Brevet FR2288553A1 — publié le 19760521

La présente invention concerne un broyeur pour broyer par percussion le mélange d'un premier matériau, pouvant titre boyé par percussion, et d'un second matériau qui, an comparaison du premier ne peut étire que difficilement broyé. Un exemple d'un tel mélange est constitué par de la gomme de pneumatique réfrigérée. Ainsi, pour l'utilisation de la vieille gomme de pneumatique, la matière des pneumatiques est hachée,au préalable,à une dimention convenable, et les-morceaux de gomme résultants sont refroidis à l'azote liquide, ou par un procédé analogue,pour les rendre susceptibles d'erre broutés par percussion, si bien que le matériau à base dégomme peut être séparé du matériau fibreux,enrobé dans la gomme du pneumatique pour renforcement, lequel tétant que difficilement susceptible d'être broyé par percussion. La présence d'un matériau, très résistant au broyage par percussion, dans un matériau à broyer, se traduit par le fait que le matériau résistant au broyage reste très longtemps dans la chambre de broyage, ce qui à son tour se traduit par une baisse de la productivité du broyeur et un accroissement des charges de main-d'oeuvre,causés par le fait que le matériau résistant au broyage s'enroule autour du dispositif de broyage et y provoque,entre autres inconvénients, une usure rapide des pièces du broyeur. En particulieur, dans le cas où l'on a un matériau tel que de la gomme de pneumatique qu'on peut rendre, par refroidissement, susceptible entre broyée par percussion, si ce matériau demeure dans la chambre du broyeur pendant une longue durée, sa température monte rapidement en raison du dégagement de chaleur dû à la friction. Naturellement, l'opération de broyage devient plus difficile. Eventuellement, -non seulement le matériau difficile à broyer stationne indéfiniment, mais encore il adhère également à la paroi intérieure de la chambre de broyage, jusqu'à pouvoir devenir une cause de destruction de l'appareil. On a proposé ou utilisé,comme dispositif pour résoudre ce proclame, un type d'appareil dans lequel, en broyant la matière hétérogène introduite dans la chambre de broyage par dae marteaux en rotation, le mélange hétérogène était divisé en une partie de matériau broyé et une partie de matériau non broyé, avant que celui-ci ait fait un tour complet dans la chambre de broyage, les deux matériaux étant alors retirés de la chambre de broyage. Dans ce cas, cependant, comme dans le cas d'un broyeur ordinaire, le composé est introduit dans la chambre de broyage à sa partie supérieure, et les matériaux broyés et non broyés sont séparés l'un de l'autre par une grille placée sous le chambre de broyage, le matériau non broyé étant projeté vers le haut contre une plaque de butoir qui le repousse, le matériau non broyé étant finalement retiré de la chambre de broyage. Avec une telle disposition, cependant, le mélange introduit dans la chambre de broyage, après avoir reçu le premier choc par le marteau rotatif, est projeté jusqutà la grille avec un nombre de percussions inférieur au nombre qu'on avait habituellement jusque là, puisque les chocs et le poids du composé sont tous deux dirigés vers le bas.De plus, lorsque le composé passe styla grille, il ne retourne jamais jusqu'à cette grille,mais sort de la chambre de broyage, amenant inévitablement ainsi une diminution de l'efficacité du broyage. De plus, comme le matériau non broyé, après avoir été projété vers le haut, est repoussé par la plaque de butoir et retiré de la chambre de broyage, il se présente un autre problème,consistant en ce que les matériaux difficiles à broyer, tels que les matières fibreuses et légères, ne peuvent entre repoussés de façon aussi énergique par le choc, et tourbillonnent alors dans le courant d'air produit par la rotation du marteau. On ne peut donc ainsi les retirer de la chambre de broyage. La présente invention a pour but de pallier à -es inconvénients, et concerne à cet effet un appareil de broyage par percussion des matières à traiter, comprenant une ou plusieurs matières difficiles à broyer, appareil caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe ou carter, plusieurs pièces formant marteaux à l'intérieur de ce carter, ces marteaux étant entraînés par rotation autour d'un axe sensiblement horizontal,de manière à appliquer,squs lteffet de-leur rotation,des forces de percussion sur la matière hétérogène à broyer, un dispositif d'entraînement pour faire tourner les pièces formant marteaux, un dispositif d'introduction des matières à broyer dans l'enveloppe ou carter, un premier conduit permettant de retirer du carter les matières à traiter qui ont été broyées par les marteaux, un second dispositif permettant de retirer de la cage les matières difficiles à broyeur, une pièce rapportée faisant sensiblement tout le tour du chemin de rotation des extrémités des marteaux, cette pièce rapportée présentant une surface irrégulière sensiblement parallèle à l'axe de rotation des marteaux et faisant face au chemin de rotation, un dispositif d'ouvertures communiquant avec l'entrée du premier conduit, ces ouvsrtures étant aménagées pour permettre le passage des seules matières broyées, la sortie du conduit correspondant à l'extrémité inférieure du chemin de rotation, la sortie du second conduit étant sensiblement contigue au côté arrière de la sortie du dispositif d'alimentation, lorsqu'on regarde dans le sens de rotation des marteaux, la pièce rapportée se trouvant sensiblement en face du chemin de rotation sur tout le pourtour de celui-ci, exception faite de la région où l'entrée du second conduit et le dispositif constituant les ouvertures se trouvent en face du chemin de rotation. Ainsi, dans un appareil selon l'invention, comme la sortie du dispositif d'alimentation est placée dans une position correspondant à la partie inférieure du chemin de rotation du dispositif de broyage, il est néces saire que les matériaux à traiter soient soulevés par rotation dans le dispositif broyeur, cetté rotation agissant contre les forces de gravité. C'est pourquoi les matériaux à traiter sont soumis à des chocs répétés de la part du dispositif de broyeur, avant que le matériau'difficile à broyer atteigne le second conduit. De plus, les chances de broyer un matériau difficile à broyer sont maximales pour un type d'appareil dans lequel ltentrée du second dispositif d'évacuation des matériaux difficiles à broyer est sensiblement adjacent au côté arrière de la sortie-du dispositif d'alimentation, lors qu'on regarde dans le sens de la rotation du dispositif de broyagai et tous les matériaux à traiter sont retirés de la cage avant d'avoir effectué une révolution complète autour de l'axe de rotation du dispositif de broyage.De plus, comme la pièce rapportésicoopérant avec le dispositif de broyage de manière à appliquer des percussions aux matériaux à traiter, couvre le dispositif autant qutil est possible1et sur tout le chemin circulaire de rotation du dispositif de broyage, exception faite de la région où se trouvent l'entrée du second conduit et les dispositifs constituant les ouvertures, il s'ensuit que les matériaux à traiter sont soumis aux chocs plusieurs fois. Ainsi, malgré le fait que le présent broyeur est du type ayant une tendance à toujours traiter normalement un matériau à broyer comme un matériau difficile à broyer, comme les matériaux difficiles à broyer sont retirés de la cage avant d'avoir effectué une révolution complète autour de l'axe de rotation du dispositif de broyage, les trois facteurs mentionnés ci-dessus agissent en commun pour améliorer ltefficacité de la récupération du matériau à broyer, ou l'efficacité de la séparation entre les matériaux faciles à broyer et les autres. De plus, tomme 11 entrée du second conduit de retrait des matériaux plus difficiles à broyer est située dans une position correspondant à l'extré- mité inférieure du chemin de rotation du dispositif de broyage, l'entrée de ce second conduit peut être placée face à la direction dans laquelle le matériau difficile à broyer est abandonné par le dispositif de broyage. Cette disposition permet d'éviter efficacement qu'un matériau difficile à broyer et léger, tel que les matériaux fibreux, soit aspiré par les courants d'air incidents dEs à la rotation du dispositif de broyage. Cal8 permet en outre d'empocher le matériau difficile à broyer de stationner trop longtemps dans l'enve- loppe. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple non limitatif de réalisation de l'invention, dessins dans iesquels : - la figure 1 est une vue de cOté longitudinale avec coupe partielle d'un broyeur; - la figure 2 est une section transversale suivant-la ligne II II de la figure 1, les parties situées en arrière de la coupe tétant pas représentées; - la figure 3 est une section transversale de la partie principale de l'appareil, montrant une autre forme de réalisation de l'invention. En se référant aux figures 1 et 2, les chiffres I et 2 désignent les socles de l'appareil fixés au sol. Le socle 1 présente des surfaces supérieures3 et 4 de niveaux différents, La surface supérieure 5 du socle 2 se trouve pratiquement au méme niveau que la surface supérieure la plus base 4 du socle 1. Un intervalle 6 est prévu entre les deux socles 1 et 2. Un carter ou cage 7 est fixé sur les socles 1 et 2.de façon à venir au-dessus de l'intervalle 6 et à reposer sur les deux surfaces supérieures 4 et 5. Un arbre 10 d'axe de rotatior,sensiblement horizontal,est porté par des paliers 8 et 9 fixés sur la surface supérieure 3 du socle l. L'arbre 10 passe à travers le carter 7 et tourne librement à l'intérieur. Une pièce 11,en forme de disque, est placée à l'intérieur du carter 7 et se trouve fixée sur l'arbre 10. Ce disque Il porte plusieurs pièces, formant des marteaux disposés de façon équidistante sur son psurtGur L'arbre 10 est relié à un moteur électrique d'entraînement 13, par des poulies 14 et par une courroie de transmission triple 15. Le carter 7 est muni d'un convoyeur à vis 16, comportant une trémie 17, de telle façon que les matériaux à traiter, introduits dans cette trémie, soient injectés dans le carter par le convDyeur3 vis. La sortie 18 du convoyeur à vis 16 est située dans la partie inférieure de la paroi latérale 19 du carter 7, de préférence verticalement en dessous de l'arbre 10, et dans une position correspondant à la zone de balayage des extrémités des pièces formant marteaux. La référence 20 désigne un moteur électrique faisant tourner le convoyeur à vis 16,et la référence 21 désigne une pièce fixe supportant ce convoyeur à vis, le moteur électrique 20 et la pièce fixe 21 étant fixés sur le socle 2. La paroi périphérique 22 du carter 7 est sensiblement cylindrique et porte une pièce rapportée formant revêtement 23, fixée sur la surface interne de cette paroi. Cette pièce rapportée 23 fait tout le tour du chemin de rotation des pièces de marteaux 12,et présente des dents ou rugosités sur la surface tournée du c8té du chemin de rotation, ces rugosités étant parallèles à l'axe de rotation de l'arbre 10, c'est-à-dire à l'axe de rotation des pièces de marteaux. Entre le chemin de rotation des extrémités des marteaux 12 et la surface interne de la pièce rapportée 23, est prévu un jeu dont la valeur est réglée aux dimensions des matières à traiter et à la taille des particules broyées. Pour pouvoir traiter des matières difficiles à broyer contenues dans le mélange à traiter, et qui n'ont pas été broyées par les marteaux 12 et la pièce rap portée 23, et pour pouvoir les retirer du carter-7, un conduit 24 est ménagé dans la paroi périphérique 22 du carter 7, de telle façon que sa sortie 25 soit située sensiblement au voisinage du cûté arrière de la sortie 18 du convoyeur à vis 16, en regardant dans le sens de rotation des marteaux 12.De plus, afin que le matériau1 contenu dans les matériaux à traiter qu'on introduit dans le carter 7, et qui a été broyé à une taille de fragments égale ou inférieure à la taille prédéterminée puisse être retiré du carter 7, un conduit 26 est ménagé dans la paroi périphérique 22 du carter, de telle manière qu'il soit sensiblement contigu au cté arrière du conduit 24,en regardant dans le sens de rotation des pièces 12. Une grille 29,présentant un certain nombre d'ouvertures 28 communiquant avec ltentrée 27 du conduit 26, est placée à l'intérieur du carter 7,de façon qu'elle occupe toute l'entrée 27 du conduit 26 et s'appuie. lorsqu'on la regarde en coupe, sur la circonférence d'appui de la pièce rapportée 23 sur le carter 7. La taille de ces ouvertures 28 est fixée à une valeur nécessaire et suffisante pour séparer les matériaux broyés de ceux qui sont difficiles à broyer. La pièce rapportée 23 fait fàce sensiblement à tout le chemin de rotation des extrémités des marteaux 12, excepté dans la région ou l'entrée 25 du conduit 24 et la grille 29 se trouvent en face de ce chemin de rotation, Les deux conduits 24 et 26 sont disposés dans l'espace de jeu 6,ménagé entre les deux socles i et 2, et les matériaux lancés dans les conduits 24 et 26 tombent spontanément le long de ces conduits, ce qui assure ainsi leur extraction. La mise en oeuvre du broyeur cidessus va maintenant"Stre décrite. Quand les natières à traiter sont introduites dans la trémie 17, elles tombent de façon continue dans le carter avec un débit sensiblement constant donné par le convoyeur à vis 16. Les matériaux.envoyés dans le carter 7 par l'entrée 18 du convoyeur à vis 16 sont entrainés.le long de la pièce rapportée 23, par les marteaux 12, qui suivent eux-memes un mouvement de rotation sous l'action d'un moteur électrique 13. Quand les matières à traiter sont entrainées. par les marteaux rotatifs 12, dans la première moitié de l'opération, elles sont soulevées et se déplacent donc en sens inverse de la pesanteur. Ct pourquoi, si l'on compare avec un type d'appareil dans lequel les matières à tiaiter sont alimentées par le haut, la probabilité est très grande pour que plusieurs marteaux frappent un matériau donné à traiter pendant le temps où celui-ci passe,de la position d'alimentation à la position d'évacuation. De plus, comme l'angle au centre, formé par l'entrée 18 du convoyeur à vis et l'entrée 25 du conduit 24est approximativement de 360e, lalongueur du chemin alloué aux opérations de broyage est maximale pour un broyeur de ce type dans lequel les matières à traiter sont retirées avant d'avoir fait un tour complet autour de l'axe de rotation des marteaux 12. De ce fait, la probabilité est accrue qu'un matériau à traiter, donné, soit heurté par plusieurs marteaux. De plus, comme la pièce rapportée 23 fait pratiquement tout le tour du chemin de broyage, excepté dans la région où la grille 29 et le conduit 24 sont présents, le nombre de fois, qu'un matériau à traiter est suceptible de heurter la pièce rapportée 23, est accru au maximum. En résumé, les facteurs ci-dessus concourrent à améliorer considérablement la puissance de broyage d'un broyeur du type ne permettant qu'un temps de stationnement limité,aux matières à broyer,dans la chambre de broyage. Dans les matières à traiter, qui se déplacent le long de la pièce rapportée 23,au cours de leur broyage,entre les marteaux 12 et la pièce rapportée 23, atteignent la grille 29, la matière,qui a été broyée à la taille prédéterminée, est retirée du carter par les ouvertures 28 et le conduit 26, et la matière difficile à broyer, qui n'est pas passée à travers l'ouverture 28, est retirée du carter par le conduit 24. De plus, corme l'entrée 25 du ccnduit 24 est située dans la partie inférieure du carter 7, la matière difficile à broyer peut être projetée directement dans ltentrée 25;sous l'effet de la pesanteur et des efforts de percussion qui lui sont appliqués per les marteaux 12. C'est pourquoi, même si ces matières difficiles à broyer sont de poids faible comme les matériaux fibreux par exemple, elles peuvent titre aisément retirées du carter par le conduit 24, de sorte qu'on peut les empêcher, dans la mesure du possible, de demeurer dans le carter pendant une trop longue durée. Bref les matières à traiter, introduites dans le carter 7 par le convoyeur à vis 16, sont toutes retirées de ce carter, dans distinction entre les matières faciles ou difficiles à broyer, et sans leur permettre d'effectuer une révolution complète danse carter0 On se référera maintenant à la figure 3 qui illustre une variante de réalisation du carter de broyeur 7 représenté sur les figures l et 2, ainsi que la construction interne de celui-ci. La paroi périphérique, sensiblement cylindrique, 102, d'un carter 101, est disposée dans le même axe qu'use pièce rapportée 103 sensiblement cylindrique* et un intervalle 105 est ménagé sur tout le pourtour, dans le sens des pièces 104 du marteau rotatif, cet intervalle étant limité par la paroi périphérique 102 et par la pièce rapportée 103. Des ouvertures 106,par lesquelles passent les matériaux à traiter qui ont été broyés à la taille prédéterminée, sont délimitées par la pièce rapportée 103, ces ouvertures 106 étant disposéestsensiblement à égaie distance les unes des autres,sur la totalité de la longueur de la pièce rapportée 103, dans le sens de rotation des marteaux 104.De plus, la surface interne de la pièce rapportée 103 présente des aspérités semblables à celles de la pièce rapportée 23, et qui sont représentées dans les figures 1 et 2. Les marteaux 104 sont disposés de manière sensiblement équidistante autour du bord pêriphé rique d'une pièce verticale en forme de disque 108,montée sur un arbre tournant 107. Entre les extrémités des marteaux 104 et de la pièce rapportée 103, se trouve un intervalle semblable à celui de l'appareil représenté sur les figures 1 et 2. Le dessin de la sortie 109 du convoyeur à vis,et le dessin du conduit 110, d'extraction des matières difficiles à broyer de l'enveloppe 101, sont également semblables à ceux de l'appareil représenté sur les figures 1 et 2. Des conduits 111 et 112 communiquent avec les extrémités inférieures opposées de l'intervalle 105, si bien que les matières broyées, qui passent à travers les ouvertures 106,sont retirées du carter 101,en passant par l'intervalle 105 et par les conduits 111 ou 112. Comme cela est représenté sur la figure 3, les ouvertures 106,largement distribuées dans le sens de rotation des marteaux 104, permettent de frapper efficacement les particules de matière suffisamment broyées, si bien que l'efficacité de broya3e~peut~ê~tre améliorée. Au lieu d'utiliser un moteur électrique 13, des poulies 14 et des courroies de transmission 15, on peut utiliser n'importe quel appareil moteur,tel qu'un moteur à combustion interne ou un moteur à fluide sous pression, et n'importe quel dispositif d'entrainement mécanique tel qu'un dispositif de transmission à channe ou à roue dentée. Ctest pourquoi, on les appellera d'une façon générale : dispositifs d'entrainement pour faire tourner les marteaux. Au lieu du convoyeur à vis 16 et de la trémie 17, on peut utiliser tout mécanisme de transport habituel des particules à traiter. C'est pourquoi ceux-ci seront appelés d'une façon générale : dispositif d'alimentation de matériaux à traiter dans le carter 7 ou 101. A la place des conduits 27, 111 et 112,ou des conduits 24 et 110, on peut utiliser tout mécanisme habituel de transport de particules. C'est pourquoi le premier dispositif cité peut être repéré comme étant le premier dispositif de conduite, et le dernier dispositif cité, comme étant le second dispositif de conduite. Bien entendu, l'invention n'est pas limite à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes sans pour ceia sortir du cadre de l'invention, R E V E N D I C A T I O N C 10) Appareil de broyage par percussion des matières à traitericomprenant une ou plusieurs matières difficiles à broyer, appareil caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe ou carter, plusieurs pièces formant marteaux à l'intérieur de ce carter, ces marteaux étant entraSnés par rotation autour d'un axe sensiblement horizontal,- de manière à appliquer, sous l'effet de leur rotationîdes forces de percussion sur la matière hétérogène à broyer, un dispositif d'entraenement pour faire tourner les pièces formant marteaux, un dispositif d'introduction des matières à broyer dans ltenveloppe ou carter1 un premier conduit permettant de retirer du carter les matières à traiter qui ont été broyées par les marteaux, un second dispositif permettant de retirer de la cage les matières difficiles à broyer, une pièce rapportée faisant sensiblement tout le tour du chemin de rotation des extrémités des marteaux, cette pièce rapportée présentant une surface irrégulière,sen3iblement parallèle à ltaxe de rotation des marteaux et faisant face au chemin de rotation, un dispositif d'ouvertures communiquant avec l'entrée du premier conduit, ces ouvertures étant aménagées pour permettre le passage des seules matières broyées, la. sortie du conduit correspondant à l'extrémité inférieure du chemin de rotation, la sortie du second conduit étant sensiblement contisueau côté arrière de la sortie du dispositif d'alimentation,lorsquton regarde dans le sens de rotation des marteaux, la pièce rapportée se trouvant sensiblement en face du chemin de rotation sur tout le pourtour de celui-ci exception faite de la région où ltentrée du second conduit et le dispositif constituant les ouvertures se trouvent en face du chemin de rotation. 20) Appareil de broyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif constituant les ouvertures de criblage est disposé sensiblement cantre le cssté arrière de l'entrée d second conduit,en regardant dans le sens de rotation des marteaux. 30) Appareil de broyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif constituant les ouvertures de criblage est la pièce rapportée, les ouvertures étant disposées sensiblement. à a gale distance les unes des autres,sur toute la longueur de la piècerapportée, dans le sens de rotation des marteaux, et un espace étant ménagé sur tout le tour du chemin de rotation des marteaux, entre le carter et la pièce rapportée, cet espace communiquant avec l'entrée du premier conduit.