Brevet FR2423263A1 — publié le 19791116

La présente invention concerne une machine à broyer rotative à couteaux? noAaaEment pour la récupération des métaux, meme tenaces. y,orsque l'on veut récupérerla- métaiflontenu dans un objet constitué de plusieurs matières différentes; par exemple non limitatif, un câble électrique, il est commode de diviser finement cet objet en petits granulès. Les granulés ainsi obtenus sont séparés rapidement par des machines à trier grâce à leur dif férence de densité. On évite ainsi les importantes pollutions dues aux techniques de brûlage ou de fusion tout en conservant à la matière traitée toutes ses caractéristiques initiales. Actuellement, on effectue cette granulation avec des broyeurs rotatifs à couteaux. La vitesse de rotation de ces broyeurs est très rapide et par suite, le niveau sonore de ces broyeurs est très élevé, insupportable même. Les lames couteaux sont généralement constituèes par des pièces très longues et étroites comportant de nombreux trous oblongs pour le réglage et la fixation. Chaque affumage réduit la largeur de la lame, par conséquent il faut à chaque remontage avancer et régler la position du tranchant. A chaque affûtage il faut démonter ps remonter de nombreux boulons de fixation, D'autre part, les lames s'usant très vite , on conçoit que les frais dtexplpitation soient très élevés. La présente invention a pour but de réaliser une machine à broyer les mentaux évitant ces inconvénients. Le niveau sonore est très réduit. Les lames couteaux résistent beaucoup plus longtemps. Les métaux durs et tenaces peuvent étre broyés en granulés; à titre d'exemple non limitatif, le câble porteur acier des lignes électriques haute tension. La machine suivant l'invention comporte une partie tournante I, tournant autour d'un axe O et armée sur sa périphérie de lames couteaux tranchantes 2. La matière est cisaillee par écrasement entre les lames couteaux 2 de la partie tournante I et une ou plusieurs lames couteaux 3 solidaires de la partie supérieure du bâti 4. Sur la partie inférieure du bâti 5 une grille perforèe 6 retient la matière imbroyèe et laisse passer les granulés dont le calibre est inférieur au diamètre des perforations 7 de la grille 6, Fig: I. Suivant une caractéristique supplèmentaire de l'invention, chaque lame couteau 2 comporte une face en dépouille 9 formant avec le plan tangent au cercle décrit par l'arète de coupe IO des couteaux 2 un angle dièdre a'une valeur de 50 à 350 et de préférence moyenne de 150 et une face d'attaque 8 formant avec la face en dépouille 9 un angle dièdre d'une valeur voisine ou supérieure à 900 et une arète de coupe 10 parallèle à l'axe de rotation, Fig: I. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, chaque lame couteau 3 comporte une face en dépouille I2 formant avec le plan tangent au cer cle décrit par l'arète de coupe IO des couteaux 2 un angle dièdre d'une valeur de 50 à 350 et de préférence moyenne de I50 et une face d'attaque II formant avec la face en depouille I2 un angle dièdre d'une valeur voisine ou supérieure à 900 et une arète de coutre 13 parallèle à l'axe de rotation, Fig: I. Les lames couteaux 2 et les lames couteaux 3 définies conte precédement forment un angle ae coupe que l'on a coutume de désigner par:" le de coupe négatif". Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la vitesse de rotation de la partie tournante I et par suite la vitesse de coupe des lames couteaux 2 et des lames couteaux 3 est relativement faible, à titre d'exemple non limitatif, la vitesse est voisine ou inférieure à deux métres par secondes, cette dernière restant bien entendu fonction de le matière traitèe. Bien que l'invention consiste plus particulièrement dans l'utilisation simultanèe a'une vitesse de coupe relativement réduite et de lames couteaux tranchantes à angle de coupe négatif, il est possible d'utiliser des lames couteaux à toutes les vitesses usuelles, on obtient à égalité de conditions de travail, une meilleure tenue et une plus grande durèe de vie de l'arète de coupe. Far contre, l'adoption avec les lames couteaux à angle de coupe négatif d'une vitesse de coupe réduite apporte à la fois une diminution considérable du niveau sonore de la machine à broyer et une importante augmentation du tonnage de matière granulèe entre deux affûtages. 2/ Suivant une variante de l'invention, chaque lame couteau comporte une face de fixation 14 parallèle à la face d'attaqufleXet une face en dépouille 9 formant avec le plan tangent au cercle décrit par l'arète de coupe 10 des couteaux 2 un angle dièdre d'une valeur de 50à 350 et de préférence moyenne de I50 et une face d'attaque 8 formant avec la face en dépouille 9 un angle dièdre d' une valeur de 900 et une arète de coupe 10 parallèle à l'axe de rotation, Fig: 2. Suivant une variante de 1' invention, chaque lame couteau 3 comporte une face ae fixation 15 parallèle à la face d'attaqueII et une face en dépouille I2 formant avec le plan tangent au cercle décrit par l'arète de coupe 10 des couteaux 2 un angle dièdre d'une valeur de 5 à 350 et de préférence moyenne de I50 et une face d'attaque Il formant avec la face en dépouille I2 un angle dièdre d'une valeur de 900 et une arète de coupe 13 parallèle à l'axe de rotation,Fig 2* Suivant une variante de 1' invention, chaque lame couteau 2 comporte une face de - fixation 16 parallèle à la face en dépouille 9 qui forme avec le plan tangent au cercle décrit par l'arète de coupe 10 des couteaux 2 un angle dièdre d'une valeur de 5o à 350 et de préférence moyenne de I50 et une face d'attaque 8 formant avec la face en dépouille 9 un angle dièdre d'une valeur de 900 et une arète de coupe 10 parallèle à l'axe de rotation, Fig: 3. Suivant une variante de l'invention, chaque lame couteau 3 comporte une face de fixation 17 parallèle à la face en dépouille 12 qui forme avec le plan tangent au cercle décrit par l'arète de coupe 10 des couteaux 2 un angle dièdre d'une valeur de 50 à 350 et de préférence moyenne de I50 et une face d'attaque II formant avec la face en dépouille I2 un angle dièdre d'une valeur de 900 et une arète de coupe I3 parallèle à l'axe de rotation, Fig: 3. Il apparait dans les quatres dernières variantes de l'invention décrites précédement que les lames couteaux ont une section rectangulaire, en effet elles possèdent un angle de 900 et des faces parallèles deuxà deux. Il est alors possible par retournement de ces lames couteaux d'obtenir plusieurs arètes de coupe Dans le texte qui précède, il a été décrit un procédé permettant d'adapter un broyeur à couteaux de construction classique à la granulation des métaux tout en conservant aux lames couteaux une durée de vie compatible avec une exploitation industrielle. La description suivante donne toutes les .caractéristiques d'un broyeur rotatif à lames couteaux spécialement conçu pour la granulation des métaux notamment des métaux durs et tenaces, ce broyeur présente les avantages suivants, donnés à titre d'exemple non limitatif, les lames conservent leur largeur aprés chaque affû2age et ne nécéssitent aucun réglage à la mise en place, elles sont de plus dtune réalisation très facile et d'un prix réduit. les lames couteaux serrées entre des machoires sont d'un montage et d'un démontage tres facile et très rapide. Le broyeur suivant l'invention, comporte une partie tournante 18, tournant autour d'un axe 19 et armée d'un grand nombre de petites lames couteaux tranchantes 20 réparties sur toute-sa périphérie et sur toute sa longueur. La répartition est telle qu'un nombre très réduit de lames 20 et de préférence une seule lame couteau 20 se trouve à la fois en position de coupe par rapport aux lignes de lames couteaux 20 fixèes au bâti 2I et par suite le travail de coupe se trouve réparti régulièrement sur toute une révolution de la partie tournante I8. Le broyeur est entrainé d'un mouvement uniforme de rotation sans aucun à coup .La matière est cisaillée entre les lames couteaux 20 de la partie tournante I8 et une ou plusieurs rangées de petites lames couteaux 20 fixèes sur la partie supérieure du bâti 21. te broyeur suivant l'invention est caractérisé en ce que les lames couteaux dont il est pourvu sont de forme carrée. Sur la partie inférieure du bati 22 une tôle perforèe 23 retient la matière imbroyèe et laisse passer la matière réduite à l'état de granules dont le calibre est inférieur au diamètre des perforations 24, Fig:( et Fig: 5. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque lame couteau 20 fixèe au bâti ou chaque lame couteau 20 fixe à la partie tournante 18 a la forme d'un parallèlèpipède rectangle à base carrèe et par suite chaque arète de la base est identique et permutable avec sa voisine. On obtient donc une lame couteau qui posséde huit arètes de coupe identiques et permutables , Fig: 6. Suivant une autre earactéristique de l'invention, chaque lame couteau 20 comporte une face en dépouille 25 formant avec le plan tangent au cercle décrit par l'arète de coupe 26 des couteaux 20 de la partie tournante un angle dièdre d'une valeur de 50 à 350 et de préférence de I50 et une arète de coupe 26 par;; llèle à l'axe de rotation . Ainsi disposèes, les lames couteaux tranchantes présentent un angle de coupe que l'on a coutume de désigner par les mots suivants, Angle de coupe négatif", Fig:5 Suivant une autre caractéristique de l'invention, les lames couteaux ne comportent aucun trou destiné à la fixation des dites lames, Fig: 6. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les lames couteaux sont énergiquement pincèes par l'enfoncement d'un coin de serrage 27 dans leur logement. Chaque lame couteau est ainsi fortement appuyèe à la fois sur une de ses grandes faces 28 et sur la petite face 29 opposée à l'arète de coupe en usage, Fig: 7. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la rotation d'une ou plusiuers vis 30 immobilisèes en translation par rapport au coin de serrage 27 par une bague 31 a pour effet de forcer ou d'extraire ce dernier dans son loge- ment 32, quelques tours de cette vis , dans un sens ou dans l'autre, suffisent à bloquer ou à débloquer le coin de serrage 27 et par suite il est rapide et aisé de changer une lame couteau 20 , Fig: 7. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le -réglage des lames couteaux au moment du montage, après un affutage, n'est jamais nécéssaire. On compense la matière enlevée sur chacune des deux grandes faces de la lame couteau lors de l'affûtage par une ou plusieurs cales d'épaisseur 33 disposèes entre la face 34 opposée au coin de serrage 27 et la face d'appuis du logement 32. li'autre part, il est souhaitable et possible de préparer à l'avance les lames couteaux affûtèes avec leur cales d'épaisseur respectives de façon à diminuer le temps a'arret nécessaire pour la révision du broyeur, SIG/ 8. Suivant une variante de l'invention, le coin de serrage 27 est forcé dans son logement 32 par une ou plusieurs vis 37 et extrait à l'aide d'un ou plusieurs trous filetés 35, Fig: 9 Suivant une variante de l'invention, le coin de serrage 27 est forcé et extrait de son logement 32 par la rotation d'une ou plusieurs vis 36 comportant deux filetages de pas différents ou de sens différents et vissés d'une part dans le coin de serrage 27 et d'autre part dans le logement 32 de la lame couteau, Fig: 4 Suivant une variante de l'invention, la partie tournante I8 seulement est pourvue ae lames couteaux 20 à base carrèle. Suivant une variante de l'invention, la partie supérieure du bâti 21 seulement est pourvue de lames couteaux 20 à base carrèe. Le aessin annexe, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de ni or comprendre les caractéristiques de l'invention. -Figure: I est une vue en coupe schématique dtun broyeur suivant le pro cédé. Figure: 2 est une vue en coups schématique d'une variante du broyeur suivant le procédé. -Figure: 3est une vue en coupe schématique d'une variante du broyeur suivant le procédé. -Figure 4 est une vue en coupe d'une variante de la fixation des lames couteaux. -Figure4 5 est une vue en coupe schématique d'un broyeur suivant l'inven t ion. -Figure: 6 est une vue en perspective d'une lame couteau carrèe. -Figures 7 est une vue en coupe de la fixation de la lame couteau. -Figure: 8 est une vue en coupe d'une lame couteau après un affûtage. -Figure: 9 est une vue en coupe d'une variante de la fixation des lames couteaux. Ce broyeur est destiné à granuler les matières contenant des métaux, et en particulier des métaux durs et tenaces, par exemple non limitatif, les câbles électriques armés d'un toron de fils d'acier. REYENDICATIOXS. I.Lames couteaux pour l'équipement des broyeurs rotatifs à couteaux destinés à granuler les matières contenant des métaux,caractérisèes en ce que les lames couteaux fixes au bâti et ou les lames couteaux fixées sur la partie tournante ont un angle de coupe négatif c'est à dire qu'elles comportent une fa- ce en dépouille formant avec le plan tangent au cercle décrit par l'arête de coupe des lames couteaux de la partie tournante un angle dièdre d'une valeur de 50 à 350 et de préférence moyenne de I50 et une face d'attaque formant avec la face en dépouille un angle dièdre d'une valeur voisine ou supérieure à 900 et une arète de coupe parallèle à l'axe de rotation. 2.Lames couteaux suivant la revendication I, caractérisèes en ce que les lames couteaux fixées au bai et ou les lames couteaux fixées à la partie tournante comportent une face de fixation parallèle soit à la face d'attaque, soit à la face en dépouille et une face en dépouille formant avec le plan tangent au cercle décrit par l'arète de coupe des couteaux de la partie tournante. un angle dièdre d'une valeur de 50 à 350 et de préférence moyenne de I50 et une face d' attaque formant avec la face en dépouille un angle dièdre d'une valeur de 900 et une arète de coupe parallèle à l'axe de rotation.Ces lames ont une sectionrectangulaire 3.Broyeur suivant les revendications I et 2, comportant sur la partie inférieure du bati une tôle perforèe qui sérare la matière réduite à 1 'état de granulès de la matière imbroyèe et caractérisé en ce que de nombreuses petites lames carrèes sont fixèes par des coins de serrage et réparties sur la totalité de la surface périphérique de la partie tournante et sur une ou plusieurs lignes ou rangées de la partie supérieure du bâti. 4.Broyeur suivant les revendications I à 3, caractérisé en ce que chaque lame couteau fixèe au bâti ou chaque lame couteau fixèe à la partie tournante présente la forme d'un parallèlèpipède rectangle à base carree et par fuite posséde huit arètes ae coupe identiques et permutables entre elles. 5.Broyeur suivant les revendications I à .5,caractérisé en ce que les lames couteaux fixèes au bâti ou et les lames couteaux fixées à la partie tournante ont un angle de coupe négatif c'est à dire qu'elles comportent une face en dépouille formant avec le plan tangent au cercle décrit par l'arète de coupe des couteaux de la partie tournante un angle dièdre d' une valeur de 50 à 350 et de préférence moyenne de 150 et une arète de coupe parallèle à l'axe de rotation. 6.Broyeur suivant les revendications I à 5, caractérisé en ce que les lames couteaux sont énergiquement pincées par l'enfoncement d'un coin de serrage dans un logement dont les faces opposèes forment entre elles un angle dièdre de façon à ce que les dites lames soient fortement appuyèes à la fois sur une de leur grandes faces et sur la petite face opposèe à l'arète ae coupe en service. 7.Broyeur suivant les revendications I à 6,caractérisé en ce que la matiè re enlevée sur chacune des deux grandes faces de la lame couteau lors de l'affu- tage est compensèe par une ou plusieurs cales d'épaisseur disposèes entre la face d'appuis de la lame et cette dernière, de ce fait on retrouve instantanement le réglage initial valable d'ailleurs pour les huit nouvelles arètes de coupe. 8.Broyeur suivant les revendications I à 7, caractérisé en ce que quelques tours de rotation d'une ou plusieurs vis immobilisèes en translation par rapport au coin de serrage par une bague, suffisent pour enfoncer ou pour extraire ce dernier et par suite pour bloquer ou débloquer une lame couteau. Broyeur suivant les revendications I à7 caracterisé en ce que le coin de serrage est forcé par une ou plusieurs vis et extrait par une ou plusieurs vis. IO.Broyeur suivant les revendications I à 7 ,caractérisé ence que le coin de serrage est enfoncé ou extrait de son logement par la rotation d'une ou plusieurs vis comportant deux filetages de pas différents ou ét de sens différents vissès lun dans le coin de serrage et l'autre dans le fond du logement de la lame couteau.