Brevet FR2542214A1 — publié le 19840914

"APPAREIL POUR LE BROYAGE DE GRAINS ET LE MELANGE DE PRODUITS BROYES" La présente invention a pour objet un appareil pour le broyage de grains et le mélange de produits broyés. Un tel appareil est utilisé notamment en vue de l'alimentation du bétail à la ferme en permettant de réaliser un mélange de farine de plusieurs céréales, et d'adjuvants tels que des vitamines. Les groupes broyeurs-mélangeurs utilisés à ce jour comportent généralement plusieurs appareils distincts, à savoir une réserve de grains, un broyeur à marteaux avec fonction pneumatique pour l'aspiration des grains et le refoulement du produit broyé, et un mélangeur vertical comportant une vis d'Archimède, montée à l'intérieur d'un tube, ce mélangeur étant équipé d'une trémie pour l'introduction des adjuvants, de manches à air de décompression et de filtres anti-poussière. Un premier inconvénient des installations traditionnelles est qu'elles comportent une pluralité d'appareils de surface et de volume importants s'incorporant mal dans les locaux fermiers ayant souvent des plafonds très bas et des passages de portes très étroits. L'utilisation d'un système pneumatique nécessite des étanchéités sérieuses au niveau des tuyauteries, qui se détériorent rapidement du fait des vibrations et du pouvoir abrasif des grains. En outre, le système de dépoussiérage cause de nombreux désagréments en raison de la pous sière de farine et des salissures qu'il occasionne. Les installations de tuyauterie et d'électricité importantes nécessitent le montage par des spécialistes. Enfin, l'utilisation de ces appareils ne permet d'effectuer qu'un brassage grossier des divers composants, d'autant plus médiocre lorsque se présentent des différences importantes de densité et de granulométrie. Ces résultats sont regrettables, notamment lorsque l'on rajoute aux céréales broyées des vitamines en quantité infimes, mais qui ont un rôle biologique essentiel. En effet, la mauvaise qualité du mélange est préjudiciable, puisqu'elle peut se traduire par des carences ou des excès susceptibles de provoquer des intoxications. Il faut également noter que, lors de l'adjonction de condiments minéraux vitaminés, tels que tourteaux, oléagineux, oligo-éléments, de structure légèrement gluante, ces produits adhèrent contre l'arbre de la vis, au niveau des filets de celle-ci, se répartissent mal dans la masse des céréales broyées et provoquant à la longue une augmentation du diamètre de l'arbre, faisant perdre de l'efficacité à la vis. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant un appareil de structure compacte, dont le nombre des composants est réduit au maximum, afin de lui conférer une excellente fiabilité. A cet effet, dans l'appareil qu'elle concerne, du type comprenant une chambre de mélange équipée d'une vis d'Archimède, le fond de la chambre de mélange possède une section en V, est incliné par rapport à l'horizontale, la vis étant disposée parallèlement au fond et à proximité de celui-ci, et étant recouverte sauf dans ses zones d'extrémités, par un élément de couverture profilé avec ménagement de passages entre les bords de celui-ci et le fond du mélangeur. D'un point de vue pratique, les produits broyés sont entraînés par la vis le long du fond du mélangeur, de bas en haut. Le fait que l'élément de couverture de la vis ne recouvre pas entièrement celle-ci, permet la reprise des produits par la vis, sans nécessiter leur retour jusqu'à l'extrémité inférieure de celle-ci. I1 en résulte, par simple gravité, un nombre de reprises du produit par la vis, sensiblement supérieur au cas traditionnel d'une vis gainée, ce qui améliore sensiblement la qualité du mélange. L'inclinaison du fond de la chambre de mélange par rapport à l'horizontale est avantageusement de l'ordre de 350. La paroi supérieure de la chambre de mélange est sensiblement parallèle au fond de celle-ci, et forme elle-meme le fond de la trémie de stockage et d'amenée des grains au broyeur, qui se trouve située au-dessus du mélangeur. En outre, la paroi du mélangeur perpendiculaire à la vis et s'étendant à partir de l'extrémité inférieure de celle-ci, se prolonge vers le haut au niveau de la trémie de stockage des grains et porte un broyeur à marteaux. I1 faut noter que cette disposition est très intéressante, car permettant l'amenée des grains par gravité au broyeur, puis le passage de la farine, du broyeur vers la chambre de mélange également par gravité. Cet agencement évite les transports pneumatiques et/ou par vis, mis en oeuvre de façon traditionnelle, ce qui permet de réduire le nombre de composants de l'appareil. Selon une caractéristique de l'invention, une plaque est disposée à l'intérieur de l'appareil, qui s'étend parallèlement à la paroi portant le broyeur, au niveau de la trémie d'amenée et de stockage des grains et à l'intérieur de la chambre de mélange, jusqu'au-dessus de la vis, le broyeur étant monté à l'intérieur d'une grille cylindrique, disposée entre la plaque et la paroi inclinée, avec alimentation par un trou ménagé dans la plaque. La paroi et la plaque délimitent une chambre dans laquelle sont éjectés les grains après broyage, et qui assurent leur passage jusqu'au mélangeur. Avantageusement, la plaque parallèle à la paroi inclinée portant le broyeur comporte un autre trou débouchant, d'une part, dans le broyeur et, d'autre part, en regard d'une tubulure droite traversant la trémie à grains. Cette tubulure a pour fonction, d'une part, d'amener de l'air à l'intérieur du broyeur, afin d'assurer la décompression de celui-ci et, d'autre part, de permettre l'amenée au broyeur de produits volumineux, tels que des épis de mais entiers. I1 est, en outre, prévu, dans la plaque parallèle à la paroi inclinée, et en partie haute de la chambre de mélange, un certain nombre de trous faisant communiquer- celle-çi avec le broyeur, en vue de parfaire la décompression de ce dernier. Selon une autre caractéristique de cet appareil, la vis d'Archimède, montée dans la chambre de mélange, comporte des spires pleines dans sa partie inférieure, puis des spires à ruban décollées de l'arbre et fixées sur celui-ci par des pattes dans ses parties centrale et supérieure. Cette structure assure, en partie basse de la vis, un excellent déplacement de la matière puis, en partie- centrale et en partie haute de celle-ci, un certain recyclage de la matière par retombée d'une partie de celle-ci vers le bas par passage dans l'espace ménagé entre l'arbre et le ruban en spirale, ce qui améliore les conditions de mélange. En outre, la structure adoptée dans les parties centrale et supérieure évite les risques d'agglomération le long de l'arbre des produits oléagineux, éventuellement introduits dans la chambre de mélange par une porte que présente celle-ci. Conformément à une caractéristique, le pas des spires pleines de la vis est inférieur au pas des spires à ruban, ce qui permet de maintenir un débit sensiblement constant sur toute la longueur de la vis. Un orifice d'évacuation de la farine mélangée est ménagé dans une paroi de la chambre de mélange à proximité de l'extrémité supérieure de la vis, de telle sorte que cette dernière remplit non seulement une fonction de mélange, mais également une fonction d'évacuation des produits mélangés hors de la chambre de mélange. Enfin, la spire la plus haute est pleine, et de pas inversé par rapport aux spires précédentes, évitant l'accumulation des produits en partie haute de la chambre de mélange, et favorisant leur recyclage par passage au-dessus de l'élément de couverture de la vis. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil Figure 1 en est une vue en perspective Figure 2 en est une vue en coupe longitudinale Figure 3 en est une vue en coupe transversale, selon la ligne 3-3 de figure 2 ; Figure 4 est une vue en élévation de la vis équipant la chambre de mélange. L'appareil représenté au dessin comprend un châssis monté sur des roulettes (2) contenant, à sa partie inférieure, une chambre de mélange (3) et, à sa partie supérieure, une trémie (4) de stockage et d'amenée des grains. Comme montré notamment aux figures 1 et 2, le fond (5) de la chambre de mélange (3) est incliné par rapport à l'horizontale d'un angie de l'ordre de 35". Cette chambre de mélange possède une forme générale parallèlépipèdique, son fond (5) présentant toutefois une section en V, à proximité duquel est disposée longitudinalement une vis d'Archimède (6). La chambre de mélange est limitée, à sa partie supérieure, par une paroi (7) sensiblement parallèle au fond (5), constituant ellemême un fond incliné pour la trémie (4) de stockage et d'amenée des grains. La chambre de mélange (3) est également limitée, à son extrémi té inférieure, par une paroi (8) perpendiculaire à la vis (6) s'étendant sur toute la hauteur de la chambre de mélange, et également sur toute la hauteur de la trémie de stockage et d'amenée des grains. Parallèlement à cette paroi (8) est disposée, à l'intérieur de la chambre de mélange (3) et de la chambre de stockage (4), une plaque (9) dont le bord inférieur est situé juste au-dessus de l'extrémité inférieure de la vis (6). La paroi (8) et la plaque (9) délimitent, au niveau de la trémie (4), un volume à l'intérieur duquel est monté un broyeur (10), entraîné par un moteur (12), fixé sur la face extérieure de la paroi (8). Ce broyeur est un broyeur à marteaux, de type connu, comportant deux bras parallèles (13) calés sur l'arbre du moteur (12), en bout desquels sont montées deux séries de couteaux pivotants (14). Le broyeur comprend une grille circulaire (15) située à l'extérieur de la zone de passage des couteaux (14). A proximité du fond de la trémie (4) est ménagé dans la plaque (9) un trou (16) mettant en communication la trémie avec l'intérieur du broyeur en vue de l'alimentation en grains de celui-ci. Le débit d'alimentation peut être réglé par l'intermédiaire d'une trappe (17) actionnée de l'extérieur, agissant à la façon d'une vanne guillotine. Dans la plaque (9) est également ménagé un trou (18) débouchant à l'intérieur du broyeur, dans la zone centrale de celui-ci, ce trou mettant en communication l'intérieur du broyeur avec un tube (19) traversant la trémie (4) et permettant, d'une part, I'amenée d'air à l'intérieur du broyeur et, d'autre part, l'amenée à l'intérieur de celui-ci de produits de taille relativement importante, tels que des épis de maïs entiers. I1 faut noter que les bras (13) sont affutés, afin de réaliser une première découpe des épis de mais avant broyage de ceux-ci par les couteaux (14). La plaque (9) présente également, en partie haute de la chambre de mélange (3), des trous (20) assurant la mise en communication de la chambre de mélange (3) et du broyeur (10), en vue de la décompression de celui-ci. Comme indiqué précédemment, à proximité du fond (5) de la chambre de mélange (3) est montée la vis (6) qui est entraînée en rotation par un moteur (22). Comme montré à la figure 4, la partie inférieure de cette vis (6) comprend une spire pleine (23) qui est prolongée dans la partie centrale et dans la partie supérieure par un ruban hélicoïdal (24), situé à distance de l'arbre (25) et fixé sur celui-ci par l'intermédiaire de pattes (26) possèdant elles-mêmes un certain vrillage assurant l'éjection de la farine vers l'extérieur. Comme montré au dessin, le pas de la spire dans la zone comportant le ruban (24) est supérieur à celui que l'on trouve dans la zone comportant une spire pleine (23). A l'extrémité supérieure de la vis, se trouve une spire pleine (27) à pas inverse évitant l'accumulation de matière en partie haute de la chambre de mélange. Comme montré aux figures 2 et 3, la vis est recouverte par un élément profilé (28) dont les bords longitudinaux sont situés à une certaine distance du fond (5) de la chambre de mélange. En outre, la longueur de l'élément de couverture est ir.férieure à celle de la vis, de manière à laisser libre les extrémités inférieure et supérieure de celle-ci. Dans les parois limitant la chambre de mélange, sont ménagées, au-dessus de la partie basse de la vis, une trappe (29) permettant l'introduction des adjuvants, en partie haute sur la face supérieure de celle-ci, une bouche (30) permettant le montage d'une manche de décompression (32), et à proximité de la partie supérieure de la vis, une bouche (33) permettant l'évacuation des produits mélangés dans un récipient (34) d'ensachage. Le fonctionnement de cet appareil est le suivant Les grains de céréales se trouvant dans la trémie (4) sont admis dans le broyeur (10) par l'intermédiaire d'u trou (16) ménagé dans la plaque (9). La farine obtenue par le broyage de ces grains tombe par gravité dans 1'espace ménagé entre la paroi (8) et la plaque (9) et arrive à l'extrémité inférieure de la vis (6).Cette farine est alors entraînée par la vis (6), avec mélange au fur et à mesure de la rotation de la vis, avec des produits recyclés, c'est-à-dire ayant déjà été entraînés par la vis et revenant au contact de celle-ci sur toute sa longueur par passage entre le fond (5) et les bords de l'élément de couverture (28). I1 faut noter que, dans la zone dans laquelle la vis est constituée par un ruban (24) décollée de l'arbre moteur (25), il se crée un certain passage à contre-courant delta farine, favorisant également les conditions du mélange. Plusieurs qualités de céréales peuvent être broyées successivement, ainsi que des épis entiers de mais, amenés par le tube (19), le mélange pouvant comporter plusieurs adjuvants introduits directement dans la chambre (3) de mélange par la trappe (29). Cet appareil présente l'intérêt d'être d'une grande simplicité, d'une grande compacité et de posséder une excellente fiabilité, notamment en raison du faible nombre de ses composants. C'est ainsi qu' avec une trémie d'un volume de 500 litres, un mélangeur d'un volume de 900 litres, la longueur de l'appareil se situe à un peu plus de deux mètres, sa largeur à 0,85 mètre, permettant le passage par une porte, et sa hauteur de l'ordre de 1,50 mètres, les puissances nécessaires pour le broyeur et pour la vis de mélange étant seulement, respectivement, de 7,5 CV et de 2 CV. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet appareil, décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1. - Appareil pour le broyage de grains et le mélange de produits broyés, du type comprenant une chambre de mélange (3) équipée d'une vis d'Archimède (6), caractérisé en ce que le fond (5) de la chambre de mélange (3) possède une section en V, est incliné par rapport à l'horizontale, la vis étant disposée parallèlement au fond et à proximité de celui-ci, et étant recouverte sauf dans ses zones d'extrémités, par un élément de couverture profilé (28) avec ménagement de passages entre les bords de celui-ci et le fond (5) du mélangeur. 2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inclinaison du fond (5) de la chambre de mélange (3) par rapport à l'horizontale est de l'ordre de 35". 3. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la paroi supérieure (7) de la chambre de mélange (3) est sensiblement parallèle au fond (5) de celle-ci, et forme ellemême le fond de la trémie (4) de stockage et d'amenée des grains au broyeur, qui se trouve située au-dessus du mélangeur. 4. - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi (8) du mélangeur (3) perpendiculaire à la vis (6) et s'étendant à partir de l'extrémité inférieure de celle-ci, se prolonge vers le haut au niveau de la trémie (4) de stockage des grains et porte un broyeur (10) à marteaux. 5. - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une plaque (9) est disposée à l'intérieur de l'appareil, qui s'étend parallèlement à la paroi (8) portant le broyeur (10), au niveau de la trémie (4) d'amenée et de stockage des grains et à l'intérieur de la chambre de mélange (3), jusqu'au-dessus de la vis (6), le broyeur (10) étant monté à l'intérieur d'une grille cylindrique (15), disposée entre la plaque (9) et la paroi inclinée (8), avec alimentation par un trou (16) ménagé dans la plaque (9). 6. - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque (9) parallèle à la paroi inclinée (8) portant le broyeur (10) comporte un autre trou (18) débouchant, d'une part, dans le broyeur (10) et, d'autre part, en regard d'une tubulure droite (19) traversant la trémie à grains (4). 7. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qulil comporte, dans la plaque (9) parallèle à la paroi inclinée (8), et en partie haute de la chambre de mélange (3), un certain nombre de trous (20) faisant communiquer celle-ci avec le broyeur (10), en vue de parfaire la décompression de ce dernier. 8. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la vis d'Archimède (6) montée dans la chambre de mélange (3) comporte des spires pleines (23) dans sa partie inférieure, puis des spires à ruban (24)=décollées de l'arbre (25) et fixées sur celui-ci par des pattes (26) dans ses parties centrale et supérieure. 9. - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pas des spires pleines (23) de la vis est inférieur au pas des spires à ruban (24). 10. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la spire (27) la plus haute est pleine, et de pas inversé par rapport aux spires précédentes.