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Broyeur à chambres multiples.
L'invention concerne un broyeur comportant plusieurs chambres montées sur un axe de rotation commun et rigidement reliées entre elles, dont la paroi cylindrique est fermée sur elle-même.
On sait que, en particulier, lors du broyage fin dans les tubes broyeurs, les boulets sont soumis à une énergie cinéti- @ que trop forte. L'énergie des boulets non utilisée pour le broyage est transformée en chaleur par effet mécanique. Au cours de l'évolution des tubes broyeurs qui s'est étalée sur plusieurs décades, on a tenté à maintes reprises de transformer
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au moins une partie de l'énergie superflue, c'est-à-dire non consommée pour le broyage, en énergie motrice utilisable pour le broyeur, en subdivisant le tambour du broyeur en plusieurs chambres disposées autour d'un même axe, la récupération s'opérant dans les chambres de broyage descendant au cours de la rotation.
Dans une construction connue, le tambour de broyage est subdivisé radialement en cinq chambres. La paroi de chacune de ces chambres se compose d'environ 1/5 de l'en- veloppe du tambour et de deux plaques approximativement planes disposées à angle aigu. Selon ce système, on dispose donc de cinq chambres de broyage qui, en coupe transversale, ne sont pas symétriques. De fait de l'asymétrie des parois des chambres par rapport à l'axe de rotation du broyeur, le mouvement des bou- lets se produit-de façon non uniforme. Comme les parois des chambres en rotation ne sont pas symétriques, il est impossi- ble d'obtenir des conditions de déplacement uniformes de la masse des boulets. Dans la partie ascendante du broyeur, les cloisons planes jouent le rôle d'aubes élévatrices.
Les boulets se tassent au-devant de celles-ci, si bien que leur masse repose en majeure partie sur elle-même et n'effectue aucun ou quasi aucn travail de broyage, les boulets ne se déplaçant pas les uns par rapport aux autres ou une très faible partie seulement des boulets roulant les uns sur les autres.
Dans les chambres descendantes, la masse des boulets se déplace de la cloison plane leur servant de support vers l'enveloppe du broyer qui n'est pas symétrique en rotation.
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Au moment où commence la descente d'une chambre, l'énergie po- tentielle propre aux boulets est partiellement transformée en énergie cinétique utilisée pour le broyage, tandis que le reste de cette énergie est récupéré en faveur du couple de rotation du broyeur. Si de l'énergie est ainsi récupérée pour l'entraînement du broyeur, l'efficacité du broyage est toutefois réduite pendant
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le mouvement ascendant des chambres, si bien que le débit du broyeur est réduit et que le gain en rendement spécifique est partiellement annulé.
L'invention vise à éviter ces inconvénients. A cet effet, la paroi périphérique de chaque chambre de broyage comprend une partie incurvée couvrant plus de 1800 et une seconde partie plus proche que la première du centre de gravité de la chambre dans le plan transversal de celle-ci, ces deux parties étant en outre disposées l'une par rapport à l'autre de façon'que la plus proche du centre de gravité se déroba sous la masse des boulets dans les chambres montantes.
Dans'le broyeur à chambres multiples conforme à l'in- vention, les parties les plus proches du centre de gravité (surfaces se dérobant) produisent aux environs du sommet :de la course un renversement des boulets. Le renversement se traduit par un déplacement simultané de tous les boulets, ce qui provoque un effet de broyage non seulement à la surface incli- née de leur masse mais dans tout l'ensemble de celle-ci. L'effet du broyage est donc ainsi renforcé. Indépendamment de la position qu'ils occupent quand se produit le renversement, les boulets prennent une position en pente dans la zone de la partie incurvée couvrant plus de 1800, cette pente se formant comme dans les broyeurs à chambre unique et l'effet de broyage obtenu étant équivalent à celui que permettent d'obtenir ces broyeurs.
Do plus, la masse des boulets est, du fait du brusque renversement qui se produit au voisinage du sommet de la course, lancée sur l'autre face de la chambre de broyage, de sorte que le centre de gravité se déplace dans le même sens et que le couple s'opposant au couple d'entraînement est au moins partiellement compensé. De plus, l'é- nergie de chute de la masse des boulets agit dans le sens de la rotation de la chambre, si bien que cette énergie, dans la mesure où elle n'est pas utilisée pour le broyage, joue en faveur de 1'entraînement.
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Par contre, dans le broyeur à chambres multiples connu qui a été évoqué plus haut, à la face de renversement radiale s'oppose une autre face également radiale. Etant donné les conditions qui se présentent au sommet de la course?les bou- lets ne peuvent pas, dans ce broyeur,, être lancés aussi loin sur la face opposée de la chambre que dans le dispositif conforme à l'invention mais se rassemblent dans l'angle que forment les deux faces radiales, de sorte qu'un déplacement du centre de gra- vité de la masse des boulets sur l'autre face ne peut pas se pro- duire ou ne peut se produire que dans une faible mesure.
De plus, du fait de la forme approximativement triangulaire, défavorable, des chambres de broyage, les boulets se rassemblent en trois endroits, dans les angles, au cours d'une rotation du broyeur, de sorte qu'il n'y a qu'une pente libre particulièrement courte sur laquelle le broyage s'effectue en fait. Le rendement de broyage de ce broyeur connu est donc relativement faible.
L'invention sera décrite ci-après de façon plus détail- lée avec référence aux dessins annexés, qui en montrent deux exemples d'exécution et dans lesquels :
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un broyeur con- forme à l'invention; la fig. 2 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 1; la fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1, et la fig. 4 est une coupe d'une autre forme d'exécution de broyeur conforme à l'invention.'
Dans le broyeur conforme à l'invention, il est prévu plusieurs.chambres de broyage, par exemple les quatre chambres @
2a, 2b, 2c et 2d, disposées symétriquement autour de l'axe de rotation 1 du broyeur.
Les chambres de broyage sont assemblées par des brides 3a et 3b aux cloisons 4a et 4b, qui, à leur tour,
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sont assemblées aux faces d'about respectives 6a et 6b par des viroles 5a et 5b. Sur les faces d'about se trouvent les tourillons 7a et 7b, montés de façon à pouvoir tourner dans les paliers respectifs 8a et 8b. A la face d'about 6a est fixée la couronne dentée 9, qui engrène avec le pignon 10 entraîné par une commande, non représentée, pour faire tourner le broyeur sur son axe 1.
Le produit à broyer arrive, par la trémie 11, dans le passage tronconique 12. De celui-ci, il glisse dans la chambre 13, délimitée par la paroi d'about 6a, la cloison 4a et la bague tronconique 14. Dans la partie ascendante du broyeur, la ma- tière glisse tout d'abord contre la chicane 15 (Fig. 2) et, de là, en traversant les ouvertures 16, elle arrive dans les chambres de broyage. Le produit broyé quitte ces dernières par les ouver- tures 17 prévues dans la cloison 4b. Par une série d'ouvertures 18, prévues à la périphérie de la virole 5b, le produit tombe dans la goulotte 19 de la chambre de--sortie-20. De là, il peut être acheminé vers un poste suivant, éventuellement vers un dis- positif de triage.
Le broyeur conforme à l'invention présente un avantage particulier sur les appareils connus, en ce sens qu'une partie consi dérable de l'énergie superflue des boulets, qui n'est pas consommée pour le broyage, peut être mise à profit pour l'entraînement du broyeur, sans qu'il en résulte une diminution du rendement total.
A cet effet, la majeure partie de la paroi des chambres de broyage, à savoir la partie 21 (Fig. 3), est arquée sur plus de 1800 et, de préférence, cylindrique, de sorte que pendant quasi toute la rota- . tion, c'est-à-dire même dans les chambres de broyage ascendantes,. les boulets peuvent rouler sur la paroi à une vitesse variable, comme dans le cas d'un broyeur cylindrique, de sorte qu'ici également, il y a déplacement des boulets à des vitesses différen- tes dans la masse des boulets. Dans le broyeur de-l'invention, le
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broyage s'effectue donc dans chaque chambre et à tout moment alors que, dans les dispositifs connus, il ne s'opère surtout que dans les chambres de broyage descendantes.
Mais, dans la forme d'exécution considérée, on obtient, comme l'indique la fige 3, un effet supplémentaire dû à ce que la paroi des cham- bres de broyage comprend, outre la partie 21 incurvée couvrant plus de 180 , une seconde partie 22, plus proche du centre de gra- vité 23, dans le plan transversal de la chambre, que la pre- mière partie 21. Cette seconde partie 22 (surface se dérobant) est avantageusement bombée vers l'intérieur de la chambre et disposée de telle façon que, le broyeur tournant dans le sens de la flèche 24, elle se dérobe progressivement sous la masse des boulets dans les chambres ascendantes et la renverse près du sommet de la course. Il se produit ainsi un déplacement du centre de gravité statique et dynamique de cette masse et les boulets culbutent l'un par dessus l'autre sur la partie 22 de la paroi.
Ceci s'accompagne d'un déplacement des forces en faveur du couple positif de gauche à droite, ce qui permet de réduire l'énergie motrice. Lorsque la masse des galets culbute sur la partie bombée 22 de la paroi, toute cette masse se déplace en un temps court, ceci s'accompagnant de glissementsinternes dans la masse des boulets et d'un maximum de contacts de choc.
De ce fait, la somme totale des contacts de choc par unité de temps est considérablement accrue par rapport à celle que l'on obtient avec les broyeurs de construction cotmue. Le rendement spécifique du broyeur conforme à l'invention est en même temps considérablement meilleur. De plus, la force de chute des boulets renversés agit dans le sens de la rotation du broyeur, si bien que cette,force entraîne une réduction de .l'énergie motrice.
Un autre avantage du broyeur conforme à l'invention réside en ce que, lors de la montée des chambres de broyage,
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les boulets sont partiellement soutenus par la partie incurvée 22 de la paroi, de sorte que le broyeur peut fonctionner à un nombre de tours inférieur à celui des broyeurs connus. Comme l'énergie motrice est proportionnelle au nombre de tours, elle sera d'au- tant plus réduite que le nombre de tours sera moindre.
Les dessins annexés ne donnent que des exemples de réali- sation de la construction du broyeur conforme à l'invention. On peut donc s'en écarter sans sortir du cadre de celle-ci. Ainsi, 'comme l'indique la fig. 4, on peut, au lieu de la partie de paroi bombée 22, prévoir une partie plane 22a, ce qui donnera un résultat analogue. Le dispositif de sortie pour le produit broyé peut également, au lieu de se trouver à la périphérie du broyeur, se trouver à l'endroit du tourillon. Les chambres de broyage, re- présentées au nombre de quatre, peuvent être prévues en tout autre nombre voulu.
Il est également possible de prévoir, dans la section transversale libre autour de l'axe de rotation du broyeur, une vis transporteuse qui puisse ramener à l'entrée du broyeur tout ou'partie du produit broyé sortant de l'une ou de plusieurs des chambres, de façon que le produit soit soumis à un broyage supplémentaire.
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