Brevet FR2387765A1 — publié le 19781117

L'invention concerne une presse à cylindres pour le compactage de matériaux à grain fin, avec au moins une alimentation pour le matériau à traiter et au moins une sortie du matériau compacté, les cylindres de la presse étant placés avec un certain écartement l'un de l'autre. Dans de tels dispositifs un matériau à traiter à grain fin est amené dans la fente de laminage par l'effet d'entrarnement des cylindres, qui par exemple dans un laminoir à cylindres lisses se produit par le frottement d'adhésion. Il se produit un compactage avec formation d'agglomérats. La compacité de cet agglomérat est essentiellement déterminée par la granulométrie, la pression de compression et éventuellement la teneur en liant du matériau à traiter. Comme on le sait la vitesse circonférentielle, l'importance de la fente de laminage et l'angle d'entratnement sont, en même temps qu' une alimentation régulière, les grandeurs déterminantes pour le débit d'une presse à cylindres. L'angle d'entratnement des cylindres correspond à un angle que forment deux tangentes menées à ceux des points des pourtours des deux cylindres d'où, en raison du frottement, le matériau à traiter qui se trouve entre les deux cylindres ne peut plus glisser en arrière, mais est entraîné vers la fente de laminage.L'angle d'entratnement détermine donc à chaque fois un point déterminé sur une circonférence de cylindre et ces points ainsi définis sur les deux cylindres d'une paire de cylindres déterminent le début du processus de compactage déterminé par la presse à cylindres, ainsi que le rapport de compactage. Par "rapport de compactage" on entend le rapport entre le volume du matériau en vrac et celui de l'espace de compression lorsque la pression de compactage est maximale, ou, de façon simplifiée, le rapport réciproque entre deux longueurs, à savoir la distance entre les deux points définis par l'angle d'entraînement sur les pourtours des deux cylindres pris en considération et la fente de laminage. Il est gênant pour le processus de compactage que les gaz contenus dans le matériau chargé s'en échappent pendant l'opéra- tion de compression en désagrégeant le courant de matériau dans la zone de la fente de laminage pour le transformer presqu'en lit fluidisé. De ce fait le matériau chargé a tendance, surtout au milieu de la fente de laminage, à revenir en arrière avec les gaz chassés par le compactage, à l'encontre du sens de rotation des cylindres. L'intensité de ce retour en arrière dépend de l'importance de la résistance à l'écoulement dans cette direction et il se produit surtout sur les parcours de compactage courts, c'est-à-dire en général pour de faibles diamètres des cylindres Le débit de la presse à cylindres subit de ce fait une diminution. Une diminution considérable de ce retour et, de ce fait, une amélioration des conditions d'entrainement peut être obtenue par allongement des parcours de compactage. Cela exige cependant, pour une fente de laminage donnée, des diamètres de cylindres relativement grands de sorte qu'on aboutit à des machines relativement lourdes. Il est connu (par exemple DAS I 036 142) que, pour améliorer les conditions d'entraSnement, des dispositifs d'entratnement forcé tels que par exemple des vis sans fin de bourrage, peuvent être prévus ; ils produisent un pré-compactage et un dégazage partiel du matériau introduit. De cette façon, une pression d'amenée plus élevée et constante, doit éviter un retour du matériau et, en conséquence, améliorer le débit. Si les vis sans fin de bourrage fonctionnent de façon satisfaisante, leur utilisation est cependant limitée par les fréquents travaux de réparation et d'entretien auxquels donne lieu le compactage de matériaux fortement abrasifs tels que des minerais, sinon la rentabilité de la presse à cylindres serait fortement diminuée. Ces presses à cylindres comportent donc des inconvénients au point de vue de la technologie et/ou de la rentabilité. Les phénomènes de dégazage au cours du compactage limitent le débit et posent des problèmes qui ne peuvent être résolus de façon entièrement satisfaisante par les moyens connus. L'invention a pour but la création d'une presse à cylindres dont les conditions d'entranement du matériau par les cylindres sont améliorés de façon décisive pour l'obtention d'un débit élevé, qui permette une utilisation économique et n'exige qu'un entretien réduit. Ce problème est résolu par le fait qu'au moins une bande d'entraînement de matériau passe à travers la fente de laminage et qu'elle est chargée, sur une ou les deux faces, par le matériau à compacter provenant d'au moins une alimentation en matériau. La bande d'entraSnement du matériau renforce de façon très.simple l'action d'entralnement des cylindres qui dépend du frottement de l'appariement du matériau en question.L'action d'entrainement peut déjà débuter bien avant la fente de laminage, respectivement le point de départ du compactage défini par l'angle d'entrainement des cylindres. Des avantages particuliers sont obtenus si la bande d'entraSne- ment est chargée sur ses deux faces du matériau à compacter, cependant qu'elle est guidée pour passer approximativement par le milieu de la fente de laminage. La transmission de l'action de transport de la surface du cylindre en rotation, sur laquelle une première couche est entraînée directement par frottement d'adhérence, à des couches plus éloignées de la surface du cylindre en mouvement est due en partie au frottement des grains isolés entre eux, et en partie à la conjugaison de formes dans laquelle la conformation des grains joue également un rôle. Au total, l'effet d'entrainement des cylindres diminue cependant avec l'éloignement croissant de la surface en mouvement, de sorte que c'est précisément au milieu de la fente de laminage que se produit le retour indésirable du matériau amené ou des occlusions de gaz, provoqués par le mouvement des gaz libérés. Une bande d'entrainement de matériau, guidée approximativement par le milieu de la fente de laminage, renforce de ce fait avantageusement par son action d'entrainement, fonction du frottement, l'acheminement du matériau introduit à un endroit qui, sans elle, est critique. il en résulte la possibilité d'augmenter notablement le débit pour une fente de laminage et une pression de compactage inchangées Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, il est prévu, dans la direction des axes des cylindres, plusieurs bandes sans fin pour l'entratnement de matériau, écartées les unes des autres. Cette mesure facilite le dégazage du courant de matériau chargé au cours de l'opération de compactage, dont l'efficience est fonction des conditions d'écoulement auxquelles sont soumis les gaz qui s'échappent au cours du compactage. Les conditions d'écoulement des gaz à l'intérieur du matériau limitent en effet la largeur axiale du courant de matériau amené dans la zone médiane, duquel les gaz s'échappent de préférence dans le sens opposé au sens de rotation des cylindres. Par la disposition selon l'invention de plusieurs bandes d'entratnement qui peuvent être chargées de matériau sur leurs deux faces, il se forme, vu en direction des axes des cylindres, des zones de moindre densité qui s'étendent tout le long du parcours de compactage. Les gaz chassés au cours du compactage s'échappent tout d'abord axialement dans ces zones et sont évacués par la suite dans le sens du mouvement de rotation des cylindres. De cette façon l'opération d'alimentation n'est pas entravée par des gaz qui s'échappent dans le sens opposé au sens de rotation des cylindres. De plus on a-la possibilité de choisir la largeur des cylindres indépendamment des conditions de dégazage. Le matériau chargé, amené dans les zones de densité moindre et insuffisamment compacté, peut être séparé dans un dispositif de triage monté en aval et être ramené dans l'alimentation en matériau pour entre de nouveau comprimé. Selon une autre forme avantageuse de réalisation du dispositif, chaque bande d'entraSnement comporte une alimentation propre en matériau. Cette forme de construction offre la possibilité de réaliser une répartition unciforme de la densité du courant de matériau sur la largeur de la bande d'entratnement du matériau. Cela peut autre réalisé de façon simple par une conformation géométrique appropriée de la trémie d'alimentation. Selon un autre agencement avantageux de l'invention, le dispositif d'alimentation en matériau présente une entrée en forme d'entonnoir et une trémie d'alimentation, la bande d'entrst- nement de matériau étant introduite par une ouverture en forme de fente dans la trémie, au-dessous de l'entrée en forme d'entonnoir. De cette façon la bande d'entratnement peut autre introduite dans la trémie d'alimentation sans gêner l'amenée du matériau d'alimentation. Selon encore un autre agencement avantageux de l'invention, ia bande d'entrainement est pourvue d'évidements. Cette mesure augmente le débit de la presse à cylindres parce que l'action de transport d-e la bande d'entrainement est renforcée. les évidements peuvent par exemple traverser la bande de part en part, de sorte qu'elle ait une structure en forme de grille, la compression s'effectuant dans les interstices de cette bande. Cependant on peut envisager également des évidements purement superficiels, sur l'une ou les deux faces de la bande, leur but étant une augmentation du coefficient de frottement. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, au moins deux bandes d'entralnement de matériau sont guidées à travers la fente de laminage ; elles entourent les cylindres de compression disposés à côté l'un de l'autre et passent de préférence sur des poulies de renvoi. les deux bandes d'entraSne- ment du matériau peuvent constituer par exemple les parois mobiles, formant un angle de faible valeur par rapport à la verticale, d'une trémie de chargement. il se forme de cette façon une section de trémie de chargement qui se rétrécit en continu en direction de la fente de laminage et dont la partie la plus étroite constitue cette fente.Le matériau de chargement est ainsi guidé dès son introduction de façon sare par les deux bandes d'entraSnement de matériau, cependant que peut se produire au cours du processus de compactage un dégazage dans le sens axial. Cette forme de réalisation offre de plus la possibilité de faire varier le rapport de compactage pour certains matériaux, par exemple de matériaux à très forte ou très faible densité apparente. Cela est obtenu, par variation du rapport entre la surface de la section d'alimentation et la surface de la section de la fente de laminage, en réglant de façon appropriée l'écarte- ment horizontal des poulies de renvoi.Vu endirection des axes des cylindres plusieurs paires de bandes dtentratnement peuvent être installées, écartées les unes des autres afin de faciliter le dégazage pendant le processus de compactage. La largeur des bandes d'entraînement devra à nouveau être choisie, en fonction des conditions d'échappement, des gaz contenus dans le matériau meuble en vrac. On obtient ainsi une presse à cylindres avec de grandes possibilités d'adaptation au genre de matériau à comprimer. Enfin, les bandes d'entratnement de matériau peuvent autre lisses et/ou profilées sur leur face dirigée vers le matériau à compacter. il s'offre donc plusieurs variantes pour la configuration du profil de la surface du boudin de matériau qui se forme dans un premier temps lors du compactage. En utilisant des cylindres lisses, on peut presser un boudin qui, selon la disposition de la ou des bandes d'entrainement du matériau, présente, sur l'une ou les deux faces, des entailles, des rainures, ou des profils analogues. On facilite ainsi la fragmentation indispensable du boudin à la suite de l'opération de compression. En même temps un profilage de la partie correspondante de la bande d'entratnement du matériau augmente son action de transport. La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure I représente une vue schématique d'une presse à cylindres selon l'invention. La figure 2 est une vue selon II - II de la presse à cylindres selon l'invention. La figure 3 est une vue de dessus selon III - III de la figure 1 d'une partie de la presse à cylindres selon l'invention. La figure 4 est une vue schématique d'une autre presse à cylindres selon l'invention. la figure 5 est une coupe partielle selon V - V à la figure 4 d'une presse à cylindres selon l'invention dans une représentation très simplifiée. La figure 6 est une vue schématique d'une autre forme de réalisation de la presse à cylindres selon ltinvention. la figure 7 est une coupe à travers une autre presse à cylindres selon l'invention dans une représentation fortement simplifiée. la figure 8 est une vue selon VIII d'une partie de la figure 7 à échelle agrandie. La figure 9 est une coupe selon IX-IX de la figure 8. Dans le détail, les figures 1 à 3 représentent une presse à cylindres 1 selon l'invention avec un conduit d'alimentation 2, disposée à la partie supérieure et équipée d'une entrée en forme d'entonnoir 3. Le conduit d'alimentation 2 présente, immédiatement au-dessous de la partie en entonnoir 3, deux dérivations 4 divergentes qui, par la suite, se rejoignent à nouveau pour former un canal d'amenée 5. A l'intérieur du carter 6, représenté de façon très simplifiée, qui comporte dans sa partie inférieure une sortie du matériau 7, se trouvent les cylindres de compression 8, dessinés en tirets. Le conduit d'alimentation en matériau 2 présente, dans la région au-dessous des dérivations divergentes 4, une ouverture en fente 9 qui s 'étend en direction des axes des cylindres, audessus du milieu de la fente de laminage 10. Par cette ouverture en forme de fente 9 et la sortie 7 du matériau, ainsi que par dessus quatre poulies de renvoi -11, passe une bande sans fin d'entratnement 12 qui traverse la fente de laminage 10 approximativement au milieu de celle-ci. Un convoyeur à bande 13 achemine du matériau 14 à grain fin vers l'entrée en entonnoir 3, d'où le matériau introduit arrive par gravité, en passant par les dérivations 4, dans la zone 15. Dans cette zone 15 débute l'action de la bande d'entrainement de matériau 12, dont la commande se fait par friction dans le sens de la rotation des cylindres de compression 8.Le matériau 14 est introduit et compacté dans la fente de laminage 10, par l'effet d'entratnement des cylindres presse 8 et de la bande d'entrainement de matériau 12. Au cours du compactage il se prpduit axialement un dégazage en direction des flèches 16. En donnant à la largeur 17 de la bande d'entraSnement de matériau 12.des dimensions adaptées aux conditions d'écoulement, il faut veiller à ce que le processus de dégazage axial puisse également s'effectuer dans les régions médianes du courant de matériau. On s'assure de cette façon que le processus d'alimentation n'est pas entravé par des gaz qui s'échappent dans le sens opposé au sens de rotation. Par l'opération de compression il se forme, des deux côtés de la bande d'entrainement de matériau 12, un agglomérat 18 en forme de boudin qui, après avoir passé la sortie de matériau 7, est évacué par deux convoyeurs à bande 19.Pour éviter des adhérences sur la bande 12, peuvent autre prévus des dispositifs détacheurs tels que par exemple, des racleurs 20. la bande d'entraSnement de matériau 12, guidée par commande à friction approximativement au milieu de la fente de laminage 10, renforce de façon favorable l'introduction du matériau dans la fente de laminage 10, de sorte que la pression de compactage, la densité et la quantité de produit débité sont augmentées de façon décisive par rapport aux presses à cylindres conventionnelles sous des conditions inchangées par ailleurs. L'amélioration des conditions d'introduction entre les rouleaux ne change pratiquement en rien les dimensions extérieures de la presse à cylindres. Les figures 4 et 5 montrent une première variante de la presse à cylindres 21 selon l'invention ; elle comporte trois amenées de matériau 2 qui présentent chacune dans la partie supérieure des éléments d'alimentation en forme d'entonnoirs 3 et dans la partie inférieure des trémies d'alimentation 5. Immédiatement au-dessous des éléments d'alimentation 3 en forme d'entonnoir se raccordent des dérivations 4 qui, vu dans le sens de l'écoulement du matériau 14 introduit, divergent et se rejoignent à nouveau en amont des trémies d'alimentation 5. Les cylindres de compression 22 sont logés de façon connue dans un carter 23 qui comporte trois sorties de matériau 7, correspondant aux alimentations respectives. Chacune des alimentations en matériau 2 est caractérisée par une ouverture 9 qui s'étend, au-dessous des dérivations divergentes 4, en direction des axes des cylindres, à peu près au-dessus du milieu de la fente de laminage. Par les ouvertures 9 et les sorties 7 du matériau des alimentations en matériau 2 est guidée, à chaque fois, une bande d'entrainement de matériau 12, de façon analogue à celle de la forme de réalisation décrite en référence aux figures 1, 2 et 3. Le matériau 14, amené par le convoyeur à bande 13 aux alimentations 2 correspondantes, est entrané par la bande d'entratnement 12 et les cylindres de compression 22 dans la fente de laminage 10 où il est compacté ; les gaz chassés par l'opération de compactage sortant tout d'abord parallèlement à l'axe, sont évacués par la suite dans le sens de la rotation du cylindre. L'agglomérat 18 en forme de boudin qui s'est formé au cours du compactage est détaché par des moyens appropriés de la bande d'entraSnement 12 après avoir franchi la sortie de matériau 7 et il est évacué par des convoyeurs à bande 24, disposés des deux côtés. L'écartement axial 25 des bandes d'entrainement 12 du matériau sera choisi rationnellement de façon telle, qu'un dégazage non-entravé soit assuré au cours du compactage. L'avantage particulier de la conformation selon l'invention consiste en ce qu'on peut utiliser également avec une bonne efficacité, des cylindres de compression de grande longueur axiale pour des opérations de compression. Le dispositif selon l'invention à plusieurs bandes d'entrainement du matériau 12 constitue donc une autre mesure qui augmente le débit, dans le sens du problème qui est à la base de l'invention. la figure 6 représente une autre variante de la presse à cylindres selon l'invention, qui se compose d'une alimentation en matériau 2 comportant l'entrée en forme d'entonnoir 3, la trémie d'alimentation 5, les cylindres de compression 26, le carter 27 et la sortie du matériau 7. Les cylindres de compression 26 sont entourés chacun d'une bande sans fin d'entrainement de matériau 12, guidés par des poulies de renvoi 28 qui sont disposées à une certaine distance au-dessus des cylindres de compression 26. les deux bandes d'entraSnement du matériau 12 constituent deux des quatre parois d'une goulotte d'alimentation 29 dont la section diminue en continu jusqu'à la fente de laminage 10. Gracie à ces mesures propres à l'invention, le matériau 14, amené par un convoyeur à bande 13 à l'organe d'alimentation en forme d'entonnoir 3, est déjà saisi et précompacté de façon sûre bien avant la fente de laminage. Outre lue guidage sar du courant de matériau, ce dispositif présente l'avantage que par un simple décalage horizontal des poulies de renvoi 28 en direction des flèches 30, le rapport de compression peut autre modifié dans certaines limites. Des avantages. particuliers sont également obtenus avec cette forme de réalisation selon l'invention Si plusieurs de ces paires de bandes d'entraînement de matériau 12, disposées face à face, sont prévues avec un écartement l'une de l'autre. En ce qui concerne le choix de l'écartement des bandes l'une de l'autre s'applique ce qui a été déjà dit dans ce qui précède. En tant qu'autre forme de réalisation, non représentée dans les dessins, présentant les mêmes avantages que le dispositif de la figure 6, on peut imaginer une presse à cylindres dont les cylindres sont superposés. la presse à cylindres selon l'invention représentée de façon très sim,plifiée sur la figure 7 comporte une bande d'entrainement de matériau 12 à évidements 31 qui traversent de part en part, la bande d'entrainement qui est appliquée, dans la fente de laminage 10, par ses faces dirigées vers le matériau à compacter, contre la surface des enveloppes des cylindres. Le processus de compression a lieu dans les évidements 31, représentés de façon plus détaillée dans les figures 8 et 9. Dans ce cas également on doit assurer un dégazage suffisant par un choix approprié de la largeur 32. La matière dont est constituée la bande d'entraPnement de matériau doit être choisie en fonction des sollicitations mécaniques auxquelles donne lieu dans chaque cas particulier le matériau à compacter. Des bandes métalliques, lisses ou profilées, qui passent comme bandes sans fin sur des poulies de renvoi, ce qui facilite leur échange, sont particulièrement indiquées. Une bande à évidements 31 qui traversent de part en part, telle que représentée dans les figures-7 à 9, peut autre constituée en bande à maillons dont les maillons individuels sont reliés par des articulations 33 qui assurent leur mobilité et qui passent sur des rouleaux à pointes qui provoquent également l'éjection des agglomérats formés dans les évidements. D'autres variantes, tant en ce qui concerne l'agencement constructif de la bande d'entranement de matériau que la disposition des bandes ou de la bande dans la fente de laminage sont concevables sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Presse à cylindres pour le compactage de matériaux à grain fin, comportant au moins une alimentation pour le matériau à compacter et au moins une sortie pour le matériau compacté, les cylindres de la presse étant montés écartés l'un de l'autre, caractérisée en ce qu'à travers la fente de laminage (10) est guidée au moins une bande d'entraSnement de matériau (12), chargée sur l'une ou ses deux faces de matériau à compacter qui provient d'au moins une alimentation en matériau (2). 2. Presse à cylindres selon la revendication 1, caractérisée en ce que plusieurs bandes sans fin d'entratnement de matériau (12) sont guidées à travers la fente de laminage (10) et que -vu en direction des axes des cylindres - elles sont écartées l'une de l'autre. 3. Presse à cylindres selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'à chaque bande d'entrainement du matériau (12) est associée une alimentation en matériau (2). 4. Presse à cylindres selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'alimentation en matériau (2) présente une entrée en forme d'entonnoir (3) et une goulotte d'amenée (5), la bande d'entrainement du matériau (12) étant introduite au-dessous de l'élément d'entrée en forme d'entonnoir (3). 5. Presse à cylindres selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la bande d'entratnement de matériau (12) est une bande sans fin, passant sur des poulies de renvoi (11). 6. Presse à cylindres selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en coque la bande d'entratnement du matériau (12) comporte des évidements (31). 7. Presse à cylindres selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 5 ou 6, caractérisée en ce qu'au moins deux bandes dssentraînement de matériau sont guidées à travers la fente de laminage (10), qu'elles entourent les cylindres de presse (8) et qu'elles passent sur des poulies de renvoi (28). 8. Presse à cylindres selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bandes d'entratnement de matériau (12) sont lisses et/ou profilées sur leur face tournée vers le matériau à compacter.