses, et les produits d'abattage non concassés sont généralement transportés par camions le long de rampes (non représentées) jusqu'à un niveau supérieur où se trouve installé un concasseur fixe 15. Nous avons discuté plus haut des problèmes que pose ce système. La figure 2 représente un concasseur 2 selon l'invention en cours de chargement au moyen d'une chargeuse à bras hasculant 16. Le concasseur 23 repose sur le mur de la mine ou de la carrière et son orifice de chargement 121 est suffisamment bas pour permettre à la chargeuse dry déverser les matériaux. Alternativement la chargeuse peut alimenter un convoyeur intermédiaire. Ce convoyeur n' est pas indispensable mais permetun contrôle effectif de la vitesse d'alimentation du concasseur entre des limites prévues ou du moins permet un meilleur contrôle de l'alimentation par rapport au cas où le conducteur de la chargeu se 16 déverse au fur et à mesure des charges complètes directement dans le concasseur 23. Selon la figure 2 les produits de sortie du concasseur sont évacués en 122 à une hauteur suffisante au-dessus du sol pour permettre aux matériaux concassés de tomber sur un convoyeur à bande 40. Un système de convoyeurs à bande tel que celui illustré en 40, 41, 42 peut alors facilement acheminer les matériaux concassés à partir du mur de la mine ou de la carrière jusqu'à un niveau supérieur. Le concasseur 23 de la figure 2 apparalt plus en détail sur la figure 3. La variante préférée du dispositif selon l'invention, illustrée par la figure 3, comprend un rotor 51 muni d'un arbre 11 et d'éléments de battage 123. Ces derniers peuvent être des moyens de désintégration connus, comprenant par exemple un rotor de broyeur ou un rotor 51 comportant un grand nombre de disques 7, d'axes de marteaux 8 et de marteaux pivotants 123 illustrés par les dessins. Le rotor 51 est porté par un ensemble approprié de coussinets (non représenté) et est installé de façon à tourner à l'intérieur de la cage du rotor 13. Cette cage comprend ou commu nique avec une grille 50 qui reçoit les matériaux 15 projetés par le rotor 51. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention la cage du rotor est portative et sans fondations, et montée sur un dispositif de transport approprié 6. Celui-ci peut être un support à patins comme représenté sur le dessin ou être constitué par un système à roues ou à chenilles ou tout autre dispositif de transport approprié. La cage 13 est délimitée par des parois. Celles-ci se composent normalement de parois latérales 26, et d'une paroi frontale, une paroi inférieure et une paroi arrière portant le numéro de référence commun 6o et se prolongeant jusqu'au fond du rotor, et d'une partie au moins de la partie montante 21 et de la partie descendante 9 du rotor lo. On notera que les parois frontale, inférieure et arrière 60 empêchent les matériaux de sortir du fond 5 du rotor. Une chambre close 23 a été également prévue. Elle renferme et communique directement avec la partie supérieure 4 du rotor afin de fournir un espace "ouvert", c'est-à-dire un espace situé directement au-dessus du rotor et de dimensions suffisamment grandes pour que les matériaux puissent s'échapper du rotor selon une trajectoire libre, et suffisamment exposé au rotor pour permettre aux dispositifs de battage d'agir aussi bien sur les matériaux nouvellement introduits que sur les matériaux ayant rebondi sous des angles variables contre divers points de la chambre. L'orifice de chargement 121, qui peut être formé par exemple par une extension de la paroi latérale 28 et du toit 27 de la chambre 23 et par une paroi ou rampe inférieure d'admission 29, est contigu à la partie montante 51 du rotor lo et communique avec ladite chambre 23.De préférence, on placera l'orifice de chargement 121 au moins partiellement au-dessus et de préférence entièrement au-dessus de l'arbre du rotor 11. Un dispositif de criblage à orifices, formé par exemple par une grille 5a équipée d'un crible ou de tout autre dispositif percé d'orifices laissant passer les particules de dimensions inférieures et rejetant les particules plus grosses est prévu dans la cage ou communique avec la cage du rotor 13. Il s'étend vers l'extérieur, par exemple vers le haut depuis le rotor, et communique avec la chambre 23. La grille est disposée généralement au moins en partie au dessus du sommet 36 du rotor et de préférence entièrement au-dessus de l'arbre du rotor 11. Dans cette variante préférée la grille est disposée de telle façon qu'elle reJette les rebuts de la grille à la fois vers les marteaux 37 pénetrant dans 1' espace et ceux 38 qui en sortent. Dans la variante préférable de cette invention la partie en action ou partie supérieure 4 du rotor 51 est visible le long d'une ligne visuelle droite traversant les orifices de la grille de la chambre 23. Lorsque l'orifice de chargement se trouve situé du coté opposé de la chambre 23 par rapport à la grille 50, l'orifice de chargement peut être situé de façon à faciliter le chargement. Lorsque l'orifice de chargement est visible le long d'une ligne visuelle droite à travers la grille, les matériaux peuvent être projetés directement vers la grille après avoir heurté le rotor pour la première fois. Dans la variante préférée de l'invention les parois 6o mentionnées plus haut peuvent décrire une ligne fermée qui suit le sens de r-otation du rotor lo et se prolonge à partir de la grille 50, autour du fond du roto pour revenir à la chambre 23. Les rebuts de la grille passent ainsi autour et au-dessous du rotor et reviennent dans la susdite chslmt--e. Les parois 60 illustrées à la figure 3 sont composées de parois cintrées 'imperforées'. 1'expression "imperforées" veut dire que la surface des parois est régulière ou irrégulière, mais ne comporte pour l'essentiel pas de trous la traversant de part en part; par exemple si la surface se compose d'une tole percée de trous, cette tôle sera normalement renforcée par une pleine qui fermera tous les trous ou leur grande maJorité. D'autre part, on peut constituer la surface d'impact en remplissant le fond d'une cage agrandie, avec des matériaux concassés tels que les matériaux concassés dans l'appareil en question, jusqu'à ce que le niveau des matériaux concassés atteigne un niveau légèrement inférieur mais très proche du cercle décrit par l'extrémité périphérique du rotor, par exemple le cercle des marteaux. Selon un mode de réalisation avantageux, les parois 60 peuvent former une surface d'impact définissant le périmètre extérieur d'une zone d'interréaction entre cette surface, les matériaux d'approvisionnement et le rotor, soutenant un arc dans ce cercle d'impact comprenant le point le plus bas dudit cercle et s'étendant vers le haut de chaque côté dudit point. Dans cette zone, suite aux collisions avec les marteaux 123 et avec la surface d'impact des parois 60, il se produit un morcellement des rebuts en provenance de la grille 50 et de tous les matériaux qui, par hasard, sont passés du sommet du rotor au fond du rotor sans avoir été préalablement projetées contre la grille 50. Dans le cas d'un rotor lo muni de plusieurs cercles de marteaux ou d'autres organes de battage, on peut distinguer plusieurs de ces zones dans lesquelles les zones elles-memes et/ou les cercles de marteaux peuvent avoir différents diamètres ou être matériellement séparés les uns des autres par des organes qui s'engrènent avec des organes de percussion situés tout à coté. I1 est également préférable que la paroi arrière 60a de l'ensemble de Parois 60 soit inclinée vers la grille 50. Dans les conditions appropriées, comme par exemple lorsque les barres de la grille sont peu espacées et que l'on désire réduire au maximum les dimensions des matériaux recirculés avant qu'ils n'atteignent la grille, la paroi 60a peut être inclinée de façon à diriger depuis le rotor la majorité des matériaux percutés en ligne plus ou moins droite vers le toit 27 de la chambre 25. En conséquence, une certaine quantité de matériaux rebondira du toit vers le rotor pour recevoir un impact supplémentaire et se briser davantage avant de se diriger vers la grille.En inclinant la paroi 60a afin de diriger directement vers la grille, depuis le rotor, la majorité des matériaux percutés, on diminue le nombre de ces rebondissements et des chocs supplémentaires. Ainsi on peut controler la quantité de 'fines' produite à partir de maté rivaux tendres. L'appareil comprend aussi une surface absorbante d'énerie 6, pour recevoIr les matériaux projetés par le rotor 5là travers la grille 50. Cette surface absorbante d'énergie est disposée 3 l'intérieur du conduIt ou fait partie de ce conduit 24 qui se prolonge en aval de la grille, par exemple du coté opposé au rotor. Ce dispositif d'absorption d'énergie est de préférence disposé de façon à ce que sa surface soit visible lorsqu' on le regarde de la partie supérieure du rotor à travers la grille, L'orifice d'évacuation 122 comporte une sortie 44 od point d'évacuation de l'appareil au-dessus du fond 5 du cercle des marteaux.Comme indiqué précédemment, cette évacuation peut alImenter directement un convoyeur 40, un crible ou tout autre appareil A cause de l'emplacement de ce polnt d'évacuation rendu possible ,r^ace à plusieurs des dispositions relatives des organes mentionnés plus haut, les uns par rapport aux autres, il est possible par exemple de-placer l'appareil au mur d'une carrière de façon appropriée sans armature élévatrice. D'autre part, l'approvisionnement direct par exemple d'un convoyeur est possible sans qu'il soit nécessaire d'installer le convoyeur dans une fosse. I1 est facile de montrer les avantages dont bénéficient ainsi les ouvriers de la carrière. Lors de l'utilisation de l'appareil, illustrée par la figure 3, le produit d'abattage non concassé est introduit dans l'appareil par l'orifice de chargement 121; le type de concasseur représenté en figure 3 permet non seulement d'élever le point d'évacuation 122 au-dessus du sol mais peut également, grace aux barres de criblage 50, être utilisé pour fournir des matériaux de dimensions relativement uniformes. Les matériaux le introduits dans cercle des marteaux sont pro jetés par la grande vitesse de rotation des marteaux 123 vers le haut, contre ou à travers un jeu de barres de criblage fo. Les morceaux trop volumineux pour passer au travers des barres de criblage retombent dans le cercle des marteaux où ils sont à plusieurs reprises frappés par les marteaux en rotation rapide et pro-jetés de nouveau vers le haut contre ou à travers les barres de criblage pour s'échapper dans la buse d'évacuation 122 et achever leur course sur le convoyeur à bande 40. Les modes de réalisation de l'invention décrits cidessus ne sont que des exemples, non limitatifs, que l'on pourrait modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Revendications 1 Concasseur à projection et expulsion, se projetant à l'emploi sans fondation sur des moyens de transport mobiles, comprenant un rotor, muni d'un arbre et de moyens de battage, monté dans une cage qui communique avec une grille qui reçoit les matériaux projetés par le rotor, caractérisé en ce que la cage entoure par sa paroi inférieure le fond du rotor, empêchant ainsi toute décharge par ce fond, et en ce qu'un espace dégagé est situé au-dessus du rotor formant une chambre qui communique d'une part avec la partie supérieure du rotor et d'autre part avec un orifice de chargement, contigu à la partie montante du rotor et un orifice d'évacuation, ces deux orifices étant sensiblement alignés avec ladite chambre. 2 Concasseur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un dispositif de criblage est monté dans la cage du côté décharge à un niveau au moins partiellement au-dessus de celui du rotor. 3 Concasseur selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'une plaque d'impact est disposée dans le conduit de décharge en aval du dispositif de criblage. 4 Concasseur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de battage comprennent un rotor muni de disques et de marteaux pivotants. 5 Concasseur selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'orifice d'évacuation est situé au-dessus de la base du cercle décrit par les marteaux en rotation. 6 Concasseur selon la revendication 1 caractérrsé en ce que l'orifice de chargement est situé au moins en partie audessus du niveau de l'arbre de rotor. 7.Concasseur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie supérieure du rotor est alignée avec les orifices de chargement et de déchargement ainsi que les ouvertures inférieures du dispositif de criblage.