Brevet FR2457716A1 — publié le 19801226

L'invention est relative à un broyeur pour les industries agro-alimentaires,chimiques et para-chimiques .Un tel broyeur peut être utilisé pour réduire en farine semouleuse ou en poudre, au choix des réglages,des produits divers utilisables dans la fabrication d'aliments,des matériaux de base utilisés dans l'industrie et tous autres produits poudreux. Les aliments pour animaux sont généralement broyés dans des appareils comportant des masselottes ou marteaux coopérant avec une grille. Les produits à broyer sont introduits dans une chambre et conduits devant un support tournant à grande vitesse et portant des marteaux qui provoquent l'éclatement ou l'écrasement des grains.La grille,percée de trous calibrés,conserve dans la chambre de broyage tous les éléments insuffisamment réduits et ne laisse passer que ce qui est assez fin. Ce dispositif ne permettant pas l'évacuation immédiate de tous les éléments broyés,ceux-ci subissent au niveau de la grille de nouveaux chocs,c'est-à-dire un nouveau broyage,qui augmente la proportion de particules fines,la puissance absorbée et l'usure du mécanisme.Cette augmentation de la proportion de particules fines est sans intérêt,car il est connu que les animaux n'assimilent pas ces particules.Par ailleurs,le broyage devant la grille échauffe le produit traité et diminue son taux d'humidité,donc son poids. La présente invention a pour but de fournir un broyeur qui remédie à ces inconvénients et qui permette d'obtenir des broyats de granulométrie régulière et adaptée à leur utilisation, donc avec le moins possible de particules fines,sans échauffement excessif et avec un excellent rendement. Ce broyeur comprend un rotor et un stator d'axe vertical comportant chacun,d'une part,au moins une face conique délimitant, avec au moins une partie de la face conique en vis-à-vis de l'autre,un couloir annulaire convergeant de haut en bas et,d'autre part,des lames saillant à l'intérieur du couloir précité et ayant au moins localement une direction radiale,des moyens pour entrainer en rotation le rotor,des moyens de réglage de la position verticale relative des deux organes précités,une enveloppe extérieure munie d'entrées d'air réglables et des moyens engendrant un courant d'air accélérant le passage des produits à broyer et participant à leur extraction. Bes produits Introduits dans le broyeur sont d'abord sectionnés par les lames,puis broyés et calibrés entre les faces en visà-vis du couloir annulaire convergeant délimité entre le rotor et le stator,avant d'être évacués.GrAce à cela,le pourcentage de produits fins dans le broyat est très faible et tout échauffement de ce dernier est supprimé.Le réglage de la granulométrie est effectué par déplacement de l'un des deux éléments par rapport à l'autre,donc par modification de la largeur de la plus petite dimension du couloir annulaire convergeant. Dans une forme de réalisation de l'invention,les moyens de réglage de la position verticale de l'élément mobile de l'ensemble rotor-stator sont reliés à des moyens de commande automatiques réagissant A un détecteur de granulométrie disposé sur un crible de sortie. La granulométrie des broyats est ainsi toujours optimale puisqu'aJustée en permanence et de manière automatique. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant,à titre d'exemple non limitatif,une forme d'exécution du broyeur selon l'invention. Figure 1- est une vue de côté en coupe transversale montrant une première forme d'exécution de ce broyeur, Figure 2 est une vue similaire en montrant une variante de réalisation. Dans la forme d'exécution représ-entée aux figures 1 et 2,le broyeur comporte un bâti 2 sur lequel est monté libre en rotation dans des paliers 3 un arbre vertical 4 portant un rotor 5. Sur des glissières,et notamment sur des colonnes 6 solidaires du bati 2,est monté un châssis 7 portant un stator 8.Le rotor et le stator sont enfermés dans un carter ou enveloppe 2 comportant,à sa partie supérieure et dans l'axe longitudinal du rotor 5,une trémie 10 d'introduction des produits à broyer. Dans la forme d'exécution représentée,le stator 8 est coaxial au rot or 5,mais il peut également autre décalé radialement par rapport à l'axe de rotation de ce rotor. Be rotor et le stator présentent chacun deux faces coniques se faisant vis-à-vis,respectivement Sa et 8a,formant un couloir annulaire il convergeant de haut en bas.Dans la forme d'exécution représentée,ces deux faces sont prolongées vers le bas par deux autres faces coniques,respectivement 5b et 8b allant en divergeant de haut en baste rotor 2 comporte plusieurs lames radiales 12 qui font saillie latéralement dans le couloir 11.De même,le stator 8 comporte plusieurs lames radiales JI saillant latéralement dans le couloir 11.De préférence,le nombre de lames du rotor est différent de celui des lames du stator.Les bords de ces lames,qui sont tranchants ou non,selon la nature du produit à broyer et la granulométrie désirée,passent à proximité les uns des autres,mais sans contact de frottement. Be châssis 7 portant le stator 8 est relié à des moyens aptes à le déplacer verticalement,moyens qui,dans la forme d'exécution représentée à la figure 1,sont constitués par au moins une vis 15 solidaire du châssis 7 et coopérant avec un écrou 16 monté libre en rotation dans le bâti 2.0n conçoit aisément que le déplacement vertical,dans un sens ou dans l'autre,du châssis 7 et, en conséquence,du stator 8,entraine une modification de la valeur de la plus petite dimension du couloir convergeant 11 formé entre le stator 8 et le rotor 5,donc une modification de la dimension des produits broyés. Le rotor 5 est solidaire d'une première turbine 17 disposée au-dessous de lui et; dans une volute d'extraction 18.Cette volu avec une tuyauterie d'évacuation ou te communlque/avec la Doucne aaspiraflon 20 d'une seconde turbine 22 indépendante de la première.L'air nécessaire au bon fonctionnement de ces turbines pénètre dans le broyeur par des ouvertures 23 ménagées dans la partie supérieure de l'enveloppe q,au- dessus du rotor 5 ,et pouvant être obturées,au moins partiellement,par des volets de réglage 24. Bes produits à broyer introduits dans la trémie 10 sont d'abord sectionnés par les lames 12 et 13,respectivement du rotor et du stator,puis sont broyés dans la partie de plus petite dimension du couloir convergeant délimité par les faces 5a et 8a du rotor et du stator. Leur temps de passage entre le rotor et le stator,qui est déjà très court,est accéléré par la dépression engendrée par les deux turbines 21 et 22. Bes produits broyés sont distribués par la turbine 21 dans la volute 18 où la seconde turbine 22 les prend en charge pour les conduire dans une trémie de sortie 26. Il apparait déjà que,grce au temps de passage très réduit des produits à broyer dans le broyeur,ceux-ci ne sont soumis à aucun échauffement susceptible de diminuer leur taux d'humidité et nécessitant normalement des moyens pour refroidir le broyeur. Avantageusement,la trémie de sortie 26 est munie d'un crible 27,coopérant avec un détecteur 28 relié à un boiter de commande 29 déclenchant la rotation dans un sens ou dans 1' autre -de l'écrou 16 pour ajuster automatiquement la granulométrie des produits broyés obtenus par déplacement axial du stator 8 par rapport au rotor 5.Cet ajustement de la granulométrie peut aussi être effectué manuellement par un opérateur après examen visuel de la dimension des particules broyées et du rapport produits fins/produits gros du broyat. Il est évident que le rotor 5 peut être entrainé en rotation, soit par une transmission de mouvements,soit par un moteur autonome avec ou sans possibilité de modifier sa vitesse de rotation. La variante de réalisation représentée à la figure 2 se différencie de la précédente par la disposition des entrées d'air du broyeur et par les moyens utilisés pour assurer le déplacement du stator par rapport au rotor.En effet,ces derniers moyens sont constitués par un ou plusieurs vérins 30,pneumatiques ou hydrauliques,dont les moyens de commande sont asservis ou non à un detecteur 28 mesurant la granulométrie des produits broyés ou le rapport produits fins/produits gros de ces produits broyés. L'air nécessaire à l'extraction et à l'accélération du passage des produits broyés entre le rotor et le stator ne provient plus de l'avant,comme dans la forme d'exécution précédente,mais est introduit au-dessous du rotor et du stator.A cet effet,l'enveloppe 9 comporte des ouvertures 31,et le châssis 7 portant le stator 8 supports deux anneaux concentriques 33 et 34 coopérant avec des anneaux concentriques 35 et 36 du bâti 2 pour former des chicanes.L'anneau 33 est disposé au contact de l'anneau 35 qui lui est coaxial,de manière à constituer par son bord 33a une sorte de volet de réglage de l'ouverture des entrées d'air 37 ménagées dans l'anneau 35. Avantageusement,le rotor 5 est muni à sa partie supérieure d'aubes 38 assurant la répartition des produits à broyer et dirigeant ces produits vers le couloir convergeant 11. Dans la forme d'exécution qui a été décrite ci-dessus,le réglage de la granulométrie est effectué par déplacement du stator par rapport au rotor,mais il est évident que les mêmes effets pourraient être obtenus sans sortir du cadre de l'invention par déplacement axial du rotor 2.De même,dans une forme de réalisation ,le rotor peut être constitué par la partie annulaire extérieure 8 portant les lames,la partie centrale 5 étant alors fixe. Enfin,il est évident que les lames du rotor et du stator qui, dans les formes d'exécution représentées,ont des bords parallèles à l'axe longitudinal du broyeur,peuvent être légèrement inclinées par rapport à cet axe pour donner un angle de coupe,cette inclinaison pouvant être régulière,variable,de même sens ou inversée d'une lame à l'autre.Ces lames peuvent également présenter une forme sinusoIdale,hélicoidale,spiroidale .En outre,elles peuvent être interchangeables,affûtables et de positions réglables en fonction des caractéristiques des produits à broyer. -REVENDICADIONS- 1-Broyeur pour les industries agro-alimentaires,chimiques et para-chimiques,caractérisé en ce qu'il comprend un rotor et un stator d'axe vertical comportant chacun,d'une part,au moins une face conique délimitant,avec au moins une partie de la face conique en vis-à-vis de l'autre,un couloir annulaire convergeant de haut en bas et,d'autre part,des lames saillant à l'intérieur du couloir précité et ayant au moins localement une direction radiale,des moyens pour entrainer en rotation le rotor,des moyens de réglage de la position verticale relative des deux organes précités,une enveloppe extérieure munie d'entrées d'air réglables et des moyens engendrant un courant d'air accélérant le passage des produits à broyer et participant à leur extraction. 2-Broyeur selon la revendication 1,caractérisé en ce que le rotor monté libre en rotation dans un bâti est disposé au centre et coaxialement au stator,tandis que ce stator est monté coulissant sur des glissières du bâti parallèles à l'axe de rotation du rotor et est relié à des moyens aptes à modifier sa position verticale par rapport au rotor. 3-Broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens engendrant un courant d'air comprennent,d'une part,une première turbine solidaire du rotor disposée au-dessous de celui-ci dans une volute d'évacuation des produits broyés et,d'autre part,une seconde turbine indépendante de la première,mais aspirant dans la volute. 4-Broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les entrées d'air sont ménagées dans l'enveloppe au-dessus du rotor. 5-Broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les entrées d'air sont disposées au-dessous du rotor et sont ménagées dans la paroi de l'enveloppe extérieure et le débit d'air étant réglé par des anneaux concentriques formant chicanes et solidaires respectivement,du châssis du stator et du bâti du rotor. 6-Broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la position verticale de l'élément mobile axialement de l'ensemble rotor-stator sont constitués par au moins un système vis-écrou intercalé entre le châssis de cet élément et le bâti de l'autre' 7-Broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la position verticale de l'élément mobile axialement de l'ensemble rotor-stator sont constitués par au moins un vérin intercalé entre le châssis de cet élément et le bâti de l'autre. 8-Broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la position verticale de l'élément mobile de l'ensemble rotor-stator sont reliés à des moyens de commande automatique réagissant à un détecteur de granulométrie disposé sur un crible de sortie. 9-Broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les lames du stator sont en nombre différent de celles du rotor et leurs bords sont à proximité immédiate des bords des lames du rotor,mais sans contact de frottement avec ceux-ci. 10-Broyeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le rotor comporte des aubes de répartition du produit à broyer.