Brevet FR2288554A1 — publié le 19760521

L'invention concerne les broyeurs tubulaires eSEec- tuant le broyage à sec de matière granuleuse et comportant un ou plusieurs compartiments contenant des masses de broyage et, situé en aval du ou de ces compartiments, un compartiment relativement court, limité vers l'aval par un anneau de retenue présentant-une ouverture centrale, et vers l'amont par un diaphragme de tamisage empêchant le passage des masses de broyage, mais permettant à la matière broyée et fluidisée de s'écouler du compartiment de broyage vers le compartiment court et inver- sement, ce dernier compartiment assumant la fonction de réservoir de cette matière. Un compartiment court de ce type, de conception récente, améliore le fonctionnement des appareils effectuant le broyage à sec de matériaux grossiers, notamment de clinker de ciment. Ce compartiment court est disposé de manière à contenir un bain permanent de matière broyée dans le eompartlment de - broyage situé en amont. Ce compartiment court ne comporte pas d'élément d'élévation ou autre empêchant la formation-et le maintien d'un bain de matière fluidisée de profondeur convenable. Par contre, il comporte un élément central conçu pour décharger la matière dans le compartiment de broyage ou pour la faire sortir du broyeur. Cet élément central peut comporter des godets dont les extrémités sont placées à une distance de la paroi du broyeur qui permet le maintien du bain au-niveau souhaité. Le bain de matière fluidisée,lorsqu'il est présent dans le compartiment de broyage, diminue de manière amportante l'usuire du revetement du broyeur et des masses de broyage et-il en liore l'efficacité mesurée sous la forme d'énergie consommée. De plus, il entraîne une diminution au bruit classique de broyage, de manière que le procédé puisse se dérouler en produisant un bruit de niveau inférieur à celui antérieurement considéré comme acceptable lorsque ltefficacité du broyage est optimale. fla dimension de l'ouverture centrale de l'anneau de retenue et, dans une certaine mesure,du dispositif central à godets constitue un facteur determinant de la profondeur rebelle du bain de matière fluidisée dans le ou les compartiments -de broyage, ce qui, dans certains cas, peut être un inconvénient. La dimension de ltouverture centrale est souvent déterminée en fonction de la profondeur souhaitée de la charge du compartiment aval de broyage, ou bien en fonction de ltorifice de décharge passant dans un tourillon évidé. Cette dimension dépendu volume d'air de ventilation devant passer dans le broyeur. Il est-donc difficile de concevoir une ouverture centrale d'un anneau de retenue répondant aux critères correspondant au premier ou unique compartiment de broyage. De plus, dans le cas dtun broyeur à plusieurs compartiments,dans lequel le compartiment court est disposé entre deux compartiments de broyage, l'ouverture centrale de l'anneau de retenue peut entraîner des difficultés de fonctionnement de l'appareil car, lors de leurs mouvements de culbute se produisant- pendant la rotation du broyeur, les masses de broyage du compartiment aval peuvent passer dans letcompartiment court, duquel - dans le cas des broyeurs classiques, ils ne peuvent Btre ramenés dans le compartiment de broyage, car les éléments d'élévation constituant le dispositif de décharge sont trop courts pour les prélever. On a tenté d'empêcher les masses de broyage de revenir du compartiment aval de broyage en montant sur l'anneau de retenue un crible grossier ou un écran dépassant dans ce compartiment aval et constituant un obstacle pour ces masses. Cependant, dans certains cas, par exemple lorsque les masses mises-en oeuvre sont très petites, il peut Btre difficile de les empêcher de passer dans les compartiments courts tout en permettant un passage libre de la matière broyée et de l'air de ventilation dans le broyeur. L'invention concerne un broyeur perfectionné du type mentionné ciwdessus , permettant dtéliminer les inconvénients décrits et présentant certains avantages concernant le transport de la matière broyée. les avantages du broyeur selon ltinvention proviennent de la mise en place, dans le compartiment court, d'une plaque intermédiaire comportant un ou quelques trous éloignés de la paroi périphérique du broyeur et correspondant au niveau souhaité de la matière fluidisée, de manière à diviser le compartiment court en un tronçon supérieur ne comportant pas d'élément d'élévation et en un tronçon inférieur qui, par contre, en comporte, afin qu'il soit possible de faire passer totalement le contenu du tronçon aval dans un compartiment aval de broyage ou hors du broyeur. La plaque intermédiaire constitue ainsi un élément de retenu placé à l'intérieur du compartiment court et divisant ce dernier en un premier tronçon pouvant assumer la fonction de réservoir de la matière broyée fluidisée et en un second tronçon comportant un dispositif à godets ou un élévateur qui permet de déchargei ans le compartiment aval de broyage la matière et les masses de broyage pouvant avoir passe accidentelle- ment de ce compartiment aval dans le compartiment court. De plus,- il est avantageux que le dispositif à godets soit placé à une certaine distance du diaphragme de tamisage,afin que la totalité de la surface ce dernier assure sans difficulté le passage de la matière broyée et de l'air de ventilation. Les broyeurs classiques sont conçus de manière que le court dispositif à godets soit éloigné du diaphragme de tamisage, par exemple à l'aide d'une plaque centrale pleine. Dans le cas contraire, les mouvements de culbute de la matièré provoquent son élévation et risquent de la faire partir directementdu compartiment amont de broyage par la zone centrale du diaphragme parcourue par le dispositif à godets. Le maintien du bain de matière fluidisée dans le compartiment court et, par conséquent, dans le compartiment amont de broyage est alors compromis. Le broyeur selon l'invention est conçu de manière qu'il soit possible de fixer la profondeur du bain indépendamment de ltouverture centrale de anneau de retenue ou d'une ouverture de sortie ménagée dans un tourillon évidé. Il est avantageux que l'anneau de retenue, qui constitue lrextrémité aval du compartiment court, soit fixé à l'enveloppe du broyeur, alors que le diaphragme de tamisage, constitué avantageusement dSun certain nombre de secteurs, et la plaque intermédiaire sont fixés à cet anneau à l'aide d'organes d'espa cément. L'ataleau de retenue, généralement de construction robuste, comporte un revêtement résistant à l sure et qui,dans les conditions normales de travail, ne nécessite pas d'opération régulières d'entretien, contrairement au diaphragme de tamisage. Il est alors avantageux que le remplacement de pièces de ce diaphragme ou de certaines de ces pièces soit aisé, de manière que cette opération puisse Astre effectuée le plus rapidement possible. Cependant, il peut également être nécessaire, au moins pendant la mise en marche des broyeurs, de régler la plaque intermédiaire, ctest-à-dire de régler les ouvertures de cette plaque de manière que le niveau du bain de matière fluidisée se - d le trouvànt dan t tronçon amont du compartiment court atteigne une hauteur correspondant au meilleur fonctionnement possible du broyeur pour le moindre court, Il est avantageux, également pour cette raison, que le diaphragme de tamisage et la plaque intermédiaire puissent être démontés rapidement et de manière simple. Lorsque le broyeur est du type à compartiment unique, l'anneau de retenue peut être constitué par la paroi extrême de sortie de l'appareil. Cette paroi est disposée de manière que la matière sorte en passant dans un tourillon évidé. En plus de la ou des ouvertures de décharge, la plaque intermédiaire peut comporter une ouverture centrale aboutissant directement dans -un compartiment aval de broyage ou à la sortie du broyeur. Cette ouverture centrale permet d'éviter le remplissage excessif anormal du compartiment amont de broyage par de lalmatière broyée lorsque, en raison du débit de matière alimentant le broyeur ou d'autres conditions, le dispositif de décharge du compartiment court est incapable dgévacuer la totalité du produit obtenu. La plaque intermédiaire peut également comporter un organe central se présentant sous la forme d'un écran et dépassant vers lrouverture centrale de anneau de retenue de manière à assumer une fonction de guidage de la matière queles éléments délévation du tronçon aval du compartiment court font passer dans un compa-rtiment aval de broyage ou dans l'orifice de sortie du broyeur. La surface de guidage facilite le vidage du tronçon concerné et elle constitue un obstacle empêchant les masses de broyage de passer du- compartiment - aval de broyage dans le compartiment court Cependant, certaines de ces masses peuvent passer accidentellement dans le tronçon aval du compartiment court. Les éléments d'élévation les ramènent immédiatement dans le compartiment aval de broyage. De plus, cette surface empêche les éléments d1 éléva tien de ramener directement ou indirectement les masses de broyage dans le tronçon amont du compartiment court. Par conséquent, le compartiment court peut Qtre maintenu totalement exempt de toute accumulation de masses de broyage, ce qui constitue un avantage important, car dans le cas contraire, ces masses doivent être retirées régulièrement et nécessitent donc des arrêts fréquents du broyeur. Selles ne sont pas retirées, elles provoquent une usure importante des éléments constituant le tronçon court et risquent d'empêcher l'écoulement de la matière dans le broyeur. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe axiale, dans un plan vertical, de l'extrémité d'entrée, du premier compartiment de broyage et du compartiment court d'un broyeur à compartiments multiples selon l'invention les figures 2A et 2B sont dès coupes transversales suivant la ligne 11-11 du broyeur représenté sur la figure 1 et d'une variante ; les figures 3A et 3B sont des coupes transversales suivant la ligne III-III du broyeur représenté sur la figure 1 et d'une variante ; et les figures 4A et 4B sont des coupes transversales suivant la ligne IV-IV du broyeur de la figure 1 et d'une variante. Le broyeur 1 selon l'invention comporte au moins deux compartiments 2 et 3 de broyage et des tourillons évidés 4 qui constituent une entrée pour la matière à broyer et une sortie pour la matière broyée (l'extrémité de sortie n'étant pas représentée sur les figures). Les tourillons 4 reposent sur des paliers fixes 5. Le broyeur 1 comporte également un revêtement 6 d'une grande résistance à l'usure.Les compartiments 2 et 3 de broyage sont séparés par un compartiment court 7 compris entre un diaphragme 8 de tamisage et une bague 9 de retenue qui présente une ouverture centrale 11 et est recouverte d'un revetement 10 de grande résistance à l'usure. Le compartiment court comporte également une plaque intermédiaire 12 pouvant comporter un certain nombre de trous 13 ou une ouverture unique et annulaire 14 par laquelle la matière en excès s'écoule, comme représenté sur les figures 3A et 313. De plus, la plaque intermédiaire comporte un écran 15 présentant une ouverture centrale 16 de décharge. Le tronçon du compartiment court compris entre la plaque intermédiaire 12 et anneau 9 de retenue comporte des éléments courbes 17 ou droits 18 d'élévation, comme représenté sur les figure * A et 2B. Les éléments droits sont avantageux, car ils permettent au broyeur de tourner dans le sens des aiguille d'une montre ou dans le sens opposé, lorsque cela est nécessaire, par exemple pour diminuer l'usure. Les figures 4A et 4B représentent deux variantes du-diaphragme 8 de tamisage. Ce dernier peut comprendre des secteurs 19 qui comportent des fentes d'une certaine forme, ou bien des secteurs 20 comportant des fentes différentes descelles des pré- - cedents.Lorsque le broyeur fonctionne, un matériau grossierest introduit par le tourillon évidé 4 dans le compartiment 2 où une charge de masses de broyage le transforme en particules d'une finesse leur permettant de passer par les fentes du diaphragme 8 dans le tronçon amont du compartiment court 7. Pendant l'agitation violente de la charge, le produit ainsi broyé est fluidisé par l'air et s'écoule en se comportant comme un liquide, de manière que la matière ayant -passé le diaphragme forme, dans le tronço-n amont du compartiment court, un bain présentant une surface approximativement horizontale même lorsque le broyeur tourne. La matière de ce bain peut de nouveau traverser le diaphragme et revenir dans le compartiment 2 de broyage de manière à former et à maintenir un bain correspondant à la partie inférieure de la charge des masses de broyage et du matériau grossier élevés dans ce compartiment. Le trop-plein de la matière broyée constituant le bain du tronçon amont du compartiment court s'écoule par les trous 13 ou 14 de la plaque intermédiaire dans le tronçon aval de ce compartiment court. Les éléments 17 ou 18 d'élévation le font ensuite passer de ce compartiment court dans le compartiment 3 de broyage par l'ouverture centrale 11 de anneau 9 de retenue. Ce tronçon aval du compartiment court est constamment plus ou moins vide, alors que le tronçon amont contient un bain duquel seule là matière en excès s'éçoule par les trous 13 ou 14. Ce dernier bain nepeut donc entre détruit par les éléments d'élévation. Ces éléments 17 ou 18 ramènent automatiquement dans le compartiment aval de broyage les masses introduites accidentellement dans le tronçon aval du compartiment court, de manière à interdire toute accumulation de ces masses dans ce dernier. 1l va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au broyeur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Broyeur tubulaire destiné au broyage à sec d'une matière granuleuse, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs compartiments contenant des masses de broyage, et un compartiment relativement court, situé en aval du premier ou seul compartiment de broyage, et limité en aval par un anneau de retenue qui présente une ouverture centrale, et en amont par un diaphragme de tamisage qui retient les masses de broyage, mais qui permet à la matière broyée et fluidisée de s'écouler du compartiment amont de broyage vers ce compartiment court et vice versa, ledit compartiment court étant divisé par une plaque inter médiaire présentant un ou quelques trous deye$igoignés de la paroi périphérique du broyeur et occupant des positions correspondant au niveau souhaité de la matière fluidisée, cette plaque intermédiaire divisant le compartiment court en un tronçon amont ne comportant pas d'élément d'élévation et et en un tronçon aval comportant de tels éléments qui le vident à peu près totalement de son contenu en faisant passer ce dernier dans un compartiment aval de broyage ou en le faisant sortir du broyeur. 2. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de retenue, -qui limite le compartiment court en aval, est fixé à l'enveloppe du-broyeur et supporte le diaphragme-- de tamisage et la plaque intermédiaire à l'aide d'organes d'espacement. 3. Broyeur selon ltune des revendications t et 2, caractérisé en ce qu'il ne comporte qurun seul compartiment de broyage, la paroi extrême de sortie du broyeur formant l'anneau de retenue et étant réalisée de manière que la matière broyée s'écoule par un tourillon évidé. 4. Broyeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque intermédiaire comporte, en plus du ou des trous de décharge, une ouverture centrale aboutissant directement dans un compartiment aval de broyage ou à la sortie du broyeur. 5. Broyeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque intermédiaire comporte un organe central se présentant sous la forme d'un-écran dépassant vers ltouverture centrale de l'anneau de retenue et assumant la fonction de surface de guidage pour la matière que les éléments d'élévation du tronçon aval du compartiment court dirigent vers un compartiment aval de broyage ou vers la sortie du broyeur.