Brevet FR2475421A1 — publié le 19810814

La présente invention concerne un nouveau type de broyeur à mâchoires. On connait déjà les broyeurs à mâchoires comportant une mâchoire fixe verticale montée entre les deux bâtis de la machine, une mâchoire mobile placée en regard de la mâchoire fixe en une position inclinée, de telle sorte que sa partie inférieure soit la plus proche de la mâchoire fixe. Dans ces broyeurs, l'extrémité supérieure de la mâchoire mobile est commandée par une excentrique qui lui imprime un mouvement oscillant et tournant à l'extrémité supérieure et unmouve- ment oscillant à l'extrémité inférieure. Les pierres et les rochers volumineux y sont chargés par la partie supérieure de la chambre définie par les deux mâchoires, sont réduits en morceaux, sous pression, par le mouvement de la mâchoire mobile et les produits du broyage s'évacuent au fur et à mesure à travers l'orifice de décharge situé dans la portion inférieure de la chambre de broyage.Dans ces broyeurs déjà connus, la portion supérieure de la mâchoire mobile effectue un mouvement de glissement, sous pression, contre la mâchoire fixe sous l'action du mouvement pivotant imprimé par l'excentrique agissant sur son extrémité supérieure tandis que sa portion inférieure décrit un segment d'arc. Sous l'action conjuguée de ces mouvements, les pierres et les rochers placés entre les mâchoires sont alors broyés sous pression et descendent progressivement dans la chambre à mesure que leur taille diminue jusqu'à s'échapper par l'orifice de décharge lorsque leur taille le leur permet. Avec ces broyeurs à mâchoires conventionnels, il y a un risque important d'accident, en particulier d'être happé par la courroie parce que l'excentrique est solidaire d'un volant et est actionnée par un moteur par l'intermédiaire d'une courroie en V. Si un tel événement survient avec un tel dispositif, il est impossible d'arrêter rapidement la machine en marche, en raison de l'inertie du volant ; de plus, si l'on est amené à intervenir pour retirer des pièces ou matières indésirables parvenues dans la chambre de broyage, cette opération prend beaucoup de temps.De surcroît, il faut un moteur de grande puissance pour broyer les pierres et les rochers de grande dimension, aussi la machine s'agrandit rapidement en volume et en poids. En outre, les broyeurs à mâchoires conventionnels ne peuvent pas adapter leur capacité de broyage et sont sources de bruits importants et de vibrations. Enfin, les mâchoires mobiles actionnées par des excentriques exécutent un broyage sous l'effet d'un mouvement sen- siblement horizontal dont le diagramme peut être représenté par un triangle comportant un angle très aigu dont le sommet correspond au point d'appui de l'extrémité de la barre de support de sorte que les matériaux sont plus écrasés que broyés, ce qui donne des particules de forme plus allongée que ronde. La présente invention s'est proposée de remédier à ces différents inconvénients et de fournir un broyeur plus efficace, plus adaptable et plus sûr. La présente invention concerne donc un broyeur à mâchoires pour broyer les pierres et les rochers ou les masses de béton et plus particulièrement un broyeur à mâchoires dans lequel une mâchoire mobile est actionnée au moyen d'un mécanisme à levier de-renvoi fonctionnant hydrauliquement. Selon l'invention, il a été réalisé un broyeur à mâchoires dans lequel sont disposées, entre deux bâtis de la machine, une mâchoire passive sensiblement verticale et une mâchoire mobile placée en regard de la mâchoire passive et inclinée de telle sorte que sa partie inférieure soit la plus proche de la mâchoire passive, des moyens étant prévus pour déplacer la mâchoire mobile ; la mâchoire mobile est supportée et guidée à sa partie inférieure par un ensemble de barres d'appui et de tirants pivotants tandis qu'elle est supportée et commandée à sa partie supérieure, par un ensemble de premiers bras de renvois pivotants dont les seconds bras sont reliés à un ensemble correspondant de vérins hydrauliques. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'ouverture de l'orifice de décharge est munie, du coté de la mâchoire fixe, d'une grille pouvant avancer ou reculer pour suivre le mouvement de la mâchoire mobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, les barres d'appui et les tirants soutenant la partie inférieure de la mâchoire mobile prennent appui sur un bâti intermediaire mobile horizontalement, des moyens étant prévus pour commander le déplacement de ce bâti intermédiaire entre deux positions dont l'une correspond à l'ouverture minimale de l'orifice de décharge et l'autre, à l'ouverture maximale dudit orifice. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande du déplacement du bâti intermédiaire se composent d'une pièce en forme de coin coulissant, sur l'une de ses faces, contre une surface fixe du bâti tandis que l'autre face glisse contre une facette de même orientation angulaire, ménagée sur le bâti intermédiaire, des premiers moyens étant prévus pour rappeler en permanence ledit bâti au contact de ladite piece en forme de coin et des seconds moyens étant prévus pour déplacer ladite pièce. Selon une autre caractéristique de l'invention, la mâchoire passive offrant une surface de broyage sensiblement verticale est divisée en deux parties, supérieure et inférieure, la partie inférieure étant fixe tandis que la partie supérieure est coulissante horizontalement et peut occuper une pluralité de positions entre une position où elle vient prolonger le plan de la partie fixe et une autre où elle vient en butée contre le châssis, dans la direction opposée. Selon une disposition avantageuse de l'invention, les déplacements horizontaux de la partie coulissante sont commandés par des vérins hydrauliques ; ils peuvent également être commandés par un système à vis actionné par un moteur réversible. L'invention sera d'ailleurs mieux comprise si l'on se reporte à la description qui suit, donnée en regard des dessins des deux planches annexées. Sur ces dessins 1) la figure 1 représente une élévation, en coupe, d'un broyeur à mâchoires selon la présente invention, et 2) la figure 2 représente une vue de dessus du même broyeur. Si l'on se reporte simultanément aux figures 1 et 2, on peut voir deux bâtis parallèles 1, entre lesquels sont disposées une mâchoire passive 2, orientée sensiblement verticalement et une mâchoire mobile 3, disposée en regard de la mâchoire passive 2, de sorte que son extrémité inférieure soit plus proche de la mâchoire passive que son extrémité supérieure. La mâchoire mobile 3 est construite de telle sorte qu'elle peut être supportée à sa partie inférieure par des barres d'appui 4 et des tirants 6 qui prennent appui - d'ailleurs de façon indirecte - sur les bâtis 1 ; la partie supérieure de la mâchoire mobile est reliée à des bras 10 de renvois 8 dont les autres bras 11 sont rattachés à des vérins hydrauliques 12.Ainsi que l'on peut s'en rendre compte par l'examen de la figure 2, il y a'deux renvois 8, deux vérins 12, deux barres d'appui 4 et deux tirants 6. Le fonctionnement des deux vérins 12 est en outre parfaitement synchronisé. bans le broyeur selon l'invention, on peut constater que la mâchoire mobile 3 effectue vers le bas puis vers le haut des mouvements qui suivent des portions d'arc. Ceci permet d'écraser pierres et rochers sous l'effet conjugué de la pression et du mouvement alterné selon ces portions d'arc;; les matériaux écrasés ne sont donc pas seulement éclatés par compression mais aussi délités par le mouvement. Par ailleurs comme la chambre d'écrasement 30 se rétrécit de haut en bas en forme de coin, les matériaux qui doivent être broyés ne peuvent s'échapper par le haut et sont obligatoirement forcés vers le bas, ce qui donne à ce broyeur un très bon rendement de fonctionnement. En outre, les extrémités des bras 10 des renvois 8 sont entraînées grâce aux vérins de telle sorte qu'elles effet tuent des mouvements d'arc autour du point d'appui constitué par l'axe 9 tandis que la mâchoire mobile 3 effectue dans son ensemble un mouvement oscillant plus complexe à la fois dans la direction horizontale et vers le bas, si bien que les matériaux écrasés le sont en roulant les uns par rapport aux autres, ce qui a pour conséquence de fournir des produits de broyage ayant une forme plutôt arrondie qu'angulaire. On comprendra aisément qu'en modifiant les rapports de longueur entre les bras 10 et 11 des renvois 8, on peut modifier la puissance de broyage par simple application du principe bien connu du bras de levier, donc l'adapter au problème de broyage considéré. De plus, si l'on compare ce montage avec ceux dans lesquels la mâchoire mobile est directement entraîné par les vérins, on ne trouve pas d'effet de coussin hydraulique et comme la mâchoire prend appui sur un axe par l'intermédiaire d'une barre rigide, la capacité de broyage est améliorée. Si au cours de l'opération, les éléments non-broyables tels que des fers à béton se trouvent dans la chambre de broyage, on peut stopper l'opération immédiatement en agissant sur les soupapes de décharge des vérins.Si cela se produit, le broyeur s'arrente et il est possible de ressortir les fers à béton ou autres corps indésirables de la chambre, après avoir actionné lentement les mâchoires à l'aide des vérins hydrauliques jusqu a ce qu'elles soient placées dans la configuration la plus ouverte de la chambre. Ceci est un grand avantage par rapport aux broyeurs conventionnels qui sont équipés d'un lourd volant et ne peuvent être stoppés immédiatement. Enfin, on peut également limiter la course utile de la mâchoire mobile en n'utilisant qu'une partie de la course maximale des vérins de commande 12, par exemple, en utilisant des limitateurs de course (non-représentés). On se reportera maintenant plus particulièrement à la figure 1 pour la description du rattachement de la partie inférieure de la mâchoire mobile 3 au corps du broyeur. Un bâti mobile 16 comporte des cuvettes 4' dans lesquelles doivent prendre appui les extrémités des barres 4 ainsi que des ouvertures au travers desquelles des tirants 6 s'engagent. Entre les extrémités de ces tirants et la face interne de la base de la pièce 16, des ressorts à spirale 5 sont -interposés afin d'exercer l'effort de tension désiré. Le bâti mobile 16 a été prévu afin de permettre de modifier la position des cuvettes appuis 4' et, par là même, les dimensions de l'ouverture de décharge du broyeur.A cet effet, une pièce en forme de coin 15, dont la face verticale coulisse le long de la face 13' d'un élément 13, solidaire du châssis, peut être déplacée verticalement, par exemple, vers le bas, ce qui amène un déplacement vers la gauche de la figure du bâti intermédiaire 16, grâce à l'appui des faces inclinées 14 sur le bâti 16 et au guidage de butées horizontales fixes 17. Le déplacement de la pièce 15 est assuré par un vérin 20, commandé par un moteur 19. Le bâti mobile 16 est , en outre, équipé de tirants 18 qui, par l'intermédiaire de ressorts 24, prennent appui sur les premières extrémités de leviers de renvoi 22, montés pivotants autour d'axes solidaires du châssis ; les secondes extrémités des leviers de renvoi 22 comportent des bouton nières 21 dans lesquelles s'engagent des ergots 23, solidaires de l'extrémité inférieure de la pièce en coin 15. Si, contrairement à ce qui a été indiqué plus haut, la pièce en coin 15 est déplacée vers le haut grâce à la coopération des ergots 21 et des boutonnières 23, ce mouvement entraîne un basculement dans le sens des aiguilles d'une montre, des leviers de renvoi 22, donc une traction sur les tirants 18 et un rappel du bâti mobile 16 vers la droite. On comprendra aisément que lorsqu'on remonte au maximum la pièce en coin 15, le bâti 16 se déplace vers la droite et libère la plus grande ouverture possible entre les portions inférieures des mâchoires passive et mobile. Par contre, si la pièce en coin 15 est descendue au maximum vers le bas, on délimite l'orifice de décharge le plus petit possible. Cette opération permet, en plus, de modifier les angles relatifs des mâchoires passive et mobile et en conséquence, les caractéristiques du broyage. On comprend donc qu'en jouant à la fois sur la position du bâti 16,sur les longueurs respectives des bras 10 et 11 des renvois 8, ainsi que sur la courbe utile des vérins 12, on puisse réaliser toutes sortes de broyages de caractères différents. Pour améliorer au maximum la capacité de broyage de la machine, il est généralement intéressant d'agrandir les di mensions de l'orifice de décharge, ce qui permet de soumettre à des chocs plus violents les matériaux à broyer ; mais il est alors indispensable de prévoir des moyens pour empêcher qu'ils ne s'échappent avant d'atteindre le calibre de broyage désire ; à cet effet, il est prévu une grille 26 (voir figure 1), disposée de façon à coulisser sous la mâchoire passive 2 pour retenir les pierres et les rochers insuffisamment broyés ainsi que les éléments plats ou les fers à béton. La grille 26 a été construite de telle sorte que son extrémité droite s'applique toujours contre la base de la mâchoire mobile 3, grâce à l'action de ressorts à spirale 27. Elle coulisse dans des guides 28 afin de suivre le mouvement de la base de cette mâchoire. Pour permettre de retirer éventuellement, par exemple, des fers à béton, il a été prévu un vérin hydraulique 29 qui permet l'escamotage temporaire de la grille. On décrira maintenant un dispositif de réglage de l'ori- fice d'entrée du broyeur selon la présente invention. Les mâchoires passive 2 et mobile 3 délimitent une chambre de broyage 30, présentant en section verticale une forme sensiblement triangulaire. Les matériaux destinés à être broyés sont introduits par le haut dans la chambre de broyage; pour les morceaux dont les dimensions excedent celles de l'orifice supérieur, le broyage n'est pas possible, si bien qu'une opération préalable est nécessaire pour ramener ces morceaux à un gabarit susceptible d'être admis par la chambre. Ceci peut être fait au marteau pneumatique ou au moyen d'explosifs mais introduit beaucoup de complications, de bruit et même de danger, tout en diminuant le rendement de broyage. Pour éviter ces inconvénients, selon la présente invention, la mâchoire 2 est divisée en deux portions, supérieure 2a et inférieure 2b. Seule, la mâchoire 2b est véritablement fixe et solidaire des bâtis. La mâchoire supérieure 2a,par contre, est maintenue par les dispositifs supérieurs de guidage 32, inférieurs 33, centraux 34 et latéraux 35 (figure 2) entre lesquels elle peut se déplacer. Elle est en outre attelée aux extrémités des vérins 37 et 38 dont les extrémitésopposées sont solidaires du châssis de la machine, ceci afin de permettre un déplacement horizontal dans les deux sens de cette mâchoire. Sur la figure 1, on peut voir, en trait plein, la représentation de la mâchoire 2a complètement "ouverte", ce qui correspond à un orifice d'entrée de dimension maximale, tandis qu'apparaît, en trait plus fin, la position "fermée" qui correspond à la dimension minimale de l'orifice d'entrée. Dans cette position, les faces externes des mâchoires 2a et 2b se trouvent sensiblement dans le même plan.En conséquence, on comprend aisément que si les mâchoires sont en position "ouverte", on peut introduire dans la chambre de broyage des pierres et des rochers de dimension beaucoup plus grande que si cette disposition n'avait pas été adoptée. Un pré-broyage de ces matériaux de grande dimension est donc possible avant le broyage proprement-dit ; il pourra être effectué soit par la portion fixe 2b seule, soit par l'ensemble 2a + 2b lorsque les-di- mensions des blocs auront été suffisamment diminuées pour permettre la "fermeture" progressive de l'orifice. Rien n'empêche également d'effectuer le broyage en mettant la mâchoire 2a dans toute position intermédiaire entre les positions "ouverte" et "fermée1 le dispositif de commande du déplacement de la mâchoire pouvant être tout autre moyen approprié bien connu, tel que, par exemple, une vis entraînée par un moteur réversible ou tout autre équivalent. La description qui précède permet.de comprendre l'inté- rêt de cette mâchoire- passive réglable, tant sur le plan de la capacité de broyage que sur la diminution du bruit, de l'effort et du danger. REVENDICATIONS 1/ Broyeur à mâchoires dans lequel sont disposées entre deux bâtis de la machine, un mâchoire passive sensiblement verticale et une mâchoire mobile placée en regard de la mâchoire passive et inclinée de telle sorte que sa partie inférieure soit la plus proche de la mâchoire passive, des moyens étant prévus pour déplacer la mâchoire mobile, carac térisé en ce que la mâchoire mobile est supportée et guidée à sa partie inférieure par un ensemble de barres d'appui et de tirants pivotants tandis qu'elle est supportée et commandée, à sa partie supérieure, par un ensemble de premiers bras de renvois pivotants dont les seconds bras sont reliés à un ensemble correspondant de vérins hydrauliques. 2/ Broyeur à mâchoires selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'ouverture de l'orifice de décharge est munie du côté de la mâchoire fixe d'une grille pouvant avancer ou reculer pour suivre le mouvement de la mâchoire mobile. 3/ Broyeur à mâchoires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les barres d'appui et les tirants soutenant la partie inférieure de la mâchoire mobile, prennent appui sur un bâti intermédiaire mobile horizontalement, des moyens étant prévus pour commander le déplacement de ce bâti intermédiaire entre deux positions dont l'une correspond à l'ouverture minimale de l'orifice de décharge et l'autre, à l'ouverture maximale dudit orifice. 4/ Broyeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de commande du déplacement du bâti intermédiaire se composent d'une pièce en forme de coin coulissant, sur l'une de ses faces, contre une surface fixe du bâti tandis que l'autre face glisse contre une facette de même orientation angulaire, ménagée sur le bâti intermédiaire, des premiers moyens étant prévus pour rappeler en permanence ledit bâti au contact de ladite pièce en forme de coin et des seconds moyens étant prévus pour déplacer ladite pièce. 5/ Broyeur à mâchoires selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mâchoire passive offrant une surface de broyage sensiblement verticale est divisée en deux parties, supérieure et inférieure, la partie inférieure étant fixe tandis que la partie supérieure est coulissante horizontalement et peut occuper une pluralité de positions entre une position ofl elle vient prolonger le plan de la partie fixe et une autre ot elle vient en butée contre le châssis, dans la direction opposée. 6/ Broyeur à mâchoires selon la revendication 5, caractérisé en ce que les déplacements horizontaux de la partie coulissante sont commandés par des vérins hydrauliques. 7/ Broyeur à mâchoires selon la revendication 5, caractérisé en ce que les déplacements horizontaux de la partie coulissante sont commandés par un système à vis actionné par un moteur réversible.