Brevet FR2492686A1 — publié le 19820430

L'invention a pour objet une machine de broyage en continu de type à rotors, comprenant au moins deux rotors, servant à réduire en fragments ou en fibres des matières qui peuvent être du fourrage comme de la luzerne, des copeaux et des écorces de bois ou d'autres sous-produits des industries alimentaires, ayant une humidité comprise entre 10 et 9O5. Les broyeurs connus de ce type sont associés à un moyen d'alimentation en produits à broyer et à un autre moyen distinct d'évacuation des produits broyés, ou bien ils sont traversés par un courant d'air qui assure le déplacement des produits. Le but principal de l'invention est dXapporter une machine de broyage dont le fonctionnement ne nécessite pas l'utilisation d'un premier et d'un second moyen distincts d'alimentation et d'évacuation des produits, mais qui, au contraire, travaille de manière continue sans interruption du déplacement de ces produits, ni sans reprise de ceux-ci. On atteint ce but, selon l'invention, avec une machine de broyage ayant une enveloppe contenant au moins deux rotors supportés dans cette enveloppe par des arbres parallèles et équipés à leur périphérie d'éléments broyeurs ; ces éléments présentent simultanément des moyens de déchiquetage et des moyens de projection ; les rotors sont disposes en ordre successif, le premier pour recevoir le produit qui entre dans l'enveloppe et le projeter sur le rotor suivant qui le reçoit et le projette à son tour sur le rotor suivant, jusqu'au dernier rotor qui re çoit le produit du rotor précédant et le projette hors de 1 'enveloppe. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, chaque élément broyeur est composé d'un ensemble de plaques minces allongées entre lesquelles sont interposées des cales épaisses courtes. Ces plaques minces et ces cales épaisses sont assemblées en alternance et ser res ensemble par des boulons. Chaque élément ainsi consti tué présente donc une première partie extrême composée de plaques minces séparées par des intervalles vides et une seconde partie pleine composée des plaques minces et des cales épaisses serrées les unes contre les autres par les boulons. Au moins un trou est percé transversalement dans cette partie pleine et chaque élément est monté pivotant autour d'un axe porté par le rotor et engagé dans ce trou. Les tranches des plaques minces servent de moyens de déchiquetage et les côtés des cales épaisses servent de moyens de projection. Selon un aspect simple et économique de l'invention, la machine de broyage est pourvue de deux rot ors qui participent chacun successivement au broyage et au déplacement des produits traités. L'enveloppe a une ouverture d'alimentation prévue au-dessus du premier rotor et une ouverture d'évacuation prévue au-dessus du second rotor. Un transporteur d'alimentation apporte les produits à broyer et les déverse par l'ouverture d'alimentation sur le premier rotor qui assure un prébroyage et qui projette les produits prébroyés sur le second rotor ; celui-ci assure le broyage final et projette par l'ouverture d'évacuation les produits broyés qui sont reçus par un transporteur d'évacuation. Il est avantageux que le même transporteur s'étende de façon continue pour apporter les produits à broyer et recevoir les produits broyés. La disposition relative du transporteur et du broyeur n'est pas imposée par l'invention ; on peut disposer le broyeur avec les axes géométriques longitudinaux des rotors placés perpendiculairement à l'axe géométrique longitudinal du transporteur, ou parallèlement à cet axe, ou avec une inclinaison intermédiaire entre ces deux positions extrêmes. On sait que le déplacement des matières en fragments ou des matières fibreuses se fait couramment à l'aide d'une vis dlArchimède incluse totalement ou partiellement dans un carter périphérique enveloppant. Le broyeur de l'invention se combine aisément à un transpor teur de ce type. Il suffit de disposer le carter au-dessus des ouvertures d'alimentation et d'évacuation ménagées dans l'enveloppe du broyeur et de prévoir dans ce carter des passages appropriés pour la matière à broyer et le produit broyé. Pour bien faire comprendre l'invention on donnera maintenant une description d'un exemple de réalisation de l'invention et de variantes que l'on peut y apporter. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure I est une vue en coupe d'une machine de broyage selon l'invention combinée à un transporteur à vis d'Archimède, le plan de coupe passant par l'axe longitudinal de la vis, - la figure 2 est une vue en coupe de la même machine par un plan contenant l'axe de chaque rotor selon II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe par un plan transversal montrant une variante de la disposition relative du broyeur par rapport au transporteur à vis, dans la machine de la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe par un plan transversal montrant une autre variante de réalisation de la machine de la figure 1, - la figure 5 est une vue agrandie de détail montrant en coupe un élément broyeur des rotors de la machine de la figure 1. La machine de l'invention comprend une enveloppe 1 généralement parallélépipédique, ayant eventuellement des pans coupés 2 ou des arrondis, des portes de visite 3, des parties amovibles 4 permettant le montage des rotors et l'entretien des organes intérieurs. A l'intérieur de l'enveloppe i sont montés au moins deux rotors 5 composés chacun d'un arbre 6 qui porte des flasques 7 espacés entre lesquels sont disposés des éléments broyeurs 8. Ces derniers sont montés libres en pivotement entre les flasques 7 autour d'un axe respectif 9 qui s'étend longitudinalement entre les flasques 7. Pen dant la rotation, les éléments broyeurs 8 tendent à prendre une disposition radiale comme on le voit sur la figure 1 ; la distance entre les axes géométriques des arbres 6 des rotors est choisie pour que les éléments broyeurs 8 laissent entre eux un intervalle réduit R. Des rotors ainsi montés sont fréquents dans le domaine du broyage ; il n'y a pas de difficulté à déterminer la valeur de l'intervalle E en fonction des conditions de marche de la machine à broyer. On distingue un premier broyeur 5A (à gauche sur les figures 1, 3 et 4) et up dernier broyeur 5B (à droite sur les mèmes figures). Dans le présent axemple, il n'y a que les deux broyeurs 5A, 5B à l'intérieur de l'enveloppe 1 mais, selon les besoins du broyage, on pourrait, dans le cadre de l'invention, prévoir un ou plusieurs broyeurs intermédiaires. Au premier broyeur 5A est associé un déflecteur d'alimentation 10 monté réglable, de préférence, sur l'enveloppe 1 afin de permettre de régler l'étendu@ du secteur 11 d'activité de ce broyeur. Le secteur d'ectimité 11 est compris entre le déflecteur 10 et une sone voisine de l'intervalle R. Au dernier broyeur 5B est associé un déflecteur d'évacuation 12 monté réglable en position sur l'enveloppe 1 et permettant d'ajuster l'étendue du secteur d'activité 13 qui est compris entre ce déflecteur 12 et une zone voisine de l'intervalle R. Un moteur 14 est accouplé directement à l'arbre 6 du premier rotor 5A et des moyets de transmission appropriés 15 relient cet arbre à celni du rotor 5B. Les moyens de transmission 15 sont thoisis pour donner aux rotors successifs des vitesses de rotation identiques ou différentes selon les produits traités. En variante, chaque rotor 5 pourrait être entraîné directement par un moteur individuel. Les arbres 6 des rotors 5 sont supportés à l'intérieur de l'enveloppe 1 au moyen de paliers classiques 16. Dans l'exemple de ralisation décrit ici et illustré par la figure 1, l'enveloppe 1 présente dans sa paroi supérieure une ouverture 20 qui s'étend dans un sens entre le déflecteur d'alimentation 10 et le déflecteur d'évacuation 12, et dans un autre sens sur la totalité de la longueur équipée d'éléments broyeurs 8 des rotors 5. Un transporteur comprenant une vis 17 et un carter enveloppant 18 est monté sur la paroi supérieure de 'enveloppe 1, au-dessus de l'ouverture 20. Ce transporteur peut s'étendre loin au-delà de la machine de broyage de part et d'autre de celle-ci. Le carter enveloppant 18 présente dans sa partie inféieure, en correspondance aupec l'ouverture 20, un passage 19 qui peut intéresser, dans un plan transversal, la moitié inférieure du carter 20.A ce passage 19 est associé un registre coulissant (non représenté) qui permet de l'obturer Si on le désire Et, donc, d'isoler le transporteur et la machine de broyage. Au lieu d'une ouverture unique 20 et d'un passage unique 19, on pourrait prévoit une ouverture et un passage d'alimentation au-dessus du premier rotor 5A et une ouverture et un passage d'évacuation au-dessus du dernier rotor 5B, principalement lorsqu'il y a un ou plusieurs rotors intermédiaires entre eux. On décrira maintenant la constitution des éléments broyeurs 8 en se reportant à la figure 5. Chaque élément 8 est composé d'un ensemble de plaques minces allongées 41, rectangulaires de préférence, entre lesquelles sont interposées des cales épaisses courtes 42. Les plaques minces 41 et les cales épaisses 42 sont assemblées en alternance et serrées ensemble par un ou plusieurs boulons 43 qui les traversent pour constituer un bloc plein. Un trou 47 est percé transversalement dans ce bloc plein et l'axe 9 qui s'étend entre les flasques 7 est engagé avec jeu dans ce trou 47. Dans la machine de broyage de la figure 1, chaque rotor 5 est pourvu de six axes 9 équidistants angulairement et chacun de ces rSes porte six éléments broyeurs 8 successifs placés entre sept flasques 7. Ces précisions sont données à titre indicatif uniquement. Les éléments broyeurs 3 constitués comme on vient de le décrire présentent chacun, simultanément, des moyens de déchiquetage 44 situés à leur partie extrême libre, et des moyens de projection 46 situés à leur partie opposée par laquelle ils sont montés sur les axes 9. Les moyens de déchiquetage 44 sont constitués par les surfaces minces 48 des tranches des plaques minces 41 qui sont séparées par des intervalles 45. Les moyens de projection 46 sont constitués par les surfaces larges 49 des côtés des cales épaisses 42. Selon la pature des matières à broyer, on règle facilement l'importance relative des moyens de déchiquetage 44 et celle des moyens de projection 46 en changeant le nombre ou l'importance des plaques minces 41 et des cales épaisses 42. Pour des produits qui ont tendance à se colmater, on peut accroître l'effet des moyens de projection 46 en remplaçant des éléments 8 à moyens de déchiquetage 44 par des éléments substantiellement dépourvus de ces moyens et, par conséquent, ne jouant plus que le rôle de moyens de projection. Pendant le fonctionnement, le produit à broyer est déplacé par la vis 17 de gauche à droite, dans le sens des flèches F sur la figure 1 ; quand il arrive au passage 19, il tombe à travers l'ouverture 20 et il rencontre les éléments broyeurs 8 qui tournent en sens horaire (flèche f) du premier rotor 5A, dans le secteur d'activité 11. Le produit est déchiqueté et projeté le long de trajectoires indiquées par des flèches F1. Les fragments fins qui tendent à tomber en passant dans les intervalles 45 sont renccontrés et projetés par les moyens de projection 46.Une fraction du produit retombe directement sur le rotor suivant 5B ; une autre fraction est lancée entre les spires de la vis 17 et ra?sattue par celle-ci su le rotor 53 Celui-ci orne aussi en sens horaire (fièche f), de sorte que dans la zone 25 se trouvant au-dessus de l'intervalle R entre les rotors, il s'effectue des actions successives efficaces de broyage. Dais l'ensembles sous l'effet des moyens de projection 46 du rotor 5B, le produit broyé est lancé le long de trajectoires indiquées par des flèches F2, à partir du secteur d'activité 13 au-delà du déflecteur d'évacuation 12, a l'intérieur du carter enveloppant 18 ou la vis 17 l'entraîne. Lorsqu'il y a plusieurs rotors inter mediaires entre le premier rotor 5A et le dernier rot or 5B, le produit est déplacé de la même façon d'un rotor au sui- vant, en étant de plus en plus déchiqueté, jusqu'à être renvoyé dans le transporteur par le dernier rotor. Dans l'exemple décrit ci-dessus, les arbres 6 des rotors sont disposés perpendiculairement à l'axe longitudinal de la vis 17 et au sens F de déplacement du produit; de. plus ces arbres sont à des distances égales de la vis 17. il est parfois plus avantageux d'adopter la variante illustrée par la &num; ure 4. Le premier rotor ÇA est placé à un niveau plus bas ou plus éloigné de le vis 17 que le dernier rotor 5B. S'il y avait des rotors intermédiaires ils seraient placés successivement plus élevés c'est-à-dire progressivement plus rapprochés de la vis 17. Le dernier rotor 5B peut être placé assez haut pour être engagé en partie a l'intérieur du carter enveloppant 18 du transporteur. Cette disposition peut nécessiter de prévoir une partie extrême tronquée 50 en sens radial du filet de la vis 17 en face du rotor 53. De cette faon, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 4, on obtient sur le dernier rotor 5B un secteur d'activité 13 qui est considérablement plus grand et qui garantit une évacuation plus sûre des produits broyés, particulièrement land ils ont tendance à s'agglomérer. Dans une machine de broyage conforme à l'invention, les rotors 5A et 5B peuvent être placés parallèlement à la vis 17 comme le montre la figure 3. Dans ce cas, les arbres 6 sont parallèles entre eux, parallèles à l'axe longitudinal de la vis 17 et au sens de déplacement du produit ; ils sont aussi espacés en sens vertical de façon que le dernier rotor 5B se trouve à un niveau plus élevé, plus proche de la vis 17. Avec cette variante, l'ouverture d'alimentation 20 est déportée sur un côté de façon à être au-dessus de la totalité du premier rotor 5A et au-dessus de la moitié environ du rotor 5B.Le trans- porteur est engagé en partie à l'intérieur de ltenveloppe 1 et le carter enveloppant 18 présente un passage 19 qui s'étend en sens longitudinal sur toute la longueur des rotors 5A, 53. En sens transversal, ce passage part d'un point 19A proche de la paroi latérale de l'enveloppe 1 audessus du premier rotor 5A jusqu a un point 193 proche du déflecteur d'évacuation 12 qui est associé à la paroi supérieure de l'enveloppe 1 au-dessus du dernier rotor 53 ; le passage 19 s1 étend donc, dans toute la zone inférieure et latérale de la vis 17 située -en regard des rotors.Le déflecteur d'alimentation 10 est monté à l'intérieur de l'enveloppe 1 pour diriger convenablement le produit à broyer sur le premier rotor SA. En arrivant au passage 19, le produit à broyer tombe sur le premier rotor SA qui le pulvérise et l'envoie, selon les flèches F1 sur le rotor 5Bo Ce dernier provoque une nouvelle pulvérisation et projette les fragments selon les flèches F2 vers la vis 17. les spires de celle-ci arrêtent ces fragments et les font retomber sur le rotor 5A mais en leur donnant une impulsion qui les font progresser dans le sens du déplacement. Ce cheminement se poursuit en sens longitudinal par l'action combinée des rotors et de la vis jusqu'a ce que le produit complètement pulvérisé atteigne l'extrémité terminale du passage 19 au-delà de laquelle il est entraîné par la vis 17. La machine de broyage de l'invention peut être construite et livrée en combinaison avec un transporteur à vis, conformément au mode de réalisation ;illustré par la figure 1, ou selon les variantes des figures 3 et 4. Elle peut aussi être livrée sans le transporteur afin d'être assemblée sur place avec un transporteur déjà existant. I1 est facile de broyer le produit ou de le déplacer sans broyage en dérivation par rapport à la machine de broyage, par suite d'une simple manoeuvre du registre. Dans de nombreuses circonstances, il est souhaitable d'entraîner les arbres 6 des rotors 5 par des moteurs individuels de façon à pouvoir ajuster les vitesses de rotation aux valeurs assurant le meilleur broyage et le meilleur déplacement du produit traité. REVENDICA2IONS 1) Machine de broyage ayant une enveloppe (1) contenant au moin-s deux rotors (5) supportés par des arbres parallèles (6) et équipés à leur périphérie d'éléments broyeurs (8) avec une ouverture (20) ménagée dans la paroi de l'enveloppe (1) au-dessus des rotors (5), caractérisée en ce que certains au moins des éléments broyeurs (8) présentent simultanément des moyens de déchiquetage (44) et des moyens de projection (46), les rotors (5) tournant dans le même sens et comprenant un premier rotor (5A) situé endessous de ltouverture (20) et un dernier rotor (53), ces rotors étant disposés pour projeter successivement de l'un à l'autre du premier jusqu'au dernier, le produit traité, une ouverture d'évacuation étant ménagée dans l'enveloppe (1) dans la région de projection du dernier rotor (5B). 2) Machine de broyage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rotors (5) sont montés sur des arbres (6) situés dans un même plan horizontal. 3) Machine de broyage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rotors (5) sont montés à des niveaux progressivement plus élevés à partir du premier rotor (5A) jusqu'au dernier rotor (5B). 4) Machine de broyage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ouverture (20) s'étend audessus de tous les rotors (5), la partie de cette ouverture située au-dessus du premier rotor (5A) servant d'ouverture d'alimentation et la partie située au-dessus du dernier rotor (5B) servant d'ouverture d'évacuation 5) Machine de broyage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments broyeurs (8) ont une partie extreAme libre présentant des moyens de déchiquetage (44) et une partie opposée présentant des moyens de projection (46). 6) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément broyeur (8) est composé de plaques minces allongées (41) et de cales épaisses courtes (42) assemblées en alternance et serrées ensemble, les plaques minces (41) étant séparées par des intervalles (45) à l'extrémité libre de chaque élément broyeur, les plaques minces (41) et les cales épaisses (42) constituant un bloc plein dans la partie opposée. 7) Machine de broyage selon l'une quelconque des revendications 1 a 6 caractérisée en ce quelle est montée en combinaisonavectrtransporteur s'étendant audessus de l'enveloppe(1), apte à alimenter le premier rotor (5A) en produit à broyer par l'ouverture (20) et à recevoir à travers l'ouverture d'évacuation le produit broyé projeté par le dernier rotor (5B). 8) Machine de broyage selon la revendication 7 caractérisée en ce que le transporteur est du type à vis d'Archimède (17) incluse dans un carter enveloppant (18), ce carter étant pourvu d'au moins un passage (19) en correspondance avec l'ouverture d'alimentation et l'ouvertu- re d'évacuation. 9) Machine de broyage selon la revendication 8 caractérisée en ce que le transporteur à vis (17) et les rotors (5) ont une disposition relative choisie entre une position dans laquelle l'axe géomtrique longitudinal de la vis (17) fait un angle de 900 avec les arbres (6) des rotors (5) et une position dans laquelle l'axe géométrique de la vis (17) et les arbres (6) des rotors (5) sont parallèles. 10) Machine de broyage selon la revendication 8 caractérisée en ce que l'axe géometrique longitudinal de la vis (17) et les arbres (6) des rotors (5) sont disposés perpendiculairement, les rotors (5) sont placés à des niveaux progressivement plus rapprochés de la vis (17) à partir du premier rotor (5A) jusqu'au dernier rotor (5B) et ce dernier rotor (5B) est partiellement engagé dans le carter enveloppant (18), la spire située en regard du rotor (5B) ayant une partie extrême tronquée (50) en sens radial. 11) archine de broyage selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'axe géométrique de la vis (17) et les arbres (6) des rotors (5) sont parallèles, les rotors (5) sont placés à des niveaux progressivement plus rapprochés de la vis (17) à partir du premier rotor (5A) jusqu'au dernier rotor (5B), le premier rotor (5A) étant situé sous la vis (17), le dernier rotor (5B) étant déporté latéralement par rapport à cette vis, le passage (19) ménagé dans le carter enveloppant (18) s'étendant en sens transversal dans toute la zone intérieure et latérale située en regard des rotors (5) et en sens longitudinal sur une longueur égale à celle des rotors (5).