Brevet FR2442131A1 — publié le 19800620

La présente invention se rapporte à un appareil de commande de rouleau de broyage et elle a trait plus particulièrement à un appareil pour commander des rouleaux de broyage utilisés à des fins d'écrasement et d'entraînement dans des broyeurs. L'invention est principalement applicable à des broyeurs de canne à sucre et elle sera décrite dans la suite en référence à cette application. Cependant, il est à noter que cela ne constitue pas la seule application de l'invention et que par conséquent celle-ci n'est pas limitée à ce domaine. Normalement, un broyeur d'écrasement de canne à sucre comprend un groupe de trois rouleaux d'écrasement, deux rouleaux inférieurs étant placés à proximité étroite l'un de l'autre et un rouleau supérieur étant disposé au-dessus de la zone médiane des deux rouleaux inférieurs. Lorsque de la matière à écraser est introduite entre ces rouleaux, elle est écrasée entre les surfaces extérieures tournantes des deux rouleaux inférieurs et du rouleau supérieur. En ce qui concerne le groupe formé par les trois rouleaux d'écrasement, il est d'une pratique courante de supporter au moins deux desdits rouleaux par des cylindres hydrauliques. Le rouleau supérieur peut être support par un cylindre hydraulique lui permettant de "flotter", en opposition à une charge hydraulique préréglée. Un circuit hydraulique contenant un accurnulateur maintient une pression constante dans le cylindre. Un des rouleaux inférieurs peut egalement être supporté par un cylindre hydraulique, qui est habituellement amovible. Il est d'une pratique courante que tous les rouleaux de broyeurs sollicites hydrauliquement soient supportés à chaque extrémité par deux vérins hydrauliques indépendants qui opèrent sous une pression constante préréglée. Un corps étranger ou une masse inégale d'alimentation passant dans le broyeur produisent une réaction à chaque extrémité et il en résulte un déplacement de l'un ou des deux vérins. Le rouleau peut par conséquent s'incliner de manière que ses axes longitudinaux soient parallèles à sa position de réglage, ou bien il peut s'incliner dans une direction ou dans l'autre.Il en résulte une action indésirable sur le pignon du fait que celui-ci est également désaligné par rapport à son pignon correspondant et une charge ponctuelle est exercée à une extremite du pignon ou à l'autre. Il en résulte une usure inégale du pignon et, finalement, une rupture de dent sous l'effet de la fatigue. Pour des couples élevés, cette rupture peut se produire dans des pignons relativement neufs. Les techniciens du broyage ont essayé de résoudre ce problème par réglage de la pression hydraulique s'exerçant dans chaque cylindre de façon que le rouleau soit soulevé uniformémect. La configuration du rouleau, qui est supporté entre deux paliers et qui comporte un pignon monté en porte- -faux à l'extrémité d'application de puissance, pose un problème important pour obtenir un soulèvement uniforme. La réaction presque horizontale s'exerçant sur le pignon supérieur engendre une grande force entre la face verticale du coussinet en laiton et la face de l'ouverture de palier ménagée dans le bâti du broyeur. Cette force, et par conséquent la force résultante de frottement, sont bien plus grandes à une extrémité du pignon qu'à l'autre extrémité. Il s'ajoute a cela que la réaction presque verticale s'exerçant sur le pignon a tendance à soulever l'extrémité du rouleau à son extrémité correspondant au pignon. Il est par conséquent difficile d'établir un équilibre permettant d'obtenir un soulèvement uniforme du rouleau et il est encore plus difficile de maintenir cette condition. L'invention a en conséquence pour but de fournir un appareil de commande d'un rouleau de broyeur qui permette d'éliminer, ou tout au moins de réduire au minimum, les problèmes précités. L'invention concerne un appareil de commande de rouleau de broyeur, carac térisé en ce qu'il comprend: - un rouleau de broyeur; - deux vérins hydrauliques porteurs, qui supportent chaque extrémité du rouleau; - un vérin hydraulique auxiliaire auquel les vérins porteurs sont reliés de façon à former un circuit hydraulique fermé; et - un dispositif de commande pour maintenir une pression constante dans le vérin auxiliaire de manière que, lors d'un mouvement du cylindre ou du piston du vérin auxiliaire, chaque extrémité du rouleau de broyeur se déplace vers le haut ou vers le bas à l'unisson avec l'autre. De préférence, le composant mobile du vérin auxiliaire est constitué par le piston, le cylindre du vérin auxiliaire étant fixe. Dans cette structure, le piston auxiliaire peut se déplacer entre une chambre supérieure et une chambre inférieure prévues dans le cylindre auxiliaire. Le piston auxiliaire est avantageusement étagé ou agencé autrement pour créer une chambre intermédiaire entre les chambressupérieure et inférieure. La chambre supérieure est reliée à un des vérins hydrauliques porteurs, tandis que la chambre intermédiaire est reliée à l'autre vérin. La chambre inférieure est par conséquent soumise à l'action du dispositif de commande et est ainsi maintenue à une pression constante. Le dispositif de commande servant à maintenir une pression constante dans le vérin auxiliaire peut être de tout type approprié, mais il est avantageusement constitué par un accumulateur de gaz. La Figure 1 est une vue schématique de l'appareil de commande de rouleau de broyeur agencé selon l'invention. et la Figure 2 est une vue schématique du circuit hydraulique existant entre le vérin hydraulique auxiliaire et les deux vérins hydrauliques porteurs. Sur la Figure 1, on a représente un vérin auxiliaire comprenant un piston 11 et un cylindre 10. Le piston 11 est mobile entre une chambre supérieure 19 et une chambre inférieure 22, et il est prévu une chambre annulaire interme- diaire 17. Le piston 11 est entraîné par du fluide introduit dans les chambres 19 et 17 à partir de chacun des verins hydrauliques porteurs qui sont reliés aux chambres 19 et 17, respectivement par des conduits 28 et 35. Le piston 11 comprend des plaques de retenue 13 et 23 à son extrémité supérieure et à son extrémité inférieure, ainsi que des joints glissants inférieurs 14 et des joints glissants supérieurs 21. Le cylindre 10 comporte des vis de ventilation 15, 16 et 20 et il est également muni d'une culasse 18 et d'un fond 12. Un conduit 24 relie un vérin porteur hydraulique à la chambre 19. Ce vérin porteur comporte un piston fixe 29 et un cylindre mobile 27. Du fait du mouvement de montée et de descente du cylindre 27, le conduit 24 se présente sous la forme d'un flexible. Il est également prévu une garniture 30, des joints glissants 26 et une vis de ventilation 25. L'espace 28 a un volume qui varie en fonction du mouvement du cylindre 27 par rapport au piston 29. Un conduit 35 relie l'autre vérin hydraulique porteur à la chambre 17, ce vérin comprenant un piston fixe 37 et un cylindre mobile 32. Egalement, à cause du mouvement de montée et de descente du cylindre 32, le conduit 35 se présente sous la forme d'un flexible. Il est egalement prévu une garniture 34, des joints glissants 33 et une vis de ventilation 31. L'espace 36 a un volume qui varie en fonction du mouvement du cylindre 32 par rapport au piston 37. On a également indiqué sur la figure un accumulateur 39 qui est relié à la chambre inférieure 22 par l'intermédiaire d'un conduit 38. Sur la Figure 2, on a représenté un circuit hydraulique reliant chaque verin porteur au vérin auxiliaire. Ce circuit comporte une pompe hydraulique actionnée manuellement 50, des soupapes à aiguilles 51, des vérins porteurs 53, un vérin auxiliaire 54, un moteur électrique 55, une pompe hydraulique 56, une soupape à aiguille 57, un accumulateur de gaz 58, un filtre 59, un réservoir 60 et un manomètre 61. Lorsque l'appareil selon l'invention est en service, et quand une charge inegale est appliquée au rouleau de broyeur, par exemple, lorsque l'extrémité supportée par le verin porteur muni d'un piston 29 et d'un cylindre 27 est sollicitée par une plus forte charge que l'autre extrémité, il se produit un mouvement de descente du cylindre 27 par rapport au pi ston 29. Il en resulte que du fluide est refoulé par l'intermédiaire du conduit 24 jusque dans la chambre 19 en vue de produire ainsi un mouvement de descente du piston auxiliaire 11. Il en résulte un refoulement de fluide jusque dans la chambre intermediaire 17, ce qui provoque un mouvement de descente du cylindre 32 par rapport au piston fixe 37.Il est à noter que l'inverse se produirait si l'extrémité supportée par le vérin porteur muni du piston 37 et du cylindre 32 était sollicitée par une plus forte charge que l'autre extrémité. On voit par conséquent que la prévision du vérin hydraulique auxiliaire qui comporte deux circuits hydrauliques reliés à chaque vérin porteur et isolés l'un de l'autre, chaque extrémité du rouleau de broyeur qui est supportée par le vérin porteur correspondant exécute un mouvement de montee ou de descente à l'unisson avec l'autre extrémité et que, par conséquent, le rouleau de broyeur n'est pas incliné longitudinalement. L'invention utilise intrinsèquement l'incompressibilité de liquides tels que l'huile minérale pour éliminer un mouvement différentiel entre les deux vérins porteurs. Les deux vérins sont asservis à la fonction d'égalisation du verin auxiliaire qui effectue la moyenne des forces agissant sur les deux vérins porteurs et qui se déplace en correspondance. La chambre inférieure 22 est reliée à l'accumulateur 39 qui maintient une pression constante préréglée. Les chambres 17 et 19 sont isolées l'une de l'autre, et également de la chambre 22, par des joints appropriés. Ces joints d'étanchéité n'ont pas à remplir une tâche difficile puisque les deux circuits hydrauliques associés à chaque vérin porteur et le circuit associé à l'accumulateur de gaz sont maintenus à la même pression. Il est préférable que la surface de travail des deux vérins porteurs (c'est-à-dire la surface du composant mobile des vérins, qui peut être le piston ou le cylindre et qui est en contact avec le fluide) ait essentiellement la même étendue. Cependant, cela n'est pas essentiel du fait que, si lesdites surfaces sont différentes, on peut apporter des modifications appropriées au verin auxiliaire (par exemple en faisant en sorte que la surface de travail du piston auxiliaire 11 placé dans la chambre 17 soit dans un certain rapport avec la surface de travail du piston 11 placé dans la chambre 19). Cependant, il est préférable que les surfaces respectives de travail qui sont exposées au fluide se trouvant dans les chambres 17 et 19 aient la même étendue. Dans le mode préféré de réalisation représenté sur les Figures 1 et 2 chacune des chambres 17 et 19 comporte une surface de travail qui est égale à la moitié de la surface de travail de chaque vérin porteur. La surface de travail de la chambre 22 a une étendue égale à celle de la surface de travail de chacun des vérins porteurs. La force exercée sur chaque vérin porteur engendre sur chacune des surfaces de travail qui est exposée dans les chambres 17 et 19 du vérin auxiliaire une force qui est égale au produit de la pression par la surface. Dans le vérin auxiliaire précité, les forces s'exerçant sur les surfaces respectives de travail qui sont exposées dans les chambres 17 et 19 sont égales à la moitié de la force appliquée à chacun des vérins porteurs. Ces deux forces séparées exercées sur le vérin auxiliaire se combinent pour produire une force résultante dirigée vers le bas et appliquée au vérin auxiliaire et, si cette force n'est pas suffisamment grande pour vaincre la force s'appliquant à la surface inférieure du vérin auxiliaire, ce dernier se déplace vers le bas.Un mouvement de descente du vérin auxiliaire permet un écoulement de fluide hydraulique à partir de chaque vérin porteur et il en résulte par conséquent un déplacement desdits vérins porteurs. L'augmentation ou la diminution de volume des chambres 17 et 19 est toujours la même et, en consequence, le mouvement des deux vérins porteurs est toujours le même. Un défaut d'un joint d'étanchéité d'un des vérins porteurs pourrait nécessiter que le rouleau de broyeur fonctionne comme un rouleau fixe jusqu'à ce qu le joint du vérin soit remplacé. A cet égard, la situation est la même que celle existant dans des broyeurs normaux. Une légère fuite d'huile au delà des joints existant dans un des vérins porteurs diminue le volume d'huile dans le circuit fermé correspondant et un vérin porteur est constanunent en retard par rapport à l'autre, c'est-à-d5re que le rouleau est alors constamment incliné. Cette condition est alors signalée par l'indicateur de levage, et on peut aisément remédier à ce défaut en introduisant de l'huile sous pression dans le circuit fermé à l'aide d'une pompe à main. La quantité d'huile nécessaire est définie par ^\aryen des indicateurs de levage. Cela constitue certainement la meilleure opération à effectuer quand le broyeur est en marche. Il n'est pas nécessaire de monter le vérin auxiliaire sur le broyeur car il suffit simplement de le placer dans une position appropriée qui est proche du broyeur. Le vérin auxiliaire est conçu de façon que certaines des parties constituent des éléments standard d'équipement de circuits hydrauliques de broyeurs normaux. Le vérin auxiliaire peut être incorporé à un broyeur neuf sous la forme d'une partie du broyeur, ou bien le vérin auxiliaire peut être fabriqué séparément, et on peut le relier aux vérins porteurs existants d'un broyeur déjà installe. L'invention concerne également par conséquent un vérin hydraulique auxiliaire destiné à être relié à deux vérins hydrauliques porteurs qui supportent tous deux les extrémités correspondantes d'un rouleau de broyeur, ce vérin hydraulique auxiliaire comportant un piston mobile dans le cylindre auxiliaire entre une chambre supérieure et une chambre inférieure, ledit piston auxiliaire étant étagé ou autrement profilé de façon à définir une chambre intermédiaire entre lesdites chambres supérieure et inférieure de manière que, en service, la chambre inférieure soit maintenue à une pression constante, et que les chambres intermédiaire et supérieure soient chacune reliées aux deux vérins hydrauliques porteurs. L'invention concerne également un circuit hydraulique qui est caractérise en ce qu'il comprend: - deux vérins porteurs destinés à supporter chacun les extrémités correspon dantes d'un rouleau de broyeur; - un vérin auxiliaire comportant un composant mobile qui se déplace entre une chambre supérieure et une chambre inférieure dudit vérin, ce dernier compor tant également une chambre intermédiaire qui est formée entre les chambres supérieure et inférieure; - un premier conduit fluidique assurant la liaison d'un vérin porteur avec la chambre supérieure du vérin auxiliaire; - un second conduit fluidique assurant la liaison de l'autre vérin porteur avec la chambre intermédiaire du vérin auxiliaire; et - un troisième conduit fluidique assurant la liaison de la chambre inférieure avec un moyen destiné à maintenir une pression constante dans cette chambre inférieure. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Appareil de commande de rouleau de broyeur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un rouleau de broyeur; - deux vérins hydrauliques porteurs, qui supportent chaque extrémité du rouleau; - un vérin hydraulique auxiliaire auquel les vérins porteurs sont reliés de façon à former un circuit hydraulique fermé; et - un dispositif de commande pour maintenir une pression constante dans le vérin auxiliaire de manière que, lors d'un mouvement du cylindre ou du piston du vérin auxiliaire, chaque extrémité du rouleau de broyeur se déplace vers le haut ou vers le bas à l'unisson avec l'autre. 2.- Appareil de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston du vérin auxiliaire est mobile par rapport au cylindre correspondant. 3.- Appareil de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piston du verin auxiliaire est mobile dans le cylindre entre une chambre supérieure et une chambre inférieure, en ce que le piston auxiliaire est étagé ou autrement profile de façon à définir une chambre intermédiaire entre lesdites chambres supérieure et inférieure; cette chambre intermédiaire étant reliee à un des vérins porteurs et la chambre supérieure étant reliée à l'autre vérin porteur et en ce que la chambre inférieure est soumise à l'action dudit dispositif de commande en vue d'être ainsi maintenue à une pression constante. 4.- Appareil de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étendue de la surface de travail du piston ou du cylindre des deux vérins hydrauliques porteurs est essentiellement la même. 5.- Appareil de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de travail de la chambre supérieure et la surface de travail de la chambre intermédiaire ont essentiellement la même étendue. 6.- Appareil de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que les étendues respectives des surfaces de travail de la chambre supérieure et de la chambre intermédiaire sont approximativement égales à la moitié de l'étendue de la surface de travail de chaque vérin hydraulique porteur. 7.- Appareil de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de commande est un accumulateur de gaz. 8.- Verin hydraulique auxiliaire destiné à être relié à deux vérins hydrauliques porteurs qui supportent les extrémités correspondantes d'un rouleau de broyeur, caractérisé en ce qu'il comprend un piston mobile dans le cylindre auxiliaire entre une chambre supérieure et une chambre inférieure, ledit piston auxiliaire étant étagé ou autrement profilé de façon à définir une chambre intermédiaire entre lesdites chambres supérieure et inférieure de manière que, en service, la chambre inférieure soit maintenue à une pression constante, et que les chambres intermédiaire et supérieure soient chacune reliées aux deux vérins hydrauliques porteurs. 9.- Circuit hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend: - deux vérins porteurs destinés à supporter chacun les extrémités correspon dantes d'un rouleau de broyeur; - un vérin auxiliaire comportant un composant mobile qui se déplace entre une chambre supérieure et une chambre inférieure dudit vérin, ce dernier compor tant également une chambre intermédiaire qui est formée entre les chambres supérieure et inférieure; - un premier conduit fluidique assurant la liaison d'un vérin porteur avec la chambre supérieure du vérin auxiliaire; - un second conduit fluidique assurant la liaison de l'autre vérin porteur avec la chambre intennédiaire du vérin auxiliaire; et - un troisième conduit fluidique reliant la chambre inferieure avec un moyen servant à maintenir une pression constante dans ladite autre chambre supé rieure ou inférieure.