[0001] La présente invention a pour objet un procédé de broyage fin de minéraux consistant
à soumettre une couche du produit à broyer à une compression entre deux cylindres
à axes parallèles, tournant en sens inverses et poussés élastiquement l'un vers l'autre.
Dans ce mode de fonctionnement du broyeur à cylindres, dit à alimentation forcée,
on règle l'écartement des cylindres à une valeur faible et on alimente le broyeur
avec un débit égal à plusieurs fois le débit théorique correspondant à cet écartement.
La matière ainsi forcée entre les cylindres provoque leur déplacement au prix d'une
surcharge de la pression des ressorts d'autant plus grande que le débit de matière
est plus important. Il y a alors compactage et autobroyage au sein de la couche de
matière et production d'un grand pourcentage de particules nettement plus fines que
celles qui seraient obtenues par un broyage grain par grain avec le même écartement
des cylindres.
[0002] Les pressions élevées auxquelles est soumise la matière entre les cylindres risquent
de provoquer la formation d'agglomérats et, pour éviter ce phénomène, on a proposé
de mélanger aux matières à broyer des produits anti-agglomérants ou de donner aux
cylindres des vitesses périphériques différentes. Ces solutions sont onéreuses, la
première parce qu'elle conduit à une consommation relativement importante de produits
coûteux, la seconde parce qu'elle entraine une usure rapide des cylindres.
[0003] La présente invention apporte une autre solution à ce problème. Elle consiste à soumettre
la matière broyée à des vibrations à basse ou moyenne fréquence à sa sortie des cylindres,
dans une zone située aussi près que possible du plan fictif contenant les axes des
cylindres. La fréquence de vibration sera comprise entre 1 Hz et 1000 Hz. Ces vibrations
pourront être appliquées à la matière broyée au moyen d'un transducteur constitué,
par exemple, par une barre à section triangulaire, pleine ou évidée et dans ce dernier
cas à contours fermés ou non, placée entre les cylindres avec une de ses arêtes située
le plus près possible du plan fictif contenant les axes des cylindres et soumise à
des vibrations longitudinales et/ou transversales par des moyens connus. En variante,
les vibrations pourront être appliquées au moyen d'un rouleau de petit diamètre, à
axe parallèle aux axes des cylindres, et placé entre les cylindres au-dessous du plan
des axes des cylindres. Un espace suffisant sera ménagé entre le transducteur et au
moins un des cylindres pour permettre l'évacuation des produits broyés.
[0004] La description qui suit se réfère au dessin l'accompagnant qui montre, à titre d'exemple
non-limitatif, un mode de réalisation de l'invention et dont l'unique figure est une
représentation schématique, en coupe, d'un broyeur à cylindres conçu pour la mise
en oeuvre de l'invention.
[0005] Ce broyeur est constitué essentiellement par deux cylindres identiques 10 et 12,
à axes horizontaux et parallèles, poussés élastiquement l'un vers l'autre par des
ressorts ou au moyen d'un système hydro-pneumatique. Les deux cylindres sont entrainés
en rotation à la même vitesse et en sens inverses, comme indiqué par les flèches.
[0006] Entre les cylindres et au-dessous du plan X-X contenant les axes des cylindres est
placée une barre 14 à section triangulaire disposée avec l'une de ses arêtes vers
le haut et symétriquement par rapport au plan de symétrie des cylindres. Cette barre
est supportée à ses extrémités par des moyens élastiques ou des glissières et est
reliée à un générateur de vibrations 16, électromagnétique , à balourd ou de tout
autre type, qui permet de la faire vibrer longitudinalement et/ou transversalement.
Des moyens de réglage, non représentés, sont prévus pour ajuster la position de la
barre par rapport aux cylindres, notamment pour compenser l'usure, et maintenir un
jeu prédéterminé entre la barre et les cylindres. Par ailleurs, un dispositif d'effacement
instantané de la barre, qui peut être un dispositif connu à ressorts, à contrepoids,
hydraulique ou autre, est prévu pour permettre le passage d'élements imbroyables.
[0007] Les paliers de l'un des cylindres sont fixes et les paliers de l'autre cylindre sont
montés sur des glissières ou des bras pivotants pour lui permettre de se rapprocher
et s'écarter du premier cylindre. Au repos, les paliers mobiles sont maintenus en
butée par les moyens de poussée élastique de façon à maintenir un écartement minimal
entre les cylindres. En marche, les matières à broyer sont mises en charge au-dessus
des cylindres dans une goulotte d'alimentation 18, et le débit d'alimentation est
nettement supérieur au débit correspondant à l'écartement minimal, fixé par les butées,
de sorte que les cylindres sont maintenus à un écartement supérieur par la couche
de matières qui se forme entre eux. Au sein de cette couche, le broyage est réalisé
non seulement par écrasement, sous l'action de la pression exercée par les cylindres,
mais aussi par attrition entre les particules, de sorte qu'il se forme une forte proportion
de fines particules.
[0008] Les vibrations appliquées par la barre 14 à la couche des matières broyées provoquent
la destruction d'éventuels agglomérats dans le produit broyé. La fréquence des vibrations
est choisie en fonction de la nature des matières à broyer et sera comprise entre
1 et 1000 Hertz. Les matières broyées sont évacuées à travers les fentes ménagées
entre les cylindres et la barre, de part et d'autre de celle-ci.
[0009] En variante, la barre pourrait être disposée asymétriquement très près de l'un des
cylindres, les matières broyées étant alors évacuées à travers la fente ménagée entre
la barre et l'autre cylindre. La barre pourrait éventuellement être remplacée par
un rouleau de petit diamètre placé asymétriquement près de l'un des cylindres avec
son axe parallèle à ceux des cylindres.
[0010] Le dispositif de mise en vibration de la barre pourra être muni de moyens de réglage
permettant de maintenir l'amplitude des vibrations à une valeur suffisante pour créer
l'énergie nécessaire à l'obtention du résultat recherché : absence d'agglomérats dans
le produit sortant du broyeur. En particulier, si ce dispositif est constitué par
un vibreur électromagnétique, la fréquence pourra être asservie à l'amplitude de façon
à maintenir le niveau d'amplitude quelle que soit la masse ajoutée de particules broyées
supportée instantanément par la barre.
[0011] Il est bien entendu que ces modifications et toutes celles résultant de la substitution
de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention.
1. Procédé de broyage fin de minéraux consistant à soumettre une couche de la matière
à broyer à une compression entre deux cylindres à axes parallèles, tournant en sens
inverses et poussés élastiquement l'un vers l'autre, caractérisé en ce que l'on soumet
la matière broyée, à sa sortie des cylindres, à des vibrations dont la fréquence est
comprise entre 1 et 1000 Hertz et telle que le produit broyé ne contienne pratiquement
pas d'agglomérats, ces vibrations étant appliquées au moyen d'un transducteur allongé,
disposé longitudinalement entre les cylindres et sous le plan (X - X) contenant les
axes desdits cylindres, et en ce que ledit transducteur est maintenu à l'écart d'au
moins un des cylindres pour permettre l'évacuation des matières broyées.
2. Broyeur pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé
en ce que ledit transducteur est constitué par une barre (14) à section triangulaire
pleine ou évidée placée entre les cylindres (10, 12) de façon à former avec au moins
l'un des cylindres un passage pour l'évacuation des matières broyées.
3. Broyeur pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit transducteur est constitué par un rouleau de petit diamètre disposé
parallèlement aux axes desdits cylindres de façon à former avec l'un des cylindres
un passage pour l'évacuation des matières broyées.
4. Broyeur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit transducteur
est muni d'un dispositif de réglage automatique de l'amplitude de la vibration.
5. Broyeur selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit transducteur
est supporté par un dispositif d'effacement instantané permettant le passage d'éléments
imbroyables.
