Brevet FR2676661A1 — publié le 19921127

BROYEUR A AXE VERTICAL. L'invention se rattache au secteur technique des appareils et matériels assurant le broyage de différents types de matériaux et en particulier de pierres, cailloux et similaires. Il existe déjà sur le marché de nombreux broyeurs à axe vertical qui fonctionnent de manière satisfaisante. Compte tenu cependant des conditions d'exploitation de ce type de matériels, on constate une dégradation rapide des pièces susceptibles d'engendrer le broyage. Selon le matériel existant, les rotors récepteurs nécessitent des opérations de changement en totalité, et d'entretien très nombreuses occasionnant des frais de maintenance importants. Le but recherché selon l'invention était de concevoir un nouveau broyeur à axe vertical surmontant ces inconvénients et proposant une nouvelle adaptation du rotor récepteur de la charge à broyer, ce rotor pouvant être d'un entretien aisé et très rapidement adaptable au traitement et à la nature de différents matériaux. Un autre but recherche selon l'invention était de concevoir un broyeur à axe vertical ayant une meilleure tenue à l'usure. Selon une première caractéristique, le broyeur à axe vertical, est remarquable en ce qu'il comprend, à partir d'un bâti support, le positionnement d'un axe de commande vertical dont l'extrémité supérieure est associée à un rotor, disposé tournant dans un carter de protection fixé au bâti, l'extrémité supérieure dudit axe recevant un répartiteur de la charge à projeter à l'intérieur du rotor, la partie supérieure dudit rotor autorisant le positionnement d'une manchette en alignement du répartiteur, ladite manchette constituant un raccordement à positionnement réglable par l'extérieur avec une trémie supérieure en provenance d'un réceptacle de collecte de la charge à broyer, et en ce que ledit rotor comprend deux flasques superposés entretoisés entre lesquels est disposée une pluralité de boîtiers modulaires judicieusement disposés définissant une pluralité de voies d'éjection de la charge broyée hors du rotor et dans le carter, ledit broyeur comprenant sous le carter un magasin de réception de la charge broyée en vue de son évacuation ultérieure. Selon une autre caractéristique, les boîtiers modulaires présentent une face extérieure se prolongeant intérieurement à l'une de ses extrémités avec un profil perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor, et se prolongeant pour se raccorder selon une forme à pans coupés à l'extrémité opposée de la partie extérieure, tout en laissant cependant une partie débordante de celle-ci, pour autoriser la fixation réglable d'éjecteurs recevant au moins une plaquette en carbure. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustrée d'une manière non limitative aux figures des dessins où La figure 1 est une vue à caractère schématique montrant les principaux moyens du broyeur à axe vertical selon l'invention, selon une vue de profil. La figure 2 est une vue partielle à grande échelle illustrant la liaison entre la trémie d'alimentation de la charge dans le rotor du broyeur. La figure 3 est une vue partielle en coupe selon la ligne A-A de la figure 1 montrant l'agencement du rotor La figure 4 est une vue partielle selon la figure 1, à grande échelle, montrant le montage du répartiteur de la charge, à l'intérieur du rotor. La figure 5 est une vue partielle en coupe et en plan montrant le profil de l'un des boîtier disposé dans le rotor. La figure 6 est une vue en variante du montage de la trémie. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. Le broyeur à axe vertical selon l'invention est référencé dans son ensemble par (B). Il comprend un bati (1) susceptible de venir en appui au sol pour constituer l'assise du broyeur. Il est agencé en particulier avec un plateau inférieur (1.1) présentant dans sa partie centrale une ouverture pour réceptionner un magasin (2) des charges broyées, ce magasin étant par exemple de forme circulaire. Le magasin (2) est en communication par tout moyen approprié avec une trémie d'évacuation des charges en vue d'autres postes opératoires. Sur la partie supérieure du plateau est disposée une réhausse (1.2) à position fixe par tout moyen de liaison (1.3) approprié, et sur laquelle prend appui un carter (3) présentant une forme en couronne, de grand volume, à l'intérieur duquel est disposé le rotor référencé dans son ensemble par (4) du broyeur à axe vertical. Le rotor est monté libre en rotation sur un axe de commande vertical référencé dans son ensemble par (5) traversant le magasin (2) précité pour déboucher dans la partie inférieure du bâti. L'extrémité inférieure (5.1) dudit axe est associée par des moyens de transmission (6) à l'arbre (7) du moteur (8) d'entraînement et de fonctionnement du broyeur. La charge (C) est stockée dans un réceptacle (9) monté dans un plan supérieur par rapport au carter (3), en étant prolongée par une trémie d'alimentation (10) inclinée et orientée vers la partie centrale supérieure du rotor (4) agencée avec une ouverture autorisant l'introduction de la charge dans ledit rotor. Pour assurer le raccordement entre l'extrémité inférieure de la trémie et le rotor, est prévue une manchette (11) réglable de l'extérieur dans les conditions qui seront précisées par la suite. Selon une disposition importante de l'invention, le rotor (4) comprend deux flasques superposés (4.1 - 4.2 > horizontaux entretoisés de toute manière appropriée, et entre lesquels est disposée une pluralité de boîtiers modulaires (12, 13, 14), dans l'exemple illustré, judicieusement disposés autour de la zone de projection de la charge et définissant ainsi une pluralité de voies (V1, V2, V3) d'éjection de la charge broyée lors de la rotation du rotor.Ces boîtiers tels qu'illustrés figure 3 par exemple, forment caissons et présentent une face extérieure (12.1, 13.1, 14.1) curviligne se prolongeant intérieurement à l'une de ses extrémités avec un profil (12.2, 13.2, 14.2) perpendiculaire à l'axe de rotation des rotors, et se prolongeant pour se raccorder selon une forme à pans coupés (12.3, 13.3, 14.3) à l'extrémité opposée de la partie curviligne tout en laissant cependant une partie débordante de celle-ci pour autoriser la fixation réglable d'éjecteurs (15). Ces derniers sont montés par rapport à leur fixation sur la partie curviligne avec une légère capacité de débattement angulaire déterminé en fonction des caractéristiques des charges à broyer, lesdits éjecteurs recevant à leur partie débordante dans les voies (Vl, V2, V3) d'éjection, des plaquettes (15.1) en matériau dur tel que carbure. Selon une autre disposition, à l'intérieur du rotor, dans la zone des voies (V1, V2, V3) et près des parties intérieures des boîtiers, sont disposées des pièces profilées (16) formant blindages, ces pièces étant positionnées sur les faces en regard des flasques inférieur et supérieur, afin d'assurer une protection de ces derniers. Selon une autre disposition, les boîtiers peuvent présenter le long de leur bordure curviligne, une enveloppe rapportée (17) en matériau dur susceptible d'augmenter leur protection. Ces boîtiers sont ainsi des éléments modulaires qui sont fixés entre les flasques horizontaux du rotor, pour permettre leur changement rapide en cas d'usure ou selon les profils intérieurs désirés en fonction des charges à broyer. Selon une autre disposition illustrée figure 3, on voit que les boîtiers sont fixés avec une légère excentration vers l'intérieur du rotor de leur extrémité support de l'injecteur, ceci pour permettre une meilleure protection de celle-ci en limitant sa détérioration. Ainsi, l'extrémité côté éjection est située sur un rayon plus petit que l'autre ce qui assure par des effets aérodynamiques la protection de la partie avant du boîtier limitant ainsi l'usure globale. Le rotor ainsi décrit est centré sur son moyeu (28) monté sur l'extrémité supérieure (5.2) de l'axe de commande (5). Dans le prolongement supérieur de celui-ci débordant dans le rotor, est prévue une pièce formant répartiteur (18), profilée et par exemple à pans coupés disposée dans le plan inférieur sous la manchette distribuant la charge à broyer dans le rotor. On comprend ainsi que la charge en provenance du réceptacle et de la trémie associés tombe sur le répartiteur solidaire du rotor en provoquant l'éjection radiale de la charge dans ledit rotor. La force centrifuge due à la vitesse de rotation du rotor qui peut etre de l'ordre de 50 à 70 mètres/seconde, permet ainsi un éclatement des matériaux constituant la charge, lesquels tombent sur le répartiteur et sont projetés contre les faces internes des boîtiers provoquant leur éclatement. Par suite des effets de rebondissement possibles à l'intérieur du rotor ou à l'extérieur de celui-ci, tout en restant cependant dans le carter général (3), on comprend ainsi l'intérêt de disposer des enveloppes (17) de protection sur les faces extérieures des différents boîtiers modulaires. Les plaquettes carbure disposées sur les éjecteurs protègent l'extrémité des boîtiers en limitant leur détérioration lors de l'éjection. Ainsi qu'il apparaît à la figure 3, des masses de charge ont tendance à être stockées en formant couches le long des profils à pans coupés à l'intérieur des boîtiers. Ces couches augmentent ainsi les zones d'impact en provoquant la cassure et l'éclatement des charges projetées. La partie de fond du carter reçoit, lors de la rotation du rotor, une projection de charge susceptible de constituer un treillis naturel (19) définissant un plan incliné et provoquant l'évacuation vers le bas et dans le magasin (2) des charges broyées. Pour assurer le centrage et l'entraînement du moyeu sur l'axe moteur, il est prévu d'utiliser non limitativement un organe d'accouplement (20) connu sous la marque déposée "PELLETIER", et consistant notamment dans l'utilisation de moyens expansibles en élastomère susceptibles de provoquer une liaison fixe, durable et contrôlée du moyeu sur l'axe. Ces moyens expansibles sont associés avec des moyens permettant leur décompression pour permettre la libération du moyeu par rapport à l'arbre, et ainsi le détachement du rotor. Selon une autre disposition importante de l'invention, la manchette (11) est montée à hauteur variable et réglable entre la trémie (10) et l'ouverture supérieure du rotor (3). Cette manchette est ainsi associée par des moyens de réglage tels que tirants (21) ou autres fixés et réglables par l'extérieur pour définir son positionnement par rapport à la trémie et au rotor. En effet, compte tenu des modalités d'utilisation du broyeur et de sa vitesse de fonctionnement, l'extrémité inférieure (11.1) de la manchette peut être amenée à être détériorée et libérer ainsi le passage (p) défini entre la partie supérieure du rotor et la partie supérieure du carter. Pour éviter cet inconvénient, la manchette est ainsi réglable et ajustable vers le bas, pour conserver une position de référence à l'intérieur du rotor et éviter toute sortie impromptue de la charge dans l'intervalle précité. Selon la figure 6, on a illustré une variante de montage de la manchette (11), par rapport à la trémie. Celle-ci reçoit des tirants (21) de grande longueur présentant dans leur partie inférieure (21.1) des moyens (21.2) susceptibles d'assurer le blocage et/ou pinçage de la mancAte/sur sa périphérie extérieure.Le réglage en hauteur des tirants permet ainsi le positionnement variable vertical de la trémie. En outre, est disposée tout autour des tirants une grille (29) de protection, ladite grille étant fixée par tout moyen approprié à la trémie. Ainsi qu'illustré également la manchette présente sur tout ou partie de son alésage intérieur des rechapements anti-usure (30). Ainsi, l'originale du montage de la manchette (11) d'alimentation réside dans le fait que celui-ci s'effectue de l'extérieur de l'appareil, sans nécessiter l'ouverture du broyeur ou des démontages et nettoyages fastidieux. Selon une autre disposition de l'invention, l'ensemble réceptacle (9) trémie (10) associés à la manchette (11) est monté avec une capacité de débattement et pivotement angulaires. A cet effet, la partie supérieure du carter est agencée pour recevoir une forme en chape (22) autorisant le montage de flasques (23) articulés par rapport à un axe (24) et fixés à la trémie. Le basculement controlé par tous moyens appropriés tels que vérins permet ainsi de libérer l'ouverture supérieure du rotor. Le carter est agencé dans sa partie supérieure autour de la manchette avec un chapeau ou couvercle (25) pouvant être enlevé lors du basculement du réceptacle de la trémie pour permettre un accès complet au rotor. Selon une autre disposition illustrée figure 5, les boîtiers modulaires ou certains d'entre eux peuvent présenter, sur leur surface extérieure, un profil non curviligne mais rentrant (12.4,13.4, 14.4), permettant le positionnement radial de pattes supports (26) de moyens percuteurs (27) complémentaires susceptibles de provoquer, lors des effets de rebondissement, des cassures ou éclatements complémentaires des charges broyées. Les avantages ressortent bien de l'invention. On souligne en particulier la nouvelle conception de ce broyeur à axe vertical comprenant en particulier un rotor à boîtiers modulaires susceptibles de provoquer l'éclatement de la charge. On souligne également les protections complémentaires anti-usure obtenues par les blindages, les éjecteurs, les enveloppes extérieures de protection. On souligne également le caractère démontable rapide du rotor par action de basculement contrôlée et limitée de la zone de chargement, et du moyen d'accouplement du rotor à l'arbre moteur. Le nombre de boîtiers dans le rotor peut varier en fonction de la puissance du broyeur. Ces boîtiers peuvent etre montés similaires dans un même rotor simultanément ou, le cas échéant, ils peuvent présenter des profils intérieurs différents. Le nombre de boîtiers définit le nombre de voies (V1, V2, V3) d'éjection de la charge. REVENDICATIONS -1- Broyeur à axe vertical, caractérisé en ce qu'il comprend, à partir d'un bâti support (1), le positionnement d'un axe de commande vertical (5) dont l'extrémité supérieure (5.1) est associée à un rotor (4), disposé tournant dans un carter de protection (3) fixé au bâti, l'extrémité supérieure dudit axe recevant un répartiteur (18) de la charge à projeter à l'intérieur du rotor, la partie supérieure dudit rotor autorisant le positionnement d'une manchette (11) en alignement du répartiteur (18), ladite manchette constituant un raccordement à positionnement réglable par l'extérieur avec une trémie (10) supérieure en provenance d'un réceptacle (9) de collecte de la charge à broyer, et en ce que ledit rotor (4) comprend deux flasques superposés (4.1 - 4.2) entretoisés entre lesquels est disposée une pluralité de boîtiers modulaires (12, 13, 14) judicieusement disposés définissant une pluralité de voies (V1, V2, V3) d'éjection de la charge broyée hors du rotor et dans le carter (3), ledit broyeur comprenant sous le carter un magasin (2) de réception de la charge broyée en vue de son évacuation ultérieure. -2- Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boîtiers modulaires (12, 13, 14) présentent une face extérieure (12.1, 13.1, 14.1) se prolongeant intérieurement à l'une de ses extrémités avec un profil (12.2, 13.2, 14.2) perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor, et se prolongeant pour se raccorder selon une forme à pans coupés (12.3, 13.3, 14.3) à l'extrémité opposée de la partie extérieure, tout en laissant cependant une partie débordante de celle-ci, pour autoriser la fixation règlable d'éjecteurs (15) recevant au moins une plaquette en carbure. -3- Broyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face extérieure (12.1, 13.1, 14.1) de chaque boîtier modulaire est curviligne. -4- Broyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face extérieure (12.1, 13.1, 14.1) des boîtiers modulaires présente un profil rentrant permettant le positionnement radial de pattes supports de moyens percuteurs complémentaires. -5- Broyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face extérieure (12.1, 13.1, 14.1) des boîtiers modulaires reçoit une enveloppe de protection (17) en matériau dur. -6- Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge (C) à broyer est stockée dans un réceptacle (9) monté dans un plan supérieur par rapport au carter (3) en étant prolongée par une trémie d'alimentation dont l'extrémité inférieure est associée à une manchette (11) réglable de l'extérieur, l'ensemble ainsi constitué étant orientable et pivotable angulairement par rapport à des moyens de liaison et de fixation disposés sur le carter. -7- Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la manchette (11) est réglable en position en hauteur par rapport à l'extrémité supérieure du rotor pour assurer son introduction partielle et continue dans celui-ci, des moyens sous forme de tirants ou autres assurant le réglage en position de ladite manchette. -8- Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le centrage et entraînement du moyeu du rotor sur l'axe moteur dans sa partie supérieure sont obtenus par l'utilisation d'un organe d'accouplement comprenant des moyens expansibles en élastomère susceptibles d'assurer une liaison fixe et durable du moyeu sur l'axe. -9- Broyeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la manchette (11) est maintenue en position réglable par des tirants (21), dont l'extrémité inférieure est agencée avec des moyens de blocage et pinçage de la manchette et dont l'extrémité supérieure est fixée à la partie inférieure de la trémie. -10- Broyeur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une grille de protection (30) est disposée et fixée par rapport à la trémie en entourant les tirants supports de la manchette (11).