Brevet FR3013734A1 — publié le 20150529

L'invention est relative à un dispositif défibreur destiné à déchiqueter de la matière végétale. Un tel dispositif défibreur, usuellement dénommé « shredder », trouve une application particulière comme installation en ligne pour préparer la canne à sucre, préalablement à une étape d'extraction du jus sucré. L'étape de préparation de la canne à sucre consiste, essentiellement, à ouvrir les cellules de la canne contenant le sucre, ce qui facilite l'étape suivante d'extraction du jus sucré. L'extraction du jus sucré est classiquement obtenue par diffusion, ou encore par pression, en soumettant une nappe de canne préparée (déchiquetée) à l'action des cylindres de moulins de pressage. L'état de la technique des « shredders » à canne à sucre connaît différents dispositifs défibreurs, et plus particulièrement les dispositifs dits à technologie horizontale et les dispositifs dits à technologie verticale qui diffèrent par leur mode d'alimentation. Dans les deux cas, ces dispositifs comprennent chacun un rotor de broyage, sous forme d'un tambour muni sur sa périphérie de marteaux. Ces marteaux sont classiquement montés fous, c'est à dire libres en rotation autour d'axes secondaires du rotor, parallèles à l'arbre de rotation du rotor. Le déchiquetage des matières végétales est obtenu principalement au niveau d'un inter-espace de travail situé entre le rotor et une enclume du dispositif. Cette enclume présente une série de barres d'impact, statiques, contre lesquelles les matières viennent frapper lors du travail de défibrage. Dans cette zone, le défibrage est obtenu par les actions antagonistes et combinées des marteaux et des barres d'impact sur les matières végétales. Les documents FR 2.340.985 et FR 2.408.654 sont des exemples de dispositifs défibreurs à technologie verticale. Le degré de déchiquetage de la canne est apprécié par une mesure de laboratoire donnant une image du pourcentage de cellules de la canne ouvertes, cette mesure étant, pour l'homme du métier connue sous l'appellation « indice de préparation » (abréviation « IP »). Dans les dispositifs défibreurs de l'état de l'art, le degré de déchiquetage de la canne peut être modifié en réglant la position de l'enclume par rapport au rotor de broyage, ce qui augmente ou diminue l'espace entre les barres d'impact et les marteaux du rotor. A cet effet, l'enclume, d'un seul tenant, est articulée en pivot sur le châssis, des vérins mécaniques, typiquement du type vis/écrous, permettant de rapprocher ou au contraire d'éloigner les barres d'impact du rotor, par rotation de l'enclume autour de son axe de pivot. Selon les constatations de l'inventeur, ce réglage de la position de l'enclume des dispositifs de l'état de la technique n'est pas totalement satisfaisant en raison de son manque de précision. Ce réglage doit être théoriquement renouvelé dans le cas d'un changement de qualité de canne à préparer afin d'obtenir l'IP optimal associé à la qualité de canne à traiter. Toutefois, chaque intervention de réglage est manuelle et représente un temps d'arrêt de production conséquent, notamment en raison du manque de précision de ce réglage et donc de la difficulté à optimiser l'indice de préparation. Pour ces raisons, et selon les constatations de l'inventeur, dans les sites de production, bien souvent, les dispositifs défibreurs de l'état de la technique ne sont pas réglés de manière à obtenir l'IP optimal, ce qui a pour conséquence, dans l'étape de traitement suivante, d'autoriser une moins bonne extraction du jus sucré. L'invention a pour but de pallier les différents inconvénients précités en proposant un dispositif défibreur permettant un réglage plus aisé de la position de l'enclume, et ainsi un réglage plus rapide du paramètre d'indice de préparation. D'autres buts et avantages apparaitront 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. Aussi l'invention concerne un dispositif défibreur destiné au déchiquetage de la canne à sucre et autres matières comportant : - un rotor sous forme d'un tambour comportant des outils de défibrage à sa périphérie, - une enclume comportant une série de barres d'impact, transversales, et définissant avec le rotor un inter-espace de travail pour les matières, - un système de réglage des positions des barres d'impact par rapport aux outils de défibrage du rotor. Selon l'invention, le système de réglage comporte une structure autorisant le réglage des positions radiales d'au moins deux barres d'impacts distinctes, mobiles l'une par rapport à l'autre, de manière à modifier les positions radiales respectives desdites au moins deux barres d'impact dans des proportions différentes. Selon des caractéristiques optionnelles de l'invention, prises seules ou en combinaison : - la structure du système de réglage comprend au moins deux secteurs de l'enclume, distincts, portant chacun une ou plusieurs barres d'impact, les secteurs étant mobiles l'un par rapport à l'autre ; - le système de réglage présente une articulation entre lesdits au moins deux secteurs ; - le système de réglage comprend au moins un premier actionneur et un deuxième actionneur, indépendants, pour le réglage des positions respectives desdits au moins deux secteurs distincts. - ledit premier actionneur et ledit deuxième actionneur sont des vérins électriques. - le système de réglage présente un mécanisme de réglage de la position d'une ou plusieurs barres d'impact, par rapport au rotor, par déplacement de la ou chacune des barres d'impact, par rapport au corps de l'enclume, selon une direction radiale. - le dispositif présente un ou plusieurs tambours d'alimentation motorisés destinés à forcer l'alimentation du rotor de broyage. - les outils de défibrage comportent des séries de marteaux librement articulés sur des axes secondaires du rotor. - les marteaux d'une série de marteaux sont décalés axialement par rapport aux marteaux d'une autre série de marteaux. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels : La figure 1 et la figure 2 sont des schémas, illustrant respectivement un dispositif défibreur à technologie horizontale selon l'art antérieur et un dispositif défibreur à technologie verticale selon l'état de la technique. La figure 3 est un schéma d'un dispositif défibreur conforme à l'invention selon un mode de réalisation, pour lequel l'enclume comprend deux secteurs, distincts, mobiles les uns par rapport aux autres. La figure 4 est une vue de détail, illustrant l'enclume du dispositif défibreur de la figure 3, La figure 5 est un vue de détail d'une enclume d'un dispositif conforme à un second mode de réalisation pour lequel au moins une barre d'impact est de position réglable par rapport au corps de l'enclume, selon une direction radiale. La figure 1 illustre un dispositif défibreur 1', en ligne, dit à technologie horizontale selon l'état de la technique. Une nappe de canne à sucre (non illustrée) est formée sur le tapis 6' d'un convoyeur, l'épaisseur de la nappe étant contrôlée au moyen d'un tambour niveleur (non illustré). La nappe ainsi formée est ensuite comprimée entre le tapis 6' du convoyeur et un tambour alimentateur 5', positionné juste au-dessus du tapis 6' et dont la vitesse de rotation est synchronisée avec la vitesse linéaire du tapis 6'. Un rotor de broyage 2', sous forme d'un tambour muni sur sa périphérie de marteaux libres en rotation autour d'axes secondaires du rotor 2', est positionné juste en aval du tambour alimentateur 5', selon le sens d'avancement du tapis, au-dessus de ce dernier. La nappe de canne à sucre ainsi comprimée entre le tapis 6' et le tambour alimentateur 5' est ensuite attaquée par les marteaux du rotor, le rotor étant animé en rotation dans un sens opposé à celui du tambour alimentateur. Le travail de déchiquetage se poursuit essentiellement au niveau d'un inter-espace de travail défini entre le rotor 2' et une enclume 3' du dispositif. Cette enclume 3' présente une série de barres d'impact 4', statiques, contre lesquelles les produits viennent frapper lors du travail de défibrage. Dans cette zone, le défibrage est obtenu par les actions combinées des marteaux et des barres d'impact 4' sur les matières. Le dispositif de la figure 2 illustre schématiquement un shredder à technologie verticale qui comprend également un rotor 2' et une enclume 3' tels que précédemment décrits. Ce dispositif diffère de celui de la figure 1 par son mode d'alimentation qui est obtenu au moyen d'une trémie supérieure au rotor et qui permet l'alimentation du rotor de broyage 2', uniquement par la gravité. Dans ces deux dispositifs, les barres d'impact 4' sont toutes solidaires du corps de l'enclume 3 qui est articulée, selon un axe de pivot, au châssis du dispositif 1' ou 1". L'indice de préparation peut être optimisé en réglant la position de l'enclume 3' par rapport au rotor 2', par rotation de l'enclume autour de son articulation 30', afin de rapprocher ou au contraire éloigner l'ensemble des barres d'impact 4' des marteaux du rotor 2'. Selon les constatations de l'inventeur, ce réglage manque de précision en ce que l'ensemble des barres d'impact 4', rigidement solidaires du corps de l'enclume 3', sont déplacées simultanément avec le corps d'enclume 3. Aussi et dans les dispositifs de l'art antérieur, il n'est pas possible de modifier la position radiale d'une barre d'impact, sans modifier la position radiale d'une autre barre d'impact de l'enclume, dans les mêmes proportions. L'invention est relative à un dispositif défibreur 1 destiné au déchiquetage de la canne à sucre et autres matières, comportant : - un rotor 2 sous forme d'un tambour comportant des outils de défibrage à sa périphérie, - une enclume 3 comportant une série de barres d'impact 4, transversales, et définissant avec le rotor 2 un inter-espace de travail pour les matières, - un système de réglage des positions des barres d'impact 4 par rapport aux outils de défibrage du rotor 2. Dans un tel dispositif, le travail de déchiquetage s'effectue essentiellement au niveau dudit inter-espace : le défibrage est obtenu par les actions antagonistes et combinées des marteaux et des barres d'impact 4 sur les matières végétales. Les barres d'impact 4 sont transversales, de longueurs orientées selon l'axe du rotor 2. Dans un tel dispositif le système de réglage permet, par le réglage des positions des barres d'impact 4 de modifier le degré de déchiquetage de la canne à sucre, et donc son indice de préparation. Selon l'invention, le système de réglage comporte une structure autorisant le réglage des positions radiales d'au moins deux barres d'impacts distinctes, mobiles l'une par rapport à l'autre, de manière à modifier les positions radiales respectives desdites au moins deux barres d'impact, dans des proportions différentes. Selon un mode de réalisation, illustré non limitativement à la figure 5, toutes les barres d'impact 45,46,47,48,49 peuvent être mobiles les unes par rapport aux autres, et de manière indépendante. Selon un autre mode de réalisation, illustré non limitativement aux figures 3 et 4, les barres d'impact peuvent être regroupées en plusieurs sous-ensembles (i.e. un premier sous ensemble de barres 41,42 et un deuxième sous ensemble 43,44) mobiles par rapport aux autres. Avantageusement et contrairement à l'état de la technique connu par la demanderesse, un réglage plus fin peut être obtenu en modifiant les positions radiales d'au moins deux barres d'impact, dans des proportions différentes. L'invention offre ainsi une plus grande possibilité de réglage en comparaison des dispositifs de l'état de la technique où toutes les barres d'impact sont rigidement solidaires de l'enclume et déplacées simultanément avec le corps de l'enclume, dans des mêmes proportions. Selon un mode de réalisation, illustré non limitativement à la figure 3 et à la figure 4, l'enclume 3 peut comprendre au moins deux secteurs 31,32, distincts, portant chacun une ou plusieurs barres d'impacts 41,42,43,44, les secteurs 31,32 étant mobiles les uns par rapport aux autres. Lesdits au moins deux secteurs 31,32 s'étendent, en des positions différentes sur la périphérie du rotor 2. En déplaçant l'un des deux secteurs 31,32 par rapport à l'autre, il est possible de modifier les positions relatives entre la ou les barres d'impact 41,42 portées par le premier secteur 31, d'une part, et la ou les barres d'impact 43,44 portées par le deuxième secteur 32, d'autre part. Plus particulièrement, le mode de réalisation des figures 3 et 4 comprend un premier secteur 31 portant notamment les barres d'impact 41,42, qui est lié au châssis du dispositif 1, à l'une de ses extrémités, par une articulation 30, d'axe de pivot parallèle à l'axe du rotor 2. Le deuxième secteur 32 est lié au premier secteur par l'articulation 33, d'axe de pivot parallèle à l'axe du rotor 2, à l'autre extrémité du premier secteur 31. La position du premier secteur 31 par rapport au châssis du dispositif 1 peut être modifiée par rotation dudit premier secteur 31 autour de l'articulation 30, au moyen d'un premier actionneur 71, tel qu'un vérin électrique ou encore un simple système vis/écrou. La position du deuxième secteur 32 par rapport au premier secteur 31 peut être modifiée par rotation dudit deuxième secteur 31 autour de l'articulation 33, au moyen d'un deuxième actionneur 72, tel qu'un vérin électrique ou encore un simple système vis/écrou. Avec un tel mode de réalisation, les positions radiales des barres d'impact 41,42 portées par le premier secteur 31, d'une part et des barres 43,44, portées par le deuxième secteur 32, d'autre part, peuvent être modifiées dans des proportions différentes. Selon un autre mode de réalisation illustré non limitativement à la figure 5, le dispositif défibreur 1 peut présenter un mécanisme de réglage de la position d'une ou plusieurs barres d'impact 45,46,47,48,49 par rapport au rotor 2, par déplacement de la ou chacune des barres d'impact 45,46,47,48,49 par rapport au corps de l'enclume, selon une ou plusieurs directions radiales dr5 à dr9. De préférence, chacune des barres d'impact 45,46,47,48,49 peut être déplacée, indépendamment, selon la direction radiale associée dr5, dr6 ,dr7 ,dr8 ,dr9 , par rapport au corps de l'enclume. A cet effet, le système de réglage peut présenter, pour chaque barre d'impact, ou sous ensemble de barres d'impact, des moyens de guidage en coulissement entre la barre d'impact (ou le sous-ensemble de barres d'impact) et le corps de l'enclume, dirigés selon une direction radiale au rotor 2. La position radiale de chaque barre d'impact, ou de chaque sous ensemble de barre d'impact peut être modifiée au moyen d'un actionneur, tel qu'un vérin électrique ou encore un simple système manuel vis-écrou. De préférence, plusieurs actionneurs indépendants permettent de modifier respectivement, et de manière indépendante, les positions de chacune des barres d'impact 45,46,47,48,49, ou de chaque sous ensemble de barres d'impact. Le corps de l'enclume 3 peut être lié au châssis du dispositif défibreur par une articulation 30 permettant le réglage de la position du corps de l'enclume par rapport au rotor 2, par exemple au moyen d'un actionneur tel qu'un vérin électrique, ou sur système manuel vis-écrou. Selon une autre variante, les deux modes de réalisation précédemment décrits peuvent être combinés. Ainsi, il est possible de prévoir non seulement un corps d'enclume 3 comprenant deux secteurs 3 1,3 2, mobiles l'un par rapport, portant respectivement une ou plusieurs barres d'impact, et en outre de prévoir une (ou plusieurs) barre d'impact, par exemple repérée 41 à la figure 4, déplaçable selon une direction radiale par rapport à l'un des secteurs du corps (en l'occurrence le premier secteur 31) de l'enclume 3. Selon un mode de réalisation, le dispositif défibreur 1 peut présenter un ou plusieurs tambours d'alimentation motorisés, destinés à forcer l'alimentation du rotor de broyage. De préférence, les outils de défibrage comportent des séries de marteaux librement articulés sur des axes secondaires du rotor, parallèles à l'arbre de rotation du rotor. Les marteaux d'une série de marteaux peuvent être décalés axialement par rapport aux marteaux d'une autre série de marteaux, afin d'éviter les zones mortes d'attaque des marteaux. Le dispositif défibreur conforme à l'invention peut être notamment un dispositif à technologie verticale, selon le dispositif de la figure 3 pour lequel le débit de matière atteignant le rotor est assuré par la gravité. Il est bien entendu que le dispositif défibreur conforme à l'invention peut être à technologie horizontale comprenant un tambour alimentateur et un convoyeur à tapis tels que décrits pour le dispositif de l'art antérieur de la figure 1. Le dispositif défibreur conforme à l'invention trouve une application particulière pour la préparation de la canne à sucre, préalablement à une étape d'extraction du jus sucré. Selon la demanderesse, un tel dispositif défibreur permet de faciliter le réglage de 10 l'indice de préparation de la canne déchiquetée, et ainsi permettra d' augmenter les rendements lors de l'étape d'extraction du jus sucré. NOMENCLATURE Etat de la technique : 1'. Dispositif défibreur (à technologie horizontale), 1". Dispositif défibreur (à technologie verticale), 2'. Rotor de broyage, 20 `. Zone d'action des marteaux, 3'. Enclume, 4'. Barres d'impact, 30'. Articulation enclume, 5'. Tambour alimentateur, 6'. Tapis convoyeur. Invention : 1. Dispositif défibreur, 2. Rotor, 20. Zone d'action des marteaux, 3. Enclume, 4. Barres d'impact 31. Première section (enclume 3) 41,42. Barres d'impact (Première section), 32. Deuxième section (enclume 3), 43,44. Barres d'impact (Deuxième section), 30. Articulation entre l'enclume (la première section) et le châssis, 33. Articulation entre la première section et la deuxième section. 45,46,47,48,49. Barres d'impact, déplaçables selon des directions radiales par rapport au corps de l'enclume. dr5, dr6, dr7, dr8, dr9. Directions radiales. REVENDICATIONS1. Dispositif défibreur (1) destiné au déchiquetage de la canne à sucre et autres matières comportant : - un rotor (2) sous forme d'un tambour comportant des outils de défibrage à sa périphérie, - une enclume (3) comportant une série de barres d'impact, transversales, et définissant avec le rotor un inter-espace de travail pour les matières, - un système de réglage des positions des barres d'impact (4) par rapport aux outils de défibrage du rotor (2) caractérisé en ce que le système de réglage comporte une structure autorisant le réglage des positions radiales d'au moins deux barres d'impacts distinctes (41,42,43,44 ; 45,46,47,48), mobiles l'une par rapport à l'autre, de manière à modifier les positions radiales respectives desdites au moins deux barres d'impact dans des proportions différentes. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la structure de réglage comprend au moins deux secteurs (31,32) de l'enclume (3), distincts, portant chacun une ou plusieurs barres d'impacts (41,42 ;43,44), lesdits au moins deux secteurs (31,32) étant mobiles l'un par rapport à l'autre. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le système de réglage comprend une articulation (33) entre lesdits au moins deux secteurs (31,32). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le système de réglage comprend au moins un premier actionneur (51) et un deuxième actionneur (52), indépendants, pour le réglage des positions respectives desdits au moins deux secteurs distincts (31,32). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel ledit premier actionneur (71) et ledit deuxième actionneur (72) sont des vérins électriques. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel le système de réglage comprend un mécanisme de réglage de la position d'une ou plusieurs barres d'impact (45,46,47,48), selon une direction radiale par rapport au rotor (2), par déplacement de la ou chacune des barres d'impact (45,46,47,48), par rapport au corps de l'enclume, selon la direction radiale. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, présentant un ou plusieurs tambours d'alimentation motorisés destinés à forcer l'alimentation du rotor de broyage. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les outils de défibrage comportent des séries de marteaux librement articulés sur des axes secondaires du rotor. 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel les marteaux d'une série de marteaux sont décalés axialement par rapport aux marteaux d'une autre série de marteaux. 10. Utilisation du dispositif défibreur selon l'une des revendications 1 à 9 pour la préparation de la canne à sucre.