Brevet FR2431326A1 — publié le 19800215

La présente invention concerne un concasseur à cylindres, notamment un concasseur à deux cylindres dentés. On utilise d'une façon genérale des concasseurs à cylindres pour concasser une matière de dureté faible ou moyenne. Ainsi, on utilise des concasseurs à cylindres principalement dans l'industrie métallurgique pour le broyage primaire et le broyage secondaire de minerais, dans des houil lères pour le broyage du charbon, du schiste et du grès carboné, dans des mines pour le broyage de minerai de fer et dans des carrières pour le broyage de la pierre à chaux destinée à des fours à chaux, de la chaux destinée à des hauts fourneaux et de la craie, de la pierre à chaux et de la marne destinées à des cimenteries. Les deux cylindres de concasseurs de ce genre sont constitués habituellement d'un noyau en acier ou en fonte sur lequel les dents sont, soit soudées séparément, soit mises en place sous la forme de garnitures interchangeables se composant d'anneaux ou de segments. Il existe des concasseurs à cylindres dans lesquels un cylindre est fixe tandis que l'autre est librej le montage libre permet à ce cylindre d'absorber des pointes de charge se produisant éventuellement de façon sporadique et qui sont engendrées par des corps étrangers particulierement durs se trouvant dans la matière à broyer. On connait également des types de concasseurs à cylindres dans lesquels les deux cylindres sont montés de façon libre ou de façon fixe. A cet égard, il faut prévoir, lors de la conception du système d'entraînement des cylindres, non seulement une puissance en régime permanent pour effectuer le broyage avec peu de frottement, mais on doit également prendre des mesures importantes consistant à accumuler de l'énergie cinétique pour absorber les pointes de charge précitées et celles enaendrées pour de très gros blocs. Pour cette raison, il est classique de renforcer le système d'entraînement des concasseurs à cylindres par incorporation d'au moins une masse d'inertie. L'entraînement des cylindres peut s'effectuer, d'une part, à l'aide d'un seul moteur, qui entraine le cylindre monté dans une position fixe à l'aide de courroies trapézoidales et par I'intermédiaire d'une masse d'inertie, les deux cylindres étant alors reliés entre eux par l'intermédiaire de transmissions à engrenages. D'autre part, on peut prévoir deux moteurs qui assurent chacun l'entrainement, par l'intermédiaire d'un jeu de courroies trapèzoidales, des masses d'inertie montées à l'extrémité d'un arbre de chaque cylindre. L'incorporation de masses d'inertie procure judicieusement l'avantage de l'existence d'une accumulation d'énergie cinétique, qui peut être évidemment réutilisée lorsqu'il se produit des pointes de charge. Malheureusement, il se manifeste parallèlement à cet avantage plusieurs inconvénients qui sont d'une nature fortement perturbatrice. On peut citer, à cet égard, les frais d'investissement engagés pour les masses d'inertie. En fait, de telles pièces, qui ont habituellement un diamètre d'environ 3 mètres, qui pèsent environ 8 tonnes et qui peuvent atteindre des vitesses de rotation jusqu'à environ 100 t/mn, doivent être usinées soigneusement, ce qui se traduit par de grosses dépenses à cause du nombre élevé de rainures pour un grand diamètre. Des volants d'inertie sont volumineux, en correspondance à leur fonction, et ils posent des problemes d'encombrement en correspondance au lieu d'installation du concasseur à cylindres. Il est également à noter que, par suite de ce qu'on appelle l'effet gyroscopique, le retour des masses d'inertie à la vitesse de fonctionnement est problématique, à savoir du fait que la charge de pointe sollicite la masse d'inertie d'un côté, alors que l'entraînement de rappel la sollicite du côté opposé, ce qui peut conduire au cours du temps à des perturbations dans les paliers. L'invention a en conséquence pour but de fournir un concasseur à cylindres qui remédie aux inconvénients précités. Selon l'invention, ce probleme est resolu, dans un concasseur à deux cylindres, en ce que chacun des deux cylindres se compose d'un corps creux, réalisé de préférence en acier moulé, et qui est soutenu par l'intermédiaire de deux roulements à rouleaux montés aux extremités d'un arbre central fixe, la paroi intérieure du corps creux étant associée au rotor, et la paroi centrale fixe au stator, d'un moteur triphasé. L'idée sur laquelle est basée la présente invention consiste, par conséquent, à ne pas transmettre, comme auparavant, l'énergie,nècessaire au broyage de la matière, à l'aide de moteurs montés à l'extérieur du cylindre, par l'intermédiaire de courroies trapèzoidales et de masses d'inertie auxdits cylindres, mais d'agencer les cylindres proprement dits simultanément sous la forme de moteurs et d'accumulateurs d'énergie. Du fait que le moment d'inertie nécessaire des cylindres reste constant dans chaque cas, la modification selon l'invention des concasseurs à cylindres de type conventionnel, qui font intervenir des masses d'inertie coûteuses et encombrantes, devient prépondérante dans toutes les conditions. D'autres avantages du concasseur à cylindres selon l'invention résultent du fait que l'énergie nécessaire au broyage est engendrée dans le cylindre même, c'est-à-dire exactement dans la zone d'action proprement dite; tous les éléments traditionnels qui sont la cause de pertes d'énergie par frottement, tels que des boîtes de vitesses, des courroies trapézoidales, etc., sont supprimés. En outre, du fait de l'élimination des masses d'inertie et des entraînements à courroies trapézoîdales, on supprime une cause importante d'accidents. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arbre central fixe du cylindre comporte, de chaque coté, un trou axial. Chacun de ces trous débouchant dans un trou radial de traversée est relié à un groupe de ventilation et permet le passage des câbles electriques et des tuyaux de lubrification. En outre, les bagues extérieures des roulements à rouleaux comportent plusieurs trous de traversée orientes axialement. Par ces mesures simples, on assure un refroidissement efficace des enroulements du moteur; de toute manière, la très forte production de chaleur par les enroulements nécessite, dans le cas considéré, l'incorporation de groupes de ventilation particulièrement puissants. Le mode de conception compact du concasseur à cylindres selon l'invention se traduit, du fait de la suppression des moteurs à entrainement par courroies trapèzoidales, qui sont disposés classiquement à l'interieur des cylindres, des dispositifs tendeurs et des lourdes masses d'inertie, par une réduction notable d'encombrement, qui est tout à fait avantageuse dans le cas des exploitations minieres, des concasseurs mobiles et des installations de broyage divisibles, et il en résulte, en outre, de plus faibles frais d'investissement. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et de la figure jointe, données à titre illustratif mais non limitatif. La figure unique est une vue latérale du concasseur à cylindres selon l'invention. Sur le dessin, on peut voir comment l'arbre central fixe 10 d'un des deux cylindres est monté dans le bâti porteur 1. Le cylindre proprement dit comporte le corps creux 20, qui est formé classiquement d'acier moulé et qui est pourvu sur sa surface extérieure de dents de concassage 22, tandis que la surface interieure est reliée au rotor 21 d'un moteur triphasé. Le stator 11 de ce moteur triphasé est emmanché sur l'arbre central fixe 10. Pour assurer la ventilation et le refroidissement des enroulements du rotor 21 et du stator 11, qui constituent le moteur à courant triphasé, l'arbre central fixe 10 est pourvu d'un trou axial 12 qui est relié, par l'intermédiaire d'un tuyau 13, à un groupe de ventilation, non visible. Le trou axial 12 débouche dans le trou radial 14 qui sert de conduit d'arrive d'air de ventilation. Le trou opposé 15 sert au passage des conducteurs électriques d'alimentation ou, le cas échéant, des tuyaux de lubrification. Pour l'évacuation de l'air qui a été chauffé dans le moteur, il est prévu dans les bagues extérieures 24 des roulements à rouleaux 23 plusieurs trous 25 les traversant dans une direction axiale. Les roulements à rouleaux sont pourvus des deux côtes de joints d'étanchéité en labyrinthe qui retiennent le lubrifiant dans la zone du roulement et qui le protègent contre l'air de refroidissement. Du fait qu'il règne une surpression dans le cylindre, les roulements sont protégés à un fort degré contre la pénétration de particules de poussière. Pour amplifier l'effet de refroidissement, le rotor 21 est pourvu d'ailettes 26 qui produisent une action de turbulence dans l'air de refroidissement introduit dans la machine. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagees et sans que l'on ne s'ecarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Concasseur à cylindres, notamment à deux cylindres dentés, caractérisé en ce que chacun des deux cylindres se compose d'un corps creux, réalisé de préférence en acier moulé, et qui est soutenu par l'intermédiaire de deux roulements à rouleaux montés aux extrémités d'un arbre central fixe, la paroi intérieure du corps creux étant associée au rotor, et la paroi centrale fixe au stator, d'un moteur triphasé. 2.- Concasseur à cylindres selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre central fixe comporte de chaque côte un trou axial qui débouche dans un trou radial de traversée. 3.- Concasseur à cylindres selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins un-desdits trous est relié à un groupe de ventilation. 4.- Concasseur à cylindres selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bagues extérieures des roulements à rouleaux comportent plusieurs trous de traversée orientés axialement. 5.- Concasseur à cylindres selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rotor est pourvu d'ailettes sur la surface intérieure du corps creux.