Brevet FR2765122A1 — publié le 19981231

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation d'installation de traitement de matière ainsi qu'un broyeur vibrant à cône vertical équipé d'un tel dispositif. Toutefois, bien que plus particulièrement prévu pour de telles applications, ledit dispositif d'alimentation pourra également être utilisé, notamment, avec d'autres types de broyeurs et de concasseurs. Pour qu'un broyeur vibrant à cône puisse fonctionner correctement, il est préférable que la machine travaille en charge, c'est-à-dire que sa chambre de broyage soit continuellement gavée en matériaux. Un soin tout particulier doit donc être apporté à la conception de son alimentation. Actuellement, le plus classique des systèmes d'alimentation est la goulotte fixée sur l'appareil lui-même. La forme et les dimensions peuvent varier selon la technologie du broyeur. Si ces dispositifs permettent d'assurer le gavage de la chambre de broyage, ils ont toutefois pour inconvénients d'engendrer une pression statique, due notamment à la masse des matériaux, qui nuit à l'efficacité de la machine et en limite les performances. Pour pallier ces inconvénients, certains dispositifs ont été imaginés tels que, par exemple, ceux présentant une goulotte tournante. Un autre dispositif a également été mis au point consistant en une petite trémie solidaire du broyeur à cône, mais présentant un fond plat équipé de deux disques horizontaux. L'un des disques est fixe et solidaire de la paroi verticale cylindrique, et comporte des ouvertures en forme d'arcs de spirale centrées sur l'arc du disque. Le deuxième disque mobile comporte les mêmes ouvertures mais un peu plus larges. Le déplacement de ce disque par un vérin permet ainsi de contrôler partiellement les ouvertures en distribuant l'alimentation dans la chambre de broyage. Un autre dispositif connu est constitué par une cheminée débouchant sur une plaque distributrice, prévue au-dessus du broyeur et solidaire ou non du cône central dudit broyeur, de façon à répartir la matière qui s'écoule dans la chambre de concassage autour du cône. De tels dispositifs présentent toutefois l'inconvénient, notamment, de ne permettre de traiter que des granulométries fines. Par ailleurs, dans les trémies ou silos de stockage, il est connu deux dispositifs de vidange présentant un équipement central cônique à la base de la trémie, destiné à vibrer pour faciliter l'écoulement des matières stockées lorsqu'elles ont tendance à coller etlou à former des voûtes. La matière est ensuite recentrée avant sa sortie de la trémie. On constate donc que l'ensemble des dispositifs évoqués cidessus entraîne, lorsqu'ils sont utilisés avec un broyeur à cône, la présence de matière au niveau de la partie supérieure dudit cône engendrant ainsi des efforts générateurs d'usure, de consommation d'énergie et de sollicitations mécaniques importantes, éventuellement inutiles. Le but de l'invention est de proposer un dispositif d'alimentation qui pallie les inconvénients précités et permette de protéger certains organes de l'installation équipée dudit dispositif, notamment des phénomènes d'usure. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif d'alimentation qui puisse être utilisé avec des matériaux présentant une granulométrie pouvant varier dans un large intervalle. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif qui permette d'effectuer une alimentation en continu de l'installation équipée dudit dispositif, tout en contrôlant la pression statique. Un autre but de la présente invention est de proposer un broyeur vibrant à cône, équipé d'un dispositif d'alimentation, dans lequel l'usure dans les parties supérieures, éventuellement non actives, du cône soit diminuée ou supprimée. Un autre but de la présente invention est de proposer un broyeur vibrant à cône, équipé d'un dispositif d'alimentation, dans lequel les sollicitations mécaniques sur le cône soient fortement réduites etlou déplacées. Un autre but de la présente invention est de proposer un broyeur vibrant à cône, équipé d'un dispositif d'alimentation, dans lequel on puisse contrôler la pression statique à l'intérieur de la chambre de broyage. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Selon l'invention, le dispositif d'alimentation d'installation de traitement de matière tel que, notamment, broyeur, comprend une enveloppe extérieure et une cloche, prévue au moins intérieurement dans ladite enveloppe extérieure et assujettie à cette dernière, ladite cloche étant prévue orientée sensiblement parallèlement à la direction d'écoulement de la matière, de manière à permettre une déviation de ladite matière pour protéger des organes, prévus en aval, de ladite installation. L'invention vise également un broyeur vibrant à cône vertical équipé d'un tel dispositif d'alimentation. Elle sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante et parmi lesquels: - la figure 1 décrit, selpn une vue de coupe radiale schématique, un premier exemple de réalisation du dispositif d'alimentation conforme à l'invention, - la figure 2 décrit, selon une vue de coupe radiale schématique, un second exemple de réalisation du dispositif d'alimentation conforme à l'invention, - la figure 3 décrit, selon une coupe radiale schématique, un troisième exemple de réalisation du dispositif d'alimentation conforme à l'invention, - la figure 4 détaille l'exemple de réalisation représenté à la figure 1 précédente, - la figure 5 détaille l'exemple de réalisation représenté à la figure 2 précédente. La présente invention est relative à un dispositif d'alimentation d'installation de traitement de matière tel que, notamment, broyeur. II s'agit ainsi, par exemple, d'un dispositif d'alimentation dans lequel l'écoulement de la matière est facilitée par des vibrations engendrées par ladite installation. Comme représenté aux figures 1 à 3, le dispositif d'alimentation 1, conforme à l'invention, d'une installation 2 de traitement de matière, comprend une enveloppe extérieure 3. Cette dernière est située, par exemple, sous une trémie de stockage 4 à partir de laquelle ladite matière s'écoule, notamment, par gravité. Ladite enveloppe extérieure 3 présente, par exemple, une forme de symétrie de révolution, notamment tronconique ou cylindrique. Son axe de symétrie 5 est orienté, par exemple, sensiblement verticalement, notamment dans le prolongement de l'axe longitudinal de ladite trémie 4 etlou de celui de ladite installation 2 qui sont eux aussi, éventuellement, prévus sensiblement verticaux. Selon l'invention, ledit dispositif d'alimentation 1 comprend également un élément en forme de cloche 6, prévu au moins intérieurement dans ladite enveloppe extérieure 3 et assujetti à cette dernière. Ladite cloche 6 est prévue orientée sensiblement parallèlemxent à la direction d'écoulement de la matière. Celle-ci peut ainsi être déviée, selon les flèches repérées 7, 8 permettant de la sorte de protéger des organes 9 de ladite installation 2. En effet, le ou lesdits organes qui sont prévus en aval, ne sont, au moins partiellement, plus en contact avec la matière. Par prévus en aval , on entend, notamment, que lesdits organes 9 se trouvent en aval dudit dispositif d'alimentation 1, sous ladite cloche 6, etlou, comme représentés, sont coiffés par ladite cloche 6. Ladite cloche 6 est prévue, notamment, affleurante et/ou débouchante en sortie de ladite enveloppe extérieure 3. Elle favorise ainsi une répartition annulaire de la matière. Par ailleurs, ladite cloche 6 présente, par exemple, une forme de symétrie de révolution,notamment cylindrique ou cylindrocônique. Selon les différents exemples de réalisation illustrés, I'écoulement de matière s'effectue verticalement et l'axe de symétrie 10 de ladite cloche 6 est prévu lui aussi, comme il ressort des explications données plus haut, orienté sensiblement dans la même direction. Ladite enveloppe extérieure 3 et ladite cloche 6 sont assujetties l'une à l'autre, notamment, à l'aide d'ailes 11, prévues verticales et réparties régulièrement autour dudit axe de symétrie 10 de ladite cloche 6. Le dispositif d'alimentation 1 conforme à l'invention comprend ainsi, notamment, trois dites ailes 11, disposées en étoiles et espacées chacune de 120 ou quatre dites ailes 11, espacées de 90 ". Lesdites ailes 11 pourront être prévues, éventuellement, orientables par exemple par pivotement chacune autour d'un axe sensiblement horizontal. Elles permettront ainsi, notamment de régler le débit de matière, en obturant plus ou moins le passage entre la cloche 6 et l'enveloppe extérieure 3, et de modérer la charge statique. Comme illustrée, ladite enveloppe extérieure 3, ladite cloche 6 etlou ledit organe 9 sont, par exemple, coaxiaux. Si l'on se reporte maintenant à la figure 4, on constate que, selon un premier mode de réalisation, ladite enveloppe extérieure 3 est monobloc. Selon un autre mode de réalisation, illustré à la figure 5, ladite enveloppe extérieure 3 est constituée d'un élément inférieur 12, appelé dans la suite du texte goulotte, et d'un élément supérieur 13, débouchant dans ladite goulotte 12. Par ailleurs, comme illustré aux figures 1, 3 et 4, ladite cloche 6 est, par exemple, monobloc ou, comme illustré aux autres figures, constituée d'une coupole 14 et d'un élément tubulaire 15, s'encastrant dans ladite coupole 14. Lorsque l'enveloppe extérieure 3 est formée, comme précédemment évoquée, de deux éléments 12, 13 indépendants, ladite cloche 6, quand elle est monobloc, etlou sa coupole 14, quand elle ne l'est pas, sont notamment, assujetties audit élément supérieur 13. Quant audit élément tubulaire 15, il est rapporté, par exemple, sur ladite goulotte 12. Selon certaines applications, il pourra être également envisagé de prévoir une cloche 6 remontant en amont de ladite enveloppe extérieure 3 et débouchant ainsi, par exemple, dans la trémie 4. La présente invention concerne également un broyeur vibrant 2 à cône vertical 16 et chambre de concassage 17 équipé d'un dispositif d'alimentation 1 tel que décrit plus haut. Comme précédemment évoqué, ledit dispositif 1 est prévu entre une trémie de stockage 4 et ledit broyeur 2 et permet l'alimentation en matière de ce dernier notamment sous l'effet conjugué de la gravité etlou des vibrations que génère ledit broyeur 2. La cloche 6 dudit dispositif d'alimentation 2 est prévue, par exemple, au-dessus de la chambre de concassage 17 dudit broyeur 2 et permet ainsi de protéger des organes 9 prévus dans celle-ci en les isolant au moins partiellement du flux de matière. II s'agit, en particulier, dudit cône 16 prévu, selon les différents exemples de réalisation illustrés, débouchant extérieurement au-dessus de ladite chambre de concassage 17. La cloche 6 est alors prévue apte à coiffer, au moins partiellement, I'extrémité débouchante 18 dudit cône 16, un espace résiduel 21 étant prévu entre ces deux organes. N'étant donc plus directement entouré de matière au niveau de ladite extrémité 18, ledit cône 16 est libre dans ses mouvements, tout du moins à ce niveau, c'est-à-dire notamment, dans une zone où ledit cône 16 ne participe pas à la fragmentation. L'usure est ainsi évitée. De plus, une telle absence de matière et la diminution des pressions statiques entre les pièces 16 et 19, obtenues grâce à l'isolation apportée par la cloche 6, réduisent fortement les sollicitations mécaniques sur le cône 16, ce dernier pouvant alors vibrer, se déplacer, etlou tourner avec moins de contraintes. Ledit cône 16 et ladite cloche 6 sont, notamment, comme déjà évoqué plus haut prévus coaxiaux. Concernant ledit broyeur 2, ce dernier comprend, à titre d'exemple, un châssis 20 présentant un anneau vibrant 19 prévu au moins partiellement, en vis-à-vis dudit cône 16. Ledit anneau 19 est vibré, notamment, à l'aide d'un dispositif de vibration à balourds, non représenté, monté sur le châssis 20 et permet ainsi le broyage de la matière contre ledit cône 16. Ledit anneau 19 et ledit cône 16 sont, notamment, coaxiaux, ledit cône 16 étant éventuellement libre en rotation autour de son axe longitudinal de manière à faciliter l'écoulement de la matière lors du broyage. Comme évoqué plus haut, selon les différents exemples de réalisation illustrés, I'extrémité 18 dudit cône 16 est prévue débouchante audessus dudit anneau 19. Selon un premier mode de réalisation, ladite cloche 6 protége ladite extrémité supérieure 18, notamment, sur toute la hauteur correspondante dudit cône 16, c'est-à-dire sur la partie du cône 16 se trouvant au-dessus du bord supérieur de l'anneau 19. Selon d'autres modes de réalisation, ladite cloche 16 pourra aussi présenter une longueur plus courte ou plus longue, pénétrant alors dans la chambre de concassage 17. Ladite cloche 6 coiffe ainsi, au moins partiellement, I'extrémité débouchante 18 dudit cône 16. Ladite enveloppe extérieure 3 repose, par exemple, sur ledit châssis 20 au niveau dudit anneau 19. Si ladite enveloppe extérieure 3 est constituée, comme il en a été précédemment évoqué la possibilité, d'une goulotte 12 et d'un élément supérieur 13, ladite goulotte 12 est alors assujettie, par exemple, au châssis 20 tandis que l'élément supérieur 13 est suspendu à la trémie 4. A ce sujet, en cas d'utilisation d'une enveloppe extérieure 3 en un seul élément, ladite enveloppe extérieure 3 est assujettie directement ou indirectement audit broyeur 2 en restant libre vis-à-vis de ladite trémie 4, sous laquelle elle est disposée. De telles dispositions permettent ainsi de désolidariser ledit broyeur 2 et ladite trémie 4, limitant de la sorte le report des charges statiques. II est également à noter que, pour pouvoir, si désiré, travailler en voie humide, le broyeur conforme à l'invention peut comprendre des moyens d'injection d'un fluide, tel que, notamment, de l'eau, dans ladite chambre de concassage 2 à partir dudit dispositif d'alimentation 1. Une constitution en deux parties 12, 13 dudit dispositif d'alimentation 2 facilite d'ailleurs une telle introduction et répartition d'eau. En effet, l'injection d'eau peut être réalisée à l'interface entre ledit élément supérieur 13 et ladite goulotte 12. Selon un autre mode de réalisation, on pourra également prévoir une injection au niveau de la cloche 6 dans l'espace résiduel 21. Pour cela, lesdites ailes 11 présentent, par exemple, une épaisseur permettant le passage de conduits jusqu'à ladite cloche 6. Cela étant, selon un mode de réalisation non illustré, il pourrait également être prévu d'assujettir ladite cloche 6 audit châssis 20. Naturellement, d'autres modes de réalisation, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de la présente demande. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation (1) d'installation (2) de traitement de matière, tel que, notamment, broyeur, comprenant une enveloppe extérieure (3) et une cloche (6), prévue au moins intérieurement dans ladite enveloppe extérieure (3) et assujettie à cette dernière, ladite cloche (6) étant prévue orientée sensiblement parallèlement à la direction d'écoulement de la matière, de manière à permettre une déviation de ladite matière pour protéger des organes (9), prévus en aval, de ladite installation (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite cloche (6) est prévue affleurante etlou débouchante en sortie de ladite enveloppe extérieure (3). 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite enveloppe extérieure (3), ladite cloche (6) etlou ledit organe 9 sont coaxiaux. 4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ladite enveloppe extérieure (3) est constituée d'un élément inférieur (12) et d'un élément supérieur (13) débouchant dans ledit élément inférieur (12). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel ladite cloche (6) est constituée d'une coupole (14), assujettie audit élément supérieur (13), prolongé d'un élément tubulaire (15), assujetti audit élément inférieur (12). 6. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel ladite cloche (6) est prévue monobloc et assujettie audit élément supérieur (13). 7. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite enveloppe extérieure (3) et ladite cloche (6) sonf assujetties l'une à l'autre à l'aide d'ailes (11), prévues orientables. 8. Broyeur vibrant (2) à cône vertical (16) et chambre de concassage (17) équipé d'un dispositif d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 9. Broyeur selon la revendication 8, dans lequel ledit cône (16) est prévu débouchant extérieurement, ladite cloche (6) étant prévue apte à coiffer au moins partiellement, I'extrémité débouchante (18) dudit cône (16) de manière à l'isoler du flux de matière. 10. Broyeur selon la revendication 8, comprenant un châssis (20) présentant un anneau vibrant (19), prévu, au moins partiellement, en vis-àvis dudit cône (16), ladite enveloppe extérieure (3) reposant sur ledit châssis (20) au niveau dudit anneau (19). 11. Broyeur selon la revendication 8, comprenant, en outre, des moyens pour injecter un fluide dans ladite chambre de concasage (17) à partir dudit dispositif d'alimentation (1), lesdits moyens pour injecter un fluide étant prévus au niveau de ladite cloche (6).