Brevet FR2538268A1 — publié le 19840629

i Broyeur tubulaire pour le brovage des matières nremières naturelles et synthétiques en particulier pour l'industrie du ciment. Dans le domaine du broyage des matières premières naturelles et synthétiques, en particulier pour l'industrie du ciment, on connaît divers types de broyeurs parmi les- quels ceux à tambour rotatif tubulaires. Ces derniers sont des corps cylindriques rotatifs disposés horizontalement, ayant une longueur du tambour supérieure au diamètre, remplis partiellement de billes métalliques qui, pendant la rotation du cylindre, broient le matériau. Dans les broyeurs tubulaires définis "en circuit ouvert", le matériau entre par une extrémité du broyeur et en traversant deux ou plusieurs chambres contenant des billes de diamètre décroissant, sort à l'autre extrémité sous la forme de produit fini. Dans ces broyeurs, relativement longs, la consommation spécifique d'énergie électrique est élevée puisque le rendement du broyage au moyen des billes qui se heurtent entre elles est relativement bas et en outre, étant donné la longueur du broyeur, le matériau déjà définitivement broyé dans la première partie du broyeur lui-même risque d'être surbroyé inutilement et en outre de créer des phéno- mènes dommageables de réagglomération et de "collage". Les broyeurs tubulaires en circuit fermé se différen- cient des précédents par le fait que l'enveloppe cylindri- que est plus courte et que le matériau sortant du broyeur est transporté mécaniquement à un séparateur à air et la partie grossière est renvoyée au côté alimentation du broyeur Avec ce type de broyeur on a un meilleur contrôle de la finesse de broyage De toute façon, la complexité des installations de levage mécanique et de sélection externes au broyeur et la consommation d'énergie électrique supplémentaire de ces machines auxiliaires sont en fait telles qu'elles rendent préférables, pour la production de ciment de finesse moyennement élevée, des broyeurs tubulai res moins sophistiqués en circuit ouverts Le but de la présente invention est de-fournir un broyeur tubulaire qui résout les principaux inconvénients ci-dessus mentionnés, ce qui résulte, en particulier, du fait d'une substantielle simplicité et d'une construction compacte, et surtout qui n'entraîne qu'une consommation d'énergie vraiment réduite par rapport à celles des broyeurs tubulaires connus. La caractéristique du nouveau broyeur selon l'invention est également de fournir un broyage optimal, dans lequel sont évités les problèmes de surbroyage tels que ceux pré- cédemment mentionnés. Pour réaliser ces buts, la présente invention propose un broyeur tubulaire pour le broyage de matières premières naturelles et synthétiques, en particulier pour l'industrie du ciment, comprenant un tambour cylindrique rotatif disposé horizontalement, caractérisé par le fait qu'il comprend un ou plusieurs rouleaux de broyage fixes disposés radialement à l'intérieur du tambour et supportés par un arbre fixe qui s'étend le long de l'axe de rotation, chacun desdits rouleaux étant fou et capable de tourner par frottement à l'intérieur d'un guide annulaire solidaire de la paroi interne du tambour. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, et donnant à titre illustratif mais nullement limitatif un exemple de forme de réalisation. Sur ce dessin: la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale du broyeur prise le long de la ligne I-I de la figure 2; la figure 2 représente une vue en coupe transversale du broyeur prise le long de la ligne Il-II de la figure 1. Selon ces figures, le broyeur tubulaire selon l'inven- tion comprend un tambour cylindrique 1, disposé horizontale- ment coaxialement à-un arbre 4 fixe et solidaire d'un couple de supports externes 13. Le tambour 1 peut tourner autour de son propre axe longitudinal au moyen d'une transmission à engrenages 3 actionnée par un moteur 14, reposant sur deux paires de rouleaux 2 externes grâce à des bagues de roulement 17. Sur la paroi intérieure du tambour sont fixés des guides annulaires 7, ayant un profil concave, à l'intérieur desquels peuvent tourner par friction plusieurs couples de rou- leaux broyeurs 5, ayant un profil convexe complémentaire de celui desdits guides, ces rouleaux étant supportés par un chariot 6 muni de moyens réglables de poussée élastique, par exemple des ressorts 15, ledit chariot étant fixé de façon solidaire audit arbre 4, par l'intermédiaire d'un pivot 20 Le pivot 20 de chaque chariot 6 est disposé par rapport à l'axe vertical 16 de l'enveloppe 1 selon un angle a qui peut varier de façon opportune et qui peut être différent pour chaque groupe de rouleaux broyeurs. En alternance avec ces guides ann Laires 7 sur la paroi interne du tambour 1,,sont fixées des bagues 18 munies de pales 9 équidistantes. Le tambour du broyeur est muni sur sa face frontale d'une ouverture d'alimentation 8 pour le matériau à broyer et d'une ouverture 10 destinée à l'envoi d'un flux d'air réglable; l'extrémité opposée est munie de deux tuyaux d'échappement,le tuyau supérieur il étant destiné à la sortie de l'air et du matériau broyé le plus fin et le tuyau inférieur 12 étant destiné au matériau broyé plus lourd - Le fonctionnement du broyeur est brièvement décrit ci- après-: la transmission à engrenages 3 étant actionnée, le tambour tourne et le matériau à broyer est versé à travers l'ouverture d'alimentation 8 _ Dans le même temps, un flux d'air est introduit en 10 à une température et avec un débit réglés de manière appropriée. Le matériau, tombant par gravité dans la partie inférieure du tambour, parvient dans la partie annulaire de la chambre dans laquelle fonctionne le premier couple de rouleaux broyeurs 5 qui, en comprimant par une poussée élastique le matériau contre le guide annulaire 7 qui se trouve en rotation solidaire avec le tambour, provoquent le broyage du matériau L'angle a d'inclinaison de l'axe de chaque chariot 6 est étudié en fonction de la position que le matériau tend à occuper à l'intérieur du tambour dans la zone dans laquelle agissent les rouleaux dudit chariot. Le matériau tend à occuper une zone déterminée de la chambre intérieure du tambour en fonction de sa granulo- métrie et de la vitesse de rotation du broyeur, qui devra ère cependant assez lente afin de ne pas produire d'effet centrifuge. L'angle a de chaque couple de rouleaux broyeurs est cependant prédéterminé de façon à ce que les rouleaux agissent dans la zone dans laquelle le matériau tend à se placer. La pression que ceux-ci exercent sur le guide avec lequel ils collaborent, réglable grâce aux moyens de poussée élastique du chariot, est stabilisée de façon à régler différemment la charge sur le matériau en fonction des diverses exigences de broyage. Le matériau broyé par le premier couple de rouleaux 5 passe dans les parties annulaires successsives o agissent les pales 9, lesquelles, tournant solidairement avec le tambour, soulèvent le matériau broyé; le flux d'air alimen- té en 10 provoque alors une sélection du matériau plus fin qui est entraîné par le flux d'air, en le séparant ainsi du matériau plus lourd qui retombe vers le bas. A partir de cette partie annulaire des pales, le matériau passe ensuite dans le guide annulaire 7 o il est soumis à un broyage par le couple de rouleaux 5 qui colla- borent avec ce guide, et ainsi de suite. Après avoir passé à travers les postes successifs de broyage et de soulèvement, et après avoir subi des broyages à des finesses graduelles, le matériau plus grossier sort par la décharge 12; le matériau plus fin entraîné par le flux d'air sort au contraire par la décharge 11 en direction d'un filtre. Le matériau qui sort du broyeur selon l'invention est complètement broyé et ne nécessite pas d'ultérieures opérations de sélection; ce n'est que dans le cas o l'on désire obtenir un produit de finesse ou de granulométrie particulière, qu'on devra prévoir à la suite un dispositif de sélection externe au broyeur; les parties grossières seront renvoyées à l'alimentation du broyeur lui-même. Le broyeur tubulaire selon la présente invention permet de réaliser efficacement les buts initialement prévus: il s'agit en effet d'un appareil assez compact, autonome et d'encombrement substantiellement réduit par rapport aux broyeurs tubulaires à billes connus; la réduction de la consommation d'énergie par rapport à celle des broyeurs de l'art antérieur va jusqu'à 50 %. En outre, comme déjà mentionné, le broyage qui est réalisé est optimal, et ne nécessite pas de traitements ultérieurs, car il permet déjà de luimême de réaliser un degré de finesse désiré, grâce aux divers systèmes de réglage et de contrôle du broyage ci-dessus mentionnés. Les moyens de poussée élastique des rouleaux broyeurs peuvent être constitués par des pistons hydrauliques ou pneumatiques; les rouleaux externes à l'enveloppe de rotation du tambour sont positionnés de façon à supporter au mieux la pression des rouleaux broyeurs internes Les bagues de roulement fixées sur la surface externe du tambour, destinées à entrer en contact avec les rouleaux de roulement, seront lubrifiées de manière appropriée. Selon une variante de l'appareil, il peut être prévu le transport de tout le matériau broyé à la sortie sous l'action d'un courant de gaz alimenté à la face fiolntale. D'autres variantes peuvent être prévues en fonction 2538268. par exemple du nombre et de la structure des rouleaux broyeurs, de la disposition des entrées et des décharges des moyens de rotation, etc. 7- REVENDICATIONS 1. Broyeur tubulaire pour le broyage de matières premières naturelles et synthétiques, en particulier pour l'industrie du aiment, comprenant un tambour cylindrique rotatif disposé horizontalement, caractérisé par le fait qu'il comprend un ou plusieurs rouleaux de broyage fixes ( 5), disposés radialement à l'intérieur du tambour ( 1) et supportés par un arbre fixe ( 4) qui s'étend le long de l'axe de rota- tion, chacun desdits rouleaux tournant fou et étant susceptible de tourner par frottement à l'intérieur d'un guide annulaire ( 7) solidaire de la paroi interne du tambour. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun desdits rouleaux de broyage est composé de deux ou plusieurs rouleaux solidaires d'un chariot ( 6) supporté par ledit arbre fixe ( 4). 3. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun desdits rouleaux ( 5) est muni de moyens de réglage de la pression exercée sur ledit guide annulaire. 4. Broyeur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de réglage sont-de type mécanique tels que des ressorts ( 15), ou bien hydraulique ou pneumatique, comme des pistons - 5. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun desdits rouleaux a un profil courbe complémentaire de celui dudit guide annulaire ( 7). 6. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun desdits guides annulaires est muni latéralement d'une bague ( 18) à pales ( 9) solidaire de la paroi interne du tambour. 7 Broyeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit tambour tourne sous l'effet d'une transmission a engrenage ( 3) ou des rouleaux externes d'appui e=-mêmes par l'intermédiaire de bagues de roulement ( 17)o 8. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé par 3 le fait que ledit tambour ( 1) est muni sur sa face frontale d'une ouverture d'alimentation ( 8) du matériau à broyer et 2538268: à l'extrémité opposée d'au moins une décharge du matériau broyé ( 11,12) - 9. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit tambour est muni sur sa face frontale d'une entrée ( 10) permettant à un courant de gaz de parcourir le tambour. 10. Broyeur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit tambour est muni à son extrémité opposée d'une décharge ( 11) dudit courant de gaz. 11 Broyeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe vertical de chacun desdits rouleaux de broyage est orientable à volonté par rapport à l'axe vertical du tambour normal à celui de rotation.