Brevet FR2424065A1 — publié le 19791123

La présente invention concerne un perfectionnement aux broyeurs à cuve tournante d'axe vertical et à galets à suspension pendulaire et pressés contre le matériau à broyer par des vérins. De tels broyeurs sont utilisés pour pulvériser des produits qui se présentent à l'état initial sous forme de grains irréguliers, notamment du charbon. Les galets tournants, portés par des axes oscillants, écrasent les grains sur un chemin de roulement qui peut être le pourtour incliné vers l'axe d'une cuvette rotative, ou le pourtour d'un disque plan, ou un demi-tore. Les grains sont amenés sur le chemin de roulement soit dans la zone centrale de la cuvette ou du disque, d'où ils passent sous l'effet de la force centrifuge sous les galets, soit en un ou plusieurs points du chemin de roulement entre les galets. Les galets, en nombre variable, par exemple trois à 1200 l'un de l'autre, ont leur axe articulé, de sorte qu'ils sont généralement appelés galets pendulaires. Leur action pour pulvériser les grains est obtenue par une charge constituée de leur propre poids et d'une charge complémentaire qui le plus couramment est obtenue par des ressorts. Les applications industrielles conduisant à des broyeurs de plus en plus puissants, les ressorts sont remplacés dans les plus gros broyeurs par des vérins hydrauliques ou pneumatiques. Des vérins électromécaniques pourraient aussi être utilisés. Les galets pendulaires à ressorts ou à vérins n'ont cependant qu'une loi de variation de la pression sur le matériau à broyer en fonction de leur position bien définie, soit proportionnelle à la course du galet dans le cas d'un ressort, soit constante dans le cas d'un vérin. Or il serait souvent avantageux de faire varier la pression du galet sur le matériau à broyer, soit selon une loi bien déterminée pour obtenir une finesse déterminée du produit pulvérulent, soit pour compenser une variation de débit du produit arrivant dans le broyeur ou une variation de qualité de ce produit en cours de broyage. Par ailleurs, en cas d'arrêt du broyeur en cours de fonctionnement, la remise en marche risque de détériorer le mecanisme d'entraînement de celui-ci du fait de la pointe de puissance qu'elle entraine, la seule solution pour éviter tout incident étant de vider le broyeur avant de le remettre en marche. La présente invention a pour but de permettre de faire varier la pression dc3 galets en cours d'opération suivant toute loi désirable, en fonction des caractéristiques du matériau à traiter et de celles à obtenir pour le produit broye, ainsi que de faire varier le débit ou les qualités du matériau à broyer sans arrêter le broyeur, et enfin de remettre en marche sans risque de détérioration un broyeur plein de produit, éventuellement en cours de broyage, toutes ces opérations pouvant être commandées à distance et les paramètres de réglage (pression sur les galets et position de ceux-ci) pouvant être signalés à distance. Le perfectionnement selon l'invention est caractérisé en ce que les vérins sont reliés à un circuit de réglage et de contrôle permettant de modifier la pression des galets en fonction du matériau à broyer ou selon une loi prédéterminée au cours du broyage d'un matériau donné. Il comporte en outre de préférence au moins l'une des caractéristiques suivantes - Les vérins sont des vérins hydrauliques, et leur circuit de réglage et de contrôle comprend un réservoir de fluide hydraulique, une centrale de pompage, une vanne de réglage de la pression du fluide en aval de la centrale de pompage, un distributeur en aval de la vanne de réglage, permettant de relier la centrale de pompage à une chambre de commande de chaque vérin, ou ladite chambre au réservoir de fluide pour la décompression, un capteur de la pression du fluide entre le distributeur et la chambre de commande de chaque vérin, un capteur de la position de chaque vérin, un organe de commande du distributeur, un organe de commande de la vanne de réglage de la pression, et un dispositif de régulation sensible aux indications des capteurs et agissant sur lesdits organes de commande selon une loi prédéterminable de variation de la pression. - Il comprend en outre un deuxième distributeur permettant de relier la centrale de pompage à la seconde chambre de chaque vérin ou d'interrompre cette liaison, un organe de commande dudit. deuxième distributeur relié au dispositif de régulation, et un conduit de retour de la seconde chambre de chaque vérin audit réservoir de fluide. - Il comprend en outre, sur le conduit de retour de la seconde chambre de chaque vérin au réservoir de fluide, un troisième distributeur permettant de fermer le conduit de retour de la seconde chambre de chaque vérin au réservoir de fluide et d'appliquer ainsi la pression en sens contraire sur le vérin en vue de soulever le galet. L'invention s'étend encore à l'application aux broyeurs perfectionnés tels que définis ci-dessus, à circuit hydraulique de réglage et de commande, de dispositifs d'alarme et d'arrêt sensible aux indications de manomètres branchés sur ledit circuit hydraulique entre le premier distributeur et les chambres de commande des vérins. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence à la fig7Pe unique du dessin annexé, un galet à suspension pendulaire de broyeur à cuve tournante pour pulvérisation de charbon, le vérin de mise en pression de ce galet et le circuit de commande de ce vérin. Le broyeur est un broyeur à cuve tournante 1 d'axe de rotation 2 et à rebord incliné 3. Le galet tronconique 4, en métal dur, par exemple en fonte au nickel, est porté par l'axe 4A pivotant autour d'une articulation 5. Il ne vient pas au contact du chemin de roulement 3, également en fonte au nickel, un certain écartement étant laissé pour le passage du charbon en cours de broyage tombant sur la cuve tournante au voisinage de l'axe 2. L'extrémité 6 de l'axe est articulée sur la tige 7 d'un vérin à double effet 8, à piston 9. Le fluide de commande du vérin, provenant d'un réservoir 10, est mis en circulation par une centrale de pompage 11, reliée par la tuyauterie 12 au réservoir. Il est refoulé par la tuyauterie 13 vers le distributeur 14 à 3 positions A, B, C. Ce dernier dirige le fluide de commande vers la chambre 29 du vérin lorsqu'il est dans la position référée A. Le distributeur auxiliaire ilIA à deux positions D, E, disposé sur une dérivation de la tuyauterie 13 allant vers la seconde chambre 30 du vérin, est alors dans la position de fermeture repérée E. Lorsque le distributeur 14 est dans la position repérée B, correspondant à un fonctionnement stable du vérin, la communication de la tuyauterie 13 avec la chambre 29 est coupée. Le fluide de la tuyauterie 13 peut retourner vers le réservoir, en passant par la chambre opposée 30 du vérin, par l'intermédiaire du deuxième distributeur 11IA, alors en position D d'ouverture. La pression de fluide est réglée par un régulateur 15, qui agit en déverseur vers le réservoir 10, sous l'effet d'un servomoteur 16, relié par le câble de commande 17 à 1' ensemble de contrôle et régulation 18. Ce dernier peut être réglé manuellement pour imposer la loi de variation de la pression du fluide désirée. Cette pression peut soit être fixée à une valeur constante, soit varier proportionnellement à la course du piston, soit varier suivant toute autre loi simple ou complexe, par exemple une variation proportionnelle jusqu'à une valeur maximale, qui est alors maintenue constante, soit une variation exponentielle avec limitation à une valeur asymptotique, soit une variation parabolique, etc..., selon les propriétés du produit brut ou broyé, son calibre, son humidité, sa friabilité, sa teneur en cendres, sa teneur en matières volatiles. L'ensemble de contrôle et de régulation 18 est relié par un câble 19 à un capteur 20 de la pression du fluide hydraulique en aval du distributeur 14. Des mano-contacts 37, 38, à pression maximale et à pression minimale, reliés à un dispositif d'alarme et d'arrêt 39, assurent l'arrêt du broyeur lorsque la pression dépasse les limites supérieure ou inférieure fixées. Il est aussi relié par un câble 21 à un capteur 22 de la position de la tige du vérin. Il commande en outre par les câbles 23 et 23A les servo-moteurs 24 et 24A de commande des inverseurs 14 et IXIA. Le distributeur 14 comporte une troisième position C, pour laquelle il relie la chambre 29 du vérin au réservoir 10 par une tuyauterie 13A en parallèle avec la tuyauterie 13 de refoulement de la centrale de pompage, et permettant de faire descendre la pression dans la chambre 29 du vérin, pour réduire la charge sur les galets ou à la fin du broyage par exemple. En aval du distributeur 14, la canalisation 25 passe par un étranglement réglable de limitation de débit 26 couplé avec un clapet anti-retour 26A, qui permet d'éviter les chutes brutales de pression. En aval de celle-ci, un accumulateur pneumatique en dérivation 27 assure la stabilisation de la pression, en amortissant élastiquement ses oscillations dues par exemple au passage de grains plus durs sous le galet. Le circuit de retour du fluide au réservoir, correspondant à la position D du distributeur 14A, est le suivant. Ce distributeur est relié par la canalisation 28 à la chambre 30 du vérin, où la circulation de fluide permet de refroidir la tige du piston. De la chambre 30, une autre canalisation 31 mène au distributeur 32, susceptible de prendre deux positions F et G. En position F, le circuit de fluide est établi et ce dernier retourne par les canalisations 33 et 34 au réservoir 10. En position G, le circuit de fluide est coupé, ce qui permet de faire agir la pression du fluide en sens inverse, de façon à soulever le galet pour l'échanger ou procéder à un contrôle ou une réparation. Le distributeur 32 est également commandé par un servo-moteur 35 relié à l'ensemble de contrôle et régulation 18 par le câble 36. Bien entendu le circuit de fluide hydraulique peut comprendre aussi des organes de signalisation ou d'alarme, indiquant par exemple ltécartement entre le galet et son chemin de roulement. Bien qu'il n'ait été représenté sur la figure qu'un seul galet et un seul vérin, on comprendra qu'un broyeur comporte en général plusieurs galets, à chacun desquels est associé un vérin, chacun des vérins étant relié en parallèle avec les autres au circuit de commande qui vient d'entre décrit. En outre, diverses modifications peuvent âtre apportées au broyeur qui vient d'âtre décrit sans sortir du cadre de l'invention, eepçains de ses organes pouvant être remplacés par d'autres qui joueraient un rôle technique analogue. En particulier, le broyeur peut être-à cuve plane ou torique et le galet cylindrique ou sphérique ; le vérin peut être pneumatique ou électromécanique. L'ensemble de contrôle et régulation peut etre réglé automatiquement en fonction de variables définissant la qualité du matériau à broyer : grosseur initiale de particules, taux d'humidité, etc.. ou au contraire de la finesse du produit broyé. Le broyeur de l'invention s'applique en premier lieu au broyage du charbon en vue de l1alimentation de chaudières à charbon pulvérisé, mais il conviendrait aussi pour le broyage d'autres minéraux, tels que les phosphates. REVENDICATIONS 1/ Perfectionnement aux broyeurs à cuve tournante d'axe vertical et à galets à suspension pendulaire et pressés contre le matériau à broyer par des vérins, caractérisé en ce que les vérins sont reliés à un circuit de réglage et de contrôle permettant de modifier la pression des galets en fonction du matériau à broyer ou selon une loi prédéterminée au cours du broyage d'un matériau donné. 2/ Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vérins sont des vérins hydrauliques (8), et en ce que leur circuit de réglage et de contrôle comprend un réservoir de fluide hydraulique (10), une centrale de pompage (11), une vanne (15) de réglage de la pression du fluide en aval de la centrale de pompage, un distributeur (14) en aval de la vanne de réglage permettant de relier la centrale de pompage à une chambre de commande (29) de chaque vérin, ou ladite chambre au réservoir de fluide pour la décompression, un capteur (20) de la pression du fluide entre le distributeur et la chambre de commande de chaque vérin, un capteur (22) de la position de chaque vérin, un organe de commande du distributeur (24), un organe de commande de la vanne de réglage de la pression (16) , et un dispositif de régulation sensible aux indications des capteurs et agissant sur lesdits organes de commande selon une loi prédéterminée de variation de la pression. 3/ Perfectionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un deuxième distributeur (14A) permettant de relier la centrale de pompage à la seconde chambre de chaque vérin ou d'interrompre cette liaison, un organe de commande (24A) dudit deuxième distributeur relié au dispositif de régulation, et un conduit de retour (3t, 33) de la seconde chambre de chaque vérin audit réservoir de fluide. 4/ Perfectionnement selon la revendication 3,caractérisé en ce qu'il comprend en outre sur le conduit de retour de la seconde chambre de chaque vérin au réservoir de fluide un troisième distributeur (32) permettant de fermer le conduit de retour de la seconde chambre de chaque vérin au réservoir de fluide et d'appliquer ainsi la pression en sens contraire sur le vérin en vue de soulever le galet. 5/ Application aux broyeurs perfectionnés selon l'une des revendications 2 à 4, de dispositifs d'alarme et d'arrêt (37, 38, 39) à pression maximale et minimale sensibles aux indications de manomètr branchés sur le circuit de réglage et de contrôle, respectivement entre la centrale de pompage et le premier distributeur et au voisinage des chambres de commande des vérins.