Brevet FR2483256A1 — publié le 19811204

La présente invention concerne le domaine du concassage et de la fragmentation de roches et de matériaux divers et a notamment pour objet un concasseur à mâchoires pouvant être utilisé par exemple dans les industries minière , métallurgique, chimique, ainsi que dans la production de matériaux de construction. On connatt un concasseur à mâchoires comportant un bEti à la paroi avant duquel est fixée une mâchoire de concassage fixe. Une mâchoire de concassage mobile est fixée sur un porte-mâchoire mobile (balancier) qui est suspendu à un arbre à excentrique tournant dans des paliers fixés dans les parois latérales du but La partie inférieure du porte-mchoire mobile est articulée, à l'aide d'une cale de rupture ou plaque-entretoise, à la paroi arrière du bEti. Pendant la rotation de l'arbre à exentrique, le porte-mâchoire mobile effectue un mouvement oscillatoire complexe et tantôt se rapproche de la mâchoire de concassage fixe, tantôt s'éloigne de celle-ci.En se rapprochant, les mâchoires de concassage écrasent (fragmentent) le matéri.an se trouvant dans la chambre de concassage formée par les mâchoires de concassage et les parois latérales du bats. Le matériau de départ arrive dans la chambre de concassage par en haut. An moment où la mâchoire de concassage mobile s'éloigne de la mâchoire fixe, le matériau concassé (le produit de concassage) quitte le concasseur en passant par une fente de sortie formée entre les bords inférieurs des mâchoires de concassage mobile et fixe. On connais aussi un concasseur dit " de Bleck", dans lequel le porteNmichoire mobile (balancier) est suspendu, à l'aide d'une articulation, à Un axe fixe, et le mouvement de la partie inférieure du porte-mhoire est transmis d'un arbre à excentrique par l'intermédiaire d'une bielle et de deux cales de rupture. On connait aussi des concasseurs à mâchoires dans lesquels le porte-mâchoire de concassage mobile (balancier) est mise en mouvement à l'aide d'un vibrateur à inertie ou hydraulique. L'inconvénient de ces concasseurs connus consiste en ce que leur rendement est souvent limité par la capacité de débit(ou capacité de transport) de la section transversale de la chambre de concassage, car la chambre de concassage formée par les mâchoires de concassage et les parois latérales du bâti est cunéiforme et l'aire de section transversale de la chambre diminue progressivement de l'ouverture de chargeront à l'ouverture de déchargement. Un autre inconvénient des concasseurs à mâchoires réside dans le surconcassage superflu auquel ils donnent lieu et qui est dA à ce que tout le matériau à concasser, sans aucune exception, constitué par un mélange de morceaux de différentes dimensions, traverse toute la chambre de concassage depuis son ouverture de chargement jusqu'd son ouverture de déchargement disposée dans la partie inférieure de la chambre. Dans ces conditions, des morceaux suffisamment petits se trouvant dans le matériau de départ et dans le produit de concassage sont soumis à un concassage supplémentaire inutile pendant qu'ils se déplacent vers l'ouverture de déchargement, ce qui, à son tour, entrain une augmentation de la consommation unitaire d'énergie pour le concassage. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients mentionnés des concasseurs connus décrits ci-dessus. On s'est donc proposé d'élever le rendement du concasseur à mâchoires et de diminuer le reconcassage superflu du matériau à concasser en évacuant le plus rapidement possible de la chambre de concassage le matériau qui a atteint la grosseur prescrite. Ce problème est résolu à l'aide d'un concasseur à machoires comportant un bati et un porte-mflchoire mobile, ainsi que des mâchoires de concassage fixées sur la paroi avant dudit bati et sur ledit porte-machoire, formant ensemble une chambre de concassage ayant à sa partie supérieure une ouverture de chargement du matériau de départ, et à sa partie inférieure, une fente de sortie du matériau concassé, caractérisé, selon l'invention, en ce que la surface active d'au moins l'une des mtchoires de concassage est de forme concave en section transversale et que les bords latéraux opposés des surfaces actives des mâchoires de concassage forment des fentes de sortie supplémentaires. Dansle but d'accélérer l'évacuation du matériau concassé de la chambre de concassage, il est avantageux que lesdites mâchoires de concassage aillent an se retrécissant vers le bas. Selon l'une des variantes de réalisation de l'invention, applicable aux concasseurs à mâchoires en usage à l'heure actuelle, la chambre de concassage formée pas les mtchoires de concassage est composée d'une zone de préconcassage et d'une zone de concassage complémentaire et de déchargement, ladite zone de préconcassage étant délimitée par des parois latérales du b ti. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, la largeur des mâchoires de concassage dans la zoné de préconcassage est constante, alors que dans la zone de concassage compldmentailre et de déchargement la largeur des mâchoires de 002lcassage va en diminuant vers le bas. I1 est avantageux que, dans la zone de preconeassages la largeur des mEchoires de concassage aille en augmentant vers le bas, et que dans la zone de concassage complemen taire et de déchargement, la largeur des mâchoires de concassage aille en diminuant vers le bas. Une telle conception du concasseur à mâchoires permet d'élever son rendement et de diminuer le surconcassage superflu du matériau à concasser. L'idée essentielle de la présente invention est d'élever la capacité de débit de la chambre de concassage en augmentant l'aire de la fente de sortie, ainsi qu'en disposant la fente de sortie non seulement à la partie inférieure mais aussi aux flancs de la chambre de concassage. Ceci assure une accélération de l'évacuation du matériau, concassé jusqu'à la grosseur prescrite, de la chambre de concassage, une diminution du surconcassage superflu du matériau et une augmentation du rendement du concasseur à mâchoires. Pour former la fente latérale dans les flancs de la chambre de concassage, la section transversale de la surface active d'au moins l'une des mâchoires de concassage est réalisée concave de manière que ses bords latéraux soient parallèles aux bords latéraux opposés de la surface active de l'autre mâchoire de concassage. Pour utiliser l'invention dans les concasseurs à mâchoires existants sans modifier la configuration et les dimensions de l'ouverture de chargement, on peut prévoir une chambre de concassage comportant deux zones : une zone de préconcassage et une zone de concassage complémentaire et de déchargement. Dans ce cas, dans la zone de préconcassage, la distance entre les bords latéraux opposés des mâchoires de concassage diminue progressivement depuis la dimension de la largeur de l'ouverture de chargemment Jusqu'à la dimension de la largeur de la fente de sortie. Il est évident que dans ce cas, dans la zone de préconcassage, la chambre sera délimitée par les parois latérales du bati, et les fentes de sortie latérales seront réalisées seulement dans la zone de concassage complémentaire et de déchargement. Etant donné quejdans la zone de préconcassage, les morceaux de matériau suffissament petits ne se déchargent pas de la chambre, il est avantageux, pour assurer le déplacement sans obstacle du matériau dans celle-ci, que l'aire de section transversale de la chambre soit aussi constante que possible suivant toute la longueur de la zone de préconcassage.C'est pourquoi la largeur des mâchoires de concassage dans cette zone est constante. On sait que, pendant le concassage, le volume occupé par le matériau concassé augmente de 1,3 à 1,6 fois du fait que la masse de grains de matériau devient moins compacte à la suite de la diminution de leur grosseur. Pour cette raison, selon une autre variante de réalisation de l'invention, il est avantageux, pour assurer le déplacement sans obstacle du matériau dans la zone de préconcassage, que la largeur des machoires de concassage aille en augmentant vers le bas compte tenu des conditions cinétiques du concassage. L'invention permet d'augmenter le rendement des concasseurs à mâchoires de 2 à 3 fois et de diminuer le surconcassage superflu du matériau de 20 à 25 %. Invention peut être réalisée dans les concasseurs à mâchoires connus en remplaçant leur mâchoire de concassage fixe par une mâchoire dont la surface active a une forme concave en section transversale. Ce remplacement ne nécessite que des dépenses insignifiantes de moyens et de temps et assure une élévation de 30 50 % du rendement des concasseurs à mâchoires en usage à l'heure actuelle L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux a la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemplesnon limitatifs, avec référenceaux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente d'une manière schématique un mode concret de réalisation du concasseur à mtohoires conforme à l'invention, en coupe longitudinale verticale - la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 2 - la figure 5 est une vue en coupe suivant V-V de la figure 2 - la figure 6 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale verticale d'une variante de réalisation du concasseur à mtchoires conforme à l'invention, comportant une chambre de concassage constituée de deux zones et une mâchoire de concassage de forme concave en section transversale - la figure 7 est une vue en coupe suivant Vil-Vil de la figure 6 - la figure 8 est une vue en coupe suivant VIII-VIII de la figure 6 - la figure 9 est une vue en coupe suivant IX-IX de la figure 6 - la figure 10 est une vue en coupe suivant X-X de la figure 9 -la figure 11 est une vue en coupe suivant XI-XI de la figure 9 - la figure 12 est une vue en coupe suivant XII-XII de la figure 9 - la figure 13 est une vue en coupe suivant XIII-XIII de la figure 9 - la figure 14 est une vue schématique, en coupe longitudinale verticale, d'une autre variante de réalisation du concasseur à mâchoires conforme à l'invention, comportant une chambre de concassage constituée de deux zones, et deux mâchoires de forme concave en section transversale - la figure 15 est une vue en coupe suivant XV-XV de la figure 14 - la figure 16 est une vue en coupe suivant XVI-XVI de la figure 14 - la figure 17 est une vue en coupe suivant XVfl-XVii de la figure 14 - la figure 18 est une vue en coupe suivant XVIII-XVIII de la figure 14 - la figure 19 est une vue en coupe longitudinale verticale d'une autre variante de réalisation du concasseur à m choires, muni d'une m choire de concassage de forme concave en section longitudinale et en section transversale - la figure 20 est une vue en coupe suivant XX-XX de la figure 19 - la figure 21 est une vue en coupe suivant XXI-XXI de la figure 20 - la figure 22 est une vue en coupe suivant XXII-XXII de la figure 20 - la figure 23 est une vue en coupe suivant XXIII-XXIII de la figure 20 - la figure 24 est une vue en coupe transversale verticale de la chambre de concassage du concasseur à mâchoires selon un attre mode de réalisation de l'invention, dans lequel les mâchoires de concassage ont une largeur allant an diminuant vers le bas dans la zone du préconcas sage - la figure 25 est une vue an coupe suivant XXV-XXV de la figure 24 la figure 26 est une vue an coupe s'uivant XXVI-XXVI de la figure 24 - la figure 27 est une vue an coupe suivant XXVII-XXVII de la figure 24 - la figure 28 est une vue an coupe suivant XXVIII- XXVIII de la figure 24. Le concasseur à mâchoires (figures 1 à 5) conforme à l'invention comporte un bâti 9 et un porte-mâchoire mobile (balancier) 2. Une mâchoire de concassage fixe 4, dont la surface active est de forme concave an section trans- versale, est fixée sur la paroi avant du bâti s au moyen d'un élément de serrage au coin 3.Une mâchoire de concassage mobile 6 dont la surface active est concave an section transversale est fixée sur le balancier 2 à l'aide d'un élément de serrage an coin So Pour accélérer l'évacuation du matériau concassé de la chambre de concassage 4 et 6, ces dernières vont en se rétrécissant de haut en bas. Les bords latéraux et inférieures opposés des surfaces actives des mâchoires de concassage 4, 6 sont parallèles et forment des fentes de sortie de dimension nécessaire. A la différence des concasseurs à mâchoires connus, la chambre de concassage est formée seulement par les surfaces actives des plateaux de concassage et n'est pas limitée par les plaques d'usure 7 protégeant les parois latérales du bâti 1 contre l'usure. Le balancier 2 est suspendu à un arbre à excentrique 8 tournant dans des paliers fixés dans les parois latérales du bâti 1. La partie inférieure du balancier 2 est reliée d'une manière articulée, à l'aide d'une plaque-entretoise ou cale de rupture 9, à une butée 10 adjacente à la paroi arrière du b ti. Le balancier 2, la plaque-entretoise 9 et la butée 10 sont appliqués l'un contre l'autre par un tirant Il et un ressort 12. La dimension des fentesde sortie est réglée au moyen d'un Jeu de Joints interchangeables montés entre la butée 10 et la paroi arrière du bâti 1, soit à l'aide d'un dispositif hydraulique, ou bien à l'aide de tout autre dispositif de réglage approprié. Le concasseur est actionné par un moteur électrique13 par l'intermédiaire d'une transmission par courroies 14 (par exemple trapézoidales) 14 et d'une poulie-volant 15 fixée sur l'arbre à excentrique 8. Le concasseur fonctionne de la manière suivante. Pendant la rotation de l'arbre à excentrique 8 le balancier 2 effectue un mouvement oscillatoire complexe. Le matériau de départ est amené dans ltespace de travail entre les mâchoires de concassage à travers l'ouverture de chargement située dans la partie supérieure de la chambre de concassage. Lors du mouvement de la mâchoire mobile 6 vers la mâchoire fixe 4, s'effectue 1 1écrasement (le concassage) du matériau se trouvant entre les mâchoires de concassage. Lors du mouvement de la mâchoire mobile 6 dans le sens opposé à la mâchoire fixe 4, le matériau concassé se déplace vers le bas et de côté par gravité. Les grains dont la dimension est inférieure à celle de la fente de sortie sont déchargés à travers les fentes de sortie latérales (a) entre les bords latéraux opposés des mâchoires de concassage, alors que les grains de plus grandes dimensions continuent à se déplacer vers le bas en subissant un nouveau concassage lors du rapprochement suivant des mâchoires de concassage. Le fait que les grains de matériau concassé ayant atteint la grosseur prescrite scat évacués au moment opportun de la chambre de concassage à travers les fentes de sortie latérales (a), exclut le concassage excessif auquel les grains de matériau auraient été soumis s'ils étaient restés dans cette chambre, et contribue aussi à l'élévation du rendement du concasseur.En définitive, tout le matériau concassé est déchargé de la chambre de concassage lorsque la dimension de tous les grains du produit de concassage ont atteint une dimension inférieure à celle de la fente de sortie. Le concasseur à mâchoires représenté sur les figures 6 à 13 est l'une des variantes possibles d'application de la présente invention aux concasseurs à mâchoires connus en usage à l'heure actuelle Cette variante peut autre exécutée en remplaçant l'une des mâchoires de concassage de conception connue (dans le cas considéras la mâchoire de concassage fixe 4) par une mâchoire de concassage a surface active dont la section transversale est concave. La chambre de concassage formée par les mEoho:Lre$ de concassage est composée d'une zone de préconcassage (b) et d'une zone de concassage complémentaire et de déchar gement (c).Dans la zone (b), la chambre de concassage est limitée par des plaques d'usure 7 fixées sur les parois latérales du bâti 1. Dans la zone (b), les mâchoires de concassage 4 et 6 ont une largeur constante, tandis que dans la zone (c) la largeur des mâchoires de concassage va en diminuant de haut en bas.La forme de la mbhoire de concassage fixe 4 est telle que dans la zone (b) la distance entre les bords latéraux de la mâchoire de conb cassage fixe 4 et les bords latéraux opposés de la mâchoire de concassage mobile 6 diminue à partir de la dimension de la largeur de l'ouverture de chargement Jusqu'à la dimension de la largeur de la fente de sortie, tandis que dans la zone (c) cette distance reste constante, autrement dit, les bords latéraux opposés des mâchoires de concassage 4 et 6 sont parallèles et forment des fentes de sortie (a) supplémentaires pour l'évacuation du matériau concassé Jusqu'à la grosseur prescrite. Une variante analogue du concasseur à mâchoires conforme à 1 'invention, mais comportant dans ce cas deux machoires de concassage, est illustrée sur les figures 14 à 18. Les concasseurs représentés sur les figures 6 à 13 et 14 à 18 fonctionnent de la manière suivante. Le matériau de départ arrive à travers l'ouverture de chargement dans la zone de préconsassage (b) et est concassé lors du mouvement de la mâchoire mobile 6 vers la machoire fixe 4. Lorsque la mâchoire mobile 5 s'éloigne de la mâchoire fixe, le matériau concassé se déplace vers le bas par gravité et arrive dans la zone (c) de concassage complémentaire et de déchargement. Dans la zone de concassage complémentaire et de déchargement (c), lorsque la mâchoire mobile s'éloigne de la mâchoire fixe, le matériau se déplace par gravité vers le bas et latéralement en direction de la fente de sortie. Les morceaux dont les dimensions sont inférieures à celle de la fente de sortie sont évacués à travers la fente de sortie (a)tandis que les morceaux dont la dimension est supérieure à celle de la fente de sortie restent dans la chambre de concassage, sont concassés additionnellement pendant les rapprochements ultérieurs des mâchoires mobile et fixe et sortent enfin du concasseur. Dans la variante du concasseur à mâchoires représentée sur les figures 19 à 23, la surface active d'au moins l'une des mâchoires de concassage est de forme concave en section longitudinale, de manière que la surface active de la mâchoire ait,dansb zone (b), une inclinaison grâce à laquelle le matériau à concasser est soumis à l'action d'une composante (V) de l'effort de concassage (R) qui est orientée verticalttentvers le bas et qui empêche les morceaux de matériau à concasser de glisser l'un par rapport à l'autre lors du rapprochement des mâchoires. Dans la variante du concasseur à mâchoires représentée sur les figures 24 à 28, les mâchoires de concassage ont dans la zone de préconcassage (b) une largeur allant en augmentant de haut en bas, afin d'assurer entre les sections transversales de la zone de préconcassage (b) un rapport optimal correspondant à la capacité de débit ou de transport requise de la chambre de concassage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui nont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en c'ivre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDIC~AT-ONS 1. Concasseur à machoires, du typé comportant un bâti et un porte-mAchoire mobile, des mâchoires de concassage fixées sur la paroi avant dudit bâti et sur ledit porte-mâchoire, formant ensemble une chambre de concassage pourvue à sa partie supérieure d'une ouverture de chargement du matériau de départ, et à sa partie inférieure, une fente d'évacuation du matériau concassé, caractérisé en ce que la surface active d'an moins l'une des mâchoires de concassage (4,6) est de forme concave en section transversale, et que les bords latéraux mutuellement opposés des surfaces actives des mâchoires de concassage (4,6) forment des fentes de sortie supplémentaires (a). 2. Concasseur à mâchoires conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites mâchoires de concassage (4,6) vont en se rétrécissant vers le bas. 3. Concasseur à mâchoires conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de concassage formée par les mâchoires de concassage (4,6) est composée d'une zone de préconcassage (b) et d'une zone de concassage complémentaire et de déchargement (c), la zone de préconcassage (b) étant délimitée par les parois latérales du bâti (1). 4. Concasseur à mâchoires conforme à l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que, dans la zone de préconcassage (bila largeur des mâchoires de concassage (4,6) est constante, tandis que dans la zone de concassage complémentaire et de déchargement (c), les mâchoires de concassage (4,6) vont en se rétrécissant vers le bas. 5. Concasseur à mâchoires conforme à l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que, dans la zone de préconcassage (b),lalargeur des mâchoires de concassage (4,6) va en augmentant vers le bas, alors que dans la zone de concassage complémentaire et de déchargement (c), la largeur des mâchoires de concassage (4,6) va en diminuant vers le bas.