Brevet FR2451777A1 — publié le 19801017

La présente invention est du domaine des techniques de division des matériaux et elle a plus particulièrement pour objet un dispositif de déchiquetage des matériaux fibreux tels que bois, carton, compost, etc... On connalt des dispositifs de déchiquetage comprenant d'une manière générale un ou plusieurs organes de coupe, dits couteaux, montés sur un support cylindrique entrainé en rotation autour de son axe ; le support cylindrique et ses couteaux sont généralement désignés par le terme de rotor ; les dits couteaux sont destinés à coopérer avec d'autres organes de coupe antagonistes, dits contre-couteaux, montés fixes sur un ti en regard des couteaux. Parmi ces dispositifs on en connaît certain dont les tranchants de couteaux sont obliques par rapport aux génératrices du rotor. Généralement aussi les tranchants de ces couteaux sont enveloppés par une surface unique cylindrique ou bicônique.Destinés en général à déchiqueter des matériaux fibreux dont le sens des fibres est anisotrope, ils se prêtent mal au déchiquetage des morceaux de bois en grandes longueurs dans lesquels les fibres sont bien orientées ; dans le cas de traitement de matériaux à fibres orientées les dipositifs de l'art antérieur créent en général une voûte qu'il est nécessaire d'affais ser par pression ce qui ne manque de provoquer un échauffement important et par là une perte d'énergie mécanique du dispositif. La présente invention vise à supprimer un tel inconvénient en proposant un dispositif qui se prete particulièrement bien au déchiquetage des matériaux à fibres orientées tels que le bois. Selon la présente invention, un dispositif relevant du type précité est principalement caractérisé en ce que la surface dudit support est une surface de révolution dont la ligne génératrice est une ligne brisée en créneaux dont la direction générale est parallèle à l'axe dudit support, ledit support se présentantde ce fait sous la forme d'une juxtaposition de tronçons en creux et de tronçons en relief, en ce que chacun des dits tronçons est pourvu d'au moins un couteau et en ce que les contre-couteaux sont constitués par au moins une pièce massive de forme crenelée avec des parties en creux et des parties en saillie, les parties en creux formant contre-couteaux pour les couteau des tronçons en relief, tandis que les parties en relief forment contre-couteaux pour les couteaux des tronçons en creux ; il résulte de ces dispositions en créneaux que le "bourrage par le matériau à déchiqueter est considérablement réduit. De préférence lesdits couteaux ont la forme de pions sensiblement identiques les uns aux autres, dont une arête formée par l'intersection d'une face plane dite avant et d'une face plane supérieure, constitue l'arête de coupe ; l'etc combrement desdits pions est légèrement inférieur à la largeur des tronçons en creux ou en relief, cette largeur est égale pour chacun des tronçons. Selon une forme préférée de réalisation les couteaux des tronçons en relief sont disposés chacun sur un tronçon en relief, et sont répartis suivant une première spirale, avec un décalage angulaire de 900 de l'un à l'autre ; les couteaux des tronçons en creux sont disposés chacun sur un tronçon en creux et sont répartis suivant une seconde spirale avec un décalage angulaire de 720 de l'un à l'autre ; enfin lesdites première et seconde spirales sont en sens inverse l'une de l'autre. Toujours selon cette forme préférée de réalisation, l'arête de coupe des couteaux forme avec la génératrice du rotor un certain angle ; il résulte de cette disposition que les couteaux et les contre-couteaux agissent à la manière d'une cisaille en coupant les fibres les unes après les autres, ce qui nécessite un couple de cisaillement moindre et accroît la souplesse de fonctionnement. De préférence ledit angle formé par les arêtes des couteaux avec la génératrice est d'une certaine valeur pour les couteaux des tronçons en relief et d'une valeur inverse pour les couteaux des troncons en creux ; il résulte de cette disposition que les matériaux à trancher sont sans cesse poussés d'un côté à l'autre selon l'angle du couteau qu'ils rencontrent. De préférence encore les pièces massives constitutives des contre-couteaux sont au nombre de deux, environ diamétralement opposées l'une de l'autre par rapport à l'axe du rotor, les arêtes de coupe des contre-couteaux de la premie- re pièce étant des arêtes supérieures tandis que les arêtes de coupe des contre-couteaux de la seconde pièce sont des arêtes inférieures. De préférence encore une grille, avantageusement constituée par une tôle épaisse perforée, est disposée au-dessous dudit rotor, ladite grille ayant une forme sensiblement hémicylindrique et se raccordant sur deux de ses bords aux pièces massives supportant les contre-couteaux. Enfin l'ensemble formé par le rotor, les contre-couteaux et la grille est monté sur et contenu dans un b - ti dont la partie supérieure forme trémie d'alimentation et dont la partie inférieure forme boite de réception du matériau broyé, l'ensemble de broyage étant situé entre la partie supérieure et la partie inférieure. La partie supérieure a une forme évasée vers le haut et est pourvue d'une bouche d'introduction située vers son sommet, mais décalée par rapport a la verticale de l'ensemble sus visé, le sommet de la partie supérieure surplombant cet ensemble est refermé de façon à contenir les projections du matériau à déchiqueter provoquees par le rotor. La partie inférieure formant socle est conformée pour permettre 1' évacuation du matériau déchiqueté, par aspiration. On notera que la disposition des couteaux suivant des spirales, aussi bien que le sens des spirales, aussi bien que le nombre des couteaux n'ont pour objet que de répartir suivant la position angulaire du rotor les efforts de cisaillement nécessités par le déchiquetage, et qu'en conséquence tous autres nombres de couteaux, nombres de tronçons, sens de spirales etc... pourraient convenir pour réaliser un organe de déchiquetage conforme à l'invention pourvu qu'ilsrespectent h reparti- tion angulaire des efforts de cisaillement. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va en être faite d'une forme particulière d'exécution en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles La fig.l est une vue en bout de l'ensemble formé par le rotor et un couple de contre-couteaux, La fig.2 est une vue de dessus du même, Les fig.3 et 3bis illustrent en développement la disposition des couteaux sur le rotor, La fig.4 est une coupe schématique d'un déchiqueteur, La fig.5 est une coupe du rotor illustrant le montage d'un couteau, La fig.6 est une élévation d'un déchiqueteur de l'invention, et La fig.7 est une élévation à 900 de la précédente. Sur les fig.l et 2 les organes principaux d'un broyeur de l'invention comprennent un rotor porte-couteaux 1 et un ensemble fixe ou stator constitué par un couple de pièces porte contre-couteaux 2 et 3. Le rotor se présente sous la forme d'une juxtaposition de tronçons cylindriques en creux tels que 4 et de tronçons cylindriques en relief tels que 5 ; sur l'exemple de la figure on peut compter quatre tronçons en relief et cinq tronçons en creux ; les tronçons en creux, les tronçons en relief et un arbre d'entraînement 6 sont avantageusement usinés dans un même bloc de métal ; chaque tronçon en creux et chaque tronçon en relief comporte un couteau en forme de pion, tel que respectivement les couteaux 7 et 8. On remarquera plus particulièrement sur la fig.l la répartition autour du rotor des couteaux montés sur les tronçons en relief à 900 de l'un à l'autre, des couteaux montés sur les tronçons en creux à 720 de l'un à l'autre. Les pièces porte contre-couteaux 2 et 3 ont uné forme crénelée comportant des parties en creux telles que 9 et des parties en relief telles que 10, les parties en creux étant disposées en regard des tronçons en relief du rotor, tandis que les parties en relief sont disposées en regard des tronçons en creux ; ainsi les parties en creux aussi bien que les parties en relief forment des contre-couteaux pour les couteaux du rotor ; à cette fin les parties en creux et en relief sont pourvues de pastilles rapportées d'acier dur au nickel-chrome par exemple, telle que la pastille 11. Comme cela est mieux visible sur la fig. 1 les pièces porte contre-couteaux sont disposées de façon sensiblement diamétrale par rapport à l'axe du rotor et elles sont sensiblement symétriques l'une de l'autre suivant cet axe ; ainsi les arêtes de coupe telles que 12 et 13 pour la pièce 2 sont des arêtes supérieures tandis que les arêtes 14 et 15 pour la pièce 3 sont des arêtes inférieures. Sur la fig.3 qui est une représentation du développement de la surface du rotor après coupure suivant approximativement la ligne 16 de la fig.1, représentation qui est à interprêter en rapport avec la fig.3bis, on remarque que les couteaux des tronçons en relief tels que 8 sont disposés suivant une première spirale figurée par la ligne 20 et que les couteaux des tronçons en creux tels que 7 sont disposés suivant une seconde spirale 21, et que les spirales 20 et 21 sont en sens inverse l'une de l'autre.On remarque aussi sur la fig.3 que les arêtes des couteaux ont une direction comprise dans l'angle aigu formé par la génératrice du rotor et la spirale passant par ces couteaux ; ainsi la direction de l'arête du couteau 7 représentée par la ligne en tiret 22 est comprise dans l'angle aigu formé par la spirale 21 et la génératrice 23 passant par ces couteaux, la même loi s'appliquant pour l'un quelconque des couteaux en creux ou en relief ; on notera toutefois que, les spirales suivant lesquelles sont disposés les couteaux en creux et les couteaux en relief étant inversées, l'angle que forme avec les génératrices les arêtes des couteaux en creux est inversé par rapport à l'angle que forme avec les génératrices les arêtes des couteaux en relief. Sur la fig.4 le rotor 1 est supporté par un palier 25 monté lui-même sur une caisse 26 formant bâti ; les pièces massives 2 et 3 formant contre-couteaux sont elles aussi solidaires de la caisse 26, la pièce 3 étant surélevée grace à un socle 27. La caisse 26 est pourvue d'une bouche grillagée 28 et d'une sortie cônique 29. Au-dessous du rotor 1 et des pièces massives 2 et 3 estplacée une grille en tôle épaisse perforée 30. Une trémie d'alimentation 31 repose sur les pièces 2 et 3 et sur la caisse 26. La caisse 26 constitue aussi un boite de réception des matières déchiquetées pouvant passer à travers les perforations de la grille 30 ; une dépression formée du côté du cône de sortie 20 induit dans la caisse 26 un courant d'air entrant par la bouche grillagée 28 pour entraîner la matière déchiquetée vers son lieu d'utilisation. On notera qu'aussi bien la caisse 26 que la trémie 31 sont réalisées en tôle épaisse. Sur la fig.5 on a représenté en coupe un mode particulier de montage d'un couteau du rotor ; le couteau est constitué d'un pion métallique et d'une pastille 32 en acier dur tel qu'alliage en nickel-chrome, la pastille étant rapportée par soudure sur le pion ; le pion comprend une partie supérieure hémicylindrique 33, une partie intermédiaire tronconique 34 et une partie inférieure cylindrique 35 ; la partie cylindrique 35 est emmanchée en force dans un alésage 36 du rotor 1, un cordon de soudure 37 entourant la partie troncônique du pion rend ce dernier fermement solidaire du rotor. On remarquera que le plan de la face supérieure 38 du couteau forme avec un plan 39 perpendiculaire au rayon 40 du rotor un angle de dégagement de 5 à 100. Sur les fig.6 et 7 qui sont des éléva- tions d'une forme particulière de réalisation d'un déchiqueteur de l'invention, on remarque particulièrement la forme évasée vers le haut de la partie supérieure 31 du bâti formant trémie d'alimentation ; cette partie supérieure est pourvue d'une bouche d'introduction obturable par un clapet 41 ; la bouche d'introduction est décalée d'une distance d par rapport à la verticale de l'organe de déchiquetage non visible sur ces figures ;cette disposition est destinée à éviter le rejet de matières à déchiqueter à travers la bouche d'introduction ; une plaque faîtière 42 est destinée à recevoir et à arrêter les projections ; le clapet 41 est maintenant normalement en position fermée au moyen d'une contrepoids 43. On remarquera enfin sur ces figures des brides 44 et 45 de renforcement de la caisse autour de l'organe de déchiquetage. REVEND ICAT TONS 1.- Dispositif, dit déchiqueteur, destiné au déchiquetage de ma tériaux fibreux tels que le bois, du type comprenant un ou plusieurs organes de coupe, dits couteaux, montés sur un sup port cylindrique entralné en rotation autour de son axe, dit rotor, lesdits couteaux étant destinés à coopérer avec d'au tres organes de coupe antagonistes, dits contre-couteaux, montés fixes sur un bâti en regard des couteaux, caractérisé:: - en ce que la surface dudit support est une surface de révo lution dont la ligne génératrice est une ligne brisée en cré neaux dont la direction générale est parallèle à l'axe dudit support, ledit supportse présentant de ce fait sous la forme d'une juxtaposition de tronçons en creux et de tronçons en relief, - en ce que chacun desdits tronçons est pourvu d'au moins un couteau, et - en ce que les contre-couteaux sont constitués par au moins une pièce massive de forme crenelée avec des parties en creux et des parties en relief , les parties en creux formant con tre-couteaux pour les couteaux des tronçons en relief, tandis que les parties en relief forment contre-couteaux pour les couteaux des tronçons en creux, d'ou il résulte de ces dispositions en créneaux que le "bourrage" par le matériau à déchiqueter est considérablement réduit 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé - en ce que lesdits couteaux ont la forme de pions sensible ment identiques les uns aux autres, dont une arête formée par l'intersection d'une face plane dite avant et d'une face pla ne supérieure, constitue l'arête de coupe, et - en ce que l'encombrement desdits pions est légèrement infé rieur à la largeur des tronçons en creux ou en relief, cette largeur est égale pour chacun des tronçons 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les couteaux des tronçons en relief sont disposés chacun sur un tronçon en relief, et sont répartis suivant une première spirale, avec un décalage angulaire de 90 de l'un à l'autre 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les couteaux des tronçons en creux sont disposés chacun sur un tronçon en creux et sont répartis suivant une seconde spirale avec un décalage angu laire de 720 de l'un à l'autre 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites première et seconde spirales sont en sens inverse l'une de l'autre 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'arête de coupe des couteaux forme avec la génératrice du rotor un certain angle ; 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit angle formé par les arê tes des couteaux avec la génératrice est d'une certaine va leur pour les couteaux des tronçons en relief et d'une valeur inverse pour les couteaux des tronçons en creux 8.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces massives constituti ves des contre-couteaux sont au nombre de deux, environ dia métralement opposées l'une de l'autre par rapport à l'axe du rotor, les arêtes de coupe des contre-couteaux de la première pièce étant des arêtes supérieures tandis que les arêtes de coupe des contre-couteaux de la seconde pièce sont des arêtes inférieures ; ; 9.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par une grille disposée au-dessous dudit rotor, ladite grille ayant une forme sensiblement hémicylin drique et se raccordant sur deux de ses bords aux pièces massives supportant les contre-couteaux.