BROYEUR A BOULETS

Description

[0001] L'invention se rapporte à une installation de broyage comprenant un broyeur à boulets comportant un tambour rotatif d'axe horizontal dont chaque extrémité comprend un tourillon reposant sur un palier, le broyeur étant alimenté en matériau à broyer et en gaz par au moins l'une de ses extrémités au moyen d'un dispositif d'alimentation comprenant une tuyauterie d'alimentation en matériau à broyer, un tube rigide d'injection de gaz traversant axialement le tourillon correspondant, ledit tube rigide et ledit tourillon définissant entre eux un conduit annulaire, ladite tuyauterie d'alimentation débouchant dans ledit conduit annulaire à proximité du tourillon correspondant, ledit tourillon contenant une structure hélicoïdale rigide du genre vis d'Archimède disposée autour dudit tube rigide d'injection de gaz, ladite structure hélicoïdale rigide tournant avec le tambour lors de sa rotation pour entraîner le matériau à broyer vers l'intérieur du tambour rotatif, une conduite de sortie communiquant avec ledit conduit annulaire pour l'éjection hors du tambour du mélange constitué par du gaz et par le matériau broyé sous forme de poudre.

[0002] De telles installations sont décrites par US-A-2 285 429, EP-A-0 234 017 et US-A-5 873 532.

[0003] De telles installations sont notamment utilisées pour le broyage des combustibles solides en vue de leur utilisation sous forme pulvérisée pour l'alimentation de brûleurs pour chaudière. Les boulets ou autres éléments broyants équivalents, réalisés en matériau dur, pulvérisent par écrasement, trituration et/ou attrition les éléments de matériau à broyer qui sont introduits dans le tambour rotatif sous forme de morceaux plus ou moins gros au travers des tourillons qui supportent le tambour à ses extrémités. Le transport du matériau à l'extérieur du tambour, après pulvérisation, est assuré par l'intermédiaire d'un gaz. Ce gaz est introduit dans le tambour du broyeur en même temps que le matériau à broyer au travers des tourillons et il suit un circuit lui permettant d'en ressortir. Le gaz utilisé est en général de l'air. Il est introduit dans le tambour, soit au niveau d'un des tourillons pour ressortir par l'autre, après s'être chargé de matériau en poudre, soit encore symétriquement par chacun des deux tourillons au travers desquels il ressort à contre-courant avec le matériau pulvérisé en raison de la présence d'éléments déviateurs.

[0004] Lorsque le matériau à broyer est humide, le gaz injecté est chauffé. Il assure alors un séchage du matériau pulvérisé qu'il transporte. Ce matériau pulvérisé a, en général, une granulométrie relativement étendue et il est connu de le faire traverser un séparateur qui ne laisse passer que les grains fins de matériau et qui recycle les grains grossiers en les renvoyant dans le tambour.

[0005] Le document US-A-2 285 429 décrit une installation de broyage telle que définie ci-dessus. Dans l'installation décrite, le gaz servant au transport du matériau pulvérisé est introduit au travers d'un tourillon par l'intermédiaire d'un tube creux portant la vis d'Archimède et disposé coaxialement dans ce tourillon. Ce tube creux tourne sur son axe avec le tambour du broyeur et il est fixé par un système de barres à l'intérieur de ce tambour, ce qui conduit à ce qu'au moins certaines parties de ce système de barres soient soumises aux chocs des boulets en mouvement, lorsque le tambour tourne. Le soutien du tube creux est assuré par un palier qui doit être étanche à la poussière que transporte le gaz propulseur une fois chargé et qui doit être refroidi en permanence pour évacuer les calories que le gaz apporte, lorsqu'il a été préalablement chauffé à des fins de séchage.

[0006] L'installation dans un tourillon de tambour d'un tube fixé dans le tambour et sur un palier d'extrémité ne favorise pas l'accès aux pièces d'usure du broyeur, tels que notamment les boulets, les vis d'Archimède, les barres de support de tube creux. Il faut alors démonter d'autres pièces, pour pouvoir accéder aux pièces d'usure considérées ci-dessus, ce qui a notamment pour conséquence d'augmenter les temps de maintenance et d'indisponibilité du broyeur.

[0007] La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et propose une installation de broyage telle que définie ci-dessus, caractérisée en ce que ladite tuyauterie d'alimentation en matériau à broyer est sensiblement verticale et débouche dans ledit conduit annulaire au niveau d'un élément de guidage permettant de diriger le matériau à broyer transmis par la tuyauterie vers le tambour, en ce que ledit tube rigide d'injection de gaz est maintenu immobile et pénètre dans le tourillon en traversant depuis l'extérieur ledit élément de guidage et en ce que ladite structure hélicoïdale rigide est fixée au tourillon.

[0008] Le tube d'injection, qui est axialement introduit dans chaque tourillon à une extrémité du tambour, est monté sur un portique d'immobilisation, déplaçable par rapport à ce tambour.

[0009] L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit en liaison avec les figures évoquées ci-dessous.

La figure 1 présente une vue en coupe longitudinale d'une installation de broyage de charbon.

Les figures 2 et 3 présentent respectivement une vue schématique en bout et une coupe schématique longitudinale d'un raccord d'extrémité pour broyeur selon l'invention.

[0010] L'exemple d'installation de broyage présenté sur la figure 1, comprend un dispositif 10 d'alimentation en matériau à broyer et un broyeur à boulets 20 alimenté par ce dispositif, le matériau traité étant par exemple du charbon.

[0011] Le dispositif 10 comporte une trémie de stockage 1 alimentant un convoyeur à chaîne 3 avec les morceaux constituant le matériau à broyer. Le convoyeur est placé dans un caisson 4 et entraîné par un moteur 5, il amène les morceaux à broyer jusqu'à l'extrémité supérieure d'une tuyauterie 6 verticale ou sensiblement verticale dans lequel ces morceaux tombent.

[0012] Le broyeur 20 comporte un tambour rotatif dont l'axe de rotation est horizontal ou sensiblement horizontal. Ce tambour comporte une partie centrale 11 cylindrique de révolution se prolongeant par une partie conique 12, 13 vers chacune de ses extrémités au niveau de chacune desquelles est fixé un tourillon 14, 15 de support du tambour. Les deux tourillons sont posés chacun sur un palier 16, 17. Le tambour est entraîné en rotation par un moto-réducteur non représenté, il est rempli de boulets 27, en matériau dur, par exemple en acier, ou d'éléments durs fonctionnellement équivalents.

[0013] L'installation est préférablement symétrique, notamment en ce qui concerne les agencements décrits ci-dessous, qui incluent les tuyauteries verticales 6 d'alimentation en matériau à broyer, situés aux deux extrémités du broyeur. Comme indiqué plus haut, les morceaux de matériau à broyer tombent dans chaque tuyauterie, telle 6, qui débouche à proximité d'une extrémité de tambour où est monté un tourillon, tel le tourillon 15. A cet effet l'extrémité inférieure de chaque tuyauterie est connectée à un embout 7 d'un raccord d'extrémité 8 qui vient se raccorder au tambour à l'extrémité d'un tourillon, tel que 15, par un embout 9 et via un joint tournant, ces éléments étant plus particulièrement illustrés les figures 2 et 3. Les morceaux de matériau à broyer qui tombent dans une tuyauterie, telle que 6, sont dirigés vers le tambour par l'intermédiaire d'un élément de guidage 31 qui est par exemple de type plaque inclinée. Cet élément est ici supposé être une paroi, amovible ou non, du raccord 8, qui vient se positionner sous l'extrémité inférieure d'une tuyauterie et en regard de l'ouverture que présente un tourillon dans l'axe du tambour avec une orientation oblique par rapport aux axes longitudinaux respectifs de la tuyauterie et du tambour.

[0014] Un tube rigide 41 d'injection de gaz traverse le raccord de part en part pour venir s'aligner selon l'axe longitudinal XX' d'un tourillon dans lequel il vient se positionner, lorsque le raccord est en place dans le broyeur, comme on le voit sur les figures 1 et 3. Dans la réalisation présentée, ce tube 41 est un tube rectiligne à section transversale d'allure elliptique dont le grand axe est préférablement disposé verticalement, il traverse la paroi qui constitue l'élément de guidage 31 pour permettre l'injection de gaz dans le tambour depuis l'extérieur, comme symbolisé par la flèche A. Ce gaz est destiné à assurer le transport du matériau, après pulvérisation.

[0015] Selon l'invention, le tube 41 est monté sur un portique d'immobilisation 42 déplaçable par rapport au tambour qui permet donc de l'introduire simplement et de l'extraire du tourillon 15 où il vient s'enfiler. Dans une forme préférée de réalisation le raccord 8 et le tube 41 sont portés par le portique 42 qui permet de les déplacer par rapport au tambour de manière à positionner le raccord par rapport au tourillon auquel il se connecte par un joint tournant.

[0016] Le portique 42 est ici supposé monté sur roues. Il permet de déplacer l'ensemble tube-raccord avant que celui-ci ne soit immobilisé en position requise dans l'installation vis-à-vis d'un des tourillons du tambour. 11 permet aussi de dégager totalement l'ouverture axiale du tourillon et du tambour par un déplacement de sens inverse.

[0017] .La longueur de la portion de tube 41 qui traverse dans un tourillon 15 est préférablement choisie de manière que l'extrémité de ce tube ne pénètre pas dans la zone, intérieure au tambour, où se meuvent les boulets et les morceaux de matériau à broyer lors de la rotation de ce tambour. La pénétration de ce tube 41 dans un tourillon est donc limitée de manière que l'extrémité de ce tube, par laquelle du gaz est injecté dans le tambour, soit logée à l'intérieur du tourillon, légèrement en retrait par rapport au corps principal du tambour.

[0018] Les dimensions du tube 41 sont choisies de manière à ménager un conduit 35 de forme annulaire entre sa paroi extérieure et la paroi intérieure du tourillon où ce tube vient s'introduire axialement. Ce conduit annulaire est utilisé pour le transport des morceaux de matériau à broyer qui sont dirigés vers l'intérieur du tambour par un élément de guidage 31. Une structure hélicoïdale 32, du genre vis d'Archimède, est donc fixée de manière à tourner autour du tube 41 avec le tourillon 15, lorsque le tambour est en rotation. Elle est prévue pour entraîner, vers l'intérieur du tambour, les morceaux, déviés par l'organe de guidage, qui se déplacent ainsi en longeant extérieurement le tube 41. Dans la réalisation envisagée, cette structure est préférablement rigide et dure, pour résister à la poussée des morceaux de matériau à broyer et aux frottements.

[0019] Dans l'exemple de réalisation proposé, le conduit annulaire 35 est également parcouru par le mélange constitué par du gaz et par le matériau pulvérisé. Ce parcours s'effectue en sens inverse de celui suivi par les morceaux de matériau à broyer. Cette circulation en double sens du matériau à broyer et du matériau pulvérisé est possible du fait que les aubes de la structure hélicoïdale 32 sont suffisamment espacés du tube 41 comme cela apparaît sur la figure 3. Le mélange, éjecté hors du tambour est transmis, via le conduit annulaire et au travers du raccord 8, vers une conduite de sortie 36 reliée à un embout 44 de ce raccord. Ce mélange constitué de gaz et de matériau pulvérisé est ici symbolisé par la flèche B, il est par exemple exploité pour l'alimentation en combustible d'une chaudière.

[0020] Dans l'exemple de réalisation proposé, le raccord d'extrémité de tambour comporte des embouts de raccordement à la tuyauterie verticale et à la conduite de sortie. Les axes respectifs de ces embouts sont dans un même plan perpendiculaire à l'axe du tube d'injection de gaz qui traverse le raccord, au niveau de l'élément de guidage, ce dernier étant ici supposé constitué sous la forme d'un plan, obliquement disposé par rapport à l'axe du tube et à celui de l'embout de tuyauterie verticale.

[0021] Une entrée de gaz additionnel est éventuellement prévue pour l'alimentation d'une boîte de séchage 30, en partie haute de tuyauterie verticale 6, pour favoriser la dessiccation du matériau à broyer. Les débits de gaz respectifs Aa par cette boîte et A par le tube 41 à chacune des extrémités du tambour sont alors contrôlés de manière coordonnée en vue d'obtenir un débit optimal de mélange B en sortie de conduite 36.

Revendications

1. Installation de broyage comprenant un broyeur à boulets comportant un tambour rotatif (11, 12, 13) d'axe horizontal (XX') dont chaque extrémité comprend un tourillon (14, 15) reposant sur un palier (16, 17), le broyeur étant alimenté en matériau à broyer et en gaz par au moins l'une de ses extrémités au moyen d'un dispositif d'alimentation comprenant une tuyauterie (6) d'alimentation en matériau à broyer, un tube rigide (41) d'injection de gaz traversant axialement le tourillon correspondant (14, 15), ledit tube rigide (41) et ledit tourillon définissant (14, 15) entre eux un conduit annulaire (35), ladite tuyauterie (6) d'alimentation débouchant dans ledit conduit annulaire (35) à proximité du tourillon correspondant (14, 15), ledit tourillon (14, 15) contenant une structure hélicoïdale rigide (32) du genre vis d'Archimède disposée autour dudit tube rigide (41) d'injection de gaz, ladite structure hélicoïdale rigide (32) tournant avec le tambour lors de sa rotation pour entraîner le matériau à broyer vers l'intérieur du tambour rotatif (11, 12, 13), une conduite de sortie (36) communiquant avec ledit conduit annulaire (35) pour l'éjection hors du tambour du mélange constitué par du gaz et par le matériau broyé sous forme de poudre, caractérisé en ce que ladite tuyauterie (6) d'alimentation en matériau à broyer est sensiblement verticale et débouche dans ledit conduit annulaire (35) au niveau d'un élément de guidage (31) permettant de diriger le matériau à broyer transmis par la tuyauterie (6) vers le tambour, en ce que ledit tube rigide (41) d'injection de gaz est maintenu immobile et pénètre dans le tourillon (14, 15) en traversant depuis l'extérieur ledit élément de guidage (31) et en ce que ladite structure hélicoïdale rigide (32) est fixée au tourillon (14, 15).

2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle le tube rigide (41) d'injection de gaz est monté sur un portique d'immobilisation (42).

3. Installation selon la revendication 2, dans laquelle le tube rigide (41) d'injection de gaz et ledit élément de guidage (31) sont montés sur un même portique d'immobilisation.

4. Installation selon la revendication 3, dans laquelle le tube (41) et l'élément de guidage (31) prévus pour une extrémité de tambour et portés par un même portique d'immobilisation (42), sont incorporés dans un raccord (8) d'extrémité de tambour qui vient se positionner en bout au niveau de cette extrémité, et se fixer en bout au niveau des extrémités respectives de ladite tuyauterie verticale (6) et de ladite conduite de sortie (36).

5. Installation selon la revendication 4, dans laquelle le raccord (8) d'extrémité de tambour comporte des embouts (7, 44) de raccordement à la tuyauterie verticale (6) et à la conduite de sortie (36) dont les axes respectifs sont dans un même plan perpendiculaire à l'axe (XX') du tube (41) d'injection de gaz au travers dudit raccord, ledit élément de guidage (31) étant constitué sous la forme d'un plan obliquement disposé par rapport à l'axe du tube (41) et à celui de l'embout de tuyauterie verticale (6).

6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le tube d'injection de gaz (41) monté à une extrémité du tambour débouche dans ce tambour à un niveau situé en retrait par rapport à la partie principale de ce tambour et à l'intérieur du tourillon.

7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle chaque tuyauterie verticale (6) comporte une boîte de pré-séchage (30) permettant d'introduire un gaz chaud additionnel au niveau de cette tuyauterie.

8. Installation selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit raccord (8) comprenant ledit portique (42), le tube rigide (41) d'injection de gaz et ledit élément de guidage (31), est déplaçable et vient se connecter au tourillon (14, 15) par un embout (9) via un joint tournant.

Ansprüche

1. Mahlanlage mit einer Kugelmühle, die eine Drehtrommel (11, 12; 13) mit horizontaler Achse (XX') besitzt, wobei jedes Ende einen Lagerzapfen (14, 15) aufweist, der auf einem Lager (16, 17) ruht, wobei der Mühle das zu vermahlende Material sowie Gas zugeführt wird und zwar über mindestens eines ihrer Enden mittels einer Zufuhrvorrichtung, die eine Zuführleitung (6) für das zu vermahlende Material und ein starres Rohr (41) für die Gaseinspritzung besitzt, das den entsprechenden Lagerzapfen (14, 15) axial kreuzt, wobei das starre Rohr (41) für die Gaseinspritzung und der Lagerzapfen (14, 15) untereinander eine Ringleitung (35) bilden, wobei die Zufuhrleitung (6) in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Lagerzapfens (14, 15) in diese Ringleitung (35) mündet, wobei der Lagerzapfen (14, 15) eine schraubenförmige, starre Konstruktion (32) nach Art der archimedischen Wasserschraube besitzt, die um das starre Rohr (41) für die Gaseinspritzung angeordnet ist, wobei sich diese schraubenförmige, starre Konstruktion (32) während der Drehung der Trommel zusammen mit der Trommel dreht, um das zu vermahlende Material in Richtung des Trommelinneren der Drehtrommel (11, 12, 13) mitzuführen, wobei eine Austrittsleitung (36) mit der genannten Ringleitung (36) in Verbindung steht, um das Gemisch aus Gas und des vermahlenen Materials in Pulverform aus der Trommel auszustoßen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhrleitung (6) für das zu vermahlende Material vertikal verläuft und in Höhe eines Führungselementes (31) in die genannte Ringleitung (35) mündet, so dass das über die Rohrleitung (6) kommende, zu vermahlende Material in Richtung Trommel gelenkt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das starre Rohr (41) für die Gaseinspritzung unbeweglich gehalten wird und in den Lagerzapfen (14, 15) eindringt, indem es das Führungselement (31) von außen durchdringt und dadurch gekennzeichnet, dass die schraubenförmige, starre Konstruktion (32) an dem Lagerzapfen (14, 15) befestigt ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, bei der das starre Rohr (41) für die Gaseinspritzung an einen Immobilisationsrahmen (42) montiert wird.

3. Anlage nach Anspruch 2, bei der das starre Rohr (41) für die Gaseinspritzung und das Führungselement (31) auf ein und demselben Immobilisationsrahmen montiert sind.

4. Anlage nach Anspruch 3, bei der das Rohr (41) und das Führungselement (31), die für ein Trommelende vorgesehen sind und durch ein und denselben Immobilisationsrahmen (42) getragen werden, in ein Verbindungsstück (8) eines Trommelendes integriert sind, das am Ende in Höhe dieses Trommelendes positioniert und am Ende in Höhe der jeweiligen Enden der vertikalen Rohrleitung (6) und der Austrittsleitung (36) befestigt ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, bei der das Verbindungsstück (8) für das Trommelende Anschlussstücke (7, 44) an die vertikale Rohrleitung (6) und an die Austrittsleitung (36) besitzt, deren jeweilige Achsen sich in der gleichen Ebene senkrecht zur Achse (XX') des Rohrs (41) für die Gaseinspritzung durch das Verbindungsstück hindurch befinden, wobei das Führungselement (31) die Form einer Ebene hat, die schräg zur Rohrachse (41) und zur Achse des Anschlussstücks der vertikalen Rohrleitung (6) angeordnet ist.

6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das an einem Trommelende montierte Rohr für die Gaseinspritzung (41) auf einer Höhe in diese Trommel mündet, die im Verhältnis zum Hauptteil dieser Trommel zurückgesetzt ist, und im Innern des Lagerzapfens liegt.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede vertikale Rohrleitung (6) einen Vortrocknungskasten (30) besitzt, der es ermöglicht, ein zusätzliches Heißgas in Höhe dieser Rohrleitung zuzuführen.

8. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (8) mit dem Rahmen (42), dem starren Rohr (41) für die Gaseinspritzung und dem Führungselement (31) verschiebbar ist und über eine Drehverbindung mittels eines Ansatzstücks (9) mit dem Lagerzapfen (14, 15) verbunden wird.

Claims

1. A pulverizing installation comprising a ball mill including a rotary drum (11, 12, 13) having a horizontal axis (XX') and each end of which comprises a journal (14, 15) resting on a bearing (16, 17), the mill being fed with material to be pulverized and with gas via at least one of its ends by means of a feed device comprising a feed pipe (6) for feeding with material to be pulverized, a rigid gas injector tube (41) passing axially through the corresponding journal (14, 15), said rigid tube (41) and said journal (14, 15) defining therebetween an annular duct (35), said feed pipe (6) discharging into said annular duct (35) in the vicinity of the corresponding journal (14, 15), said journal (14, 15) containing a rigid helicoidal Archimedes screw structure (32) disposed about said rigid gas injector tube (41), said rigid helicoidal structure (32) turning with the drum when the drum rotates in order to feed the material to be pulverized towards the interior of the rotary drum (11, 12, 13), an outlet duct (36) communicating with said annular duct (35) for ejecting the mixture constituted by the gas and by the material pulverized in the form of powder out of the drum, the installation being characterized in that said feed pipe (6) for feeding material to be pulverized is substantially vertical and discharges into said annular duct (35) at the level of a guide member (31) for directing the material to be pulverized as conveyed by the pipe (6) towards the drum, in that said rigid gas injector tube (41) is held immobile and penetrates into the journal (14, 15) by passing through said guide member (31) from the outside, and in that said rigid helicoidal structure (32) is fixed to the journal (14, 15).

2. An installation according to claim 1, wherein the rigid gas injector tube (41) is mounted on an immobilizing frame (42).

3. An installation according to claim 2, wherein the rigid gas injector tube (41) and said guide member (31) are mounted on the same immobilizing frame.

4. An installation according to claim 3, wherein the tube (41) and the guide member (31) at one end of the drum and carried by the same immobilizing frame (42) are incorporated into an end connector (8) of the drum which is butted against that end of the drum and butt-jointed to the respective ends of said vertical pipe (6) and said outlet duct (36).

5. An installation according to claim 4, wherein said guide member (31) takes the form of a plate disposed obliquely to the axes of the tube (41) and the coupling member of the vertical pipe (6), and the end connector (8) of the drum includes coupling members (7, 44) for connecting it to the vertical pipe (6) and to the outlet duct (36) and whose respective axes are in a common plane through said connector and perpendicular to the axis (XX') of the gas injector tube (41).

6. An installation according to any one of claims 1 to 5, wherein the gas injector tube (41) mounted at one end of the drum discharges into the drum at a location which is set back inside the journal relative to the main part of the drum.

7. An installation according to any one of claims 1 to 6, wherein each vertical pipe (6) includes a pre-dryer box (30) for introducing an additional hot gas into the pipe.

8. An installation according to claim 4, characterized in that said connector (8) comprising said frame (42), the rigid gas injector tube (41), and said guide member (31) is displaceable and is connected to the journal (14, 15) via a coupling member (9) and a rotary seal.

Dessins