Brevet FR2742078A1 — publié le 19970613

La présente invention concerne les broyeurs constitués par un tambour à axe horizontal à l'intérieur duquel est aménagée une piste de broyage circulaire, et comportant des moyens pour entraîner le tambour en rotation à une vitesse supérieure à la vitesse critique de telle sorte que les matières soumises au broyage soient maintenues sur la paroi du tambour par la force centrifuge, un rouleau apte à rouler sur la piste, des moyens pour presser le rouleau sur la piste et un dispositif pour déplacer les matières jusqu'à une zone d'évacuation, en traversant la piste de broyage, et pour évacuer les matières broyées, ce dispositif d'avance et d'évacuation des matières étant constitué par des moyens qui détachent la couche de matières de la piste et de la paroi du tambour, dans la partie supérieure descendante de sa trajectoire circulaire, et communiquent aux matières un mouvement ayant une composante parallèle à l'axe du tambour. Ce broyeur est généralement associé à un séparateur qui divise les matières broyées en deux fractions : une fraction fine qui constitue le produit fini et une fraction grossière qui est renvoyée à l'alimentation du broyeur. Une partie des matières broyées est transportée pneumatiquement jusqu'au séparateur , I'autre partie est transportée par des moyens mécaniques élévateur, transporteur à bande, etc.. Une telle installation est relativement complexe et coûteuse. Le but de la présente invention est de réaliser un recyclage interne d'une fraction des matières broyées permettant de réduire la capacité du séparateur et l'importance des moyens de manutention et éventuellement de s'en dispenser. Le broyeur objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens placés à l'intérieur du tambour, aptes à prélever dans la zone de broyage ou la zone d'évacuation une fraction -de 10 % à 75 %, de préférence de 20 % à 50 /0- du débit des matières circulant dans ces zones du tambour et à les renvoyer dans la zone d'alimentation. Les moyens de prélèvement peuvent être constitués par une trémie disposée de façon à recueillir une partie des matières détachées du tambour par le dispositif d'avance et d'évacuation des matières et par un transporteur alimenté par ladite trémie et déplaçant les matières vers l'amont. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de prélèvement assurent une sélection granulométrique et ne renvoient vers l'amont que la fraction la plus grossière des matières. Ces moyens pourront, par exemple, comporter un dispositif de criblage disposé de façon à intercepter le flot des matières détachées par le dispositif d'avance et d'évacuation, une trémie placée de façon à recueillir les refus du dispositif de criblage et un moyen de transport alimenté par la trémie et apte à renvoyer vers l'amont la fraction des matières collectées par la trémie.En variante, on pourra utiliser des moyens de sélection pneumatique constitués, par exemple, par une plaque disposée de façon à intercepter le flot des matières détachées par le dispositif d'avance et d'évacuation, cette plaque étant perméable aux gaz et de l'air ou un autre gaz étant soufflé à travers la plaque pour écarter de sa surface les particules fines, une trémie placée sous le bord inférieur de la plaque de façon à recueillir les particules plus grosses qui glissent sur la plaque et un moyen de transport alimenté par la trémie et apte à déplacer vers l'amont les particules recueillies dans la trémie. Les caractéristiques de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure 1 est une coupe longitudinale d'un broyeur du type concerné équipé d'un dispositif de recyclage interne conforme à l'invention, et Les figures 2, 3 et 4 sont des coupes transversales montrant d'autres formes de réalisation de l'invention. Le broyeur représenté sur les dessins est constitué par un tambour 10, à axe horizontal, qui est supporté par des patins 12 permettant sa rotation autour de son axe , ces patins pourraient être remplacés par un coussinet ou des galets. Le tambour est entraîné en rotation par des moyens classiques, non représentés, par exemple par un groupe moteur et un réducteur dont l'arbre de sortie porte un pignon en prise avec une couronne dentée fixée sur le tambour. Le tambour est constitué par une virole revêtue intérieurement de plaques d'usure qui, dans la partie centrale, forment une piste de broyage annulaire 14, à surface cylindrique. L'intérieur du tambour est ainsi divisé en une zone d'alimentation 11, une zone de broyage 13 et une zone d'évacuation 15. Des rebords annulaires 17 prévus aux deux extrémités de la virole forment des barrages permettant de maintenir une couche de matière dans les zones d'alimentation et d'évacuation. Ce tambour est fermé à ses deux extrémités par des tôles montées sur un support fixe et auxquelles sont raccordées, côté entrée, une goulotte d'alimentation 20 et, côté sortie, une goulotte de décharge 22 et un conduit d'aspiration 24 pour l'évacuation pneumatique des particules fines Un rouleau 16 est monté à l'intérieur du tambour, de façon à pouvoir rouler sur la piste 14 lorsque le tambour est entraîné en rotation. Plus précisément, lorsque le broyeur est en fonctionnement, le rouleau roule sur la couche de matière recouvrant la piste.Le rouleau est muni de deux bouts d'arbre montés dans des paliers fixés à deux leviers disposés à l'extérieur des tambours, de part et d'autre de celui-ci. Des ressorts ou des vérins hydropneumatiques agissant sur les paliers ou sur les leviers permettent de presser le rouleau sur la piste de broyage avec une force prédéterminée et réglable. Un dispositif destiné à assurer l'avance de la matière, d'une extrémité à l'autre du tambour, est disposé dans la moitié supérieur de ce dernier, sur la partie descendante de la trajectoire circulaire des matières. Ce dispositif a été schématisé sur la figure 1 par une série de lames inclinées 18 qui détachent de la paroi du tambour et de la piste la matière qui y est normalement maintenue par la force centrifuge. La matière détachée glisse sur les lames 18 et, du fait de leur inclinaison, est déplacée de l'entrée vers la sortie du broyeur. En réglant l'inclinaison des lames 18 on règle la vitesse d'avance de la matière, des vitesses différentes peuvent être choisies pour les zones d'alimentation, de broyage et d'évacuation. A l'extrémité de sortie du broyeur, le dispositif 18 alimente la goulotte de décharge 22 et permet l'évacuation des matières broyées. Conformément à l'invention, le dispositif 18 alimente aussi un transporteur 26 disposé longitudinalement dans le tambour. Dans l'exemple représenté, le transporteur est du type à vis et comporte une trémie d'alimentation 28 attenante à la goulotte de décharge 22 et disposée sous le dispositif 18 de façon à recueillir une fraction du débit total des matières circulant dans le broyeur. Cette fraction, qui peut varier de 10 % à 75 % du débit total, peut être réglée au moyen d'un volet 30 séparant la goulotte 22 de la trémie 28.En variante, le réglage pourrait être réalisé en ajustant la profondeur de pénétration d'un couteau 42 dans la couche de matière, le flot des matières détachées par ce couteau étant dirigé vers la goulotte 22 ou la trémie 28 , tandis que les matières détachées par un second couteau 44 placé en aval sont dirigées vers la trémie 28 ou la goulotte 22 (voir figure 3). Le transporteur 26 comporte un orifice de décharge 32 situé dans la zone d'alimentation. Plusieurs orifices de décharge, à ouverture sélective, pourront être prévus de façon qu'il soit possible de renvoyer les matières en un point quelconque des zones d'alimentation et de broyage. A la place du transporteur à vis, on pourrait évidemment utiliser d'autres types de transporteur : aéroglissière, transporteur à vibrations ou à secousses, etc.. On pourrait ne renvoyer vers l'amont que les particules les plus grosses en recueillant sur un crible 46 les matières détachées par le dispositif 18 et en déversant dans la trémie 28 les refus du crible, les particules suffisamment fines pour traverser le crible étant évacuées par la goulotte 22, comme représenté sur la figure 4. Le broyeur représenté sur la figure 2 est équipé d'un dispositif d'avance des matières du type décrit dans le brevet français n" 91.09788. Ce dispositif est constitué par un couteau 34 en une ou plusieurs parties disposé parallèlement à l'axe du tambour, dans sa moitié supérieure, et des plaques déflectrices inclinées 36 disposées sous le couteau de façon à intercepter le flot des matières détachées de la paroi du tambour et à le renvoyer sur celle-ci, dans la partie inférieur du tambour. Ces plaques sont orientables de sorte qu'il est possible, en faisant varier leur inclinaison, de régler la vitesse d'avance des matières dans le tambour. Les moyens de support du couteau et des plaques et le dispositif de commande de l'orientation des plaques n'ont pas été représentés sur la figure 2. Une ou plusieurs des plaques déflectrices située dans la zone d'évacuation sont constituées par un caisson dont la face supérieure est perméable aux gaz , cette paroi peut être, par exemple, en matériau fritté ou tissé, ou constituée par une tôle percée de trous, ou formée de lames agencées à la manière de persiennes. Le caisson est alimenté en air sous pression et l'air s'échappant à travers sa face supérieure entraine les particules fines à l'écart de la plaque et dévie leur trajectoire vers la paroi du tambour, en variante, les particules fines pourraient être dirigées directement vers la goulotte 22. Les particules plus grosses glissent sur la plaque et sont recueillies dans la trémie d'alimentation 38 d'un transporteur 40 disposé longitudinalement à l'intérieur du tambour.Ce transporteur, de même conception que le transporteur 26 du broyeur représenté sur la figure 1, permet, comme ce dernier, de renvoyer les matières recueillies dans la trémie 38 en un point sélectionné des zones d'alimentation et de broyage. Le pourcentage du débit total des matières circulant dans le broyeur qui est renvoyé en amont par le transporteur 40 et la composition granulométrique de cette fraction de matières, peuvent être réglées en modifiant l'inclinaison de la plaque 36 et/ou le débit d'air qui traverse sa face supérieure. A la place des plaques déflectrices planes on pourra utiliser des plaques incurvées dont le rayon de courbure sera choisi en fonction du résultat recherché. D'autres moyens de prélèvement et de sélection granulométrique peuvent être prévus sans sortir du cadre de l'invention. Il est bien entendu que le dispositif de recyclage interne objet de l'invention trouve aussi son application dans les broyeurs comportant plusieurs pistes de broyage disposées côte à côte ou espacées le long du tambour, pour renvoyer une fraction de la matière vers l'amont. REVENDICATIONS 1. Broyeur constitué par un tambour (10) à axe horizontal à l'intérieur duquel est aménagée une zone de broyage (13) et comportant des moyens pour entraîner le tambour en rotation à une vitesse supérieure à la vitesse critique, une piste circulaire (14) aménagée dans la zone de broyage, un rouleau (16) apte à rouler sur la piste et des moyens pour presser le rouleau sur la piste, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens placés à l'intérieur du tambour pour prélever dans la zone de broyage (13) ou la zone d'évacuation (15) une fraction du débit des matières circulant dans ces zones et les renvoyer en amont. 2. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement sont conçus et réglés pour prélever de 10 % à 75 % du débit des matières circulant dans les zones de broyage et d'évacuation du tambour. 3. Broyeur selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre un dispositif d'avance et d'évacuation des matières comprenant des moyens aptes à détacher la couche des matières de la piste et de la paroi du tambour, dans leur partie supérieure descendante et caractérisé en ce que les moyens de prélèvement comportent une trémie (28, 38) apte à recueillir une partie des matières détachées par ledit dispositif d'avance et d'évacuation des matières et par un moyen de transport (26, 40) alimenté par ladite trémie et apte à transporter vers l'amont les matières recueillies dans la trémie. 4. Broyeur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement (18-46, 34-36) sont conçus pour assurer une sélection granulométrique des matières et ne renvoyer vers l'amont que les particules les plus grosses. 5. Broyeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de prélèvement comportent un dispositif de criblage (46) disposé de façon à intercepter le flot des matières détachées par le dispositif d'avance et d'évacuation des matières (18), une trémie (28) disposée de façon à recueillir les refus du dispositif de criblage et un moyen de transport (26) alimenté par la trémie et apte à renvoyer vers l'amont la fraction des matières collectée par la trémie. 6. Broyeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de prélèvement comportent au moins une plaque (36) disposée de façon à intercepter le flot des matières détachées par le dispositif d'avance et d'évacuation des matières (34), cette plaque étant perméable aux gaz, et de l'air ou un autre gaz étant soufflé à travers la plaque pour écarter de sa surface les particules fines, une trémie (38) placée sous le bord inférieur de la plaque de façon à recueillir les particules plus grosses qui glissent sur la plaque et un moyen de transport (40) alimenté par la trémie et apte à déplacer vers l'amont les particules recueillies dans la trémie.