Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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210 7 ~
BROYEUR A CONE FIXF,
L'invention se rattache au secteur technique des
appareils et mat~riels assurant le ~oncassage et le
broyage de diff~rents types de matériaux et en
particulier de pierres, cailloux, minerais et similaires,
et tous types de matériaux demandant une op~ration de
broyage.
Il existe déjà sur le marché de nombreux broyeurs
et/ou concasseurs giratoires ou à cône qui fonctionnent
de maniere satisfaisante. Ces broyeurs et~ou concasseurs
sont essentiellement agenc~s avec un chapeau superieur a
position fixe présentant intérieurement une chambre
lS profilee conique ou autre susceptible de coiffer une tête
mobile à profil conique complkmentaire, en définissant
une chambre de concassage ou broyage par le rapprochement
selon des moments préétablis de ladite tête mobile vers
ledit chapeau fixe.
Le rapprochement de l'un par rapport a l'autre
permet le broyage des matériaux introduits dans la
chambre, lesquels sont ensuite évacués par gravite dans
le bas du broyeur ou concasseur et collectés par des
trémies, convoyeurs ou autres.
La mise en mouvement de la tête mobile est realis~e
par un ensemble de m~canisme~ qui sont dispo~és dans la
partie inférieure du bati du broyeur et/ou concasseur, et
qui permettent ainsi les différents mouvements de la tête
par rapport au chapeau de l'appareil.
Ce type de ~onstruction est couramment utilisé, mais
présente néanmoins un certain nombre d'inconvénients.
Tout d'abord, ces concas~eurs ou broyeurs, de par
leur constitution, ont une capacit~ de concassage ou
broyage relativement limitée, et pour obtenir des
matériaux broyés très fin, il est souvent nécessaire
WO93/15838 21~ 7 7~ PCT/FR93/00123
d'utiliser une batterie de concasseurs et broyeurs
permettant de traiter successivement les matériaux avec
des grosseurs de grains dégressives et de plus en plus
fins selon les besoins, ce qui augmente considérablement
les temps d'intervention, de manipulation et en final les
co~ts de revient.
Un autre inconvénient réside dans le fait que les
mécanismes permettant la mise en mouvement de la tête
mobile inf~rieure ne sont guère protégés, de sorte qu'il
arrive souvent, de par les poussières dégagées, que les
éclats de matériaux soient responsables d'une dégradation
de ces mécanismes et également de leur mise en panne.
Un autre inconvénient réside dans le fait que ces
mécanismes sont d'un accès difficile dans la partie
inférieure du bâti, ce qui rend les opérations de
dépannage délicates avec un changement de pièces si
nécessaire, difficile à réaliser.
En outre, de par la conception des broyeurs ou
concasseurs actuels précités, leur mise en mouvement
exige une dépense d'énergie importante.
. En égard de l'ensemble de ces inconvénients. le
Demandeur s'est proposé de rechercher et d'étudier une
nouvelle conception de broyeur à cône ou giratoire qui
permette, à partir d'une seule et unique machine, de
25 pouvoir travailler, concasser et broyer des matériaux de
volumes et dimensions tr~s variés jusqu'à obtenir, le cas
échéant et si nécessaire, un materiau sous forme de
poudre à la sortie du broyeur.
L'étude avait pour but également de concevoir un
broyeur qui permette par des réglages appropriés
d'obtenir des dimensions et volumes de matériaux broyés
très différents selon les besoins, et de faire en sorte
qu'une seule machine soit à même de traiter les matériaux
pour obtenir toutes tailles désirées.
W093/l5838 PCT/FR93/00123
2l077sa
Un autre but selon l'invention ~tait de concevoir un
nouveau broyeur qui protege l'ensemble des mécanismes
assurant le deplacement des parties effectuant le
concassage et le broyage en les disposant hors de la zone
de traitement de~ matériaux en préservant ainsi leur
environnement.
Un autre but recherché selon l'invention était de
concevoir un nouveau broyeur qui permette un entretien
aisé des differents mécanismes.
Ces buts et d'autres encore ressortiront bien de la
suite de la de~cription.
Selon une première caractéristique, le broyeur est
remarquable en ce qu'il comprend un b~ti agencé avec des
moyens pour recevoir à position fixe une tête conique,
ladite tête étant di~posée et centrée à l'intérieur d'un
chapeau supérieur mobile en déplacement positionné sur
une structure portante montée flottante par rapport au
2C bati, ledit chapeau étant agencé pour autoriser
l'introduction des matériaux destinés a être concassés ou
broyés par le rapprochement du chapeau supérieur sur la
tête conique, des moyens assurant les mouvements dudit
chapeau supérieur par rapport a la t~te précitée.
Selon une autre caractéristique, la structure
flottante est solidarisée par rapport au bati à l~aide de
moyens de liaison formant tirants ou entretoises
régulièrement' répartis autour de la p~riphérie de la
structure. lesdits tirants étant fix~s ~ leurs extrémités
3 la structure et au bati, et etant constitués' en
matériaux rigides tout en assurant a l'extrémité
supérieure une capacité élastique de déformation pour
autoriser le mouvement horizontal de la structure
portante par rapport au b~ti.
WO93/15838 2 1 ~ 7 78~ PCT/FR93/001~
Selon une autre caractéristique, le chapeau est
monté sur une structure portante montée flottante, ladite
structure comprenant deux plateaux montés horizontaux
e~pacés l'un de l'autre, et agencés dans leur partie
centrale avec une ouverture autorisant le passage et
l'introduction du chapeau précité, ledit chapeau
présentant, à sa partie supérieure, une collerette
susceptible de venir en appui sur le plateau supérieur
pour permettre son attachement à ce dernier par tous
moyens de liaison appropriés.
.~
Selon une autre caractéristique, le mouvement du
chapeau mobile et donc de la structure flottante par
rapport au bati est obtenu par des moyens permettant une
combinaison de mouvements circulaires et pendulaires du
chapeau autour de la tête mobile en provoquant
l'écrasement et le broyage des materiaux comprimés entre
le chapeau et la t~te conique fixe du broyeur.
Selon une autre caractéristique, le mouvement du
chapeau est obtenu par un dispositif vibrateur monté
entre les plateaux et associé a un dispositif de
déphasage.
Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront
bien de la suite de la description.
Pour fixer l'objet de l'invention illustré non
limitativement aux figures des dessins où :
La figure 1 est une vue de face en coupe
longitudinale du broyeur selon l'invention.
La figure 2 est une vue partielle de face en coupe
longitudinale illustrant le bâti du broyeur avec en
WO93/15838 2 ~ ~ 7 788 PCr/FR~/00123
particulier l'illustration de la partie conique fixe du
broyeur.
~a figure 3 est une vue en plan selon la figure 2.
La figure ~ est une vue partielle en coupe
s longitudinale selon la ligne A-A de la figure 5
longitudinale du plateau supérieur du broyeur susceptible
de recevoir la partie mobile.
La figure 5 est une vue en plan selon la figure 4.
La figure 6 est une vue partielle en coupe selon la
ligne B-B de la figure 5.
La figure 7 est une vue en plan du plateau supérieur
du broyeur après enlèvement des différents mecanismes.
La figure 8 est une vue en plan du broyeur
illustrant les différents mécanismes de mise en mouvement
de la partie mobile de concassage et broyage.
La figure 9 est une vue en perspective à caractère
schematique illustrant la liaison du plateau support de
l'ensemble mobile par rapport a~ bâti.
Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention.
on le décrit maintenant d'une manière non limitative aux
figures des dessins.
Le broyeur selon l'invention est réferencé dans son
ensemble par ~1).
Ce broyeur a pour originalité de présenter, dans la
partie inférieure de son bâti (2), une tête conique ~3) à
position fixe dûment po~itionnée sur un support (9), et
coopérant avec un chapeau supérieur (5) mobile en
déplacement. ledit chapeau étant profilé intérieurement
pour, d'une part, autoriser l'introduction des matériaux
a concasser ou broyer et, d'autre part, avec des formes
coniques complémentaire$ pour coopérer avec la tête à
position fixe afin d'assurer le concassage et le broyage
des différents matériaux. Selon l'invention, le chapeau
W093/15838 ~ 88 PCT/FR93/001Z3
sup~rieur est positionn~ sur une structure portante ~6)
montée flottante par rapport au bati. Celle-ci est fix~e
en superposition du bati ~ l'aide de moyens de liaison
(7) formant tirants ou entretoises régulièrement répartis
tout autour de la périphérie de la structure pour a~urer
la liaison de cette dernière par rapport au b~ti. Cette
structure, ainsi qu'il sera expos~ par la suite, est
susceptible de déplacement dans un plan horizontal de
~rte que ces moyens de liaison avec le bâti sont
titu~s en matériau à la fois rigide et souple pour
asurer une bonne tenue tout en autorisant une variation
de position dans le plan horizontal.
Ladite structure est déplacable horizontalement par
le fait qu'elle est agencée pour recevoir des moyens
formant balourds mis en mouvement par des moyens
appropriés et permettant ainsi le déplacement latéral de
la structure et donc du chapeau supérieur qui lui est
associé. Cette mise en mouvement permet ainsi le
rapprochement du chapeau de broyage sur la tête conique
inférieure a po~ition fixe en assurant ainsi un
concassage et broyage des différents matériaux.
Plus précisement, en se référant aux figures des
dessins, le b~ti ~2) est de forme parallélépipédique et
comprend des parois longitudinales et latérales ~2.1)
fixees par tout moyen entre elles à leurs extrémités, et
se présentant dans un plan vertical. A l'intérieur de
l'encadrement ainsi constitué, est disposée avec une
sensi~le excentration, une première couronne (2.2) en
tout matériau approprié lui conférant une bonne solidite,
cette couronne étant d'un diamètre intérieur (dl)
supérieur au diamètre extérieur ~d2~ du chapeau mobile
(5) du broyeur. A l'int~rieur de la couronne, est dispo~é
le support (4) conformé en anneau, de plus petite hauteur
que la couronne, en étant réalisé également en un
matériau lui conf~rant une bonne solidité, Cet anneau est
.
-:
W093/15838 ~1 7 7 88 PCT~FR93,~.23
agencé pour recevoir et supporter à position fixe la tête
conique ~3) du broyeur. Cette dernière présente ainsi un
corps cylindrique (3.1) engagé et accouplé ~ l'int~rieur
de l'anneau par tout moyen appropri~ tel que clavetage,
accouplement connu dans le commerce sous la marque
"PELLETIER". ou tout autre système de liaison. Le corps
(3.1) se prolonge par l'extérieur par la forme conique ou
tronconique (3.2) de la tête.
En égard des efforts et vibrations qui seront
exerc~s sur la tete conique ~ position fixe du broyeur,
on concoit que l'anneau ait une certaine rigidité.
Des plaques-entretoises (2.3) sont régulièrement
disposées entre l'anneau, la couronne et les parois du
bâti pour assurer une stabilité de l'ensemble. Ces
plaques entretoises sont également réalisées en tout
matériau approprié conférant une bonne solidité à
l'ensemble.
Dans l'axe longitudinal: du bati et dans la zone
intérieure restante, il est prévu un conduit (2.4)
susceptible de recevoir int~rieurement des ~oyens qui
seront décrits par la suite et qui permettent la mise en
mouvement du chapeau ~obile sup~rieur du broyeur.
Un groupe moteur ~8) ou moto-réducteur ou similaire
est disposé ~ l'extrémité arriere du bâti en étant
a~socié par son arbre ~8.1) avec les moyens disposés dans
le conduit (2.4) précité.
Comme indiqué précédemment, la tête conique à
position fixe (3) du broyeur recoit, dans sa partie
supérieure, un chapeau ~5) avantageusement établi sous la
forme d'un manchon disposé verticalement. Ce manchon,
creux intérieurement, présente des épaisseurs de parois
adaptées a l'utilisation du broyeur avec une certaine
largeur pour lui conférer une grande robustesse.
L'extrémité superieure (5.1~ du chapeau constitue
l'ouverture d'accès et d'introduction de la matière à
W093/15838 ~1~ 7 788 PCTtFX93/001a3
concasser et broyer. Sa zone centrale (5.2) et son
extrémité intérieure (5.3) sont profilées'coniques avec
des plans d'inclinaison variés pour coiffer la tete fixe
(3) et ~pouser les formes de celle-ci tout en autorisant
l'introduction des matériaux à conca~ser et broyer dans
l'intervalle ~e) formé entre leurs parois respectives
(5.3 et 3.5). Ce chapeau est monté sur une structure
portante (6) montée flottante par rapport au bati
l'aide des moyens de liaison (7) précités. Ladite
structure comprend essentiellement deux plateaux l9 - 10)
montés horizontaux espacés l'un de l'autre et présentant
dans leur partie centrale une ouverture (9.1 - 10.1)
permettant le passage et l'introduction du chapeau (S)
pr~cité.
Le chapeau (5), de forme cylindrique, prend appui
par sa paroi contre les faces intérieures des ouvertures
(9.1 - 10.1) pr~citées, tandis qu~il pré~ente, dans sa
partie sup~rieure, 'une collerette (5.g) susceptible de
venir en appui sur une partie du plateau supérieur, pour
permettre son attachement à celui-ci ~ l'aide de
boulonnages de liaison (11) régulierement répartis
périphériquement sur le chapeau. Dans sa partie
extérieure centrale, le chapeau peut présenter un léger
évidement par rapport aux zones d'appui des plateaux ~9
et 10~.
Lesdits plateaux (9 et 10) sont entretoisés par des
axes (12) régulierement répartis sur la péripherie des
plateaux, ces axes présentant des écrous de fixation (13)
ou similaires, prenant appui contre les faces externes
(9.2 - 10.2) des deux plateaux.
Pour assurer la tenue de cet ensemble, il est
utilisé des moyens de liaison (7) régulièrement répartis-
entre le bâti et le plateau inférieur (9). Ces moyens de
liaison sont des tirants, de pref~rence en mat~riaux
composites. Les extrémités (7.1 - 7.2) des tirants sont
, . . .
~ ' W093/15838 %1~ 7 788 PCT~FR93,00l23
respectivement fix~s par tous moyens appropriés au bâti
et au plateau inf~rieur. Ces tirants ont une capacit~ de
- flexion à leur extrémité associée au plateau inférieur
perme~tant d'absorber les diff~rents mouvements dans un
sens horizontal du chapeau mobile lors de la mise en
; fonctionnement de l'appareil.
Ainsi qu'il appara~t ~ la figure 1 des dessins, la
t8te conique ~ position fixe est positionnée dans un plan
int~rieur défini par la couronne (2.2) associée au bâti.
La couronne est d'une hauteur supérieure au plan du b~ti
jusqu'~ venir sensiblement dessous le plateau inférieur
sàns être cependant en contact avec ce dernier. Le
chapeau t5) vient coiffer la tête conique à position fixe
en pénétrant sensiblement dans le plan délimité par la
couronne précitée. On fait ainsi appara~tre un
cheminement continu pour le passage et l'~vacuation des
matériaux concassés et/ou broyés. Ces derniers, en
provenance de l'ouverture d'accès supérieure du chapeau,
tombent et sont stockés entre la tête conique à position
fixe et les parois en regard du chapeau. Puis, de par le
mouvement du chapeau par rapport à la t8te, le concassage
et/ou broyage s'effectue et les matériaux broy~s tombent
alors dans le conduit annulaire (13) d~fini entre la
couronne (2.2) et le support (~). Les matériaux sont
- 25 ensuite évacués de toute manière appropriée.
Dans une mise en oeuvre, la t8te conique peut 8tre
fix~e radialement, un reglage fixe axialement permettant
de régler l'entrefer avec le chapeau mobile.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la
mise en mouvement du chapeau mobile s'effectue à l'aide
de moyens susceptibles de provoquer un déplacement
horizontal dudit chapeau, par des mouvements combinés
circulaires et pendulaires autour de la tête mobile. Ces
moyens peuvent ~tre de toutes sortes, etant considére que
W0~3/15838 2 1 ~ ~ 788 PCT/FR93/00l23
le chapeau doit être actionn~ dans tous les sens, dan~ un
plan horizontal, pour permettre un ~crasement et un
broyage des mat~riaux comprim~s entre le chapeau et la
tête du broyeur. Ces moyens peuvent être actionnés par
des systèmes ~ cames (non représent~s), ou excentriques,
par des systèmes pendulaires, par des syst~mes ~ balourds
permettant des mouvements cycliques 3 des fréquences tr~s
courtes.
Dans une mise en oeuvre particuliere de l'invention,
le mouvement du chapeau ~5) est obtenu par un dispositif
vibrateur mont~ entre les plateaux (9 et 10), çt associé
un dispositif de déphasage, cet ensemble etant
notamment décrit dans la Demande de Brevet français ~
91.06353.
En se référant aux de~sins, entre les deux plateaux
(9 et 10), est disposé au moins un ensemble (A) de
poulies (14) régulierement répartie3 sur les plateaux,
ces poulies étant montées et guidée~ sur les axes de
liaison entretoises de~dits plateaux. Ce premier ensemble
(A) de poulies est entrafné par une courroie (15), tandis
que des galets (16) de renvoi ~ont disposés entre deux
poulies consécutives, en étant fixés sur le plateau (9).
on obtient ainsi un cheminement de la courroie tel
qu'illustré par exemple figure 5.
De manière avantageuse, un second ensemble ~B) de
poulies ~17) est monté superposé sur le précédent et
également entra~né par une courroie (18), des galets ~19)
de renvoi étant dispos~s et fixés sur la face interne du
plateau supérieur pour assurer le renvoi de la courroie
considérée.
Dans l'exemple illustré a la figure 5, on a ainsi
représenté deux ensembles de cinq poulies (14 et 17) qui
sont montés en rotation comme indiqué précédemment sur
les axes entretoises des plateaux pour quatre poulies, et
sur un arbre d'entrafnement (20) pour la cinquième
W~93/l~8 210 7 7~8 PCT/FR93/00123
poulie. Lesdites quatre premi~res poulies sont mont~es
libres en rotation à l'aide de moyens de roulement ~21)
positionnés autour des axes entretoises. La cinquieme
poulie est clavetée sur l'arbre d'entrainement qui est
associé à un mécanisme de mise en fonctionnement de
l'ensemble. Chacune de ces poulies est agencée pour
recevoir une masse ou balourd (22) convenablement fix~e à
celle-ci par tous moyens appropriés, ces masses étant
di~posées sur un secteur circulaire partiel de chacune
des poulies.
Pour assurer l'entrafnement de chacun de ces
ensembles de poulies, il est prévu qu'une au moins des
poulies de chaque ensemble soit associée ~ un arbre
d'entrainement (20) de grande longueur qui est accouplé à
l'aide de moyens de transmission (32) ~ un mécanisme de
mise en déphasage tel qu'exposé dans le Brevet précité.
En se référant maintenant aux figures 2 et 3, le
mécanisme de d~phasage illustré dans son ensemble par
(231 comprend, dans le bati, a l'extérieur de la couronne
~2.2), un en~emble de poulies (29 - 25 - 26 - 27)
associées par une courroie (28) et utilisant deux galets
(29 - 30) réglables en position. Ces deux galets sont
montés a partir du conduit (2.4) précité.
De maniere avantageuse, deux des poulies ~24 - 25)
sont associées a l'arbre d'entrainement (20) re~pectif~
du premier ensemble tA) et du second ensemble (B) de
poulies disposés entre les plateaux (9 et 10). La liaison
s'effectue par un clavetage ~29.1 - 25.1) approprié sur
les arbres d'entrainement precités. ~a mise en
fonctionnement du dispositif déphaseur commandé par le
moteur (8) permet par le jeu des transmissions, la mise
en mouvement des deux ensembles ~A et B) de poulies entre
les plateaux (9 et 10), de par le positionnement des
balourds ou ma~ses dans lesdites poulies, un effet
vibratoire est donné provoquant le déplacemen~ du chaPeau
~093/1~38 210 7 78g PCT/FR93/00123
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selon un mouvement d'oscillation cycli~ue ~ grandes
fr~quences dans un plan horizontal autorisant ainsi
l'écrasement des matériaux introduits dan~ le chapeau et
venant en contact avec la tête conique à position fixe.
Le r~glage de l'amplitude du déphasage permet d'obtenir
une variation des vibrations autorisant ainsi une
détermination du diamètre des grains de matériaux
concassés ou broyés. Le déphasage permet de faire varier
la force vibrante de 0 à sa valeur nominale et adapter la
masse en vibration en fonction du produit traité.
De même le moteur est commandé par un variateur de
vitesse électronique ou autre permettant d'intervenir sur
la fréquence de vibration et d'obtenir un paramètre
supplémentaire pour le broyage et la coulabilité du
lS produit.
Un volant de manoeuvre (31) est associé au mécanisme
de déphasage pour assurer les differents réglages en
position des galets tendeurs.
Il y a lieu égale~ent de préciser que la position du
chapeau par rapport a la tête conique fixe peut être
adaptée pour permettre un réglage de l'intervalle de
passage de~ grains de matériaux.
Le broyeur, selon l'invention, offre ainsi de
nombreux avantages. En particulier, il permet le
2S traitement des matériaux en obtenant une granulométrie
variée des produits traités, cela par les réglages du
dispositif vibratoire et du dispositif de déphasage.
En outre et de maniere essentielle, le broyeur selon
l'invention est apte à traiter tous types de matériaux
sans qu'il soit nbcessaire d'utiliser une batterie de
concasseur et broyeur pour obtenir des produits de plus
en plus fins. Le broyeur permet egalement de proteger
totalement les mécanismes d'entra~nement du chapeau
mobile en les préservant des poussières, éclats résultant
des opérations de broyage et de concassage,
.. . .
W~93/1~38 2 ~ 0 7 78B PCT/FR93/00123
13
On souligne également que l'entretien du broyeur est
facilité par l'accès facile des différents mécanismes
assurant son fonctionnement.
Le broyeur selon l'invention est d'une conception
S nouvelle est ~ même de remplacer tres avantageusement le~
matériels existants.
