Brevet FR2612804A1 — publié le 19880930

L'invention concerne un rotor pour concasseur à marteaux, destiné par exemple au concassage de ferrailles ou à la fragmentation de déchets industriels et ménagers, comportant plusieurs corps porteurs en forme de plaques placés les uns contre les autres et décalés circonférentiellement les uns par rapport aux autres, lesquels sont serrés les uns entre les autres dans le sens axial et aux extrémités) munies de coiffes> desquels sont montés des axes de pivotement de marteaux placés parallèlement à l'axe de rotation du rotor et qui s'étendent sur la longueur du rotor, sur lesquels sont disposés,dans chaque cas entre deux extrémités de corps porteurs voisines axia- lement et s'étendant parallèlement entre elles, des marteaux ou des corps de protection susceptibles de pivo- ter. Les matériaux à concasser ou à fragmenter au moyen de concasseurs ou de broyeurs, par exemple de la fer- raille, des déchets ménagers et industriels, se présentent sous les formes géométriques et les compositions les plus diverses, par exemple sous la forme de carosseries de voitures, de réfrigérateurs, de machines à laver, de cui- sinières, de récipients en tôle, de plaques ou de bandes de tôle ayant tous parfois été déjà soumis à une compres- sion préliminaire. En disposant les bras, et de ce fait également les marteaux du rotor.de façon appropriée, on essaie d'atteindre un débit aussi grand que possible. Il est connu, pour effectuer le concassage de fer- railles et la fragmentation d'autres matériaux concassa- bles, de constituer des rotors de concasseurs ou broyeurs à marteaux, comportant des bras, composés de deux ou plusieurs parties disposées les unes à côté des autres, des bras composés de deux parties étant employés dans chaque cas avec un décalage de 900 (brevet US-A-3 844 494), tandis qu'.on connaît des bras composés de plusieurs parties en forme d'étoiles comportant trois ou six extrémités de bras situées dans un plan et réparties régulièrement sur la périphérie du rotor. Un inconvénient des formes de bras et des disposi- tions de bras connues réside dans le fait que les bras ne présentent généralement à l'extrémité qu'une section transversale réduite et que le rotor ne dispose de ce fait que d'un moment angulaire ou d'inertie de masse relativement réduit. En outre, il y a entre ces bras de grands espaces dans lesquels peuvent se fixer de la fer- raille ou d'autres matériaux à réduire en morceaux. En raison du faible moment d'inertie de masse et des maté- riaux qui s'y fixent, il se produit des balourds dans le rotor, accompagnés d'une rotation perturbée du rotor, d'une chute rapide de la vitesse de rotation et, le cas échéant, d'un blocage du rotor. L'invention a pour objet de donner à un rotor du genre cité au début une configuration telle que, pour des dimensions données de rotor, on obtienne le moment d'inertie de masse le plus élevé possible,que le risque que des matières se fixent dans les espaces situés entre les corps porteurs soit réduit dans une large mesure et que soit créée une bonne capacité d'adaptation au maté- riau considéré à réduire en morceaux. L'invention vise donc à proposer un rotor de concas- seur à marteaux, dans lequel les extrémités, situées radialement sur l'extérieur des corps porteurs qui se suivent l'un derrière l'autre dans le sens de l'axe de rotation du rotor, sont décalées entre elles circonfé- rentiellement en respectant un pas constant et sont munies dans chaque cas d'une coiffe qui recouvre les sur- faces latérales des extrémités des corps porteurs et aussi bien les coiffes, qui se suivent directement l'une derrière l'autre circonférentiellement que les marteaux pivotants qui se suivent également directement l'un derrière l'autre circonférentiellement,sont décalés les uns par rapport aux autres dans le sens de l'axe de rota- tion du rotor, les coiffes formant des recouvrements de la périphérie du rotor. qui s'étendent parallèlement les uns aux autres en formant des décrochements hélicodale- uns aux autres en formant des décrochements hélico!.dale- ment décalés et les espaces libres alignés les uns à côté des autrescirconférentiellement;formant dans chaque cas, entre deux coiffes voisines axialement, des sillons entre marteaux, ces sillons présentant des décrochements héli- coldalement décalés. L'invention crée un rotor qui possède un moment d'inertie élevé pour des dimensions de rotor données, dont les coiffes coopèrent à dessein au concassage et à la déformationsans risque que des agrégats de matières d'assez grandes dimensions ne pénètrent à l'intérieur du rotor dans la zone située entre les corps porteurs en forme de plaques, et qui est doué d'un effet de con- cassage et de déformation adapté au matériau et aux ma- tières à concasser dans chaque cas. Ceci est obtenu grâce au fait qu'aussi bien les marteaux,qui se suivent immé- diatement les uns derrière les autres circonférentielle- ment que les coiffes qui se suivent également immédia- tement les unes derrière les autres circonférentiellement, sont décalés les uns par rapport aux autres dans le sens de l'axe de rotation du rotor, de sorte que les zones d'action des marteaux aussi bien que celles des coiffes se recouvrent. La configuration des sillons entre mar- teaux situés entre la couverture du pourtour du rotor, de forme hélicoïdale, avec des décrochements, formée par les coiffes, produit une tendance à l'avancement, dans le sens axial, du matériau qui se trouve dans le concas- seur à marteaux. Non seulement cette tendance améliore l'effet de concassage et de déformation exercé par le rotor, mais elle permet également une action volontaire sur le transit du matériau dans l'espace intérieur du concasseur. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque corps porteur ne présente qu'une seule extrémité qui s'étend radialement vers l'extérieur et est destinée au montage d'un axe de pivotement du marteau et à la réception d'une coiffe. Ceci permet de bénéficier de l'avantage qui consiste dans le fait que, dans un rotor de ce genre, indépendamment de l'angle qui existe entre les corps porteurs décalés circonférentiellement les uns par rapport aux autres, à chaque moment un seul marteau frappe à chaque tour de rotor, de telle sorte qu'on obtient une utilisation non limitée de l'énergie de frappe de chaque marteau. Une variante de conformation de l'invention consiste dans le fait que chaque corps porteur présente deux extré- mités situées à l'opposé l'une de l'autre> qui s'étendent radialement vers l'extérieur et sont destinées dans chaque cas au montage d'un axe de pivotement de marteau et à la réception dans chaque cas d'une coiffe et dans le fait que les corps porteurs qui se suivent immédiate- nient les uns derrière les autres dans le sens axial sont dans chaque cas décalés les uns par rapport aux autres du même angle, avec décalage de 90 . Avec cette configu- ration selon l'invention, il est possible, pour des dimensions de rotor données, de modifier, en fonction du décalage angulaire entre les corps porteurs voisins, le nombre d'emplacements équipés d'un marteau et le nombre des coiffes participant de façon active à la capacité de concassage et de déformation, en vue de l'adaptation au matériau à concasser considéré. Dans les deux configurations/des emplacements peu- vent être équipés en portant, à la place du marteau, des corps de protection d'axe qui, d'une part protègent et recouvrent l'axe de pivotement du marteau et l'espace intérieur du rotor, et d'autre part, participent à la capacité et au travail de déformation, grâce à une con- formation correspondante. On propose finalement selon l'invention de donner au rotor une conformation comportant des sections de rotor dont les sillons entre marteaux s'étendent dans des directions opposées. Il est ainsi possible d'exercer volontairement une influence sur la tendance de transport, dans le sens transversal, du matériau qui se trouve dans le concasseur à marteaux, en particulier pour obtenir un désengorgement ou une réduction de l'usure des parois frontales du corps du concasseur. On va maintenant décrire plus en détail différents exemples non limitatifs d'exécution-de l'invention qui sont représentés sur le dessin, sur lequel: la figure 1 montre en perspective une partie d'un rotor comportant six axes de pivotement de marteaux, décalés de 60 sur le pourtour, et des corps porteurs comportant deux extrémités opposées et s'étendant radia- lement vers l'extérieur, la figure 2 présente une vue en perspective d'un détail d'un corps porteur avec coiffes, selon la figure 1, la figure 3 est une vue frontale du rotor selon la figure 1, la-figure 4 est le développement de la surface laté- rale extérieure d'un rotor comportant six axes de pivote- ment de marteaux, décalés de 60 sur le pourtour, des corps porteurs comportant deux extrémités opposées et s'étendant radialement vers l'extérieur, avec des coiffes et des sillons entre marteaux qui s'étendent en décalage hélicoldal, la figure 5 montre le développement de la surface latérale extérieure d'un rotor comme celui de la figure 4, comportant cependant des sillons de marteaux, qui s'étendent dans les directions opposées, la figure 6 est une coupe frontale d'un rotor com- portant quatre axes de pivotement de marteaux, décalés de 90 sur le pourtour, et des corps porteurs ne compor- tant qu'une seule extrémité s'étendant radialement vers l'extérieur et qui est munie d'une coiffe, la figure 7 et une vue latérale d'un corps porteur muni de coiffes et destiné au rotor selon la figure 6, la figure 8 montre le développement de la surface latérale extérieure d'un rotor selon la figure 6, compor- tant quatre axes de pivotement de marteaux, décalés de sur le pourtour, et des corps porteurs ne comportant qu'une seule extrémité s'étendant radialement vers l'ex- térieur et munie d'une coiffe, ce rotor présentantentre les marteaux, des sillons hélicoîdalement décalés; la figure 9 montre le développement de la surface latérale extérieure d'un rotor comme celui de la figure 8, dans lequel cependant les sillons entre marteaux sont décalés dans des directions opposées, la figure 10 est une coupe frontale d'un rotor com- portant huit axes de pivotement de marteaux, décalés de 450 sur le pourtour, et des corps porteurs comportant deux extrémités opposées, s'étendant radialement vers l'extérieur et munies de coiffes, la figure 11 montre le développement de la surface latérale extérieure d'un rotor selon la figure 10, com- portant;entre les marteaux, des sillons hélicoidalement décalés, et la figure 12 montre le développement de la surface latérale extérieure d'un rotor selon la figure 10, com- portant entre les marteaux des sillons hélicoîdalement décalés mais dans des directions opposées. Dans la partie de rotor représentée sur la figure 1, plusieurs corps porteurs 2 sont reliés par un tirant 3 d'ancrage (non représenté en détai4, en s'étendant parallèlement à l'axe de rotation du rotor, pour former un corps de rotor. Chacun des corps porteurs 2 comporte deux extrémités 2a (voir aussi figure 2) opposées, qui s'étendent radialement vers l'extérieur et dans lesquel- les sont montés les axes 5 de pivotement de marteaux (axes non représentés en détail). Aux extrémités 2a sont fixées des coiffes 4, qui recouvrent par leurs parois latérales les surfaces latérales des extrémités 2a de corps porteurs. Dans l'exemple d'exécution représenté sur la figure 1, les corps porteurs 2 sont décalés l'un par rapport à l'autre en respectant un pas de 60 entre eux. Ainsi les coiffes 4 constituent un recouvrement, avec des décrochements hélicoîdalement décalés, du pour- 7 2612804 tour du rotor. Dans la zone des axes 5 de pivotement des marteaux, on obtient dans chaque cas un emplacement B de marteaux, situé dans chaque cas entre deux extrémités 2a qui s'éten- dent parallèlement dans le sens axial, entre les coiffes 4. Dans cet emplacement B, on peut disposer dans chaque cas un marteau pivotant ou un corps protecteur, destiné à protéger l'axe de pivotement de marteaux. La figure 2 montre en perspective un détail de la figure 1s qui est un corps porteur 2. Sur la figure 3, est représenté,en coupe frontale, le rotor selon la fi- gure 1. Chaque marteau 6 dispose d'une zone circulaire d'ac- tion de pivotement désignée par 7. Le diamètre du cercle constituant l'enveloppe de la zone balayée par les mar- teaux 6 lorsque le rotor tourne, est désigné par 8, et le diamètre du rotor dépassant au-delà de la coiffe 4 est désigné par 9. Les corps porteurs 2 à deux côtés présentent sur leurs grands côtés au total quatre évide- ments 10a à 10d en forme d'arc de cercle, lesquels s'approchent, avec un écart réduit C, des zones circulai- res 7 de pivotement des marteaux 6, que permet, dans chaque cas, le mode de construction du rotor. Dans le développement, montré à la figure 4 de la surface latérale extérieure de rotor, présentée à titre d'exemple d'exécution, vingt-neuf corps porteurs 2 com- portant deux côtés, sont montés sur la longueur L du rotor, entre les disques 11 et 12 d'extrémité. Les six axes 5 de pivotement de marteaux, existant en tout, sont désignés par 5a, 5b, 5c, 5d, 5e et 5f. Les zones du déve- loppement, recouvertes par les coiffes 4, sont désignées par 4'. Le nombre des emplacements B de marteaux possibles, situés entre deux extrémités de corps porteurs voisines ou entre les extrémités des corps porteurs et les dis- ques 11 ou 12 d'extrémité, est de 56, deux emplacements B de marteau au maximum étant disponibles par plan de corps porteur. Entre les coiffes 4 disposées les unes derrière les autres avec un décalage latéral dans le sens de la périphérie, s'étendent les sillons 14 entre marteaux vers le pourtour du rotor, de Z à Z'. Avec le sens de rotation de rotor, indiqué par la flèche 15 sur la figure 4 et une disposition, dans le sens de la flèche 16, des corps porteurs 2 comportant deux côtés, décalés de 600 dans le sens des aiguilles d'une montre, on obtient pour les coiffes 4 une disposition en hélice sur le pourtour du rotor, laquelle entraîne, en raison de la déviation et de la déformation du matériau réduit en petits mor- ceaux sur les faces avant 4.1 des corps porteurs en direction du sillon 14 entre marteaux considéré, une ten- dance au transit en direction inverse de celle de la flèche 16. On prévoit une évacuation des saletés et des petits morceaux à l'extrémité II du rotor. A l'extrémité I du rotor,on peut se dispenser d'avoir une évacuation. Dans le développement, représenté à titre d'exemple d'exécution sur la figure 5, de la surface latérale exté- rieure du rotor, vingt neuf corps porteurs 2' comportant deux côtés sont disposés sur la longueur L du rotor entre les plaques d'extrémité 11' et 12'. Les axes 5 de pivote- emnt de marteaux, existant au nombre total de 6, sont désignés par 5a', 5b', 5c', 5d', 5e' et 5f'. Les zones du développement recouvertes par les coif- fes 4 sont désignées par 4'. Entre les coiffes 4, dispo- sées les unes derrière les autres dans le sens du pour- tour avec un décalage latéral, s'étendent sur le pourtour du rotor, de Z1 à Z1', les sillons 24 entre marteaux, de Z2 à Z2i les sillons 24' entre marteaux. Ces sillons entre marteaux sont décalés hélicoîdalement dans des sens dif- férents et ils s'étendent symétriquement par rapport au plan M de corps porteur. Les directions des sillons 24 ou 24' parallèles entre marteauxexistant dans les tron- çons longitudinaux R et S de rotor, résultent de la cons- truction suivante: dans le cas du sens de rotation de rotor indiqué par la flèche 15', sur la figure 5, et de l'alignement s'étendant jusqu'au plan M de corps porteur, effectué dans le sens de la flèche 16', des corps por- teurs 2' comportant deux côtés décalés de 60 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, on obtient sur le pourtour du rotor une disposition des coiffes 4 en forme d'hélice qui s'étend dans la direction Z2-Z2'; dans l'alignement, s'étendant du plan M de corps porteur au disque 11' d'extrémité, des corps porteurs 2', comportant deux côtés décalés de 60 dans le sens des aiguilles d'une montre, on obtient sur le pourtour du rotor une disposition des coiffes 4 en forme d'hélice qui s'étend dans la direction Zl-Zl'. Le matériau réduit en petits morceaux est dévié vers le milieu du rotor grâce à cette disposition en sens inverse de corps por- teurs 2. Le nombre des emplacements B' de marteaux possi- bles situés dans chaque cas entre deux extrémités de corps porteurs voisines ou entre des extrémités de corps por- teurs et les disques 11' ou 12' d'extrémité, s'élève dans l'exemple d'exécution de la figure 5, à 54. Sur la figure 6 est représenté en coupe frontale, à titre d'autre exemple d'exécution, un rotor dans lequel plusieurs corps porteurs 2,ne comportant chacun qu'une extrémité 2a s'étendant radialemeht vers l'extérieur et une coiffe 4a fixée à l'extérieur sont disposés dans chaque cas sur l'arbre 1 de rotor en étant décalés de 90 les uns par rapport aux autres. Les corps porteurs 2 sont serrés les uns contre les autres dans le sens axial au moyen de quatre tirants 3 d'ancrage. Sur les axes 5 de pivotement de marteaux, qui s'étendent sur la longueur du rotor et qui sont montés dans les extrémités 2a des corps porteurssont disposés de façon pivotante les mar- teaux 6, la zone de pivotement étant désignée par 7. Les coiffes 4 protectrices, et qui ne sont pas représentées de manière plus détaillée, recouvrent les surfaces laté- rales des extrémités 2a des corps porteurs. Sur la figure 7 est représenté, en tant que détail, un corps porteur 2 comportant une seule extrémité 2a s'étendant radialement vers l'extérieur, et une coiffe 2612804 4 fixée à l'extérieur. Dans le développement, représenté sur la figure 8, de la surface latérale extérieure de rotor sont disposés, à titre d'exemple d'exécution, quarante corps porteurs 2 sur la longueur L du rotor, entre les disques 11 et 12 d'extrémité comportant chacun une seule extrémité s'étendant radialement vers l'extérieur, et une coiffe 4 fixée à l'extérieur. Les axes de pivotement de marteaux existants sont au nombre de quatre au total et sont dési- gnés par 5a, 5b, 5c et 5d. Les zones du développement de la surface latérale extérieure du rotor couvertes par les coiffes 4 sont désignées par 4'. Le nombre des empla- cements B de marteaux possibles s'élève à 40. Entre les coiffes 4 situées les unes derrière les autres dans le sens de la circonférence avec décalage latéral, s'étend sur la circonférence du rotorvu de Z à Z', un sillon 14 entre marteaux, les sillons 14 étant décalés hélicoidalement. Le développement de la surface latérale extérieure de rotor représenté sur la figure 9 montre un exemple d'exécution dans lequel existent au total quarante corps porteurs 2 sur la longueur de rotor entre les disques 11 et 12 d'extrémité/avec au total 39 emplacements de marteaux. Grâce à une disposition en sens contraire des corps porteurs 2 dans les tronçons S et R de rotor, on obtient dans cet exemple, de façon semblable à l'exemple de la figure 5, des sillons 14 et 14' entre marteaux en décalage hélicoîdal de sens contraire, qui sont dans chaque cas représentés entre Z1-ZI' et Z2-Z2'. De cette façon la tendance au transit s'exerce éga- lement en sens contraire sur le matériau réduit en mor- ceaux. La figure 10 montre une coupe frontale d'un rotor comportant des corps porteurs 2 disposés avec un décalage de 45' sur la périphérie, comportant dans chaque cas des extrémités 2a opposées tournées radialement vers l'exté- rieur et des coiffes 4 disposées à l'extérieur. ill Sur la figure 11 est représenté le développement de la surface latérale extérieure d'un rotor selon la figure 10. Les huit arbres 5, servant d'axes décalés dans chaque cas de 45 pour le pivotement des marteaux, sont désignés par 5a à 5h. Entre les disques 11 et 12 d'extrémité sont disposés dans l'exemple d'exécution, sur la longueur L, 40 corps porteurs comportant deux extrémités opposées. On obtient ici 80 emplacements B de marteaux. Dans cette dispositionion obtient comme dans les exemples cités précédemment un sillon 14 entre marteaux, formé de tronçons décalés en hélice. La figure 12 montre la surface latérale extérieure d'un rotor selon la figure 10, comportant cependant entre les marteaux des sillons 14 et 14' formés de tronçons décalés en hélice de sens contraire, de façon analogue aux exemples cités précédemment. Dans l'exemple d'exécu- tion de la figure 12, il y a entre les disques 11 et 12 d'extrémité, 40 corps porteurs au total, disposés et com- portant deux extrémités opposées. On obtient ici 76 empla- cements B de marteaux. Pour tous les exemples précités d'exécution, on peut équiper les emplacements B disponibles pour des marteaux,d'un nombre diffé- rent de marteaux 6, selon la sorte de matériau qu'il faut concasser ou fragmenter. Les emplacements de marteaux> non équipés de marteaux;reçoivent des corps protecteurs des- tinés à protéger les axes de pivotement de marteaux. REVENDICATIONS 1. Rotor de concasseur à marteaux, destiné par exemple au concassage de ferrailles ou à la fragmentation de déchets industriels et ménagers, comportant plusieurs corps porteurs en forme de plaqueslplacés les uns contre les autres et décalés circonférentiellement les uns par rapport aux autres, lesquels sont serrés les uns contre les autres dans le sens axial et aux extrémités munies de coiffes desquels sont montés des axes de pivotement de marteaux placés parallèlement à l'axe de rotation du rotor et qui s'étendent sur la longueur du rotor, sur lesquels sont disposés, dans chaque cas, entre deux extré- mités de corps porteurs voisines axialement et s'étendant parallèlement entre elles, des marteaux, ou des corps de protection susceptibles de pivoter, rotor caractérisé en ce que les extrémités (2a), situées radialement sur l'extérieur des corps porteurs (2) qui se suivent l'un derrière l'autre dans le sens de l'axe (la) de rotation du rotor, sont décalées entre elles circonférentiellement en respectant un pas constant et sont munies dans chaque cas d'une coiffe (4) qui recouvre les surfaces latérales des extrémités (2a) des corps porteurs et en ce qu'aussi bien les coiffes (4) qui se suivent directement l'une derrière l'autre circonférentiellement que les marteaux (6) pivotants qui se suivent également directement l'un derrière l'autre circonférentiellement, sont décalés les uns par rapport aux autres dans le sens de l'axe (la) de rotation du rotor, les coiffes formant des recouvre- ments de la périphérie du rotor qui s'étendent parallè- lement les uns aux autres en formant des décrochements hélicoîdalement décalés>et les espaces libres alignés les uns à côté des autres, circonférentiellement formant dans chaque cas, entre deux coiffes (4) voisines, axiale- ment, des sillons (Z-Z') entre marteaux, ces sillons présentant des décrochements hélicoîdalement décalés. 2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque corps porteur (2) ne présente qu'une extré- mité (2a) s'étendant radialement vers l'extérieur pour le montage d'un axe (5) de pivotement de marteau et pour la mise en place d'une coiffe (4). 3. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque corps porteur (2) présente deux extrémités (2a) situées à l'opposé l'une de l'autre, s'étendant radialement vers l'extérieur, destinées au montage d'un axe (5) de pivotement de marteau et à la mise en place dans chaque cas d'une coiffe (4) et en ce que les corps porteurs (2), qui se suivent immédiatement l'un derrière l'autre dans le sens axial, sont décalés dans chaque cas l'un par rapport à l'autre du même angle formant un écart de 90 4. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le rotor (L) est cons- titué par des tronçons (S et R) de rotor comportant entre les marteaux, des sillons (ZI-Zi' et Z2-Z2') décalés en sens contraire.