Brevet FR2461525A1 — publié le 19810206

La présente invention concerne un dispositif broyeur concasseur à axe vertical et les installations pourvues d'un tel dispositif, destines au broyage ou au concassage de matières diverses, telles que céréales, pailles, fourrages, produits chimiques, engrais ou autres matières pulvérulentes, grossières ou en grains. On connatt déjà des appareils broyeurs à marteaux à flux radial ou broyeurs à cylindres destines à broyer des produits utilisés dans les industries chimiques et agro-alimen taies. Ainsi, on connatt déjà des broyeurs à marteaux suivant lesquels la réduction des particules est effectuée en deux temps. Dans un premier temps, le broyage s'effectue par éclatement du produit lors de son premier contact tangentiel avec le rotor. Dans un deuxième temps, on effectue un concassage et une attrition dans une masse de produit, entraSnée par le rotor audessus d'une grille celle-ci ddtelminant la granulomètrie obtenue. Le rdsultat de l'effet d'éclatement est, dans ce cas précis, fonction de la vitesse du rotor et des caractéristiques du produit. A la suite de l'éclatement du produit, celuici a tendance à prendre le mouvement du rotor; il est ainsi concassé et recyclé autant de fois qu'il faut pour passer au travers de la grille. Il se produit une hétérogénéité des moutures due B cette réduction en plusieurs temps. En outre, le rotor travaille dans une masse de produit au-dessus de la grille, perd de son efficacité, et engendre des frottements deux une perte deénergie et un échauffement non négligeable du produit. Enfin, une décompression de grande puissance est nécessaire; cependant, il faut que cette décompression soit délicate, car elle a tendance à plaquer le produit sur la grille principalement pour les moutures fines. La présente invention a donc pour but de créer un dispositif broyeur concasseur de conception et d'ihstallations simples, dont les rendements du procédé sont élevées et permettant, en outre, un réglage parfait de la granulomètrie des moutures. La présente invention a également pour but de permettre l'obtention d'une grande homogénéité granulomètrique des moutures, une granulomètrie constante des moutures, ceci avec un échauffement très faible des produits broyés d'où une moindre freinte, Enfin la présente invention a pour but de créer un dispositif broyeur concasseur d'une grande fiabilité permettant une absence totale de surveillance pendant le fonctionnement et des débits réalisés très importants dans des machines d'un encombrement très réduit appliqués notamment aux industries chimiques et agro-alimentaires pour la fabrication des aliments composés pour le bétail par exemple. A cet effet, l'invention concerne un dispositif broyeur concasseur à axe vertical du type comportant des marteaux oscillants, dispositif caractérisé en ce qui comporte un rotor disposé sur un axe vertical, une turbine à aubage pour la ventilation du dispositif et la répartition des produits, cette turbine étant disposée au-dessus du rotor, logé dans une chambre de broyage, mobile verticalement, pour faire varier les temps de séjour des produits, exécutant un mouvement par rapport au rotor dans la chambre, une chambre d'alimentation équipée de redresseurs de flux et un conduit d'alimentation en produit et en air situé à la partie supérieure du rotor. Grâce à ce dispositif broyeur concasseur, il est possible de maetriser parfaitement l'effet de réduction que l'on désire donner aux particule s. Ainsi, le dispositif broyeur concasseur permet un éclatement uniquement du produit, en utilisant de grandes vitesses. Il est possible d'obtenir également le concassage du produit par l'utilisation de basses vitesses du rotor0 Suivant ce dispositif, il est possible de régler le temps de séjour du produit selon deux variables qui sont constituées par la surface de broyage et la vitesse d'air de décompression. L'efficacité particulière du dispositif broyeur concasseur conforme à l'invention, résulte du mouvement relatif du produit par rapport au rotor. Sur toute la périphérie du rotor il y a un effet tangentiel d'un broyeur à marteaux classique. Cette efficacité résulte également de l'absence de tout frottement inutile entre produit et rotor, les frottements latéraux du broyeur à marteaux sont, dans cet appareil, inexistants. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rotor présente une forme conique dans sa partie supérieure, la totalité de la périphérie du rotor étant mise en oeuvre de fa çon permanente. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le rotor est pourvu de marteaux présentant au moins un angle d'attaque dont l'incidence est adaptée aux produits à traiter. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le rotor effectue des mouvements de rotation dans les deux senst la vitesse de rotation étant réglable. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre de broyage présente une surface intérieure lisse. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre de broyage présente une surface intérieure rainurée radialement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre de broyage présente une surface intérieure rainurée avec une incidence perpendiculaire à l'angle d'incidence des marteaux0 Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre de broyage est réglable verticalement à distance par télécommande. B'invention concerne, également, une installation pourvue du dispositif broyeur concasseur et comportant-une trémie sur laquelle est monté le dispositif broyeur concasseur, cette trémie étant pourvue d'un dispositif d'aspiration et de filtration réglable. L'invention concerne également une installation pourvue du dispositif broyeur concasseur, cette installation comportant des réservoirs d'alimentation des produits, des extracteurs, un régulateur de débit transférant les produits à partir des extracteurs à un élévateur à godet coopérant avec un appareil de classement déterminant l'envoi des produits broyés vers des réservoirs de stockage ou des produits non broyés vers le dispositif broyeur concasseur. La présente invention sera mieux comprise à l'aide d'un mode de réalisation du dispositif broyeur concasseur ainsi qu'à des installations pourvues d'un tel dispositif, représenté schematiquementp à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels s - la figure I est une vue de côté du dispositif broyeur concasseur, - la figure 2 est une vue de côté d'un premier mode de réalisation d'une installation pourvue du dispositif broyeur concasseur, - la figure 3 est une vue schématique d'un second mode de réalisation d'une installation pourvue d'un broyeur concasseur. Selon la figure 1, le broyeur concasseur 1 comporte un rotor 2 disposé sur un axe vertical 3e Le dispositif broyeur concasseur 1 comporte, en outre, une turbine à aubage 4 permettant la ventilation de l'appareil, et la répartition parfaite du produit à broyer à la périphérie du rotor 2, ainsi que 1' alimen- tation forcée du rotor 2. La turbine à aubage est disposée audessus du rotor 2 dans ce mode de réalisation particulier, mais il est possible de monter cette turbine 4 à la partie inférieure du rotor 2. Le dispositif broyeur concasseur 1 comporte, en outre, une chambre de broyage 5 mobile verticalement de haut en bas ou de bas en haut. Dans cette figure, la chambre de broyage 5 est représentée en position basse de travail, la position hati- te étant représentée en tiretés. La chambre de broyage 5 permet de faire varier le temps de séjour du produit dans le dispositif broyeur concasseur 1. Le dispositif broyeur concasseur 1 comporte, en outre, une chambre d'alimentation 6 équipée de redresseurs de flux. (veuillez préciser le rôle exact de ces redresseurs de flux)0 Enfin, le dispositif broyeur concasseur 1 est pourvu d'un conduit 7 permettant l'alimentation en produit et en air à la partie supérieure du rotor 2. Le rotor 2 présente une forme conique dans sa partie supérieure 8. Le rotor 2 est pourvu, en outre, de marteaux 9 dont les angles d'attaque présentent une certaine incidence adaptée au produit traité. Les marteaux 9 comportent plusieurs angles d'attaque pour effectuer des broyages fins. Suivant la nature des produits, les marteaux 9 présentent une surface de travail très large pour le broyage de ces produits en grains ou en matière pulvérulente ou en produits très minces. Les marteaux présentent une surface de travail en forme de couteaux pour les produits fibreux. Selon la nature des marteaux 9 utilisés, le rotor 2 est entrané en rotation dans les deux sens pour permettre l'usage des deux cavés des marteaux 9 sans démontage.La vitesse du rotor 2 est fonction des granulomètries à obtenir; ainsi, le rotor est entraidé à la vitesse réduite pour le concassage et à vitesse rapide pour le broyage fin. Le rotor 2 est également réalisé avec un diamètre très précis pour ne permettre qu'un passage très proche par rapport à la chambre de broyage 5. Ainsi, l'écart entre le rotor 2 et la chambre de broyage 5 est extrEmement réduit. La chambre de broyage 5 peut présenter, selon les utilisations que l'on désire faire du dispositif broyeur concasseur 1, une surface interne lisse. La surface interne de la chambre de broyage 5 peut également autre rainuée radialement sur sa surface interne. Enfin9 cette surface interne peut être rai nupée avec une incidence perpendiculaire à l'angle d'incidence des marteaux 9. il est également possible de réaliser la chambre de broyage 5 en un matériau dur spécial pour les produits très abrasifs ou bien en matériau souple pour les produits fragiles. La position haute ou basse de la chambre de broyage 5 est obtenue par réglage vertical à distance par télécommande. En position haute, le rotor 2 est pratiquement entièrement dégagé, ce qui permet un remplacement facile des marteaux 9. Selon la figure 2, l'installation 10 comporte un dispositif broyeur concasseur 1 monte sur unie trémie 11Jde ddcompression alvéolaire. La trémie al est pourvue d'un dispositif d'aspiration et de filtration 12. Le temps de séjour du produit dans l'installation9 et par conséquent, le résultat du broyage, sont fonction de la vitesse d'air entrainant le produit dans l'installation. Un ventilateur 13 d'appoint est susceptible d' être utilisé dans certains cas.Ce premier mode de réalisation de l'installation étant d'un type unique adapté à un produit précis pour une puissance et un débit donnés9 il est par conséquent nécessaire de mettre en oeuvre plusieurs installations en faisant varier certaines parties du dispositif broyeur concasseur 1 en fonction des produits à concasser et à broyer et en fonction de la puissance et du débit voulus. Selon la figure 39 l'installation 15 est un second mode de réalisation pourvu d'un dispositif broyeur concasseur 1. Cette installation 15 comporte des réservoirs 16 contenant des produits à broyer et à concasser,-Des extracteurs 17 sont dis posés sous les réservoirs d'alimentation 16. Ils reçoivent les produits et les transmettent à un régulateur de débit 18. Le régulateur de débit 18 transfère les produits vers un élévateur à godet 190 Les produits sont alors déversés dans un appareil de classement 20 déterminant l'envoi des produits broyés vers des réservoirs de stockage 21, ou déterminant l'envoi des produits non broyés vers le dispositif broyeur concasseur 1. Comme cette installation 15 n'est pas destinée au réglage de la granulomètrie, mais à produire un effet de réduc- tion précis des particules, il est nécessaire de prévoir un appareil de classement 20. Le dispositif broyeur concasseur 1 remplit le même rôle que précédemment évoqué dans les figures 1 et 2. De manière générale, le dispositif broyeur concasseur 1 est également apte à la réduction des particules des produits collants ou colmatants présentant généralement des difficultés dans les techniques actuelles, ces produits pouvant être des farines de viande et d'os par exemplee R E V EN D~IC~A~T I O N S 1.- Dispositif broyeur concasseur à axe vertical, du type comportanttdes marteaux oscillants, dispositif caracté- risé en ce qu'il comporte un rotor (2) disposé sur un axe vertical (3)9 une turbine à aubage (4) pour la ventilation du dispositif et la répartition des produits, disposée au-dessus du rotor (2), logé dans une chambre de broyage (5), mobile verticalement pour faire varier les temps de séjour des produits, exécutant un mouvement relatif par rapport au rotor (2) dans la chambre de broyage (5) une chambre d'alimentation (6) équipée de redresseurs de flux et un conduit d'alimentation (7) en produit et en air situe à la partie supérieure du rotor (2). 2. Dispositif broyeur concasseur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (2) présente une forme conique dans sa partie supérieure, la totalité de la pé riphérie du rotor (2) étant mise en oeuvre de façon permanente. 3.- Dispositif broyeur concasseur conforme aux revendications i et 2 précédentes, caractérisé en ce que le rctor (2) est pourvu de marteaux (9) présentant au moins un angle d'attaque dont l'incidence est adaptée au produit à traiter. 4. Dispositif broyeur concasseur conforme à la re vendication 3 précédente9 caractérise en ce que les marteaux (9) présentent une surface de travail large. 5.- Dispositif broyeur concasseur conforme à la revendication 3 précédente, caractérisé en ce que les marteaux (9) présentent une surface de travail en forme de couteaux. 6.- Dispositif broyeur concasseur conforme à la revendication 1, caractérise en ce que le rotor (2) effectue des mouvements de rotation dans les deux sens, la vitesse de rotation étant réglable. 7.- Dispositif broyeur concasseur conforme à la revendication 1 caractérisé en ce zen que le rotor (2) présente un diamètre tel que l'écart entre le rotor (2) et la chambre de broyage (5) est réduits 8. Dispositif broyeur concasseur conforme à la revendication 19 caractérisé en ce que la chambre de broyage (5) présente une surface intérieure lisse0 9.- Dispositif broyeur concasseur conforme à la revendication 19 caractérisa en ce que la chambre de broyage (5) comporte une surface intérieure rainurée radialement. 10.- Dispositif broyeur concasseur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de broyage (5) présente une surface interne rainurée avec une incidence perpendiculaire à l'angle d'incidence des marteaux (9). 11. Dispositif broyeur concasseur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de broyage (5) est en un matériau dur pour les produits abrasifs et en un matériau souple pour les produits fragiles0 12.- Dispositif broyeur concasseur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de broyage(5) est réglable verticalement à distance par télécommande. 13.- Installation pourvue d'un dispositif broyeur concasseur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 12 précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une trémie (11) sur laquelle est monté le dispositif broyeur concasseur (1) cette trémie (11) étant pourvue d'un dispositif d'aspiration et de filtration (12) réglable. 14.- Installation conforme à la revendication 13, caractérisée en ce que le conduit d'alimentation d'air (7) est pourvu d'un dispositif de réglage (14) du débit dXair. 15.- Installation pourvue du dispositif broyeur concasseur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 12 précédentes, caractérisée en cequ'elle comporte des réservoirs d'alimentation (16) des produits, des extracteurs (17), un régulateur de débit (18) transférant les produits à partir des ex- tracteurs (17) à un élévateur à godet (19) coopérant avec un appareil de classement (20) déterminant l'envoi des produits broyés vers des réservoirs de stockage (21) ou des produits non broyés vers le dispositif broyeur concasseur (l)o