Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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BROYEUR-CONCASSEUR-ESSOREUR Ä CHENILLES
MEMOIRE DESCRIPTIF
La présente invention se rapporte à un
principe visant le broyage ou concassage de toutes
matières friables ou concassables, à compacter et
même essorer les autres matières, ces opérations
devant se faire sans aucun refus de matériaux par
l'appareil d'où l'absence de blocage, de bris ou
d'usure excessive et une réduction considérable des
bruits et vibrations; l'émanation de poussières est
aussi beaucoup moins importante et le principe
maximise la productivité en permettant l'utilisation
d'appareils plus légers et moins coûteux.
Les appareils actuellement utilisés pour le
broyage ou le concassage de minéraux ou métaux
friables font appel, soit à la technique de
l'écrasement, soit â celle de l'impact.
Existe d'abord le concasseur traditionnel
(crusher), soit un appareil qui écrase le matériel
entre deux plaques disposées en V de sorte qu'elles
présentent une ouverture évasée vers le haut, leur
espacement dans la partie inférieure étant plus
étroit et servant à l'écoulement (rejet) du matériel
broyé. La matière est déposée dans la partie évasée
et, la gravité exerçant poussée, les plaques se
rapprochent l'une de l'autre dans un mouvement de va-
et-vient en coinçant ainsi lesdites matières qui se
brisent et réduisent leur taille au fur et à mesure
de leur écoulement vers la partie inférieure pour
ressortir broyées ou concassées. Ce procédé présente
plusieurs inconvénients. D'abord, le débit est très
lent. De plus, l'opération s'exécute avec un bruit
insoutenable. De plus, l'appareil est soumis à de
fortes vibrations de sorte que son usure par
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vibrations est rapide et qu'il requiert des
ajustements fréquents. Il arrive aussi que les
poussières générées par l'opération de l'appareil
sont denses et sont nocives pour la santé et
l'environnement. De plus, certaines matières
friables, tel. les blocs de carbone, se patinent sous
l'effet vibratoire, glissent et arrêtent de
progresser vers le bas provoquant un engorgement de
la machine. I1 y a aussi tous ces matériaux ligneux
ou à haute densité (piëces de bois, morceaux de fer)
qui bloquent et/ou brisent la machine d'où des arrêts
pour déblocage ou réparation. Le fonctionnement de
l'appareil provoque aussi une usure três rapide et
non uniforme des plaques; ayant tendance à se
rassembler au milieu, le matériel use les plaques
plus rapidement vers le centre de sorte que les
matières rejetées n'ont pas un volume uniforme.
Finalement, ce type d'appareil présente un volume~et
un poids très considérables et sont d'un coût
prohibitif de sorte qu'on ne les retrouve que dans
les grosses entreprises et pour des travaux bien
particuliers.
Le même principe et les mânes inconvénients
se retrouvent dans les broyeurs ou concasseurs à
cloche où les matières à traiter sont déposées dans
un contenant fermé en forme de cloche à l'intérieur
duquel une tête vibreuse â forme conique mue
verticalement écrase le matériel poussé par gravité
dans un espacement de plus en plus réduit . Bruits et
vibrations excessifs, usure, risques de bris et de
blocage, poussières, volume, poids et coûts énormes,
bref, ce type d'appareil présente tous les
inconvénients des concasseurs traditionnels.
Semblablement, cet appareil ne peut gober que des
matières friables ou concassables.
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Existe encore le concassage ou broyage dans
des appareils cylindriques remplis de boules de fer
(hall mills); la rotation du cylindre provoque le
roulement et l'envol des boules métalliques qui
écrasent les matières introduites contre la paroi
intérieure. Encore là, cet appareil n'est efficace
que pour les matières friables ou concassables, d'oû
les inconvénients reliés à la présence de matières à
haute densité ou ligneuses. De plus, encore là, le
bruit, les vibrations, l'usure et la production de
poussiëres nocives sont énormes. Finalement, la
lenteur du débit, le volume, le poids et les coûts
énormes de l'appareil en constituent des
inconvénients majeurs.
D'autres appareils broient ou concassent
des matières poussées par gravité entre des rouleaux
espacés successifs, l'espacement entre ces rouleaux
se réduisant progressivement vers la partie
inférieure. Encore en ce cas, il faut subir les
inconvénients dus à la lenteur de l'opération, les
blocages ou bris occasionnés par la présence de
matières patinables, ligneuses ou à haute densité
ainsi que généralement les autres inconvénients
reconnus aux autres appareils de broyage ou de
concassage par écrasement, avec et y compris, le
volume, le poids et le coût énormes de cesdits
appareils.
Le broyage ou concassage par martèlement
constitue aussi un procédé de traitement par
écrasement qui présente tous les inconvénients des
autres techniques traditionnelles.
On broie ou concasse aussi par
cisaillement. Certaines matières non broyables par
d'autres procédés peuvent être coupées, mais
l'opération de cisailles constitue une opération très
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lente et coûteuse de même qu'il est impossible de
générer un broyage menu ni d'ajuster la grosseur de
la matière rejetée. L'utilité, la productivité et la
rentabilité de ces appareils sont donc très
discutables.
Le broyage ou concassage par impact résulte
de la projection de matières friables ou
concassables, sous une forte poussée, vers un
obstacle, au contact duquel, il y a éclatement de la
matière jusqu'à sa réduction à la grosseur voulue. Le
bruit, les vibrations et la poussière constituent des
inconvénients au recours à ce procédé. De plus, les
matières à haute densité et ligneuses doivent être
retirées lorsqu'il s'entrouvre pour éviter les
blocages et les bris. Finalement, ce procédé est
lent, coûteux et fait appel à des appareils
volumineux et lourds.
I1 résulte de ces constats sur les
appareils existants que, malgré l'évolution
technologique, le broyage ou le concassage de
matières est restée une opération qui n'a pas évolué,
d'une efficacité discutable, d'un coût énorme et
riche en inconvénients de toutes sortes.
J'ai conçu une invention qui surmonte les
inconvénients des appareils existants et qui leur est
supérieure en ce que ses performances sont
considérablement augmentées. En fait, les appareils
construits sur la base de mon invention peuvent
engloutir toutes sortes de matières et les rejeter
broyées, concassées, compactées et essorées ou
intactes selon leur consistance ou résistance, le
tout, plus rapidement, sans bris ni blocage et sans
qu'elles soient soumises à une usure excessive, les
bruits et vibrations étant réduits au minimum de même
que la production de poussières, d'où des avantages
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économiques à tous points de vue, avantages qui sont
d'autant plus patents que ces appareils sont moins
volumineux et d'un prix accessible.
Selon une première caractéristique,
l'appareil pour broyer, concasser ou essorer des
matériaux comprend une paire de membres de
constriction définissant entre eux un couloir ayant
une entrée et une sortie, ledit couloir rétrécissant
de l' entrée à la sortie, au moins l' un de ces membres
de constriction comprenant une chenille rotative
entraînée de sorte à forcer l'avancement des matériaux
à traiter de l'entrée à la sortie, lesdits matériaux
étant soumis à une pression grandissante au fur et à
mesure de leur avancement vers ladite sortie.
Selon un autre caractéristique, le broyer-
concasseur-essoreur comprend une paire de chenilles
rotatives montées de façon telle qu'elles présentent
entre elles un espacement évasé à une première
extrémité et un espacement réduit à une deuxième
extrémité, et une source motrice pour entraîner au
moins l'une desdites chenilles rotatives en rotation
de sorte à entraîner la matiêre à traiter dudit espace
évasé audit espace réduit.
Selon une réalisation préférentielle, deux
chaînes rotatives munies de patins (chenilles) sont
montées sur un châssis rigide, ces chaînes étant
placées l'une face à l'autre et se mouvant (par force
mécanique, électrique ou hydraulique) dans le même
sens vers l'intérieur. Ces chenilles, de longueur et
largeur variables, sont placées de façon telle
qu'elles présentent entre elles un espacement évasé à
l'extrémité d'entrée du mouvement rotatoire vers
l'intérieur et un espacement plus étroit à l'autre
extrémité de sorte que l'appareil, qu'il soit placé à
la verticale, à l'horizontale ou à l'oblique,
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entraîne la matière à traiter vers l'intérieur; au
fur et à mesure du passage de la matière entre les
chaînes, l'effet combiné de l'entra¿nement, de la
pression et du rétrécissement du couloir fait en
sorte que ladite matière est progressivement réduite
à la grosseur ou l'état voulus suivant l'ajustement
de l'espacement de sortie. Si tout ou partie de la
matière introduite est trop difficile à traiter ou
s'il s'y trouve d'autres matiêres non broyables ou
concassables, l'accroissement de la pression interne
provoque le renversement du mouvement rotatoire sur
une petite course pour revenir à son mouvement normal
sur une course plus longue et ainsi de suite, le
mouvement de va-et-vient se prolongeant jusqu'à ce
que soit évacué le produit broyé, concassé, compacté,
essoré ou intact, les chenilles s'écartant vers
l'extérieur â la sortie pour laisser passage aux
matiêres rebelles.
Selon une autre caractéristique, le principe
consiste en deux chaînes (chenilles) rotatives
placées l'une face à l'autre avec un espacement évasé
à une extrémité (entrée) et un espacement ajustable
réduit à la sortie, ces chaînes étant mues vers
l'intérieur. L'appareil étant placé à l'horizontale,
la verticale ou à l'oblique, on introduit dans
l'espacement évasé la matière à traiter. La rotation
des chaînes à patins et la poussée gravitationnelle
s'il en est entraîne toutes les matières introduites
à l'intérieur du couloir conique formé par les
chenilles. Ces matiêres sont alors progressivement
broyées, concassées ou écrasées et essorées au fur et
à mesure de leur course à l'intérieur du couloir qui
se rétrécit pour ressortir à l'autre extrémité dans
l'un ou l'autre de ces états suivant leur type de
constitution. Si tout ou partie des matières
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introduites sont rebelles ou ne peuvent, en raison de
leur densité, être ni broyées, concassées ou
compactées, le surplus de pression qu'elles
occasionnent à l'intérieur provoque un renversement
de rotation des chenilles avec un jeu de va-et-vient
exercé de façon telle que la rétrogradation est moins
longue que le mouvement vers la sortie et qu'il y a
finalement écart desdites chenilles pour permettre le
passage des matières résistantes et leur évacuation à
l'état intact ou plus ou moins compacté, le tout,
sans blocage et/ou bris de la machine. En effet, les
chenilles sont ancrées de telle manière que l'une
d'entre elles ou les deux, vers la sortie, peuvent,
sous une certaine pression, s'écarter jusqu'à
l'atteinte de l'espacement de l'entrée de sorte que,
tout ce qui est avalé par l'appareil doit
nécessairement en ressortir broyé, concassé,
compressé et/ou essorés ou dans son état d'origine
sans qu'aucun blocage ou bris ne se produise.
Ce principe réduit considérablement les
bruits, annule presque totalement les vibrations et
élimine tout blocage provoqué par les matiëres
introduites en garantissant un minimum d'usure de
pièces. Toute matière avalée par l'appareil en
ressort nécessairement broyée, concassée, compactée
et essorée ou dans son état d'origine, performance
supérieure à ce que tous les appareils existants
peuvent réaliser. De plus, le volume, le poids et le
coût de production de ce type d'appareil sont
considérablement réduits.
Mon invention facilite et accélère le
broyage ou le concassage de matières minérales
qu'elles soient ou non mélangées à d'autres matières;
cependant, avec certaines modifications accessoires,
des appareils construits à partir du même principe
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peuvent trouver une multitude d'autres usages
comprenant, sans limiter leur généralité, le broyage
et/ou le déchiquettement et/ou la compaction et
l'essorage de glace, matières ligneuses, plastique,
déchets, fruits, fourrage, grains et noix.
La figure 1 illustre la meilleure
utilisation de l'invention, soit un concasseur-
broyeur.
L'ensemble comporte deux chenilles (1)
fixées l'une face à l'autre sur une structure
métallique (2) avec angulation dans le sens de leur
mouvement (~'). Ces chenilles (1) constituent un
ensemble comportant chaîne métallique (3), les patins
(4), le barbotin (5), la roue de tension (6), les
galets de roulement (7) , les galets de soutien (8) et
le vérin de tension (9). Du côté des roues de renvoi,
au niveau du bâti de traction, les chenilles (1) sont
arrimées â la structure métallique (2) (Point
d'ancrage A) de maniêre à ce qu'elles restent fixes;
du côté du barbotin, les chenilles (1) sont fixées de
la même maniëre à la structure (Point d'ancrage B)
mais suivant un principe à glissiëre qui leur permet
de s'écarter vers l'extérieur par l'action d'un
ressort ou d'un vérin (10) courant des chenilles (1)
à la structure (2)(C-D) agissant sous l'effet d'un
excës de pression interne. La farce motrice non
illustrée (E), qu'elle soit mécanique, électrique ou
hydraulique, actionne le barbotin (5) dans le sens du
mouvement (~['), le système E comportant un
renversement automatique déclenché par une trop forte
demande de tension requise pour l'entraînement de la
chaîne.
I1 est à noter que l'une des chenilles (1)
pourrait être remplacée par une plaque métallique
rigide et unie. De même, les galets de roulement (7)
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pourraient être remplacés par une plaque métallique
ou autre et ayant une rigidité permettant l'appui et
le glissement. Selon une autre caractéristique,
l'une seule des deux chenilles (1) pourrait être
mobile au point d'ancrage B. Quant à eux, les galets
de roulement (7) pourraient être de forme
excentrique. Les galets, entre les deux chenilles
(1) peuvent être désaccouplés. Les chenilles (1)
pourraient également ne pas comprendre de galets de
soutien (8). Les galets de soutien (8) pourraient
être remplacés par des plaques métalliques ou d'autre
matière.
Les chaînes (3) peuvent être faites de
matière plastique, caoutchoutée ou d'un autre
matériau uni ou non. Les patins (4) pourraient être
remplacés par des couteaux.
Il est à noter qu'une seule des chenilles
(1) pourrait être actionnée par la force motrice,
l'autre étant entraînée. Les chaînes (3) peuvent
être barreautées. Le moulage des patins (4) peut
être irrégulier sur leur face de travail. I1 est à
noter que chaque chenille (1) peut comporter
plusieurs chaînes (3). Finalement, le vérin de
tension (9) est optionnel.
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