FR2776210A1 - Roller ejector for vertical axis grinder - Google Patents

Abstract

The vertical axis grinder ejector comprises ejectors concentric with the rotor axis which centrifugally eject material fallen into the rotor center. The rotor comprises a circular plate (7) carrying three ejectors. Each ejector comprises a roller (8) rotating on a spindle located on the rotor plate. In the plate central zone is a conical distributor cap (9) rotating integrally with the plate.

Description

Système d'éjection à rouleaux pour broyeur à axe vertical L'inventionRoller ejection system for vertical axis shredder The invention

concerne un système d'éjection à rouleaux  relates to a roller ejection system

pour broyeur à axe vertical.for vertical axis shredder.

Les broyeurs à axe vertical sont, schématiquement, constitués d'un récipient essentiellement cylindrique surmonté d'une trémie d'introduction des matériaux. A l'intérieur, est disposé axialement un rotor pourvu d'éléments éjecteurs qui, lorsque le rotor est mis en rotation, projettent les matériaux vers la paroi interne du récipient, pourvue dans cette zone d'une surface d'impact (par exemple une couronne dentée en matière dure ou une  The vertical axis shredders consist, schematically, of a substantially cylindrical container surmounted by a material introduction hopper. Inside, an axially arranged rotor is provided with ejector elements which, when the rotor is rotated, projects the materials towards the internal wall of the container, provided in this zone with an impact surface (for example a hard toothed crown or a

caisse à pierre,...).stone box, ...).

Les matériaux sont introduits par la trémie et tombent par gravité au centre du rotor. Ils sont alors guidés vers sa périphérie par les éjecteurs et sont éjectés à l'extrémité dudit éjecteur sous un certain angle. Cet angle est en général compris entre 20 et 40 par rapport à la tangente du rotor et peut varier en fonction de la géométrie du système, notamment le diamètre du rotor, des coefficients de frottement et de la vitesse de rotation du  The materials are introduced through the hopper and fall by gravity to the center of the rotor. They are then guided towards its periphery by the ejectors and are ejected at the end of said ejector at a certain angle. This angle is generally between 20 and 40 relative to the tangent of the rotor and can vary as a function of the geometry of the system, in particular the diameter of the rotor, the coefficients of friction and the speed of rotation of the rotor.

rotor (de 500 à 2000 tours/mn).rotor (from 500 to 2000 rpm).

Du fait du frottement des matériaux contre l'éjecteur, celui-ci subit une usure permanente importante et notamment à son extrémité extérieure, au point o les matériaux sont éjectés du rotor. Les éjecteurs constituent donc des pièces d'usure qu'il faut souvent remplacer. Cela accroît d'autant  Due to the friction of the materials against the ejector, the latter undergoes significant permanent wear and in particular at its outer end, at the point where the materials are ejected from the rotor. The ejectors therefore constitute wearing parts which often have to be replaced. This increases all the more

le prix de revient du traitement des matériaux à broyer.  the cost price of processing the materials to be ground.

Des solutions à ce problème ont déjà été trouvées.  Solutions to this problem have already been found.

L'une d'elles consiste à créer sur la face de l'éjecteur sollicitée par l'usure une poche, appelée caisse à pierres, qui se remplit de matériaux dès le début du processus et c'est alors la surface constituée par les matériaux qui  One of them consists in creating on the face of the ejector stressed by wear a pocket, called stone box, which is filled with materials at the beginning of the process and it is then the surface constituted by the materials who

joue alors le rôle de pièce d'usure.  then plays the role of wearing part.

Cette solution, déjà avantageuse n'est cependant pas entièrement satisfaisante car la partie de l'éjecteur qui s'use le plus rapidement est l'angle de l'éjecteur situé le plus à l'extérieur de celui-ci, c'està-dire le point o les matériaux quittent le rotor. D'autre part elle n'est pas applicable pour des gros minéraux car l'accumulation de ces derniers dans la caisse à pierre crée un balourd ou un bourrage. De plus, le broyage consomme de l'énergie qu'il est toujours intéressant d'économiser. Une amélioration du rendement, en réduisant les frottements permet de faire tourner le rotor à une vitesse plus faible et donc de  This solution, which is already advantageous, is however not entirely satisfactory because the part of the ejector which wears out most quickly is the angle of the ejector located furthest from it, that is to say tell the point where the materials leave the rotor. On the other hand, it is not applicable for large minerals because the accumulation of these in the stone box creates an imbalance or a blockage. In addition, grinding consumes energy which is always worth saving. An improvement in efficiency, by reducing friction makes it possible to rotate the rotor at a lower speed and therefore

réduire la consommation en énergie.  reduce energy consumption.

Pour pallier ces inconvénients, l'invention propose une réalisation particulière des éjecteurs dans laquelle la partie la plus exposée est réalisée de manière à avoir une sollicitation minimale à l'usure et à pouvoir être  To overcome these drawbacks, the invention proposes a particular embodiment of the ejectors in which the most exposed part is produced so as to have minimal stress on wear and to be able to be

remplacée sans pour autant remplacer l'éjecteur entier.  replaced without replacing the entire ejector.

Ce but est atteint, selon l'invention, pour un broyeur à axe vertical, par un système d'éjection disposé sur un rotor situé au centre d'une zone de broyage et comportant au moins deux éjecteurs répartis régulièrement concentriquement à l'axe du rotor afin d'éjecter par centrifugation des matériaux tombés au centre du rotor et pour les projeter contre une paroi entourant le rotor en vue de leur broyage, caractérisé en ce que chaque éjecteur comporte un rouleau monté à rotation sur un axe disposé sur  This object is achieved, according to the invention, for a vertical axis mill, by an ejection system disposed on a rotor located in the center of a grinding zone and comprising at least two ejectors distributed regularly concentrically to the axis of the rotor in order to eject by centrifugation materials fallen in the center of the rotor and to project them against a wall surrounding the rotor for their crushing, characterized in that each ejector comprises a roller mounted for rotation on an axis disposed on

ledit rotor.said rotor.

Selon une première forme de réalisation, le rouleau est monté directement sur le rotor. Il peut être cylindrique, tronconique, en forme de diabolo ou de toute  According to a first embodiment, the roller is mounted directly on the rotor. It can be cylindrical, tapered, diabolo-shaped or any

forme de révolution appropriée.appropriate form of revolution.

De même, l'axe du rouleau peut être parallèle à l'axe  Similarly, the axis of the roller can be parallel to the axis

du rotor ou oblique par rapport à lui.  rotor or oblique to it.

Selon une deuxième forme de réalisation, le rouleau est monté sur un sabot fixé sur le rotor, A l'extrémité radialement extérieure d'une surface du sabot approximativement parallèle au diamètre du rotor et située sur le côté amont, par rapport au sens de rotation du rotor. Selon une troisième forme de réalisation, le rouleau est monté à l'extrémité radialement extérieure d'une surface de guidage constituée par une accumulation de matériaux dans une caisse à pierres formée sur le côté amont, par rapport au sens de rotation, d'un ensemble de  According to a second embodiment, the roller is mounted on a shoe fixed on the rotor, at the radially outer end of a surface of the shoe approximately parallel to the diameter of the rotor and located on the upstream side, relative to the direction of rotation. rotor. According to a third embodiment, the roller is mounted at the radially outer end of a guide surface formed by an accumulation of materials in a stone box formed on the upstream side, relative to the direction of rotation, of a together

cloisons fixé sur le rotor.partitions fixed on the rotor.

Les rouleaux peuvent être libres en rotation ou être entraînés pour réduire la vitesse relative entre les  The rollers can be free to rotate or be driven to reduce the relative speed between the

matériaux et la surface du rouleau.  materials and the surface of the roller.

L'invention sera mieux comprise au moyen d'exemples de réalisation décrits ci-après et représentés au dessin annexé sur lequel: La figure 1 représente schématiquement en coupe un broyeur à axe vertical d'un système d'éjection selon l'invention; La figure 2 représente en perspective une première forme de réalisation du rotor selon l'invention; La figure 3 représente en vue le rotor selon la figure 2 et montre le trajet des matériaux à broyer; La figure 4 représente en perspective une deuxième forme de réalisation du rotor selon l'invention; La figure 5 représente en vue de dessus le rotor selon la figure 4 et montre le trajet des matériaux à broyer; La figure 6 représente en perspective une troisième forme de réalisation du rotor selon l'invention; La figure 7 représente en vue de dessus le rotor selon la figure 6 et montre le trajet des matériaux à broyer; Le broyeur représenté sur la figure 1 comporte un bâti 1 ayant la forme générale d'un caisson cylindrique, surmonté d'une trémie d'introduction des matériaux 2 disposée coaxialement au bâti. Un rotor 3 est disposé axialement à l'intérieur du bâti 1 et est entraîné en rotation par un moteur 4 par exemple par l'intermédiaire d'une transmission à courroie 5. Le rotor est situé sous la trémie d'introduction 2 dans une zone de broyage délimitée radialement par une surface d'impact circulaire 6 située sur la paroi intérieure du bâti. Selon cette première forme de réalisation faisant aussi l'objet des figures 2 et 3, le rotor 3 est constitué d'un plateau circulaire 7 portant, régulièrement répartis autour de son axe de rotation, trois éjecteurs 8. Ces éjecteurs sont réalisés par des rouleaux montés libres en rotation sur leur axe. Les rouleaux éjecteurs 8 sont, dans cet exemple de réalisation, constitués par des cylindres présentant une surface latérale en un matériau résistant à l'usure. Dans la zone centrale du plateau est disposé un chapeau distributeur 9, solidaire en rotation du plateau,  The invention will be better understood by means of exemplary embodiments described below and represented in the appended drawing in which: FIG. 1 schematically shows in section a mill with vertical axis of an ejection system according to the invention; Figure 2 shows in perspective a first embodiment of the rotor according to the invention; Figure 3 shows a view of the rotor according to Figure 2 and shows the path of the materials to be ground; Figure 4 shows in perspective a second embodiment of the rotor according to the invention; Figure 5 shows a top view of the rotor according to Figure 4 and shows the path of the materials to be ground; Figure 6 shows in perspective a third embodiment of the rotor according to the invention; Figure 7 shows a top view of the rotor according to Figure 6 and shows the path of the materials to be ground; The crusher shown in FIG. 1 comprises a frame 1 having the general shape of a cylindrical box, surmounted by a material introduction hopper 2 arranged coaxially with the frame. A rotor 3 is disposed axially inside the frame 1 and is rotated by a motor 4, for example by means of a belt transmission 5. The rotor is located under the introduction hopper 2 in an area grinding delimited radially by a circular impact surface 6 located on the inner wall of the frame. According to this first embodiment which is also the subject of Figures 2 and 3, the rotor 3 consists of a circular plate 7 carrying, regularly distributed around its axis of rotation, three ejectors 8. These ejectors are produced by rollers freely mounted in rotation on their axis. The ejector rollers 8 are, in this embodiment, constituted by cylinders having a lateral surface made of a wear-resistant material. In the central area of the tray is arranged a distributor cap 9, integral in rotation with the tray,

et de forme conique ou présentant une forme bombée.  and of conical shape or having a domed shape.

Le fonctionnement du broyeur est le suivant: Le rotor 3 est mis en rotation. Les matériaux à broyer sont déversés dans la trémie 2 et tombent de là par gravité dans le caisson 1. Ils tombent au centre du rotor, sur le chapeau distributeur 9 en rotation et, tout en étant déviés radialement vers l'extérieur par celui-ci, sont accélérés dans cette direction du fait de la rotation du rotor. Ils entrent alors en contact avec les surfaces cylindriques des rouleaux éjecteurs 8 et sont guides par celles-ci puis éjectés du rotor par centrifugation selon une direction oblique par rapport à la direction radiale du rotor. Ils percutent alors la surface d'impact circulaire 6 et se désintègrent en particules de granulométrie réduite qui  The operation of the mill is as follows: The rotor 3 is rotated. The materials to be ground are poured into the hopper 2 and fall from there by gravity into the box 1. They fall in the center of the rotor, on the distributor cap 9 in rotation and, while being deflected radially outwards by the latter , are accelerated in this direction due to the rotation of the rotor. They then come into contact with the cylindrical surfaces of the ejector rollers 8 and are guided by these then ejected from the rotor by centrifugation in an oblique direction relative to the radial direction of the rotor. They then strike the circular impact surface 6 and disintegrate into particles of reduced particle size which

tombent au fond du bâti et sont évacuées de manière connue.  fall to the bottom of the frame and are discharged in a known manner.

Du fait que les rouleaux éjecteurs 8 sont libres en rotation autour de leur axe, les matériaux, se déplaçant contre leur surface et étant guidés par elle, entraînent les rouleaux en rotation au lieu de glisser sur leur surface. L'usure que subit la surface des rouleaux en raison des frottements des matériaux sur elle est ainsi réduite puisque la plus grande partie de l'énergie transmise par les matériaux en mouvement est utilisée pour la mise en rotation des rouleaux. De ce fait les éjecteurs constituant une pièce d'usure ont une durée de vie plus  Because the ejector rollers 8 are free to rotate about their axis, the materials, moving against their surface and being guided by it, cause the rollers to rotate instead of sliding on their surface. The wear on the surface of the rollers due to the friction of the materials on it is thus reduced since the greater part of the energy transmitted by the moving materials is used for the rotation of the rollers. As a result, the ejectors constituting a wearing part have a longer service life.

élevée, ce qui réduit le coût du traitement des matériaux.  which reduces the cost of processing materials.

Le changement des rouleaux est aisé puisqu'il suffit de les  Changing the rollers is easy since you only need to change them

retirer de leur axe et d'y placer les nouveaux rouleaux.  remove from their axis and place the new rollers there.

Afin de réduire les risques d'accumulation d'une partie des matériaux traités entre le plateau distributeur 9 et chaque rouleau 8, on peut disposer dans cette zone, devant chaque rouleau, un déflecteur d'entrée 10 de forme générale triangulaire qui dévie les matériaux provenant du centre du rotor vers la partie de la surface cylindrique  In order to reduce the risks of accumulation of a part of the treated materials between the distributor plate 9 and each roller 8, one can have in this zone, in front of each roller, an inlet deflector 10 of generally triangular shape which deflects the materials from the center of the rotor to the part of the cylindrical surface

des rouleaux située en avant dans le sens du mouvement.  rollers located forward in the direction of movement.

Dans cette forme de réalisation du rotor, on a décrit un exemple à trois rouleaux. Selon les besoins ou selon la taille du broyeur, on peut utiliser deux rouleaux ou plus  In this embodiment of the rotor, an example with three rollers has been described. Depending on the needs or the size of the grinder, two or more rollers can be used

de trois rouleaux.of three rollers.

Dans une deuxième forme de réalisation du rotor selon l'invention, représentée aux figures 4 et 5, les éjecteurs 11 sont constitués par des sabots 12 de section horizontale triangulaire, présentant une surface de guidage 13, amont par rapport au sens de rotation, A peu près parallèle au diamètre du plateau 7. A l'extrémité radiale de cette surface est monté à rotation un rouleau 8 qui constitue l'angle extérieur de l'éjecteur. Les éjecteurs 11 sont, comme dans la première forme de réalisation de l'invention, régulièrement répartis sur le plateau. ils sont positionnés  In a second embodiment of the rotor according to the invention, shown in FIGS. 4 and 5, the ejectors 11 are constituted by shoes 12 of triangular horizontal section, having a guide surface 13, upstream relative to the direction of rotation, A roughly parallel to the diameter of the plate 7. At the radial end of this surface is mounted for rotation a roller 8 which constitutes the external angle of the ejector. The ejectors 11 are, as in the first embodiment of the invention, regularly distributed over the plate. they are positioned

grâce à des butées 14 et fixés par des boulons.  by means of stops 14 and fixed by bolts.

Dans cette forme de réalisation de l'invention, comme le montre la figure 5, les matériaux déviés par le chapeau distributeur 9 glissent le long de la surface 13 et sont éjectés à son extrémité par les rouleaux 8 sous un angle  In this embodiment of the invention, as shown in FIG. 5, the materials deflected by the distributor cap 9 slide along the surface 13 and are ejected at its end by the rollers 8 at an angle

prédéterminé comme pour la première forme de réalisation.  predetermined as for the first embodiment.

Les pièces d'usure sont dans ce cas le sabot 12 et le rouleau 8. Toutefois, la partie de l'éjecteur 11 la plus sollicitée en usure est l'angle radialement extérieur constitué par le rouleau 8. Ce dernier est donc remplacé périodiquement sans que le sabot ne doive l'être au même rythme. Dans une troisième forme de réalisation représentée aux figures 6 et 7 les éjecteurs 11 sont constitués par un sabot 12 qui est réalisé de façon connue par des cloisons soudées entre elles et présente sur sa face amont, par rapport au mouvement, un évidement 15 dénommé ci après caisse à pierres. A l'extrémité radialement extérieure de la caisse à pierres 15, au point d'éjection des matériaux à broyer, est monté à rotation un rouleau 8 identique à celui de la réalisation précédente. Dans ce cas, la surface de guidage 13 de la réalisation précédente est remplacée par celle, non plane, d'un accumulation de matériaux 16 qui  The wearing parts in this case are the shoe 12 and the roller 8. However, the part of the ejector 11 that is most stressed in wear is the radially outer angle formed by the roller 8. The latter is therefore replaced periodically without that the hoof should not be at the same rate. In a third embodiment shown in Figures 6 and 7 the ejectors 11 are constituted by a shoe 12 which is produced in a known manner by partitions welded together and present on its upstream face, relative to the movement, a recess 15 called ci after stone box. At the radially outer end of the stone box 15, at the point of ejection of the materials to be ground, there is rotatably mounted a roller 8 identical to that of the previous embodiment. In this case, the guide surface 13 of the previous embodiment is replaced by that, not planar, of an accumulation of materials 16 which

remplit la caisse à pierre 15 dès le début du traitement.  fills the stone box 15 at the start of treatment.

Le rouleau 8 situé à l'extrémité de cette surface remplit  The roller 8 located at the end of this surface fills

la même fonction que précédemment.  the same function as before.

Grâce à la réalisation de la caisse à pierres 15, l'usure du sabot 11 est encore réduite puisque c'est le matériau à broyer lui-même qui constitue la première pièce d'usure. Le rouleau 8 est remplacé aussi facilement que  Thanks to the production of the stone box 15, the wear of the shoe 11 is further reduced since it is the material to be ground itself which constitutes the first wearing part. Roller 8 is replaced as easily as

dans les réalisations précédentes.  in previous achievements.

Avec le système d'éjection selon l'invention, la vitesse relative entre les matériaux et la surface de  With the ejection system according to the invention, the relative speed between the materials and the surface of

l'éjecteur au point d'éjection est réduite de moitié.  the ejector at the ejection point is reduced by half.

Sachant que l'usure est approximativement proportionnelle au cube de la vitesse relative, une réduction par 2 de  Knowing that the wear is approximately proportional to the cube of the relative speed, a reduction by 2 of

cette vitesse conduit A une usure 8 fois plus faible.  this speed leads to wear 8 times lower.

Le système d'éjection selon l'invention permet non seulement de réduire l'usure des pièces, et donc d'en augmenter la durée de vie, mais également, du fait de la réduction des frottements des matériaux sur l'éjecteur, de réduire la vitesse de rotation et, partant, la consommation d'énergie. On peut également envisager un entraînement des rouleaux, afin de réduire le déplacement relatif des matériaux par rapport aux surfaces de guidage constituées  The ejection system according to the invention makes it possible not only to reduce the wear of the parts, and therefore to increase their service life, but also, due to the reduction of the friction of the materials on the ejector, to reduce the speed of rotation and hence the energy consumption. It is also possible to envisage a drive of the rollers, in order to reduce the relative displacement of the materials with respect to the guide surfaces formed.

par la surface des rouleaux.by the surface of the rollers.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. - Système d'éjection pour broyeur à axe vertical, disposé sur un rotor situé au centre d'une zone de broyage et comportant au moins deux éjecteurs répartis régulièrement concentriquement A l'axe du rotor afin d'éjecter par centrifugation des matériaux tombés au centre du rotor pour les projeter contre une paroi entourant le rotor en vue de leur broyage, caractérisé en ce que chaque éjecteur comporte un rouleau (8) monté à rotation sur un  1. - Ejection system for vertical axis shredder, arranged on a rotor located in the center of a grinding zone and comprising at least two ejectors distributed regularly concentrically to the axis of the rotor in order to eject fallen materials by centrifugation in the center of the rotor to project them against a wall surrounding the rotor for their crushing, characterized in that each ejector comprises a roller (8) rotatably mounted on a axe disposé sur ledit rotor (3).axis disposed on said rotor (3). 2. - Système d'éjection pour broyeur à axe vertical selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau  2. - Ejection system for vertical axis mill according to claim 1, characterized in that the roller (8) est cylindrique.(8) is cylindrical. 3. - Système d'éjection pour broyeur à axe vertical selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau  3. - Ejection system for vertical axis mill according to claim 1, characterized in that the roller (8) est tronconique.(8) is tapered. 4. - Système d'éjection pour broyeur à axe vertical selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau (8) est en forme de diabolo 5.Système d'éjection pour broyeur à axe vertical selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau  4. - Ejection system for vertical axis mill according to claim 1, characterized in that the roller (8) is in the form of a diabolo 5. Ejection system for vertical axis mill according to claim 1, characterized in that the roller (8) est monté directement sur le rotor.  (8) is mounted directly on the rotor. 6. - Système d'éjection pour broyeur à axe vertical selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau (8) est monté sur un sabot (12) fixé sur le rotor, à l'extrémité radialement extérieure (13) d'une surface du sabot (12) approximativement parallèle au diamètre du rotor et située sur le côté amont, par rapport au sens de  6. - Ejection system for vertical axis mill according to claim 1, characterized in that the roller (8) is mounted on a shoe (12) fixed on the rotor, at the radially outer end (13) of a surface of the shoe (12) approximately parallel to the diameter of the rotor and situated on the upstream side, with respect to the direction of rotation du rotor (3).rotor rotation (3). 7. - Système d'éjection pour broyeur à axe vertical selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau (8) est monté à l'extrémité radialement extérieure d'une surface de guidage constituée par une accumulation de matériaux (14) dans une caisse à pierres formée sur le côté amont, par rapport au sens de rotation, d'un ensemble de cloisons fixé sur le rotor, 8. - Système d'éjection pour broyeur à axe vertical  7. - Ejection system for vertical axis mill according to claim 1, characterized in that the roller (8) is mounted at the radially outer end of a guide surface formed by an accumulation of materials (14) in a stone box formed on the upstream side, relative to the direction of rotation, of a set of partitions fixed on the rotor, 8. - Ejection system for vertical axis shredder selon l'une quelconque des revendications précédentes,  according to any one of the preceding claims, caractérisé en ce que les rouleaux sont libres en rotation. 9. - Système d'éjection pour broyeur à axe vertical  characterized in that the rollers are free to rotate. 9. - Ejection system for vertical axis mill selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,  according to any one of claims 1 to 7, caractérisé en ce que les rouleaux sont entraînés pour annuler la vitesse relative entre les matériaux et la  characterized in that the rollers are driven to cancel the relative speed between the materials and the surface du rouleau.roller surface. 10. - Broyeur à axe vertical comportant un bâti, surmonté d'une trémie d'introduction des matériaux, dans lequel est disposé un rotor (3) pourvu d'un système  10. - Vertical axis shredder comprising a frame, surmounted by a material introduction hopper, in which is arranged a rotor (3) provided with a system d'éjection selon l'une quelconque des revendications  ejection device according to any one of the claims précédentes.previous.