Brevet FR2726490A1 — publié le 19960510

La présente invention concerne une machine à laminer des grains de céréales ou analogues, tels que, par exemple, des grains de maïs, de blé, de seigle, de sorgho, d'orge, etc ... Pour écraser des grains de céréales, notamment en vue de l'alimentation du bétail, on utilise principalement des aplatisseurs qui se composent essentiellement de deux rouleaux rotatifs à axes parallèles et horizontaux portés par un bâti. Les grains à traiter sont déversés par gravité vers l'entrée convergente des rouleaux, et passent entre les parois tournantes de ceux-ci, où ils sont aplatis puis récupérés dans cet état en sortie desdits rouleaux. Dans ces aplatisseurs connus, l'écartement des rouleaux est réglé en fonction du grain à traiter et il est de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, par exemple 0,5 mm. Aussi, bien que les grains de céréales les traversant présentent en sortie une configuration aplatie, ils n'ont pas subi de transformation chimique, notamment en ce qui concerne l'amidon, de sorte que leur digestibilité s'avère médiocre. Par ailleurs, il arrive bien souvent que les grains, tombant verticalement directement vers l'entrée convergente des rouleaux, produisent des bourrages en s'accumulant à ce niveau, en masse, et ne peuvent en conséquence passer entre les rouleaux. Cela nécessite alors une intervention sur l'aplatisseur pour désobstruer les grains alors pris en masse. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne une machine à laminer les grains, dont la conception permet notamment de traiter l'amidon des grains écrasés, et d'empêcher le bourrage intempestif de l'entrée convergente des rouleaux. A cet effet, la machine à laminer des grains de céréales ou analogues, du type comportant deux rouleaux rotatifs à axes parallèles, qui sont portés par un bâti et entre lesquels passent lesdits grains amenés en direction de leur entrée convergente, est remarquable, selon l'invention, en ce que lesdits rouleaux sont pressés l'un vers l'autre par des moyens de mise sous tension, de façon qu'ils soient sensiblement au contact l'un de l'autre, et en ce que les axes parallèles desdits rouleaux sont contenus dans un plan qui est incliné par rapport à l'horizontale, pour définir un rouleau inferieur et un rouleau supérieur, de façon que les grains arrivent sur la partie haute alors dégagée dudit rouleau inférieur, pour être dirigés ensuite, par la rotation de ce dernier, vers l'entrée convergente desdits rouleaux. Ainsi, puisque les rouleaux sont étroitement pressés l'un contre l'autre, les grains traversant ceux-ci subissent une élévation importante de température, jusqu'à atteindre 950 à 1000C, ce qui a pour conséquence de transformer l'amidon et de le neutraliser. On obtient alors, en sortie desdits rouleaux, des pétales de céréales à qualité digestive élevée. De plus, comme les grains arrivent en partie haute du rouleau inférieur, ils sont entraînés régulièrement et progressivement vers l'entrée convergente des rouleaux avant d'y entrer, ce qui a pour effet de supprimer les bourrages par suite de la chute directe des grains au droit de l'entrée convergente, notamment lorsqu'il s'agit de grains de diamètre important, et/ou huileux qui ont tendance à s'agglutiner. L'angle d'inclinaison du plan contenant les axes parallèles desdits rouleaux, par rapport à l'horizontale, peut être compris entre 300 et 600. De préférence, ledit angle d'inclinaison est de l'ordre de 450. Par exemple, lesdits moyens de mise sous tension comprennent des vérins hydrauliques agissant perpendiculairement auxdits axes des rouleaux pour tendre à les rapprocher l'un vers l'autre, et situés respectivement de part et d'autre de ceux-ci. Plus particulièrement, lesdits rouleaux sont portés, à leurs extrémités respectives, par des paliers fixés audit bâti, et lesdits moyens de mise sous tension sont alors reliés aux paliers en correspondance desdits rouleaux. De plus, seul ledit rouleau inférieur est entraîné en rotation par un organe moteur fixé audit bâti, ledit rouleau inférieur entraînant en rotation inverse ledit rouleau supérieur par friction de leurs parois périphériques. Par ailleurs, sur ledit bâti est montée une trémie d'alimentation, pour diriger lesdits grains en direction de la partie haute du rouleau inférieur. Avantageusement, sous ladite trémie, est agencé un répartiteur des grains, afin de les distribuer de façon homogène, sur toute la longueur des rouleaux. Par souci de sécurité, une plaque magnétique est associée en sortie de ladite trémie d'alimentation afin de retenir d'éventuels corps métalliques susceptibles de traverser ladite trémie et mélangés accidentellement auxdits grains. Dans un mode préféré de réalisation, chaque rouleau comprend une paroi ou enveloppe périphérique, un arbre central et une pluralité de plaques radiales equi-angulairement réparties les unes par rapport aux autres, et formant des rayons reliant fixement ledit arbre à ladite paroi. Dans ce cas, l'assemblage de ladite paroi périphérique, dudit arbre et desdites plaques, constituant chaque rouleau, est réalisé par mécano-soudage, garantissant ainsi une bonne rigidité vis-à-vis des pressions exercées. En outre, ledit rouleau supérieur est monté sur une partie amovible haute dudit bâti. Par exemple, ladite partie amovible haute se compose d'un cadre à longerons assemblés, portant ledit rouleau supérieur, et d'une coiffe surmontant ledit cadre pour recouvrir en partie ledit rouleau superieur, ledit cadre étant engagé derrière les extrémités libres dudit bâti et maintenu par des boulons. Ce montage permet d'éloigner le rouleau supérieur du rouleau inférieur, après vidange des vérins haute pression, pour procéder à l'entretien de la machine, ou suite à une panne de celle-ci. Selon une autre caractéristique de la machine, un dispositif pour pré-aplatir lesdits grains est associé au bâti, en amont de l'entrée convergente desdits rouleaux. En particulier, ledit dispositif est situé en sortie de ladite trémie d'alimentation et au-dessus de la partie haute dudit rouleau inférieur, et il comprend deux tambours cylindriques rotatifs, qui sont montés parallèlement auxdits rouleaux sur un support fixé audit bâti, et entre lesquels passent lesdits grains, l'écartement entre lesdits tambours étant réglable pour moduler la pression s'exerçant sur lesdits grains. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente, en perspective, un exemple de réalisation de la machine à laminer des grains, selon l'invention. La figure 2 montre une vue en coupe partielle de ladite machine, en cours de fonctionnement. Les figures 3 et 4 sont respectivement des vues en coupe longitudinale et en bout de l'un des rouleaux utilisés dans ladite machine. La figure 5 représente une variante de réalisation de ladite machine, dans laquelle un dispositif pré-aplatisseur des grains est prévu entre la trémie d'alimentation et les rouleaux de laminage des grains. La machine de laminage 1, représentée sur les figures 1 et 2, a pour but d'assurer l'écrasement de grains de céréales, telles que précédemment énoncés, sous forte pression, de façon à obtenir, en sortie de machine, des grains sous forme de pétales rendus avantageusement digestifs par la neutralisation de l'amidon contenu initialement dans les grains. Pour cela, la machine 1 comprend un bâti 2 qui est réalisé à partir notamment de longerons et de traverses 2A assemblés par soudage et/ou boulons, et qui supporte deux rouleaux rotatifs 3 et 4 à axes parallèles 3A et 4A ayant, dans cet exemple, des dimensions identiques. Entre ceux-ci sont susceptibles de passer les grains à traiter contenus dans une trémie d'alimentation 5 portée par le bâti. Les axes de rotation 3A et 4A des rouleaux sont avantageusement contenus dans un plan P qui est incliné par rapport à l'horizontale, définie par le sol S, sur lequel repose la machine 1 par la base ou partie basse 2B de son bâti 2. Dans cet exemple de réalisation, l'angle A formé par le plan P et le sol S est de 450, de sorte que cette disposition permet de définir un rouleau 3 inférieur et un rouleau 4 supérieur, et donc de laisser libre la partie supérieure 3B du rouleau inférieur, de façon que les grains issus par gravité de la trémie se dirigent sur celle-ci pour être ensuite amenés régulièrement vers l'entrée convergente 6 formée par les deux rouleaux 3 et 4. Par ailleurs, des moyens de mise sous tension 7 pressent les rouleaux pour qu'ils soient sensiblement au contact l'un de l'autre par leurs parois périphériques respectives 3C et 4C. Pour cela, ces moyens sont constitues par des vérins hydrauliques 7A dont la ligne d'action, contenue dans le plan P, agit perpendiculairement aux axes des rouleaux 3,4 pour tendre ainsi à les maintenir rapprochés l'un vers l'autre. Les vérins sont au nombre de deux et ils sont situés respectivement de part et d'autre des rouleaux. Bien entendu, ils sont du type à haute pression pour exercer sur les rouleaux de laminage un effort de plusieurs dizaines de tonnes, et à double effet, et une pompe hydraulique à haute pression 8 fixée au bâti 2 assure leur fonctionnement. Les extrémités 7B et 7C de chacun des vérins sont associées à des paliers respectifs 9 et 10 portant les rouleaux et rapportés fixement, par exemple par des boulons 11, sur les longerons correspondants du bâti 2. En particulier, comme le montrent les figures 3 et 4, chaque rouleau 3 et 4 se compose d'un arbre central 3D, 4D définissant les axes géométriques 3A, 4A, d'une paroi ou enveloppe périphérique 3C, 4C et de plaques radiales 3E, 4E qui sont équi-angulairement réparties les unes par rapport aux autres autour de leur axe respectif 3A, 4A et qui relient l'arbre 3D, 4D à la paroi périphérique 3C, 4C. De préférence, l'assemblage de l'arbre, des plaques radiales et de la paroi périphérique de chaque rouleau est obtenu par mécanosoudage, de façon à garantir une résistance mécanique élevée auxdits rouleaux. Les extrémités de chaque arbre sont montées dans les paliers alignés 9 pour le rouleau inférieur, et 10 pour le rouleau supérieur, par l'intermédiaire de roulements à deux rangées de rotule, non représentés, pour supporter ainsi les charges en présence. On remarque, par ailleurs, que l'effort de traction imposé par les vérins 7A pour presser les rouleaux 3,4 l'un vers l'autre est supporté par les paliers 9, 10, de sorte que le bâti 2 supportant la masse des rouleaux n'est pas sollicité et peut donc être réalisé en alliage léger par exemple. L'entraînement en rotation des rouleaux est fourni par un moteur 12 et par un moto-réducteur intermédiaire 13 qui est accouplé au rouleau inférieur 3, de sorte que la rotation, en sens inverse, du rouleau supérieur 4 est assuree par friction avec le rouleau inférieur 3. Sous la trémie 5, de forme tronconique renversée, est avantageusement agencé un répartiteur 14 des grains. Plus particulièrement, le répartiteur 14 est constitué par un rotor 14A à palettes radiales 14B, lequel est situé au niveau de la sortie 5A de la trémie 5, sur toute sa longueur, et parallèlement aux axes des rouleaux. De la sorte, les grains qui traversent le répartiteur sont distribués de façon homogène et uniformément répartie, en direction de la partie haute 3B du rouleau inférieur, sur toute la longueur de celle-ci, vers laquelle ils se dirigent par gravité en y étant guidés par des déflecteurs appropriés 15. Bien entendu, la vitesse de rotation du rotor 14A est réglable, notamment en fonction du diamètre des grains à traiter. Aussi, une plaque magnétique 16 est fixée à l'un des deflec- teurs 15 en sortie du répartiteur de grains 14, pour retenir les éventuels corps métalliques susceptibles d'être mélangés et entraînés avec les grains lors de l'alimentation de la trémie. En outre, on remarque notamment sur la figure 2, que les paliers 10 portant le rouleau supérieur 4 sont fixés coaxialement sur une partie amovible haute 2C du bâti, par l'intermédiaire de boulons 17. En particulier, cette partie haute 2C est constituée d'un cadre 2D formé de longerons 2E assemblés perpendiculairement entre eux, et surmonté d'une coiffe 2G en V renversé, de façon à recouvrir la partie haute 4B du rouleau supérieur 4. Le longeron arrière 2E du cadre 2D, situé à proximite de la trémie, s'applique derrière les extrémités supérieures libres 2A1 des deux longerons correspondants 2A du bâti, en reposant sur une cornière transversale 2F reliant les deux extrémités 2A1. Et les boulons 17 assurent la fixation du longeron arrière 2E de la partie haute amovible 2C à cette cornière transversale 2F du bâti.En cas d'arrêt de la machine ou pour des raisons de maintenance, on peut procéder, par l'intermédiaire d'un équipement approprié, à l'éloignement du rouleau supérieur 4 par rapport au rouleau inférieur 3, après avoir vidé les vérins haute pression 7A, par pivotement angulaire limité de 10 à 20 de la partie haute amovible 2C portant le rouleau 4, autour d'une ligne imaginaire définie par le contact entre la cornière 2F et le longeron 2E. Avant le redémarrage de la machine, les grains situés à l'entrée convergente des rouleaux sont évacués, et les rouleaux sont ensuite mis sous tension. Par ailleurs, on prévoit en sortie des rouleaux, des racloirs 18 agissant sur les parois périphériques 3C et 4C et montés sur les paliers respectifs 9 et 10 supportant les rouleaux. Un coffret de commande 19, fixé au bâti, regroupe les différentes commandes de fonctionnement des organes de la machine, tels que vérins, pompe, moteur, etc De ce qui précède, le fonctionnement de la machine de laminage 1 ne soulève pas de difficultés quant à sa compréhension. Tout d'abord, les vérins 7A sont mis sous tension de façon à presser les deux rouleaux l'un contre l'autre, et les vitesses de rotation du rouleau inférieur d'entraînement 3 et du répartiteur 14 sont choisis notamment en fonction de la nature du grain à traiter. Les grains préalablement chargés dans la trémie 5 s'écoulent par sa sortie 5A vers le répartiteur 14 où ils se répandent de façon homogène et régulièrement sur toute la longueur, pour se diriger vers la partie haute 3B du rouleau rotatif 3, en étant guidés par les déflecteurs 15. Si un corps métallique est parmi les grains, il est aimanté et retenu par la plaque magnétique 16, évitant d'endommager les rouleaux et de se mélanger aux grains.Grâce à la rotation du rouleau 3, les grains, répartis sur toute sa longueur, sont amenés en direction de l'entrée convergente 6 des rouleaux, puis ils passent entre ceux-ci en y étant laminés pour être recueillis en sortie des rouleaux sous forme de pétales, dans des réceptacles non représentés. Du fait de la position inclinée dans le plan P desdits rouleaux 3,4 et de leur mise en contact sensiblement l'un avec l'autre par l'intermédiaire des vérins haute pression 7A, les problèmes de bourrage à l'entrée desdits rouleaux ne surviennent plus, d'une part, et, d'autre part les pétales de céréales en sortie des rouleaux sont hautement digestifs par la transformation de l'amidon qui a été neutralisé par suite de l'élévation en température des grains laminés par leur passage entre les rouleaux. Par ailleurs, dans le cas de grains de céréales de diamètre important et/ou de nature huileuse, on peut prévoir dans la machine 1 un dispositif 20 pour pré-aplatir lesdits grains, comme le montre la figure 5. Ce dispositif 20 est alors situé entre la sortie 5A de la trémie 5 et la partie haute 3B du rouleau inférieur d'entraînement 3. I1 comprend un support 20A qui est relié fixement au bâti 2 et qui porte deux tambours 20B et 20C parallèles entre eux et aux rouleaux 3,4. Ces tambours présentent un profil externe 20D, 20E à denture importante, légèrement hélicoïdal, et ils sont entraînés en rotation par l'intermédiaire d'un moteur et d'un couple de pignons non représentés. L'écartement entre les tambours est bien entendu réglable, compris par exemple entre 1 et 3 mm en fonction du grain à traiter. Pour cela, l'un des tambours est monté à ses extrémités dans des fentes 20F ménagées dans le support, et une butée réglable non illustrée, liée au support, agit sur ce tambour 20C. De part et d'autre de ce tambour, sont prévus deux leviers pivotants 20H, dont une extrémité est articulee à l'extrémité correspondante du tambour 20C et dont l'autre extrémité est reliée à un ressort à gaz 20I articulé en bâti 2. Ces ressorts à gaz 20I agissent comme limiteur, en cas de passage de corps étrangers non metalliques entre les tambours, ces derniers s'écartant alors l'un de l'autre. Ce dispositif 20, permettant d'aplatir les grains, constitue de plus une sécurité dans le bon fonctionnement de la machine 1. REVENDICATIONS 1. Machine à laminer des grains de céréales ou analogues, du type comportant deux rouleaux rotatifs à axes parallèles, qui sont portés par un bâti et entre lesquels passent lesdits grains amenés en direction de leur entrée convergente, caractérisée en ce que lesdits rouleaux (3,4) sont presses l'un vers l'autre par des moyens de mise sous tension (7), de façon qu'ils soient sensiblement au contact l'un de l'autre, et en ce que les axes parallèles (3A, 4A) desdits rouleaux sont contenus dans un plan qui est incliné par rapport à l'horizontale, pour définir un rouleau inférieur (3) et un rouleau supérieur (4), de façon que les grains arrivent sur la partie haute (3B) alors dégagée dudit rouleau inférieur, pour être dirigés ensuite, par la rotation de ce dernier, vers l'entrée convergente (6) desdits rouleaux. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison du plan contenant les axes parallèles desdits rouleaux (3,4), par rapport à l'horizontale, est compris entre 300 et 600. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit angle d'inclinaison est de l'ordre de 450. 4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de mise sous tension (7) comprennent des vérins hydrauliques (7A) agissant perpendiculairement auxdits axes des rouleaux pour tendre à les rapprocher l'un vers l'autre, et situés respectivement de part et d'autre de ceux-ci. 5. Machine selon l'une des revendications précédentes 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits rouleaux (3,4) sont portés, à leurs extrémités respectives, par des paliers (9, 10) fixés audit bâti (2), et en ce que lesdits moyens de mise sous tension (7) sont reliés aux paliers en correspondance desdits rouleaux. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit rouleau inférieur (3) est entrainé en rotation par un organe moteur (12) fixé audit bâti, ledit rouleau inférieur entraînant en rotation inverse ledit rouleau supérieur par friction de leurs parois périphériques. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que, sur ledit bâti (2), est montée une trémie d'alimentation (5), pour diriger lesdits grains en direction de la partie haute (3B) du rouleau inférieur (3). 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que, sous ladite tremie, est agencé un répartiteur (14) des grains, afin de les distribuer de façon homogène et régulière, sur toute la longueur des rouleaux. 9. Machine selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce qu'une plaque magnétique (16) est associée en sortie (5A) de ladite trémie d'alimentation afin de retenir d'éventuels corps métalliques, susceptibles de traverser ladite trémie et mélangés auxdits grains. 10. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 9, caractérisée en ce que chaque rouleau (3,4) comprend une paroi ou enveloppe périphérique (3C, 4C), un arbre central (3D, 4D) et une pluralité de plaques radiales (3E, 4E) équi-angulairement réparties les unes par rapport aux autres, et formant des rayons reliant fixement ledit arbre à ladite paroi. 11. Machine selon la revendication précédente 10, caractérisée en ce que l'assemblage de ladite paroi périphérique, dudit arbre et desdites plaques, constituant chaque rouleau (3,4), est réalisé par mecano-soudage. 12. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 11, caractérisée en ce que ledit rouleau supérieur (4) est monté sur une partie amovible haute (2C) dudit bâti. 13. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite partie amovible haute se compose d'un cadre (2D) à longerons assemblés, portant ledit rouleau supérieur, et d'une coiffe (2G) surmontant ledit cadre pour recouvrir en partie ledit rouleau supérieur, ledit cadre (2D) étant engagé derrière les extrémités libres (2A1) dudit bâti et maintenu par des boulons (17). 14. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 13, caractérisée en ce qu'un dispositif (20) pour pré-aplatir lesdits grains est associé au bâti (2), en amont de l'entrée convergente (6) desdits rouleaux. 15. Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit dispositif (20) est situé en sortie de ladite trémie d'alimentation (5) et au-dessus de la partie haute (3B) dudit rouleau inférieur, et comprend deux tambours cylindriques rotatifs (20B, 20C), qui sont montés parallèlement auxdits rouleaux sur un support (20A) fixé audit bâti, et entre lesquels passent lesdits grains, l'écartement entre lesdits tambours étant réglable pour moduler la pression s'exerçant sur lesdits grains.