Brevet FR2488827A1 — publié le 19820226

La présente invention concerne les constructions mécaniques et a notamment pour objet un procédé de fabrication de briquettes en matière polydispersée, un dispositif pour sa mise en oeuvre, ainsi que les briquettes obtenues par ledit procédé. L'invention peut être utilisée notamment dans les industries de la tourbe, houillère, chimique du coke, ainsi que dans l'agriculture. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la fabrication, à partir de fourrages grossiers, de briquettes employées pour la nourriture des bovins. Elle peut en outre trouver une large application dans la fabrication de briquettes de tourbe ou de houille utilisées comme combustible. A l'heure actuelle, eu égard à l'épuisement des réserves de houille à coke, les besoins de l'industrie chimique du coke en briquettes fabriquées à partir de houille d'espèces non cokéfiantes s'accroissent constamment. L'un des problèmes les plus importants, à l'heure actuelle, est celui de la pleine satisfaction des besoins de la population urbaine et rurale en combustibles de haute qualité. Ce problème ne peut être résolu aujourd'hui avec succès qu'en employant comme combustible des briquettes de tourbe qui se caractérisent par une humidité réduite et une chaleur de combustion ou un pouvoir calorifique plus grands que ceux de la tourbe dont elles sont fabriquées. L'emploi de briquettes de tourbe comme combustible pour les besoins des services publics et de la vie courante permet de préserver une immense quantité de bois, qui est un matériau de construction de très grande valeur et dont les réserves dans le monde ont de nos jours sensiblement diminué. L'utilisation de briquettes de fourrages grossiers et de mélanges alimentaires dans l'agriculture permet de mettre à profit d'une façon plus efficace la valeur nutritive des fourrages et de mécaniser la distribution d'aliments au bétail, tout en permettant de créer des conditions plus favorables pour la conservation fiable et prolongée des fourrages. On connaît divers procédés de fabrication de briquettes en matière polydispersée et dispositifs mettant en oeuvre ces procédés. Un procédé largement connu de fabrication de briquettes en matière polydispersée consiste à effectuer dans un canal de moulage en briquettes (ou de mise en forme de briquettes) au moyen d'un poinçon, une compression définitive et l'avancement(poussée)du matériau polydispersé. Au cours de ces opérations, on fait agir sur le matériau polydispersé une force latérale de compression dans une direction pratiquement perpendiculaire à celle de son déplacement dans le canai de moulage en briquettes. Ce procédé est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif largement connu pour la fabrication de briquettes en matière polydispersée, qui comporte une tête de pressage dans le corps de laquelle est ménagé le canal de moulage en briquettes, et un poinçon lié cinématiquement à une commande qui assure un déplacement rectiligne alternatif du poinçon de façon à ce quElle puisse pénétrer dans le canal de moulage en briquettes. Le poinçon effectue dans ce canal les compressions préliminaire et définitive et l'avancement du matériau polydispersé sous forme de briquettes.Au cours de la compression du matériau polydispersé par le poinçon, prennent naissance dans le canal de moulage en briquettes des forces latérales de compression qui agissent sur le matériau polydispersé dans une direction pratiquement perpendiculaire à celle de déplacement du matériau polydispersé dans le canal de moulage en briquettes. Ces forces latérales de compression déterminent les forces de compression exercées sur le matériau polydispersé par le poinçon et qui varient de zéro à une valeur maximale au cours de toutes les opérations du procédé assurant la mise en forme de briquettes en matière polydispersée. Il faut aussi souligner que l'avancement du matériau polydispersé sous forme d'une briquette finie s'effectue avec un effort maximal de compression par le poinçon. Ceci entraine des dépenses d'énergie considérables pour la fabrication des briquettes selon ce procédé. Il est en outre à noter qu'en présence, dans le matériau polydispersé (la tourbe par exemple), d'inclusions solides, par exemple de sable, il se produit un accroissement de la force latérale de compression exercée par les parois du canal de moulage en briquettes. Etant donné que ce canal est ménagé dans le corps rigide de la tête de pressage, la force latérale de compression 'accroît d'une façon illimitée, de sorte que le matériau polydispersé finit par boucher le canal de moulage de briquettes. Il s'ensuit un arrêt du travail du dispositif, ce qui a pour conséquence d'abaisser la productivité de la fabrication des briquettes en matière polydispersée selon le procédé considéré. On connaît également un autre procédé de fabrication de briquettes en matière polydispersée et un dispositif le mettant en oeuvre (voir le bulletin "Perfectionnement de la technologie et de l'équipement pour la production de briquettes de tourbe", fascicule 38, Moscou, éd. "Nedra", 1978, sous la direction de A.V. Lazarev, maître ès sciences techniques, pp. 85-87). Ce procédé consiste lui aussi à réaliser au moyen d'un poinçon, dans un canal de moulage en briquettes, une compression préliminaire, une compression définitive et l'avancement du matériau polydispersé sous forme de briquettes. Au cours de ces opérations, on fait agir sur le matériau polydispersé un effort de compression latéral réglable dans une direction pratiquement perpendiculaire à son déplacement dans le canal de moulage en briquettes.Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte une tête de pressage, dans le corps de laquelle est montée une auge dont les deux parois latérales sont perpendiculaires à sa paroi inférieure. Entre les parois latérales est placé un élément mobile articulé au corps de la tête de pressage. L'espace délimité par les parois latérales et inférieure de l'auge et par l'élément mobile constitue le canal de moulage en briquettes. Le mécanisme assurant le déplacement de liélément mobile contient un ressort logé entre un support solidaire du corps de la tête de pressage et une plaque. La plaque est reliée par l'intermédiaire d'uue tringle et d'un écrou à un levier qui, à son tour, est articulé au corps de la tête de pressage. Une tige venant buter contre l'élément mobile est montée dans le corps de la tête de pressage, entre le levier et l'élément mobile, avec possibilité d'un mouvement de translation. La tête de pressage est équipée d'un poinçon relié à une commande qui assure un déplacement rectiligne alternatif du poinçon de façon qu'il puisse pénétrer dans le canal de moulage en briquettes. Au cours des opérations précitées, l'effort du ressort dudit mécanisme est transmis par la tringle, le levier et la tige à l'élément mobile de la tête de pressage, ce qui assure une force latérale de compression réglable qui agit sur le matériau polydispersé dans une direction pratiquement perpendiculaire à son déplacement dans le canal de moulage en briquettes. La valeur de la force de compression latérale réglable est déterminée par le degré de compression du ressort du mécanisme commandant le déplacement de l'élément mobile, ce ressort assurant une valeur pratiquement constante de la force de compression latérale réglable qui agit sur le matériau polydispersé au cours de toutes les opérations de ce procédé. La force de compression latérale réglable détermine l'effort de compression exercée sur le matériau polydispersé par le poinçon, cet effort variant de zéro à une valeur maximale à laquelle s'effectue l'avancement du matériau polydispersé sous forme de briquettes dans le canal de moulage en briquetteside la même manière que dans le procédé décrit précédemment. L'existence, dans le dispositif considéré, d'un élément mobile et d'un mécanisme assurant ses déplacements permet, en cas de variation des propriétés du matériau polydispersé, de conserver pratiquement constante la valeur de la force de compression latérale exercée par l'élément mobile, ce qui exclut une augmentation illimitée de cet effort de compression et prévient de ce fait le bouchage du canal de moulage en briquettes par le matériau polydispersé. Ceci permet d'augmenter la productivité de la fabrication des briquettes par ce procédé. Cependant, du fait que l'avancement du matériau sous forme de briquette s'effectue alors que l'effort de compression exercé par le poinçon est maximal, ce procédé exige lui aussi de fortes dépenses d'énergie pour la fabrication des briquettes. La présente invention vise donc un procédé et un dispositif pour la fabrication de briquettes, dans lesquels la compression préliminaire, la compression définitive et l'avancement du matériau polydispersé, ainsi que le réglage de la force latérale de compression et le mécanisme commandant les déplacements de l'élément mobile seraient réalisés de manière que l'avancement (la poussée) du matériau polydispersé s'effectue avec un effort réduit de compression du matériau polydispersé par le poinçon, ce qui oeidur ait à une diminution des dépenses énergétiques pour la fabrication des briquettes en matière polydispersée. Ce problème est résolu du fait que le procédé de fabrication de briquettes en matière polydispersée, du type consistant à effectuer dans un canal de mise en forme de briquettes, au moyen d'un poinçon, une compression préliminaire, une compression définitive et l'avancement (la poussée) du matériau polydispersé, tout en faisant agir une force de compression latérale réglable dans une direction pratiquement perpendiculaire à celle du déplacement du matériau polydispersé dans ledit canal, est caractérisé, selon l'invention, en ce qu'on effectue l'avancement du matériau polydispersé en même temps que sa compression préliminaire, pendant au moins une course de travail du poinçon, avant la compression définitive du matériau polydispersé, ladite force latérale réglable variant d'une valeur minimale, à laquelle le matériau polydispersé est poussé en même temps qu'il subit ladite compression préliminaire, à une valeur maximale à laquelle s'opère la compression définitive du matériau polydispersé. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, du type constitué d'une tête de pressage comportant au moins un canal de mise en forme de briquettes et au moins un élément mobile se trouvant en contact avec le matériau polydispersé et relié à un mécanisme assurant le déplacement de l'élément mobile dans une direction sensiblement perpendiculaire à celui du déplacement du matériau polydispersé dans ledit canal et d'au moins un poinçon-lié cinématiquement à une commande assurant le mouvement rectiligne alternatif du poinçon de façon à ce que celui-ci puisse pénétrer dans ledit canal, est caractérisé, selon l'invention, en ce que le mécanisme assurant le déplacement de l'élément mobile comporte un arbre excentrique lié cinématiquement à la commande du poinçon et muni d'au moins une bielle reliée à l'élément mobile. Un tel ordre de succession des opérations constituant le procédé proposé et une telle variation de la force latérale réglable agissant sur le matériau polydispersé dans le canal de mise en forme de briquettes, permettent d'effectuer l'avancement du matériau polydispersé, en concomitance avec sa compression préliminaire, avec un effort de compression minimal exercé par le poinçon sur le matériau polydispersé. La présence, dans le mécanisme assurant le déplacement de l'élément mobile, d'un arbre excentrique relié à l'élément mobile et à la commande du poinçon permet de réaliser la variation de la force de compression latérale réglable d'une valeur minimale à une valeur maximale en fonction du déplacement du poinçon dans le canal précité. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure i est une vue schématique illustrant le processus de fabrication de briquettes en matière polydispersée conformément à l'invention; - la figure 2 représente la courbe de variation de l'effort de compression exercé par le poinçon, en fonction du déplacement S du poinçon dans le canal de mise en forme de briquettes; - la figure 3 représente la courbe de variation de la force latérale réglable N en fonction du déplacement S du poinçon dans ledit canal;; - la figure 4 est une vue d'ensemble, en coupe, du dispositif pour la fabrication de briquettes en matière polydispersée, selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 5 représente une vue en coupe suivant V-V de la figure 4; - la figure 6 représente l'arbre excentrique relié par des bielles à des leviers (vue en coupe suivant VI-VI de la figure 5); - la figure 7 est une vue d'ensemble, en coupe, du dispositif pour la fabrication de briquettes en matière polydispersée selon une variante de réalisation de l'invention; et - la figure 8 représente une vue en coupe suivant VIII-VIII de la figure 7. Le procédé de fabrication de briquettes en matière polydispersée selon la présente invention est illustré sur les figures 1, 2 et 3. La figure 1 illustre schématiquement le déroulement du processus de fabrication de briquettes conformément à l'invention. Sur cette figure sont indiqués : en 1, la chambre de chargement du matériau polydispersé; en 2, la tête de pressage; en 3, le canal de mise en forme de briquettes; en 4, le poinçon; en 5, l'élément mobile; en 6, le mécanisme assurant le déplacement de l'élément mobile; en 7, le matériau polydispersé. Le poinçon 4 fait passer le matériau polydispersé 7 de la chambre 1 dans le canal 3 de mise en forme de briquettes ménagé dans la tête de pressage 2. Le poinçon 4 effectue ensuite, avec'une force P, une compression préliminaire du matériau polydispersé 7 avec son avancement simultané le long du canal 3. En même temps est assurée une compression latérale réglable N suivant une direction. sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du matériau polydispersé 7 dans le canal 3. Ledit effort latéral réglable N de compression est assuré au moyen du mécanisme 6 agissant sur l'élément mobile 5 contactant le matériau polydispersé 7 et se déplaçant dans une direction-sensiblement perpendiculaire au déplacement du matériau polydispersé 7. Après avoir poussé le matériau polydispersé 7, le poinçon 4 effectue, à la fin de sa course de travail, la compression définitive du matériau en la mettant en forme de briquette 7'. Sur la figure 1 sont également montrées les briquettes 7" de matériau polydispersé 7 obtenues lors des courses de travail précédentes du poinçon 4. La poussée du matériau polydispersé 7 par le poinçon 4 en concomitance avec sa compression préliminaire se fait sur une distance égale à l'épaisseur de la briquette 7" finie. En examinant les diagrammes des figures 2 et 3, on peut suivre les variations de l'effort de compression P exercé par le poinçon 4 et de l'effort de compression latéral réglable N exercé par l'élément mobile 5, en fonction de la position S du poinçon 4 pendant sa course de travail directe. La zone I correspond à l'amenée, par la poinçon 4, du matériau polydispersé 7 dans le canal 3 de mise en forme de briquettes, lorsque l'effort de compression P est pratiquement nul et que la force latérale réglable N est elle aussi pratiquement égale à zéro. La zone II correspond à la compression préliminaire du matériau polydispersé 7 par le poinçon 4 avec avancement simultané du matériau (sur une distance égale à l'épaisseur d'une briquette 7") conjointement avec les briquettes finies 7". En même temps, le mécanisme 6, en agissant sur l'élément mobile 5, diminue la section transversale du canal 3 en assurant de ce fait un accroissement de l'effort de compression latéral réglable N jusqu'à une valeur NI à laquelle la bande de briquettes finies 7" s'arrête après avoir été poussée sur une distance égale à l'épaisseur d'une briquette 7". L'accroissement de l'effort de compression latéral réglable N jusqu'à la valeur NI provoque un accroissement correspondant de l'effort de compression P jusqu'à la valeur PI. La zone III correspond au processus de compression définitive du matériau polydispersé 7 par le poinçon 4, qui commence après l'arrêt de la bande de briquettes 7". Pendant cette période, l'effort de compression latéral réglable N s'accroît de la valeur NI jusqu'à une valeur Nmax L'accroissement de l'effort de compression N de la valeur NI à la valeur Nmax provoque un accroissement correspondant de l'effort de compression P de PI à Pmax A la valeur de compression P égale à P max , a lieu la formation d'une briquette 7' de matériau polydispersé 7. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit (figure 4) comporte une chambre 1 pour le chargement du matériau polydispersé 7 et une tête de pressage 2. A l'intérieur de la chambre 1 est disposé un poinçon 4. La tête de pressage 2 comporte un corps 8 et une douille 9 dont la cavité forme un canal 3 de mise en forme de briquettes. Dans la partie 10 de la douille 9 qui dépasse du corps 8 sont réalisées des rainures 11 disposées uniformément suivant une circonférence (figure 5). Chaque portion de la partie saillante 10 de la douille 9 qui est située entre deux rainures 11 voisines constitue un élément mobile 5 mentionné précédemment en référence à la figure 1. Le dispositif comprend en outre un mécanisme 6, indiqué lui aussi sur la figure 1 et qui assure le déplacement de chaque élément mobile 5 dans une direction sensiblement perpendiculaire à celle du déplacement du matériau polydispersé 7 le long du canal 3. Le mécanisme 6 comporte un arbre à excentriques 12 comportant trois manetons 13 sur lesquels sont disposées trois bielles 14, des leviers 15, 16 et trois éléments de pression 17', 17" et 17"'. L'une des bielles 14 est articulée à l'extrémité libre du levier 16, tandis que les deux autres bielles 14 sont reliées à l'extrémité libre du levier 15. L'élément de pression 17' est articulé au levier 15, l'élément de pression 17", au levier 16, et l'élément de pression 17"', à la fois aux leviers 15 et 16, comme on le voit sur la figure 4. Chacun des éléments de pression 17', 17" et 17"' comporte une rainure 18', 18" et 18"', respectivement. Chacune des rainures 18', 18t' et 18'l' est disposée en face de l'une des rainures 11 prévues dans la partie saillante 10 de la douille 9. Chacune des rainures 18', 18" et 18"' partage la surface matérale de l'élément 17', 17 11 ou 17 tt E correspondant en deux portions dont chacune vient en contact avec l'un des éléments mobiles 5 de la tête de pressage 2. A l'une des extrémités de l'arbre à excentriques 12 est monté un volant 19. L'autre extrémité de l'arbre à excentriques 12 et le poinçon 4 sont cinématiquement liés à une commande commune 20 (figure 4). La commande 20 assure un mouvement rectiligne alternatif du poinçon 4 à l'intérieur de la chambre 1 de façon à ce qu'il pénètre dans le canal de mise en forme 3, et en même temps, un mouvement de rotation de l'arbre à excentriques 12. De cette manière est assuré un synchronisme entre la rotation de l'arbre à excentriques 12 et le déplacement du poinçon 4, ce qui correspond au synchronisme des déplacements du poinçon 4 et des éléments mobiles 5. Le fonctionnement du dispositif pour la fabrication de briquettes se déroule comme suit. La commande 20 communique un mouvement rectiligne alternatif au poinçon 4 et un mouvement de rotation à l'arbre à excentriques 12. Le matériau polydispersé 7 destiné à la formation de briquettes est amené, par le poinçon 4, de la chambre 1 dans le canal 3. La rotation de l'arbre à excentriques 12est convertie par les bielles 14 en un mouvement oscillatoire des leviers 15 et 16 qui, par l'intermédiaire des éléments de pression 17', 17" et 17"', agissent sur les éléments mobiles 5, ce qui a pour effet de produire une variation périodique de la section transversale du canal 3. Au moment où la section transversale du canal 3 est maximale, le poinçon 4, qui effectue sa course de travail directe, commence à effectuer une compression préliminaire du matériau polydispersé 7, en le poussant en même temps dans le canal 3 sur une distance égale à l'épaisseur d'une briquette finie 7". Lors de la diminution de la section transversale du canal 3, le poinçon 4 effectue une compression complémentaire du matériau polydispersé 7 après l'arrêt de la bande de briquettes finies 7".Puis, quand la section transversale du canal 3 devient minimale, le poinçon achève sa course de travail directe et comprime définitivement le matériau polydispersé 7 en briquette 7'. Selon un autre mode de réalisation de l'invention (figure 7), le dispositif pour la fabrication de briquettes en matière polydispersée comprend une chambre 1 et une tête de pressage 2. A l'intérieur de la chambre 1 est disposé le poinçon 4. La tête de pressage comporte un corps 21. Dans l'orifice 22 de section carrée du corps 21 est montée une auge ou analogue 23 (figure 8) comportant deux parois latérales 24 et 25 réunies par une paroi 26. Entre les parois latérales 24 et 25 est disposé un élément mobile 5 constitué d'une lame de forme rectangulaire articulée au corps 21 de la tête de pressage 2. L'espace délimité par les parois 24, 25 et 26 de l'auge 23 et-l'élément mobile 5 constitue le canal 3 de mise en forme de briquettes indiqué précédemment en référence à la figure 1. Le mécanisme 6 contient un arbre à excentriques 12 comportant un maneton 13 sur lequel est montée une bielle 14. La bielle 14 est reliée à l'élément mobile 5 et est animée d'un mouvement de translation dans un alésage 27 du corps 21 de la tête de pressage 2. A l'une des extrémités de l'arbre à excentriques 12 est monté un volant 19. L'autre extrémité de l'arbre à excentriques 12 et le poinçon 4 sont reliés à une commande 20. Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, qui ne sont que des variantes préférées mais non limitatives et n'excluent pas d'autres variantes de réalisation dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de briquettes en matériau polydispersé, du type consistant à effecteur dans un canal (3) de mise en forme de briquettes (7") , au moyen d'un poinçon (4) une compression préliminaire, une compression définitive et l'avancement du matériau polydispersé (7), tout en soumettant ledit matériau à un effort de compression latéral réglable suivant une direction sensiblement perpendiculaire à celle du déplacement du matériau polydispersé dans ledit canal, caractérisé en ce que l'avancement du matériau polydispersé (7) s'effectue en même temps que sa compression préliminaire, pendant au moins une course de travail du poinçon (4), avant sa compression définitive, ledit effort latéral réglable variant d'une valeur minimale à laquelle s'effectue l'avancement du matériau polydispersé (7) avec sa compression préliminaire simultanée, à une valeur maximale à laquelle s'opère la compression définitive du matériau polydispersé. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, constitué d'une tête de pressage (2) comportant au moins un canal (3) de mise en forme de briquettes (7") et au moins un élément mobile (5) qui entre en contact avec le matériau polydispersé (7) et est relié à un mécanisme (6) assurant le déplacement dudit élément mobile suivant une direction sensiblement perpendiculaire à celle du déplacement du matériau polydispersé dans ledit canal, ainsi que d'au moins un poinçon (4) lié cinématiquement à une commande (20) assurant un mouvement rectiligne alternatif dudit poinçon de façon à ce qu'il puisse pénétrer dans ledit canal, caractérisé en ce que le mécanisme (6) de déplacement de l'élément mobile (5) comporte un arbre à excentriques (12) lié cinématiquement à la commande (20) du poinçon(4) et comprenant au moins une bielle (14) reliée à l'élément mobile précité. 3.- Briquettes de matériau polydispersé, caractérisées en ce qu'elles sont obtenues par le procédé faisant l'objet de la revendication 1.