Brevet FR2665648A1 — publié le 19920214

Machine à broyer améliorée L'invention concerne une machine à broyer, et particulièrement une machine à broyer qui comporte un rouleau de broyage rotatif autour d'un axe horizontal et un tambour entourant ledit rouleau de broyage et présentant une face intérieure de broyage pour coopérer avec ledit rouleau de broyage. Il existe différentes formes de machines à broyer dans la technique Une des machines à broyer est représentée sur la figure 1 et comprend un corps de machine A, qui présente une unité d'entraînement B pour faire tourner un organe de broyage C, et deux organes de broyage D supérieurs, en forme de tronc de cône, qui coopèrent avec l'organe de broyage C On peut amener le matériau par les directions représentées par les flèches F et les fines particules résultant du broyage sont extraites en haut du corps de machine A, au moyen d'un courant d'air Dans une telle machine à broyer, l'aire de broyage effective est petite parce que la face de broyage de l'organe de broyage C est plate et forme un grand angle 0 par rapport à l'organe de broyage, comme le montre la figure l A De plus, pendant l'opération de broyage, la substance située sur l'organe de broyage C est susceptible de migrer hors de la partie périphérique de l'organe de broyage C, du fait de la force centrifuge induite par la rotation de l'organe de broyage C, de sorte qu'il en résulte une distribution non uniforme des volumes situés entre les organes de broyage Le manque d'uniformité de la distribution tend en général à nuire à l'uniformité de la taille des particules du produit final, tout comme à provoquer une usure rapide des organes de broyage. Un objet de l'invention est de proposer une machine à broyer qui présente une aire de broyage plus grande que celle des machines à broyer classiques. Un autre objet de l'invention est de proposer une machine à broyer qui produise un produit final présentant une taille de particules uniforme. Un autre objet de l'invention est de proposer une machine à broyer comportant des organes de broyage réglables, de façon à permettre une d'obtenir une sélectivité pour une plage souhaitée de taille de particules. Selon la présente invention, une machine à broyer comprend: un tambour présentant un axe horizontal, une première face de broyage et deux extrémités ouvertes; des moyens pour supporter ledit tambour; un rouleau de broyage disposé dans ledit tambour, le rouleau de broyage présentant une seconde face périphérique extérieure de broyage, pour coopérer avec la première face de broyage, et un arbre horizontal comportant deux extrémités qui s'étendent à l'extérieur du tambour; des moyens pour maintenir lesdites deux extrémités de l'arbre; des moyens pour recouvrir les deux extrémités du tambour; des moyens pour faire tourner l'arbre du rouleau de broyage: des moyens d'amenée prévus dans les moyens de recouvrement et s'étendant à l'intérieur dudit tambour; et des moyens d'évacuation, prévus dans les moyens de recouvrement. Selon un aspect de l'invention, la machine à broyer comprend en outre des moyens de retour desdites grosses particules de bases -vers la zone située entre les faces de broyage du tambour et le rouleau de broyage. Selon un autre aspect de l'invention, le tambour est monté à rotation sur une base Les moyens de recouvrement comprennent deux carters cylindriques stationnaires, reliés de façon mobile à deux extrémités ouvertes opposées du tambour Les moyens de refoulement et les moyens d'amenée sont disposés dans les carters cylindriques stationnaires, à l'intérieur du tambour. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens de maintien comprennent deux organes de châssis disposés transversalement aux deux extrémités opposées de l'arbre du rouleau de broyage et maintenus par des élévateurs hydrauliques, et deux rouleaux de serrage qui serrent l'arbre contre les organes de châssis et qui sont également maintenus par d'autres élévateurs hydrauliques, de façon que l'arbre du rouleau de broyage puisse être élevé ou abaissé légèrement par rapport à la face de broyage du tambour, afin d'ajuster l'espace entre les faces de broyage du tambour et le rouleau de broyage. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard des dessins annexés, dans lesquels: Les figures la figure 2 la figure 3 la figure 4 la figure 5 la figure 6 la figure 7 1 et l A représentent une machine à broyer classique; est une vue en coupe d'une machine à broyer selon la présente invention; est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2; est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2; est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 2; est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 2; et représente un angle formé entre les faces de broyage du tambour et le rouleau de broyage de la figure 2. En se référant aux dessins, un appareil à broyer selon la présente invention comprend une base de support 10, un tambour 20, un rouleau 30, deux ensembles de retour e , deux ensembles de couvercle 50, deux alimentateurs 60, des ensembles de fixation 70 et un mécanisme d'entraînement 80 Comme représenté sur les figures 2 et 3, deux paires de rouleaux 13 sont montés respectivement sur deux arbres 14, dont chacun est supporté par deux paires de pattes 12 Les pattes 12 sont montées sur une base de support 11 et comportent chacune un rouleau 121 placé en contact de roulement avec l'arbre 14. Le tambour 20 présente un organe de broyage annulaire 25 présentant à ses deux extrémités des brides intérieures 26 L'organe de broyage 25 est recouvert par une enveloppe extérieure 21 qui est pourvue de lames espacées 22 s'étendant radialement et longitudinalement de la périphérie de l'enveloppe 21, de façon à renforcer le tambour ainsi qu'à dissiper la chaleur L'enveloppe extérieure 21 est supportée à rotation par les rouleaux 13 Autour de chaque extrémité de l'enveloppe 21 est disposé un rail de guidage 23 et un engrenage de transmission 24 Les rails de guidage 23 sont prévus avec des gorges de rail pour venir en contact sur les rouleaux 13. Un rouleau de broyage 30 est prévu à l'intérieur du tambour 20 Le rouleau 30 présente un arbre 31 dont les deux extrémités sont respectivement reliées à deux engrenages 33 La périphérie extérieure du rouleau de broyage 30 est revêtue d'un organe de broyage 34 abrasif. Les deux extrémités de l'organe de broyage 34 présentent des bords périphériques 35 arrondis qui sont situés en face des coins arrondis formés par les brides intérieures 26 Les interstices formés entre les bords périphériques et les brides 26 servent de passages de sortie à la substance de base. Les ensembles de retour 40 sont disposés aux deux extrémités du tambour 20, respectivement Chaque ensemble de retour 40 présente un carter cylindrique 41 rotatif qui i est relié de façon concentrique à l'enveloppe 21 et qui délimite une cavité annulaire recevant des plaques de compartimentage 42 Les plaques de compartimentage 42 sont inclinées par rapport aux lignes radiales, sensiblement dans les mêmes directions Les carters cylindriques 41 reçoivent les particules de base provenant des passages de sortie formés entre le rouleau de broyage 30 et le tambour Les plaques de compartimentage 42 soulève les particules de base lors de la rotation du carter cylindrique 41 et les délivre sur des plaques 44 inclinées vers le bas, des deux côtés du tambour Chaque plaque 44 est dirigée vers un circuit de transport 45 qui va être décrit ci-dessous. Les couvercles 50 sont reliés aux premiers carters cylindriques 41 et comprennent chacun un second carter cylindrique 52 non-rotatif, qui comporte une partie d'épaulement 52 a entourant le premier carter cylindrique 41 Des bagues d'étanchéité 53 sont prévues entre la partie d'épaulement 52 a et le premier carter cylindrique 41 En se référant à la figure 6, en combinaison avec la figure 2, chaque couvercle 50 présente en outre un couvercle d'extrémité circulaire 52 b et deux brides d'extrémités extérieures 521 qui sont montées de façon élastique sur deux poteaux de support 51 Chaque poteau de support présente une gorge de rail verticale 511 pour recevoir chaque bride d'extrémité extérieure 521 Une plaque concave 552 à quatre faces est reliée, en ne formant qu'une seule pièce, à chaque couvercle d'extrémité circulaire 52 b, pour délimiter entre eux un espace étroit. L'ensemble du couvercle d'extrémité 52 b et de la plaque concave 552 est pourvu de trous 553 pour laisser passer une des extrémités de taille rétrécie 31 a de l'arbre 31. Les trous 553 sont plus grands que la section transversale des extrémités de taille rétrécie 31 a de l'arbre 31, de façon à permettre un ajustement de la position de l'arbre. Par conséquent, une plaque d'étanchéité 551 est prévue dans l'espace étroit formé dans le couvercle d'extrémité 52 b, afin de créer une obturation étanche de l'ouverture existant entre la partie de taille rétrécie de l'arbre 31 et le couvercle d'extrémité 52 b La plaque d'étanchéité 551 est insérée sur la partie de taille rétrécie 31 a de l'arbre 31 et elle est logée de façon mobile dans l'espace étroit du couvercle d'extrémité 52 b, de façcn à couvrir les trous 553 du couvercle d'extrémité 52 h et de la plaque concave 552. Chaque ensemble d'amenée 60 présente un conduit d'amenée d'entrée 61 qui est formé dans chaque second carter cylindrique 52 et qui est relié à un conduit de transport 62 qui s'étend axialement dans le tambour 20, depuis l'un des carters 52 Une tige de vis 621 est prévue dans chaque conduit 62, afin de transporter le matériau d'alimentation du conduit d'entrée 61 à l'intérieur du tambour 20, o le matériau d'alimentation tombe entre l'organe de broyage 34 et le tambour 20 Comme le conduit de transport 62, deux conduits 45 des ensembles de retour sont pourvus de tiges de vis 451 qui envoient les grosses particules qui glissent vers le bas, de la plaque inclinée 44 en retournant à l'intérieur du tambour 20 Les plaques inclinées 44 sont montées sur le carter 52. Chaque second carter cylindrique 52 est en outre pourvu d'un orifice d'entrée d'air 57 et d'un orifice d'extraction 58 Un conduit d'air 59 (représenté sur la figure 3) est dirigé vers l'intérieur du tambour 20, en provenance de chaque second carter cylindrique 52, afin de mettre en suspension les fines particules qui résultent du broyage D'autres orifices d'entrée (non représentés) sont prévus afin de fournir de l'air aux conduits 59. Comme représenté sur la figure 5, le mécanisme d'entraînement 80 comprend un arbre d'entraînement 85 entraîné par un moteur (non représenté) et monté sur deux supports 84 situés aux deux extrémités du moyen de couvercle 50 Sur l'arbre 85 sont montés deux premiers engrenages 81 qui viennent respectivement au contact des engrenages 24 du tambour 20 et deux seconds engrenages 82 qui viennent au contact des engrenages 33 de l'arbre 31. Le mécanisme d'entraînement comprend également des ensembles de transmission (non représentés) pour faire tourner les tiges de vis 621 du conduit de transport 62 et les tiges de vis 451 du conduit 45 Ces ensembles de transmission peuvent être un mécanisme de transmission quelconque approprié connu et par conséquent il ne sera pas détaillé ici. L'ensemble de fixation 70 présente deux organes de châssis 73 transversaux opposés, montés sur deux extrémités de l'arbre 85, par l'intermédiiare d'assemblages à palier 72 et qui s'étendent transversalement par rapport à l'arbre 31 Les autres extrémités des organes de châssis transversaux 73 sont interconnectés à l'aide d'un organe de châssis longitudinal (non représenté) et sont respectivement supportés par deux ensembles hydrauliques 74 ' Deux bras de serrage 71 sont également montés sur les assemblages à palier 72 de l'arbre 85 et fixés aux organes de châssis 73 Un ensemble hydraulique 74 est monté sur la base de support 11 et présente une tige de piston 741 maintenant chaque bras de support 71 contre chaque organe de châssis transversal 73, de façon à serrer chaque extrémité de l'arbre 31 entre l'organe de châssis transversal 73 et chaque bras de serrage 71 Les bras de serrage 71 sont également fixés aux organes de châssis transversaux 73, au moyen d'organe de fixation L'arbre 31 ainsi monté peut être placé en une position horizontale et peut être élevé ou abaisser légèrement de façon que l'espace entre le rouleau de broyage 30 et le tambour 20 puisse être réglé selon les besoins, en fonction d'une plage de taille de particule souhaitée. En fonctionnement, un matériau d'alimentation est amené à l'intérieur du conduit de transport 62 par l'orifice d'entrée 61 et il est ensuite envoyé à l'intérieur du tambour 20 Le matériau tombe entre l'organe de broyage du tambour 20 et le rouleau de broyage Etant donné que le tambour 20 et le rouleau de broyage 30 sot placés dans la position qui est représentée sur la figure 7, il se crée une zone de broyage qui est plus grande que celle que l'on trouve dans les broyeurs classiques De plus, une pression de broyage effective peut être maintenue à l'aide des ensembles hydrauliques 74,74 ' et le poids du rouleau de broyage 30 Les particules de base situées entre le tambour 20 et le rouleau de broyage 30 sont extrudées à l'extérieur, en passant par le passage de refoulement qui est formé sur les brides 26 du tambour 20. Les conduits d'air 59 soufflent les particules de base, de sorte que les fines particules situées dans le tambour 20 sont extraites aux deux extrémités du tambour Les orifices d'entrée d'air 57 envoient des courants d'air pour souffler les fines particules captées dans les carters 52, en passant par les orifices de sortie 58 Les grosses particules évacuées par les passages de refoulement formés entre la bride 26 du tambour et les bords arrondis du rouleau de broyage 30 sont collectées dans les cavités annulaires des carters cylindriques 41. Pendant la rotation des carters cylindriques 41, les grosses particules sont soulevées par les plaques de compartimentage 43 et ensuite retournées à l'intérieur du tambour 20, en passant par les plaques inclinées 44 et les conduits de transport à vis 45. On peut constater que la machine à broyer selon l'invention produit une augmentation de l'aire de broyage, étant donné que la face intérieure de broyage du tambour est incurvée et forme avec la face de broyage du rouleau de broyage cylindrique un angle a (figure 7) plus petit que celui qui est représenté sur la figure l A De plus, les organes de maintien actionnés hydrauliquement, qui maintiennent les extrémités de l'arbre du rouleau de broyage, permettent l'ajustement de l'espacement de faces de broyage et de maintenir fermement en position le rouleau de broyage. Par rapport à l'invention, telle qu'elle vient d'être expliquée, il est évident que différentes modifications et variations peuvent être apportées, sans quitter le domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 Machine à broyer, caractérisée par le fait qu'elle comprend: un tambour ( 20) présentant un axe horizontal, une première face de broyage et deux extrémités ouvertes; des moyens ( 70) pour supporter ledit tambour ( 20); un rouleau de broyage ( 30) disposé dans ledit tambour ( 20), ledit rouleau de broyage présentant une seconde face périphérique extérieure de broyage, pour coopérer avec ladite première face de broyage, et un arbre horizontal ( 31 a) comportant deux extrémités ( 31 a) qui s'étendent à l'extérieur dudit tambour ( 20); des moyens 70 pour maintenir lesdites deux extrémités ( 31 a) dudit tambour; des moyens pour recouvrir lesdites deux extrémités ( 31 a) dudit tambour; des moyens ( 80) pour faire tourner ledit arbre ( 31) dudit rouleau de broyage ( 30): des moyens d'amenée prévus dans lesdits moyens de recouvrement et s'étendant à l'intérieur dudit tambour; et des moyens d'évacuation, prévus dans lesdits moyens de recouvrement. 2 Machine à broyer selon la revendication 1, caractérisée en outre par des moyens de retour ( 40) desdites grosses particules de base sur ledit tambour ( 20). 3 Machine à broyer selon la revendication 1, caractérisée en outre par des moyens ( 24) pour faire tourner ledit tambour ( 20). 4 Machine à broyer selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit tambour présente une périphérie extérieure, des organes de rail annulaires ( 23) disposés autour de ladite périphérie extérieure, et des il premiers engrenages de transmission ( 24) disposés autour de ladite périphérie, desdits moyens de supports présentant des rouleaux de support ( 13) présentant chacun une gorge de rail ( 23 a), afin de venir au contact de l'un desdits organes de rail annulaires ( 23), lesdits premiers engrenages de transmission ( 24) étant reliés auxdits moyens de rotation dudit tambour. Machine à broyer selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit rouleau de broyage repose adjacent à une partie de fond dudit tambour, ledit rouleau de broyage comportant deux extrémités dont au moins l'une présente un bord périphérique arrondi ( 35), ledit tambour présentant au moins une bride d'extrémité annulaire intérieure ( 26), s'étendant à l'extérieur dudit bord périphérique arrondi, ladite bride d'extrémité annulaire intérieure ( 26) et ledit bord périphérique arrondi ( 35) délimitant un passage de refoulement pour les particules de base. 6 Machine à broyer selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens de retour ( 40) comportent au moins un premier carter cylindrique rotatif ( 41), relié de façon concentrique à l'une desdites extrémités ouvertes dudit tambour ( 20), ledit premier carter cylindrique présentant une cavité annulaire adjacente audit passage de refoulement, une pluralité de plaques de compartimentage ( 42) prévues à intervalles dans ladite cavité annulaire, afin de véhiculer les particules de base depuis le passage de refoulement jusqu'à un niveau supérieur, lesdites plaques de compartimentage ( 42) étant inclinées par rapport aux lignes radiales dudit premier carter cylindrique, une plaque ( 44) fixe inclinée vers le bas étant prévue au-dessous dudit niveau supérieur afin de recevoir et de faire glisser vers le bas lesparticules de base provenant desdites plaques de compartimentage ( 42), et un premier organe de transport, prévu au-dessous de ladite plaque inclinée vers le bas ( 44), afin de ramener les particules de base à l'intérieur dudit tambour. 7 Machine à broyer selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de transport comprennent deux seconds carters cylindriques ( 52), prévu concentriques, auxdites deux extrémités dudit tambour, chacun desdits deux carters cylindriques présentant une plaque de couvercle d'extrémité circulaire. 8 Machine à broyer selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens d'amenée comprennent au moins un orifice d'entrée d'amenée situé dans l'un desdits seconds carters cylindriques, et un second organe de transport, s'étendant depuis ledit orifice d'entrée jusqu'à l'intérieur dudit tambour. 9 Machine à broyer selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit second organe de transport est un transporteur à vis. Machine à broyer selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyens de rotation dudit arbre dudit rouleau de broyage comprennent deux seconds engrenages, montés sur lesdites deux extrémités dudit arbre, et un mécanise d'entraînement relié auxdits deux engrenages. 11 Machine à broyer selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits moyens de maintien comprennent deux organes de châssis, s'étendant transversalement par rapport auxdites deux extrémités dudit arbre, un premier moyen de levage hydraulique ( 74 '), maintenant lesdits organes de châssis, deux bras de serrage ( 71), prévus respectivement adjacents auxdits organes de châssis et serrant lesdites deux extrémités dudit arbre contre lesdits organes de châssis, un second moyen de levage hydraulique ( 74 ') maintenant lesdits bras de serrage ( 71) en une position de serrage par rapport auxdits organes de châssis, et des organes de fixation, pour fixer lesdits bras de serrage auxdits organes de châssis, de façon que la position dudit arbre par rapport audit tambour puisse être réglée en actionnant lesdits premier et second élévateurs hydrauliques. 12 Machine à broyer selon la revendication 11, caractérisée en ce que lesdites plaques d'extrémité de couvercle circulaires desdits seconds carters cylindriques sont pourvues de trous de passage d'arbre ( 553) pour faire passer lesdits arbres ( 31 a), lesdits trous de passage d'arbre ( 553) présentant un diamètre supérieur à la section transversale dudit arbre, lesdites plaques de couvercle d'extrémité circulaires présentant des plaques d'étanchéité ( 551) afin de créer une isolation étanche entre lesdits trous d'arbre ( 553) et ledit arbre ( 31 a). 13 Machine à broyer selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de refoulement comprennent un moyen d'amenée d'air ( 57) prévu dans lesdits seconds carters cylindriques et ledit tambour, afin d'extraire lesdites fins particules de base.