Brevet FR2879480A1 — publié le 20060623

La présente invention concerne les réglages de l'écart entre la mâchoire fixe et la mâchoire mobile d'un broyeur à cône. Les broyeurs à cône comportent une cuve de broyage tronconique, dont la paroi supporte une mâchoire fixe, et une tête conique portant la mâchoire mobile montée sur un arbre coaxial à la cuve. L'axe géométrique de la tête conique fait au sommet de celle-ci, un certain angle avec l'axe de l'arbre d'entraînement, ce qui donne à la tête, lorsque l'arbre tourne, un mouvement de nutation. Lors de leur descente dans la cuve, les matériaux sont progressivement broyés io jusqu'à atteindre la dimension du plus petit espace r entre la mâchoire fixe et la mâchoire mobile, au niveau de la base de la tête en nutation Cet écart r doit être réglé pour la granulométrie à obtenir, avant le début du broyage et pendant le broyage. Un broyeur à cône doit donc posséder trois fonctions de réglage 15 de cet écart: 1 - Un réglage initial de l'écart, qui consiste à ajuster la distance entre la mâchoire fixe et la mâchoire mobile, cette distance assurant la dimension des produits broyés. 2 - Un réglage de compensation d'usure qui consiste à rapprocher 20 les mâchoires lorsqu'elles se sont usées au cours du travail, de manière à retrouver le réglage initial, l'écart ayant augmenté du fait de l'usure. On distingue l'usure globale et l'usure journalière. L'usure globale est l'usure de mâchoires ayant déjà servi à un broyage. Elle est compensée en même temps que le réglage d'écart, 25 avant le démarrage de la machine. L'usure journalière est l'usure progressive qui se produit pendant le travail. Cette usure journalière est compensée, en cours de travail, par un réglage au moyen d'un vérin qui déplace une mâchoire vers le haut, ou vers le bas selon le cas, soit automatiquement grâce à un asservissement, soit manuellement, lorsque la mesure de l'écart indique une variation de celui-ci. 3 - Un réglage de sécurité, c'est à dire de protection de la machine contre le passage de pièces imbroyables plus grande que le réglage et qui pourraient l'endommager. Il consiste à éloigner rapidement l'une de l'autre les deux mâchoires pour laisser s'évacuer cet imbroyable et revenir ensuite au réglage souhaité. Ces fonctions sont jusqu'à aujourd'hui été remplies de deux façons différentes, ce qui donne principalement deux types de 10 machines: 1 Les broyeurs de type 1 dont la partie centrale (comportant la mâchoire mobile) est fixe en translation verticale et dont la partie supérieure (comportant la mâchoire fixe) est réglable verticalement et peut s'escamoter vers le haut grâce à un système de vérins ou de ressorts. - un premier exemple de ce type est donné figure 1 où le réglage initial et le réglage de compensation d'usure globale sont assurés par vissage du bol 3 dans l'anneau 4, et le réglage de sécurité par soulèvement de l'anneau 4, donc de toute la partie supérieure (y compris la mâchoire fixe) au moyen des vérins 5, pour laisser échapper les imbroyables - un second exemple est donné figure 2 où le réglage et la compensation d'usure globale sont assurés par le glissement du bol 3 dans l'anneau 4 au moyen des vérins 6, la sécurité étant assurée de manière similaire à l'exemple précédent par les vérins 5. Dans ces deux cas, l'usure est compensée au début de chaque phase de travail, en général au début de la journée, en effectuant le réglage initial de l'écart r, comme pour des mâchoires neuves. Le réglage de sécurité est assuré au moyen d'accumulateurs 30 fournissant une pression déterminée de travail aux vérins 5, dès que la pression transmise par les mâchoires augmente en raison d'un matériau imbroyable parvenant entre celles-ci, et devient supérieure à celle de l'accumulateur, le vérin soulève le bol 3 pour augmenter l'écart entre les mâchoires et laisser passer l'imbroyable. Les inconvénients principaux de ce type de construction sont: - Le coût élevé du dispositif de sécurité comportant plusieurs vérins et accumulateurs. - La difficulté à régler le broyeur lorsqu'il est en charge et donc de compenser l'usure journalière, car le bol doit alors être débloqué, la liaison bol - anneau étant alors soumise aux chocs et vibrations dus au broyage; ceci entraîne des dommages mécaniques à cette liaison. 2 - Les broyeurs de type 2 dont la partie supérieure portant la mâchoire fixe est fixe et dont la partie centrale portant la mâchoire mobile est mobile en translation verticale au moyen d'un ou plusieurs vérins placés en dessous. - un premier exemple de ce type est donné figure 3: la mâchoire fixe 1 est maintenue dans le bol 3 qui est fixé au bâti. La mâchoire mobile est supportée par l'arbre 7 qui la rend mobile en translation verticale sous l'action du vérin 8, celui-ci assurant les 3 fonctions réglage initial, compensation d'usure et sécurité. - un second exemple est donné Fig. 4: la mâchoire fixe 1 est maintenue dans le bol 3 qui est fixé au bâti. La mâchoire mobile est supportée par la tête 10 qui coulisse dans le bâti 11 sous l'action des vérins 9, ceux-ci assurant les 3 fonctions réglage, compensation d'usure et sécurité. Comme pour les broyeurs de type 1, les vérins 8 ou 9 sont soumis en régime normal à la pression d'un accumulateur dont la pression est déterminée pour laisser le vérin travailler dans l'autre sens en cas de surpression, transmise par les mâchoires. Les inconvénients principaux de ce type de construction sont: -une hauteur importante de la machine due au cumul des courses à prévoir des différentes fonctions. En effet, dès le démarrage du travail, il faut laisser aux vérins une course minimale de sécurité pour compenser les efforts de broyages supérieurs à la normale. - la difficulté à reprendre ces efforts de broyage, toujours vu le cumul des différentes courses, amène la plupart, sinon tous les constructeur à négliger la course de sécurité lorsque le mâchoires sont neuves, la machine n'étant alors que très peu protégée contre les imbroyables avant la mi-usure des mâchoires. L'invention consiste à créer un broyeur qui reprend les avantages des deux types précédents sans en présenter les inconvénients. Cela consiste à assurer les courses de sécurité, de réglage et la compensation d'usure journalière, le broyeur étant en charge, par un ou des vérins situé(s) sous la mâchoire mobile comme dans les broyeurs de type 2 et à assurer la compensation d'usure globale par mouvement vertical de la mâchoire fixe dans le bâti comme dans les broyeurs de type 1, cette opération pouvant être exécutée pendant une phase d'arrêt. Ce but est atteint en ce que le réglage de l'écart entre les mâchoires, y-compris la compensation de l'usure globale, est effectué à l'arrêt, avant le travail, par des moyens assurant un mouvement vertical de la mâchoire fixe par rapport au bâti, tandis que les courses de réglage, de sécurité et de compensation de l'usure journalière sont ajustées, pendant le travail du broyeur, au moyen d'au moins un vérin situé sous la mâchoire mobile pour fournir à celle-ci un mouvement vertical Selon une première forme de réalisation de l'invention, la tête supportant la mâchoire mobile est montée libre en rotation sur un excentrique entraîné en rotation autour d'un axe central solidaire en position vertical du piston dudit vérin situé dessous. Selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, la tête supportant la mâchoire mobile est montée solidaire d'un axe prolongeant la tige du piston du vérin dont le cylindre est constitué par l'excentrique. Selon une troisième forme de réalisation de l'invention la tête est montée tournante sur l'excentrique qui est entraîné en rotation par une pièce cannelée et positionné verticalement par le piston du vérin. Selon une quatrième forme de réalisation de l'invention la tête est montée libre en rotation sur l'excentrique tournant autour d'un axe central fixe et peut coulisser verticalement au moyen d'un vérin dont le cylindre est posé sur l'axe central fixe et dont le piston est solidaire de la tête. L'invention sera mieux comprise au moyen d'exemples de réalisation représentés sur le dessin annexé sur lequel, Les figures 1 à 4 représentent les broyeurs de l'art antérieur explicités plus haut, La figure 5 représente une première forme de réalisation de 20 l'invention La figure 6 représente une deuxième forme de réalisation de l'invention La figure 7 représente une troisième forme de réalisation de l'invention La figure 8 représente une quatrième forme de réalisation de l'invention L'exemple de réalisation représenté sur la figure 5 montre un broyeur dont la mâchoire fixe 1 est fixée à un bol 3, de forme extérieure cylindrique, monté mobile en translation verticale dans une partie 4 de forme correspondante du bâti 11. Les moyens de déplacement du bol 3 sont constitués dans cet exemple par un filetage sur l'enveloppe du bol, permettant de le visser dans un alésage taraudé de la partie 4 du bâti 11. La tête 10 portant la mâchoire mobile 2 est posée sur l'extrémité supérieure d'un axe central 13 vertical, de façon à pouvoir osciller par rapport à celui-ci et est entraînée en nutation par un excentrique d'entraînement 12, lui-même entraîné par un moteur non représenté pour tourner autour de l'axe 13. L'axe central 12 est constitué par la tige du piston 14 d'un vérin 7 situé au-dessous de l'axe et alimenté en liquide hydraulique par une pompe et des accumulateurs non représentés. Le fonctionnement du broyeur est le suivant: Avant le broyage, le bol 3 portant la mâchoire fixe 1 est déplacé en translation verticale par vissage du bol 3 dans la parti 4 du bâti 11 jusqu'à ce que l'écart r entre les mâchoires soit réglé à la granulométrie recherchée. Ce réglage d'écart inclut la compensation de l'usure globale si les mâchoires ont déjà été utilisées. Lorsque le broyeur est en charge, la tête 10 portant la mâchoire 20 mobile 2 est entraînée par l'excentrique 12 qui lui communique un mouvement de nutation sur l'extrémité supérieure de l'axe 13. Le piston 14 étant, en début de fonctionnement, disposé à peu près à mi-course dans le cylindre du vérin 7, reçoit, par l'entremise de l'axe 13, la pression exercé sur la tête 10. Si, du fait d'un matériau imbroyable, cette pression augmente brusquement et devient supérieure à celle fournie l'accumulateur (non représenté), le piston 14 descend et abaisse ainsi la tête de broyage 10, augmentant ainsi l'écart entre les mâchoires 1, 2. L'imbroyable peut passer les mâchoires et tomber. Lorsque, du fait de l'usure, l'écart entre les mâchoires augmente, la détection de cette variation d'écart entraîne le mouvement du piston 14 du vérin 7 vers le haut, automatiquement avec un asservissement ou manuellement par surveillance de la mesure de l'écart r, rapprochant ainsi la mâchoire mobile 2 de la mâchoire fixe 1. Dans l'exemple de réalisation montré à la figure 6, où les parties identiques ou jouant le même rôle portent la même référence numérique, l'axe 13 portant la tête 10 coulisse dans l'excentrique 12 selon un axe incliné par rapport à la verticale. La tête 10 est fixe par rapport à l'axe 13 et son mouvement de nutation est assuré par son inclinaison par rapport à la verticale. L'excentrique 12 est entraîné en rotation par l'entremise d'un engrenage non référencé. Cet entraînement pourrait se faire par courroie ou par chaîne, Ou par tout autre moyen de transmission tel que le moteur hydraulique représenté. Le réglage de départ de l'écart et la compensation de l'usure globale se font de la même façon que dans l'exemple précédent. En cours de travail, le piston 14 solidaire de l'axe 13 est actionné par la pression dans le vérin 7 et déplace la tête 10 dans un sens ou 20 dans l'autre afin de régler l'écart entre les mâchoires. L'exemple de la figure 7 diffère du précédent en ce que la tête 10 portant la mâchoire mobile 2 ne comporte pas d'axe 13 mais est montée, pouvant tourner indépendamment de celui-ci, sur l'excentrique 12, celui- ci est entraîné en rotation par une pièce cannelée 16 sur laquelle il peut coulisser. L'ensemble tête excentrique est positionné verticalement par le piston 17 du vérin 7 coulissant dans le bâti 18, ceci permettant le réglage de la machine. La figure 8 représente une version préférée de l'invention. La partie supérieure non représentée peut être identique aux 30 exemples précédents. L'excentrique 12 tourne autour de l'axe fixe 13 et donne un mouvement de nutation à la tête 10, qui est montée libre en rotation autour de l'excentrique 12. Cette tête peut également glisser verticalement sur l'excentrique 12 au moyen d'un vérin dont le cylindre 19 est posé sur l'axe fixe 13 et dont le piston 20 est solidaire de la tête 10, cela permettant le réglage de la machine. Il va de soi que l'on peut réaliser l'invention selon d'autres variantes sans sortir du cadre de celle-ci. 9 REVENDICATIONS 1. Broyeur à cône comportant une cuve de broyage tronconique, dont la paroi supporte une mâchoire fixe, et une tête conique montée sur un arbre coaxial à la cuve et pourvu d'un excentrique, qui porte la mâchoire mobile, l'écart entre la mâchoire fixe et la mâchoire mobile étant réglé au moyen de vérins, caractérisé en ce que le réglage de l'écart r entre les mâchoires (1, 3), y-compris la compensation de l'usure globale, est effectué à l'arrêt, avant le travail, par des moyens assurant i o un mouvement vertical de la mâchoire fixe (1) par rapport au bâti (11), tandis que les courses de réglage, de sécurité et de compensation de l'usure journalière sont ajustées, pendant le travail du broyeur, au moyen d'au moins un vérin (7) situé sous la mâchoire mobile (2) pour fournir à celle-ci un mouvement vertical. 2. Broyeur à cône selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (10) supportant la mâchoire mobile (2) est montée libre en rotation sur un excentrique (12) entraîné en rotation autour d'un axe central (13) solidaire en position verticale du piston (14) dudit vérin (7)situé dessous. 3. Broyeur à cône selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (10) supportant la mâchoire mobile (2) est montée solidaire d'un axe (13) prolongeant la tige du piston (14) du vérin (7) dont le cylindre est constitué par l'excentrique (12). 4. Broyeur à cône selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (10) est montée tournante sur l'excentrique (12) qui est entrainé en rotation par une pièce cannelée 16 et positionné verticalement par le piston (17) du vérin (7). 5. Broyeur à cône selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (10) est montée libre en rotation sur l'excentrique (12) tournant 30 autour d'un axe central fixe (13) et peut coulisser verticalement au 2879480 io moyen d'un vérin dont le cylindre (19) est posé sur l'axe central fixe (13) et dont le piston (20) est solidaire de la tête.