Brevet FR2484285A1 — publié le 19811218

BROYEUR A CENTRIFUGATION ET A GRILLE TOURNANTE. La présente invention concerne un broyeur à centrifugation doté d'une grille tournante. On connaît déjà des broyeurs à centrifugation comportant une grille en trainee en rotation,et qui s'appliquent au broyage des minerais, des minéraux, des roches dures et, en outre, de divers produits ou sous-produits industriels, pour autant que la condition physique de ces matériaux permette un broyage et un criblage à sec (classification suivant la grosseur des particules). Les broyeurs à centrifugation comportant une grille entraînée en rotation sont utilisés notamment lorsque la dimension des particules du produit broyé ne doit pas depasser un certain seuil et lorsque le rebut doit contenir un pourcentage aussi réduit que possible de particules fines. Dans un broyeur à centrifugation comportant une grille tournante, le criblage du produit broye est effectué au travers de la grille tournant autour d'au moins un rotor équipé de barreaux de percussion, cette grille servant de surface d'appui et de rebondissement pendant le processus de broyage. Les grilles des broyeurs à centrifugation connus présentent la forme drun cylindre de section droite circulaire. La gril-le sollicite le rotor de façon continue avec la matière à broyer du fait qu'elle soulève cette matière en tournant autour de son axe et qu'elle la projette sur le rotor suivant une trajectoire parabolique. Pour cette triple fonction, on a utilise jusqu'à maintenant des grilles de section droite circulaire qui sont formées de barreaux ou de tiges. On connaît égalementdes structures de grilles qui sont constituées de plaques perfores ou d'anneaux. Dans ces deux dernières conceptions, il est avantageux que la grille soit pourvue intérieurement de barreaux orientés dans la direction longitudinale car ces barreaux exercent une influence favorable sur le parcours de la matière. Le broyeur peut ainsi opérer avec un plus faible degré de remplissage, et exige moins d'énergie pour entrainer la grille. De pios, l'effet d'auto-broyage se produisant dans la masse de la matière déplacée sur la grille est plus faible, ce qui diminue la fraction fine des produits broyés. Les barreaux de la grille qui sont orientés dans la direction longitudinale peuvent être pourvus d'arêtes sur leur surface intérieure, ce qui améliore la capacité de réception de la grille, surtout lorsqu'il existe une correspondance entre le nombre de barreaux et la grosseur des morceaux de la matiere à broyer. Si on utilise un nombre limité de barreaux pour la grille, la surface libre de criblage est plus petite, ce qui diminue la capacité de production du broyeur. Les solutions proposées jusqu'à maintenant pour ce typé de broyeur présentent tous l'inconvénient d'user rapidement sur leurs arêtes les barreaux servant au concassage de la matière, ce qui se traduit par une diminution rapide de leur capacité de production et par l'obligation de remplacer fréquemment les grilles. Un autre inconvénient des grilles constituées de barreaux consiste en ce que les forces de percussion très élevées qui se produisent au rebondissement et à l'appui des produits à broyer s'appliquent à un seul barreau, ce qui oblige, notamment pour le broyage de matériaux en gros morceaux ou cyclopéens, à fabriquer les barreaux de grille en un matériau à haute résistance ou de forte section. Ces barreaux sont par conséquent lourds et leur matière est mal utilisée L'invention a notamment pour but de réaliser une structure de grille qui permette, sans faire intervenir de types de barreaux ou d'arêtes s'usant rapidement, dtobtenir une capacité de production élevée ainsi qu'une grande résistance de la grille et une meilleure utilisation des matériaux la constituant.Cette structure de grille doit garantir une surface libre de criblage suffisamment grande et pouvoir être fabriquée économiquement par moulage en un matériau qui possède une bonne résistance à l'usure et à l'åbrasion. L'invention est basée sur le principe que les barreaux ou les tiges augmentant la capacité de réception de la grille et faisant saillie sur sa surface intérieure sont remplacés par des rainures et des canaux ayant un profil négatif correspondant à celui des barreaux. A cet effet, le broyeur à centrifugation comportant une grille fermée sur elle-même et entraînée en rotation est caractérisé en ce que la surface intérieure de la section droite de la grille présente une forme polygonale pour constituer une chambre interieure de broyeur de forme prismatique. La grille ne présente plus la forme d'un cylindre de-section droite circulaire, mais celle d'un prisme polygonal qui pourrait également s'apparenter à un cylindre - toutes ses génératrices sont orientées parallèlement à un axe cependant, pour éviter des interprétations erronées et des confusions avec un cylindre de section droite circulaire, on utilisera dans la suite l'expression "prisme de section droite polygonale". On doit noter que les grilles comportant une section droite de forme générale polygonale et dont les surfaces latérales ne sont pas planes mais présentent une convexité dirigée vers l'intérieur rentrent également dans le cadre de l'invention. Conformément à un mode avantageux de réalisation de l'invention, les arêtes dii prisme polygonal font entre elles un angle plus petit que celui de l'angle au sommet du polygone régulier correspondant à la section droite de la grille. Ce résultat peut être obtenu en donnant aux surfaces intérieures de la section droite de la grille formant le prisme polygonal une inclinaison au voisinage immédiat des arêtes, ce qui se traduit par l'établissement d'un angle plus aigu entre deux sections de grilles contiguës. I1 est également avantageux de ne pas agencer les surfaces intérieures formant le prisme polygonal comme des surfaces planes, mais de les pourvoir d'un rayon de courbure de telle manière qu'elles présentent une convexité dirigée vers l'intérieur et délimitent ainsi un angle-plus aigu que celui délimité entre les côtés d'un polygone régulier. D'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif. La Figure 1 donne un diagramme des forces qui s'exercent sur une particule se trouvant dans un des sommets du prisme polygonal formé par la section droite du broyeur. La Figure 2 représente le mime diagramme de forces dans le Qas où, par des surfaces inclinées supplémentaires, on établit un angle plus aigu entre les arêtes de deux éléments de grille contigus. La Figure 3 représente un diagramme de forces obtenu dans le cas d'un angle plus aigu des arêtes qui est établi à l'aide de surfaces à convexité dirigée vers l'intérieur du broyeur. La Figure 4 représente en section droite un broyeur à centrifugation agence conformément à la présente invention. La Figure 5 est une coupe partielie, repérée sur la Figure 4, de l'élément de grille et du panier support du broyeur; et les Figures 6 et 7 représentent des possibilités pratiques de réalisation du principe d'agencement mis en évidence sur les Figures 2 et 3. Comme le montre- la Figure I, Ta force de gravité Q et la force centrifuge C agissent simultanément sur une particule située au sommet du polygone La combinaison de la force centrifuge C et de la force de gravité Q s'applique au point d'appui P en négligeant l'effet de roulement exercé sur la particule. L'action de la force centrifuge repend, dans une certaine mesure de la grosseur des particules, ce qui est avantageux pour le broyage de- grosses particules. Sur la Figure 2, on a représentéun mode de réalisation dans lequel, du fait de l'inclinaison des surfaces polygonales formant la grille, celles-ci font entre elles un angle plus aigu. En conséquence, de plus petites particules peuvent s'immobiliser dans les angles des sommets et la force centrifuge agissant sur les plus grosses particules est augmentée. Le mode de réalisation représenté sur la Figure 3 convient mieux pour traiter de plus grosses particules. Les surfaces formant le prisme polygonal ne sont pas planes mais incurvées vers l'intérieur. I1 est également possible de combiner des surfaces planes avec des surfaces incurvées sur les arêtes. Sur la Figure 4, on a repré-senté une section droite d'un mode de réalisation du broyeur selon l'invention. Dans un carter 1 du broyeur tourne, autour d'un rotor 2, un panier a grille 3, par l'intermédiaire de rouleaux 4. Les éléments de grille 5 délimitent, dans le panier 3, un prisme ayant en section droite le profil d'un dodécagone. Les sommets 6 des éléments de grille 5 sont inclinés de l'angle o par rapport aux côtés, chaque angle de sommet entre deux faces contiguës du dodécagone étant inférieur à 1500. Les éléments de grille peuvent être disposés, sur toute la largeur du panier du broyeur, en plusieurs rangées. L'ensemble de la grille se compose avantageusement d'autant de parties que le polygone comporte de côtés. Sur la surface de criblage, il est prévu des trous qui s'élargissent vers l'extérieur. Sur la Figure 5, on a représenté à échelle agrandie la coupe partielle qui est repérée sur la Figure 4. Les éléments de grille 5 sont renforcés par des nervures 7 et ils sont maintenus en position dans le panier de grille à l'aide de saillies 8 prévues sur les nervures 7. Les ouvertures 9 formées sur 1-a surface de criblage se composent d'une partie cylindrique courte et d'une partie conique plus longue s'ouvrant vers l'extérieur. Jusqu'à l'usure complete de la partie cylindrique, la précision de classification des produits broyés ne varie pas, ce qui permet d'utiliser les grilles aussi longtemps que cette partie cylindrique subsiste avant usure de leur surface intérieure. La durée de service des grilles peut encore être augmentée lorsqu'on réalise leur surface intérieure en un matériau plus dur que celui de leur surface extérieure par un procédé de surmoulage, qui permet de créer une surface interieure rigide alors que le coeur des nervures est forme d'une matière tenace et résistante aux chocs. Les élé- ments de grille peuvent, par suite de leur forme simple, etre fabriques en une matière peu onéreuse par simple moulage. Les Figures 6 et 7 représentent des solutions techniques qu'on peut adopter en pratique pour les formes de réalisation representées dans leur principe sur les Figures 2 et 3. Sur la Figure 6, on a mis en év--idence l'angle alpha d'inclinaison ou de chanfrein, tandis que sur la Figure 7, on a mis en évidence le rayon R de la surface à convexité tournée vers l'intérieur. Bien entendu, la presente 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.- Broyeur à centrifugation comportant une grille fermée sur elle-même et entraînée en rotation, caractérise en ce que la surface interieure de la section droite de la grille présente une forme polygonale pour constituer une chambre intérieure-de broyeur de forme prismatique. 2.- Broyeur à centrifugation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arêtes du prisme polygonal font entre elles un angle qui est plus petit que l'angle au sommet du polygone régulier correspondant à la section droite de la grille. 3.- Broyeur à centrifugation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces intérieures de la section droite de la grille formant le prisme polygonal sont inclinées au voisinage immédiat des arêtes. 4.- Broyeur à centrifugation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces intérieures formant le prisme polygonal présentent une convexité dirigée vers l'interieur.