Brevet FR2676660A1 — publié le 19921127

DISPOSITIF DE MESURE D'USURE DES PIECES BROYANTES NOTAMMENT POUR BROYEURS A CONE. LU invention se rattache au secteur technique des appareils et matériels de broyage de tous matériaux. Il existe sur le marché de nombreux broyeurs à cône et autres matériels similaires qui fonctionnent de manière satisfaisante. Cependant, un des problèmes particuliers de ce type de matériel réside dans le degré d'usure des pièces broyantes coniques, à savoir une pièce fixe et une pièce mobile entre lesquelles est introduite la charge à broyer. La maîtrise de l'écartement et du contrôle de l'intervalle entre les parties fixe et mobile broyantes est essentielle, car il en découle automatiquement des caractéristiques de qualité ou de non-qualité des produits finis broyés. Les parties fixe et mobile des cônes présentent chacune respectivement une épaisseur de l'ordre de 60 mm environ, qui est susceptible d'être détruite dans un laps de temps de l'ordre de 300 à 600 heures de fonctionnement du broyeur en fonction de la nature des matériaux traités. I1 convient donc, pour assurer un calibrage des produits traités, d'ajuster l'écartement entre les parties coniques fixe et mobile. Actuellement, le contrôle de cet écartement est effectué de manière empirique en effectuant ce que l'on appelle le point "0" de référence par le rapprochement et la mise en contact à l'instant "T" du cône mobile par rapport au cône fixe, puis en procédant à leur écartement maximum. On obtient ainsi une distance de référence (d) donnée. Après fonctionnement du broyeur pendant un laps de temps déterminé, on peut procéder alors, connaissant l'épaisseur des cônes fixe et mobile à un nouveau rapprochement de ceux-ci permettant ainsi de définir une distance (d') d'écartement. La différence entre les distances (d') et (d) définit ainsi le degré d'usure des pièces. Le réglage en hauteur s'effectue de toute manière appropriée. Cette méthode est cependant peu pratique à mettre en oeuvre et ne permet pas de définir s'il y a un degré d'usure similaire ou non des parties fixe et mobile des cônes précités. En outre, ces contrôles nécessitent l'arrêt obligatoire de la machine. Le but recherché selon l'invention était de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de contrôle automatique et en continu sans arrêt de la machine. Les études et analyses effectuées par le Demandeur ont permis en fait de constater, de manière tout-à-fait surprenante, que les degrés d'usure des parties fixe et mobile des cônes étaient différents et qu'il y avait même un rapport étroit entre le degré d'usure de la pièce fixe et celui de la pièce mobile. Il a été mesuré ainsi un degré d'usure plus important de la partie fixe conique du degré d'usure constatée sur la partie mobile conique. Compte tenu de ces études, recherches et expérimentations, l'invention, selon une première caractéristique, vise donc un dispositif permettant de mesurer essentiellement le degré d'usure de la partie fixe conique, de déterminer corollairement par la relation statistique des degrés d'usure des pièces mobile et fixe, le degré d'usure de la pièce mobile et donc de déterminer l'intervalle résultant entre les pièces fixe et mobile coniques du broyeur à un endroit déterminé. Selon une première caractéristique, le dispositif de mesure d'usure des pièces broyantes notamment pour broyeurs à cône, du type comprenant une partie fixe conique associée à un chapeau supérieur et une partie mobile broyante, est remarquable en ce qu'il comprend un ou plusieurs capteurs à ultra-sons régulièrement disposés par l'extérieur sur au moins la pièce fixe conique1 le ou les capteurs étant reliés à un programmateur susceptible de commander une action de réglage en hauteur du chapeau porte-pièces fixe conique par rapport à la partie mobile conique complémentaire, le ou lesdits capteurs ayant pour fonction de sonder et mesurer l'épaisseur de la pièce sur laquelle ils sont posés. Selon une autre caractéristique, le dispositif adresse, après détermination de l'intervalle précité, un ordre de réglage et d'ajustement en position de la partie mobile conique par rapport à la partie mobile fixe. Selon une autre caractéristique, le dispositif est constitué par un ou une pluralité de capteurs ultra-sons régulièrement disposés sur la pièce fixe supérieure du broyeur, le ou lesdits capteurs mesurant en continu l'épaisseur des pièces broyantes supérieures. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustré non limitativement aux figures des dessins où La figure 1 est une vue à caractère schématique d'un broyeur selon l'invention avec positionnement de capteurs ultra-sons sur sa partie fixe supérieure. La figure 2 est une vue partielle en plan de la partie fixe broyante vue de dessus montrant le positionnement d'une pluralité de capteurs ultra-sons. La figure 3 est une vue partielle montrant les moyens de reglage en position du chapeau supérieur support de la partie fixe conique du broyeur. La figure 4 est une vue selon la figure 3 avec un positionnement différencié du chapeau supérieur en fonction de la mesure déterminée du degré d'usure des pièces fixe et mobile coniques broyantes. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures du dessin. On a illustré figure 1 un broyeur référencé dans son ensemble par (1) comprenant de manière schématique un bâti (2) aménagé dans sa partie centrale pour permettre le positionnement de moyens moteurs (3) associés et assurant la mise en rotation de la partie mobile (4) conique du broyeur. Celle-ci, comme illustrée, présente une forme en chapeau avec pans inclinés (4.1). Dans un plan supérieur et au-dessus de celle-ci, est disposée à position fixe la partie complémentaire (5) de broyage, de forme également conique, pour s'emboîter autour de la pièce mobile tout en laissant un espace autorisant l'introduction et l'écoulement de la charge à broyer. La partie fixe est solidarisée au chapeau (6) supérieur du broyeur agencé avec une ouverture (6.1) de l'alimentation de la charge. Le chapeau précité est monté à réglage vertical par rapport au bâti sur des colonnes (7) de guidage et de positionnement. Selon l'invention, le dispositif de mesure d'écartement des pièces fixe et mobile coniques broyantes, est constitué par un ou une pluralité de capteurs (9) à ultra-sons régulièrement disposés sur la pièce fixe conique, ces capteurs ayant pour seule fonction de sonder et mesurer l'épaisseur de cette pièce. Ces capteurs sont simplement posés sur la partie externe de la pièce fixe conique et sont reliés électriquement à un programmateur (10) susceptible de commander ultérieurement une action de réglage en hauteur du chapeau porte-pièce fixe conique par rapport à la partie mobile conique complémentaire du broyeur. Le programmateur inclut dans un logiciel de calcul en tenant compte du rapport statistique des degrés d'usure des pièces fixe et mobile coniques entre elles, l'intervalle réel de l'usure réelle constatée à un endroit déterminé. Le positionnement de tels capteurs ultra-sons est très facile à réaliser et ne gêne aucunement le fonctionnement du broyeur. Il n'y a par ailleurs aucune intervention directe sur les parties actives de la pièce de broyage. En outre, celle-ci ne nécessite aucun montage électro-mécanique particulier. Pour certains types de broyeurs, il peut être néanmoins intéressant de positionner également sur la pièce mobile conique un ou des capteurs ultra-sons du type précité fonctionnant en liaison directe avec ceux disposés sur la pièce fixe conique. Le réglage en hauteur du chapeau support de la pièce fixe conique peut etre établi de différentes manières. Il est décrit ci-après une mise en oeuvre particulière de conception simple et extrêmement pratique. Ainsi en se référant aux figures 1, 3 et 4, les colonnes (7) supports du chapeau (6) et autorisant le coulissement contrôlé de celui-ci, sont agencées dans leur partie supérieure avec des moyens d'accouplement rapide (11) susceptible de coopérer à serrage ou desserrage avec des moyens de liaison (12) associés au chapeau précité et coulissant sur lesdites colonnes. Plus particulièrement, ces moyens d'accouplement sont du type de ceux commercialisés sous la marque "PELLETIER" et sont définis par des moyens expansibles radialement en élastomère. Ces derniers viennent ainsi en blocage contre la partie des colonnes en regard et la pièce de liaison associée au chapeau. Des moyens du type vis de compression et de précontrainte (13) sont sollicitées pour assurer la déformation par expansion des bagues en élastomère de l'accouplement précité en provoquant une liaison fixe et durable. L'intervention sur les vis de compression peut s'effectuer de toute manière appropriée, telle que par l'action d'un fluide hydraulique provoquant le déplacement d'un piston (14) susceptible de venir prendre appui et en poussée sur la vis de compression ou de précontrainte, ou sur des aiguilles ou axes (13) pénétrant dans l'élastomère. L'action du piston permet ainsi d'obtenir la compression ou la décompression de la bague élastomere libérant ou bloquant en position l'ensemble support du chapeau par rapport aux colonnes. Des ensembles de vérins (15) dont les fûts sont fixés au bâti du broyeur, et les tiges développées associées au chapeau, permettent alors l'élévation ou l'abaissement du chapeau selon un déplacement déterminé en fonction du degré d'usure constaté par le ou les capteurs ultra-sons. Les avantages ressortent bien de l'invention. On souligne en particulier la mesure en continu de l'épaisseur des pièces broyantes supérieures, et ainsi un calibrage continuellement adapté en fonction du degré d'usure des pièces de broyage. Le dispositif selon l'invention peut également être adapté à toutes autres machines de broyage et concassage susceptibles de mettre en oeuvre et d'utiliser des parties fixes et mobiles de broyage susceptibles d'assurer le traitement des matériaux. REVENDICATIONS -1- Dispositif de mesure d'usure des pièces broyantes notamment pour broyeurs à cône, du type comprenant une partie fixe (5) conique associée à un chapeau (6) supérieur et une partie mobile broyante (4), caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs capteurs à ultrasons (9) régulièrement disposés par l'extérieur sur au moins la pièce fixe conique, le ou les capteurs étant reliés à un programmateur (10) susceptible de commander une action de réglage en hauteur du chapeau (6) portepièces fixe conique par rapport à la partie mobile conique complémentaire, le ou lesdits capteurs (9) ayant pour fonction de sonder et mesurer l'épaisseur de la pièce sur laquelle ils sont posés. -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que un ou des capteurs (9) sont disposés sur la partie mobile conique et sont associés en fonctionnement au ou aux capteurs (9) disposés sur la pièce fixe conique en relation avec le programmateur. -3- Dispositif selon la revendication 1, le chapeau (6) porte-pièces fixe conique étant monté à coulissement réglable en hauteur sur des colonnes (7) associées au bâti, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'accouplement (8) constitués par des moyens en élastomère expansibles radialement et susceptibles d'assurer un blocage en position des pièces associées au chapeau sur les colonnes (7) précitées, lesdits moyens expansibles étant sollicités par des vis de compression et de précontrainte, ou des aiguilles plongeuses (13) sollicitées par un vérin (14) commandé hydrauliquement pour assurer la fonction de blocage ou de déblocage de l'accouplemen. -4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que des vérins (15) sont associés au bâti et au chapeau (6), et assurent le déplacement en hauteur contrôlé et limité de ce dernier en fonction de l'intervalle d'usure mesure par le ou les capteurs ultrasons entre les pièces fixe et mobile broyantes.