Brevet FR2526678A1 — publié le 19831118

La présente invention concerne un broyeur coni- que du type qui comporte un châssis et une tête de broyage destinée à tourner par rapport au châssis et supportant une enveloppe de broyage interne qui délimite un espace de broyage avec une enveloppe de broyage externe supportée par le bâti. Dans les broyeurs coniques de ce type, chacune des enveloppes de broyage est habituellement remplaçable et la tête conique est mobile verticalement afin qu'elle permette un préréglage de l'espace de travail et facilite le réglage de cet espace d'une manière permettant la com- pensation de l'usure des surfaces de broyage des enveloppes. Les surfaces de travail des enveloppes de broyage forment un espace qui se rétrécit vers le bas et qui a une section sensiblement en V La largeur de cet espace détermine la dimension maximale des particules contenues dans la matière broyée, et l'angle formé par cet espace est important nour la fonction de capacité d'alimentation. Si l'angle est réduit, la capacité du broyeur est réduite de manière correspondante et, lorsqu'il est trop important, par exemple supérieur à 25-30 , la résistance présentée à la descente des particules relativement grosses est beau- coup trop élevée, et en outre, ces grosses particules ont même tendance à remonter et à bloquer l'espace de broyage. Ainsi, l'usure des surfaces de travail peut être compensée par soulèvement de la tête de broyage, mais ce réglage s'accompagne aussi habituellement d'une réduction de l'angle d'entrée et de la largeur d'entrée-de cet espace, provoquant alors une réduction du débit du broyeur. Les valeurs optimales de l'espace de broyage et de l'angle d'entrée nécessaires à une opération voulue de broyage doivent être maintenues sans changement d'une manière aussi exacte que possible Lorsque les surfaces de broyage des enveloppes de broyage interne et externe s'usent uniformément de l'entrée de l'espace à sa sortie, la largeur de cet espace augmente uniformément pendant l'usure, et l'usure peut donc être facilement compensée par soulèvement axial de la tête de broyage sans modification des paramètres importants par rapport au rélgage initial. Cependant, l'usure augmente vers le bas de l'espace de broyage, et un facteur important à cet égard est dû au fait que les gros morceaux de matière ne constituent qu'une très petite proportion de la masse de la matière à broyer, telle que des pierres Dans ces circonstances, la plus grande partie de la matière a tendance à descendre dans l'espace de broyage sans être broyée ou même au contact des parties supérieures des surfaces de travail des enve- loppes de broyage qui sont donc usées relativement peu par rapport aux parties inférieures des surfaces de tra- vail qui assurent un broyage fin. Une tentative de résolution du problème de l'aug- mentation d'usure vers la partie inférieure de l'espace et de suppression des difficultés en résultant, est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 614 004 qui décrit la réduction du degré d'usure dans la partie de l'extrémité supérieure de l'espace A cet effet, l'enve- loppe de broyage externe doit comporter des gorges et des nervures axiales dont la profondeur diminue vers le bas, des gorges et des nervures étant disposées aussi perpen- diculairement, annulairement autour de la face interne de l'enveloppe. Cependant, il s'agit là d'un procédé très peu commode en pratique car il implique un affaiblissement ntentionnel des surfaces de broyage dans des régions lo- calisées afin que l'usure soit améliorée localement, si bien que l'usure totale est inévitablement accrue En ou- tre, ce procédé ne contribue pas à une réduction de l'usure dans cet espace mais au contraire la complique, et le ré- sultat obtenu risque plus d'être purement aléatoire Enfin, ilfaut noter qu'une augmentation intentionnelle de l'usure dans la partie supérieure de l'espace de broyage destinée à donner une usure uniforme dans tous l'espace ne garantit pas le rétablissement des paramètres de l'espace lorsque la tête de broyage est soulevée afin que l'usure soit com- pensée Cette garantie nécessite, dans le cas considéré, que les surfaces de broyage soient aussi coniques et pa- rallèles, mais le parallélisme des surfaces de travail sur toute la hauteur de l'espace n'est pas corrélé au cri- tère d'alimentation sans perturbation et de capacité sa- tisfaisante de production L'obtention sûre de ces carac- téristiques nécessite que les enveloppes de broyage déli- mitent un espace d'alimentation et un espace de broyage suffisamment large à l'extrémité supérieure pour que l'ali- mentation ne soit pas perturbée, et qui se rétrécitvers le bas avec une inclinaison convenable correspondant à l'effet voulu de broyage. Un autre inconvénient de la construction décrite dans ce brevet des EtatsUnis d'Amérique no 3 614 004 est dû à la difficulté de la fabrication, à des prix concurren- tiels, d'enveloppes remplaçables de broyage dont une partie a une surface conique lisse de travail alors qu'une autre partie a une surface de travail ondulée ou entaillée com- pliquée Si l'on considère le fonctionnement, on ne doit pas négliger le risque accru de panne de machine provoquée par les gorges et les cavités formées dans l'enveloppe, compte tenu du mouvement giratoire pendulaire de la tête de broyage. La présente invention concerne un broyeur conique ayant des surfaces d'enveloppes de broyage relativement peu compliquées, réglable en fonction de l'usure par sou- lèvement de la tête de broyage afin que la largeur de l'es- pace original soit rétablie dans la partie inférieure qui est soumise à l'usure, sans réduction notable de la largeur de l'espace dans la région supérieure d'entrée lors du soulèvement de la tête de broyage. A cet effet, l'invention concerne un broyeur tournant qui comporte des organes de broyage interne et externe, l'organe de broyage interne pouvant tourner et étant réglable en hauteur sur un axe vertical, les deux organes ayant des surfaces opposées de broyage qui dimi- nuent vers le haut et qui délimitent un espace annulaire qui diminue vers le bas, les surfaces opposées de broyage étant formées de manière que des prolongements, vers le haut, des génératrices radialement opposées des surfaces de travail des organes de broyage délimitant l'espace an- nulaire de broyage proprement dit fassent un angle pra- tiquermnt compris entre O et l'angle pendulaire maximal de la tête de broyage si bien que la largeur de la partie supérieure de l'espace de broyage proprement dit est pra- tiquement constante quelle que soit la position de réglage axial de l'organe de broyage interne. Dans un premier mode de réalisation avantageux de l'invention, les prolongements des génératrices cons- tituent pratiquement des droites parallèles, mais, dans un second mode de réalisation avantageux, les prolongements des génératrices forment des lignes courbes sensiblement parallèles, s'écartant dans la même direction par rapport à l'axe géométrique de la tête de broyage et de préfé- rence vers l'extérieur de cet axe. Il est aussi avantageux que l'extrémité supérieure de l'organe de broyage interne, dans sa position initiale, avant l'usure de l'organe de broyage interne, se trouve plus bas que l'extrémité supérieure de l'organe de broyage externe, l'espace compris entre les niveaux des extrémités supérieures des organes de broyage étant de préférence suffisant pour qu'il compense le soulèvement de l'or- gane de broyage interne, lors de la compensation de l'usure. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'exemples de réalisation et en se réfé- rant au dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe d'une partie d'un broyeur conique selon l'inven- tion. Le broyeur conique représenté sur la figure com- porte un bâti 1 et une tête 2 de broyage montée afin qu'elle ait un mouvement pendulaire giratoire Une enve- loppe de broyage interne 4, de forme sensiblement conique et annulaire se rétrécissant vers le haut, est montée à la face interne d'une partie supérieure démontable 3 du bâti 1 et, en coopération avec une enveloppe 5 de broyage externe, de forme sensiblement conique et annulaire se rétrécissant vers le haut et montée sur la tête 2 de broyage, délimite un espace annulaire 6 de broyage qui, en coupe axiale comme représenté sur la figure, a une largeur qui diminue vers le bas. Pendant le fonctionnement, la tête 2 de broyage est entratnée en rotation par un dispositif convenable d'entraînement non représenté, et elle exécute un mouvement pendulaire giratoire, c'est-à-dire un mouvement pendant lequel les enveloppes 4, 5 de broyage se rapprochent le long d'une génératrice rotative, comme représenté sur la partie droite de la figure, et s'écartent vers une généra- trice diamétralement opposée comme représenté sur la par- tie gauche du dessin L'espace 6 de broyage est préréglé par réglage axial de la position de la tête 2 à l'aide d'un dispositif de réglage non représenté La largeur de l'espace qui ne doit pas être faible au point que les deux enveloppes 4, 5 se touchent, détermine le degré de broyage. Comme indiqué précédemment dans l'introduction, les enveloppes de broyage s'usent et, habituellement, cette usure est surtout importante dans la partie inférieure de l'espace 6 de broyage Les enveloppes de broyage, au moins l'enveloppe 4 de broyage externe, doivent donc être facilement remplaçables Entre les remplacements,l'espace 6 de broyage doit être réglé afin que la largeur de l'es- pace ne puisse pas augmenter d'une façon inacceptable. Il est souhaitable que le réglage de l'espace de broyage - puisse être exécuté avec une modification minimale au moins de sa largeur d'entrée Si la largeur d'entrée de cet es- pace est trop faible, l'introduction de la matière dans l'espace de broyage proprement dit devient difficile, et les grosses particules ne peuvent pas pénétrer Lorsque l'angle formé par l'espace est trop élevé,-, les surfaces des enveloppes de broyage ont tendance à repousser les grosses particules vers le haut En conséquence, les grosses particules ne sont pas broyées et, en outre, elles hou-^ chent l'accès aux petites particules, si bien que les ca- ractéristiques globales du broyeut ne sont pas satisfai- santes Comme l'indique l'introduction, on a tenté de ré- soudre ce problème à l'aide d'enveloppe ayant une forme ondulée compliquée qui ne résout pas en réalité le pro- blème considéré et qui est très coûteuse. L'invention résout ce problème par réalisation essentiellement de l'enveloppe 5 de broyage interne d'une manière compatible avec la configuration de l'enveloppe 4 de broyage externe. Selon l'invention, les surfaces opposées de tra- vail des deux enveloppes 4, 5 de broyage, dans la partie supérieure de l'espace de broyage, sont formées de manière que les prolongements f, f 1 vers le haut de génératrices radialement opposées g, g 1 soient suffisamment parallèles ou forment un petit angle tel que, dans un mode de réalisa- tion avantageux de l'invention, ils ne dépassent pas l'an- gle pendulaire maximal de la tête de broyage, les prolon- gements f f 1 des génératrices étant pratiquement des droites ou des courbes qui s'écartent dans la même direc- tion par rapport à l'axe géométrique de la tête de broyage et de préférence vers l'extérieur de cet axe. L'invention empêche toute modification impor- tante de l'angle d'entrée de l'espace délimité entre les enveloppes 4 et 5 et de la largeur a, a 1 de l'entrée de cet espace lorsque la tête de broyage est soulevée afin que l'usure soit compensée. A leur extrémité supérieure, les surfaces de - broyage des enveloppes peuvent avoir une configuration classique, c'est-àdire une configuration sensiblement conique destinée à délimiter un espace se rétrécissant vers le bas. Selon l'invention, les surfaces en regard des deux enveloppes 4, 5 de broyage, à l'entrée de l'espace de broyage, peuvent avoir des génératrices qui délimitent elles-mêmes, ou par leurs prolongements vers le haut, deux surfaces cylindriques concentriques Cependant, l'inven- tion s'applique aussi au cas o les extrémités supérieures des génératrices ou leurs prolongements délimitent des surfaces coniques sensiblement parallèles ou des surfaces courbes parallèles. En pratique, il est préférable que l'extrémité supérieure de l'enveloppe 5 de broyage interne, dans la position initiale de la tête 2, c'est-à-dire lorsque l'en- veloppe 5 est neuve ou non usée, se trouve au-dessous de l'extrémité supérieure de l'enveloppe 4 de broyage externe. En conséquence, la partie supérieure de l'enveloppe de broyage externe est utilisée pour le broyage uniquement lorsque la tête est soulevée afin que l'usure soit compensée, cette caractéristique montrant que la longueur axiale ac- tive de l'espace de broyage est pratiquement inchangée malgré l'usure. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Broyeur giratoire comprenant une tête ( 2) de broyage qui peut tourner autour d'un axe vertical afin qu'elle tourne en combinaison avec un mouvement pendu- laire d'angle pendulaire prédéterminé, un organe ( 4) de broyage externe fixe et un organe ( 5) de broyage interne supporté par la tête de broyage, les organes de broyage ayant des surfaces opposées de broyage qui se rétrécis- sent vers le haut et qui délimitent un espace annulaire qui serétrécit vers le bas, la tête de broyage ( 2) étant réglable en hauteur afin qu'elle règle la hauteur de l'or- gane de broyage interne par rapport à l'organe de broyage externe, caractérisé en ce que les surfaces opposées de travail des deux organes de broyage sont réalisées de ma- nière que des prolongements vers le haut de génératrices radialement opposées (g, g 1) des surfaces de travail des organes de broyage ( 4, 5), délimitant l'espace annulaire de broyage proprement dit ( 6), fassent un angle pratiquement compris entre O et l'angle pendulaire maximal de la tête de broyage, si bien que la largeur de la partie supérieure de l'espace de broyage proprement dit ( 6) est sensiblement constante quelle que soit la position de réglage axial de l'organe de broyage interne ( 5). 2 Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les prolongements des génératrices (g, gl) sont pratiquement des droites parallèles. 3 Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les prolongements des génératrices (g, gl) sont pratiquement des courbes parallèles s'écartant dans la même direction de l'axe géométrique de la tête de broyage ( 2), de préférence vers l'extérieur de cet axe. 4 Broyeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure de l'organe de broyage interne ( 5), dans sa position ini- tiale, avant usure de l'organe de broyage interne ( 5), se trouve à une hauteur inférieure à celle de l'extrémité supérieure de l'organe de broyage externe ( 4), l'espace compris entre les hauteurs des extrémités supérieures des deux organes de broyage étant de préférence suffisant pour qu'il permette la compensation du soulèvement de l'organe de broyage interne utilisé pour la compensation de l'usure.