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APPAREIL DE COMMANDE ET DE REGLAGE POUR BROYEURS A CYLINDRES.
La présente invention concerne un appareil de commande et' de ré- glage pour broyeurs à cylindres, à servo-moteurs actionnés par un fluide sous pression pour l'embrayage et le débrayage automatiques des cylindres broyeurs, des rouleaux d'alimentation et des segments distributeurs, appa- reil dans lequel l'arrivée du fluide sous pression aux servo-moteurs est commandée par un dispositif de contrôle monté dans la trémie d'alimenta- tion en produit à broyer.
Les appareils de commande et de réglage de ce genre, connus jusqu'ici (voir par exemple les Brevets allemands 469.101, 479.608, 520.980, 521.681 et 680.964), fonctionnent imparfaitement et ne répondent pas en- tièrement aux conditions imposées par la pratique en ce sens que l'embraya- ge et le débrayage des cylindres broyeurs ont lieu assez lentement. Alors qu'avec un appareil de commande manuelle, l'embrayage et le débrayage sont effectués rapidement par le fait que le meunier embraye rapidement le broyeur par une forte poussée, tandis que le débrayage des cylindres broyeurs est réalisé rapidement par un choc exercé sur un cliquet à ressort maintenant le levier d'embrayage de ces cylindres, un servo-moteur à fluide sous pression ralentit l'embrayage et le débrayage automatiques.
Ceci sera décrit ci-après en regard de la fig. 1 du dessin annexé qui représente un exemple d'un appa- reil de commande et de réglage connu.
Cette fig. 1 montre un broyeur double, dans le carter 1 duquel sont montées deux paires de cylindres broyeurs 2, 3 et deux paires de rou- leaux d'alimentation 4, 5. Le dispositif de commande du cylindre broyeur mo- bile de chaque paire est prévu latéralement à l'extérieur du carter. La fi- gure n'indique que le dispositif de commande appartenant au côté droit du broyeur et, pour plus de clarté, ce dispositif est représenté sur le côté gauche. Il comporte un palier oscillant 6 pour le cylindre broyeur mobile 2.
Sur ce palier agit une tige de traction 7 portant un volant de manoeuvre 7'.
La tige de traction 7 est articulée à un levier d'embrayage 8 solidaire de
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l'arbre d'accouplement 9. En 10 est indiqué le ressort de débrayage agis- sant sur le palier oscillant 6. Le levier d'embrayage 8 est relié cinémati- quement au piston 11 d'un servo-moteur.'Ce piston coulisse dans un cylindre 12 solidaire du carter 1. En 13 est indiquée une butée fixe destinée à li- miter le mouvement du levier d'embrayage 8. Au-dessus des rouleaux d'ali- mentation 4, 5 est prévue une trémie d'alimentation 14 recevant le produit à broyer et fermée dans le bas par un segment distributeur 15 disposé au- dessus du rouleau d'alimentation 4.
Ce segment est actionné par un levier 16 relié par une tige 17 au piston 18 coulissant dans le cylindre 19 d'un servo-moteur. Ce cylindre 19 contient un ressort 24 sous l'action duquel le piston 18 a tendance à fermer le segment distributeur 15. En 23 est in- diquée une pompe qui refoule du fluide sous pression par une tuyauterie 25 dans les cylindres 12 et 19. Le fluide arrivant dans le cylindre 19 a ten- dance à pousser le piston 18 vers le bas à l'encontre de l'action du res- sort 24, et d'ouvrir ainsi le segment distributeur 15. Mais ceci ne se pro- duit que lorsque le canal 18' du piston 18 est fermé. Dans ce dernier cas,. le fluide sous pression peut retourner à travers le piston vers la pompe 23.
La fermeture du canal 18' est assurée par un pointeau 20 présentant à son extrémité inférieure un cône 20' coopérant avec l'orifice supérieur du ca- nal 18', tandis qu'il est articulé par son extrémité supérieure à un levier 21. Celui-ci porte un dispositif de contrôle 22 monté dans la trémie d'a- limentation 14 recevant le produit à broyer.
Le dispositif de contrôle 22, sur lequel agit le produit à broyer descendant dans la trémie d'alimentation 14, abaisse le pointeau 20 qui obstrue par son cône 20' l'orifice du canal 18'. Le fluide sous pres- sion pousse alors le piston 18 vers le bas, jusqu'au moment où un intervalle suffisant est ménagé entre le cône 20' du pointeau 20 et l'orifice supérieur du canal 18' pour permettre au fluide sous pression de s'échapper par le ca- nal. Le pointeau 20 et' le piston 18 se déplacent donc toujours comme s'ils étaient solidaires l'un de l'autre. La pression exercée par le fluide est déterminée par la puissance du ressort 24 et par la surface du piston 18.
Etant donné que la chambre au-dessus du piston 18 est reliée par la tuyau- terie de refoulement 25 de la pompe 23 au cylindre 12, le piston 11 est déplacé, après la fermeture du canal 18' par le pointeau 20, de façon que les cylindres broyeurs et les rouleaux d'alimentation soient embrayés. La puissance des ressorts 10 et 24, et les surfaces des pistons 11 et 18, sont choisies telles que le piston 11 se déplace d'abord dès que le cône 20' du pointeau 20 obstrue le canal 18'. Le piston 18 ne se déplace que lorsque le piston 11 est arrêté par la butée fixe 13, ce qui a pour effet d'augmen- ter la pression régnant dans la tuyauterie 25. Ce piston 18 descend alors autant que le pointeau 20.
Si l'arrivée du produit à broyer s'arrête, le dispositif de contrôle s'élève sous l'action du ressort de rappel 22', et le pointeau 20 dégage l'orifice du canal 18' du piston 18. Ce piston suit alors le mouvement ascendant du pointeau 20 jusqu'à la butée fixe 18".
Ensuite, le piston 11, rappelé par le ressort 10, refoule le fluide hors du cylindre 12 par la tuyauterie 25 et le canal 18' du piston 18 vers la pompe 23. Les cylindres broyeurs sont débrayés.
Or, le mouvement d'embrayage et de débrayage du piston 11 ou des cylindres broyeurs 2,3 est généralement trop lent, parce que le pointeau 20 ne ferme et n'ouvre pas immédiatement et complètement le canal 18' du piston 18 au début et à la fin de l'arrivée du produit à broyer, de sorte qu'une partie du fluide peut encore retourner à la pompe, ou ne s'échappe pas assez rapidement du cylindre 12 par l'orifice encore trop petit pour le dé- brayage. Cette lenteur, que le meunier reproche aux opérations d'embrayage et de débrayage, présente l'inconvénient que les cylindres 2, 3 laissent passer du produit non traité pendant leur mouvement de serrage ou d'espace- ment, étant donné que le dispositif d'alimentation n'est lui-même pas em- brayé ni débrayé instantanément.
Si le fluide sous pression (l'huile par exemple) s'épaissit sous l'action du froid, cet inconvénient devient encore plus grave.
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D'autre part, le dispositif qui vient d'être décrit refuse com- plètement lorsqu'on prévoit une source commune de fluide sous pression; constituée par une pompe unique, parce que la pression régnant dans l'en- semble du circuit 23, 25, 18, 11 est déterminée par la surface du piston 18 et par le ressort 24, qui fonctionnent comme une soupape de dérivation ou de sûreté. La totalité du fluide refoulé par la pompe retourne alors vers la pompe à travers le piston 18, dont le ressort est le plus faible, de sorte' que ce piston se déplace seul, tandis que les pistons 18 des autres broyeurs à cylindres ou segments distributeurs restent immobiles.
En effet, il est pratiquement impossible de tarer les ressorts de tous les pistons avec une précision telle, ou d'égaliser les frottements et autres résistances de tous les segments distributeurs avec une uniformité telle que tous les régula- teurs puissent fonctionner en parallèle et sans être contrariés. On pour- rait remédier à cet inconvénient en réduisant la section du,7 conduit 25 al- lant au cylindre 19, pour obtenir dans le circuit et les cylindres 12 une pression d'embrayage supérieure à celle règnant dans les cylindres 19. Dans ce cas, les pistons 18 pourraient fonctionner sans se contrarier récipro- quement.
Mais cet agencement présenterait le grave inconvénient que, lors de l'embrayage et du débrayage des cylindres broyeurs, le fluide sous pres- sion s'échapperait des cylindres 12 par le point d'étranglement, ce qui retarderait considérablement les mouvements d'embrayage et de débrayage.
Un faible étranglement entraînerait par contre une consommation très éle- vée en fluide sous pression.
Le but de l'appareil de commande et de réglage suivant la pré- sente invention est d'éliminer les inconvénients précités, en l'espèce l'em- brayage et le débrayage trop lents des cylindres broyeurs et des rouleaux d'alimentation,le mauvais fonctionnement en parallèle de plusieurs broyeurs avec une source commune de fluide sous pression, et la trop grande consom- mation en fluide sous pression. A cet effet, on prévoit dans la tuyauterie d'adduction du fluide sous pression aux servo-moteurs un distributeur-inver- seur que le dispositif de contrôle peut amener dans deux positions extrêmes pour assurer l'embrayage et le débrayage rapides des cylindres broyeurs et des rouleaux d'alimentation.
Les figs. 2 et 3 du dessin annexé représentent en coupe verti- cale deux modes de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans le cas de la fig. 2, les éléments 1 à 25 sont identiques à ceux de la fig. 1, et ils ont été décrits en regard de- cette dernière fi- gure. Mais ce mode de réalisation comporte également un distributeur-inver- seur constitué par un boisseau 26, un tiroir 27 et un ressort 28, et muni de sept tubulures d'arrivée et de départ 29, 30, 31, 32, 33, 34 et 35. Pour ' plus de clarté, ce distributeur est représenté à une échelle plus grande que le broyeur proprement dit. En réalité, sa course et sa section sont très in- férieures à celles du piston 18 commandant le segment distributeur 15. Le tiroir 27 présente une gorge périphérique 36.
Le fluide sous pression refoulé par la pompe 23 arrive par la tuyauterie 25 et la tubulure de grande section 33 dans le boisseau 26,. et passer par la gorge périphérique 36 du tiroir 27.
Dans la position représentée des organes, le fluide sort en 30 et arrive dans le cylindre de commande 12. Celui-ci est donc relié par des tuyauteries de grande section directement à la pompe ou à la source commune, et il reçoit exactement la pression régnant dans ces tuyauteries. En 34, une tubulure très étroite relie la tuyauterie principale 25 à la chambre du boisseau 26, qui est reliée en 29 au cylindre 19 par un conduit un peu plus large. Lors- que le pointeau 20 ferme l'orifice du canal 18' du piston 18, la même pres- s.ion s'établit au-dessous du piston 27'et au-dessus.du piston 27 et au-dessus du piston 18.
La valeur de cette pression est encore déterminée par la surfa- ce du piston 18 et par le ressort 24. Ces éléments sont proportionnés de fa- çon que la pression soit suffisante pour comprimer le ressort 28 du tiroir 27, et pour maintenir ce tiroir dans la position représentée. Mais si le pointeau 20 dégage un. peut l'orifice du canal 18' du piston 18, le.,fluide , s'échappe à travers ce canal plus rapidement qu'il ne peut suivre par la tubulure très étroite 34. Il en résulte que la pression au-dessous du tiroir
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27 est annulée, et que le ressort 23'peut rappeler ce tiroir vers sa position inférieure.
La communication entre la tubulure 30 et la tubulure d'arrivée 33 est ainsi interrompue, tandis que la tubulure 31 est reliée à la tubulure d'évacuation 35. Le fluide sous pression peut donc s'échapper du cylindre 12 par des conduits à grande section vers la pompe 23, et le débrayage a lieu très rapidement. Le tiroir 27, qui n'exécute qu'une très petite course, ne peut jamais s'immobiliser dans une position intermédiaire, et il se place au contraire toujours et instantanément dans une des positions extrêmes, de sorte que la tubulure d'arrivée 30 et la tubulure d'évacuation 35 du bois- seau 26 sont toujours complètement'ouvertes.
Par suite de la très faible section de la tubulure 34, le pis- ton 18 du segment distributeur 15 se déplace plus lentement que dans le cas de la fig. 1 lorsqu'il est commandé par le pointeau 20. Toutefois ceci ne constitue pas un inconvénient mais au contraire un avantage. En effet, le produit à broyer, par exemple le son léger du troisième et du quatrième broyage ne passe pas uniformément à travers la trémie d'alimentation 14 en regard du dispositif de contrôle 22, et il a au contraire tendance à s'accrocher et à s'effondrer ensuite brusquement. Le piston 18 ne suit que lentement ce mouvement irrégulier et le compense, de sorte qu'il n'exerce qu'une faible action sur le segment distributeur 15, et que l'arrivée du produit à broyer sur les cylindres broyeurs reste uniforme.
D'autre part, la tubulure étroite 34 ne laisse passer qu'une petite partie de la totalité du débit de la pompe, de sorte que la consom- mation en fluide sous pression est réduite pour l'ensemble des mouvements du piston 18 et du segment distributeur 15, car le piston 11 commandant les cylindres broyeurs ne consomme aucun fluide sous pression lorsque ces cylin- dres sont embrayés.
Enfin, si on choisit convenablement la surface du piston 18 et la puissance du ressort 24, on peut obtenir dans le cylindre 19 et dans le boisseau 26 une pression inférieure à celle de la tuyauterie 25 de la pompe, ou de la source commune. Les segments distributeurs 15 de tous les broyeurs raccordés peuvent donc fonctionner sans se contrarier réciproquement.
Dans l'appareil de commande et de réglage que montre la fig.
3, le segment distributeur 15 n'est pas réglé par un servo-moteur 18, 19.
Il est au contraire actionné par un volet tâteur ordinaire 14a, monté dans la trémie d'alimentation 14 et transmettant ses mouvements par des leviers 16, 16a, de sorte qu'un très faible mouvement du volet tâteur 14a occupant sa position supérieure, c'est-à-dire lorsque le passage du produit à broyer est arrêté, peut être utilisé pour embrayer et pour débrayer rapidement les cylindres broyeurs et les rouleaux d'alimentation à l'aide du distributeur - inverseur. A cet effet, la tubulure 29 du distributeur 26 - 27 aboutit à la boite d'un petit clapet de retenue 38. Au cours du fonctionnement, celui- ci est fermé par la pression régnant dans la tubulure 29.
Lorsque l'arrivés du produit à broyer s'arrête, c'est-à-dire lorsque le volet distributeur 14a occupe sa position la plus élevée, le clapet 38 s'ouvre et le fluide sous pression peut s'échapper rapidement de la tubulure 29 vers la pompe, parce qu'il ne peut pas suivre aussi rapidement par la tubulure très é- troite 34. Le tiroir 27 descend et démasque la tubulure de grande section 31 qui relie le cylindre 12 au conduit de retour 35. Le piston 12 débraye donc rapidement. Dès que le produit à broyer recommence à arriver, le fonc- tionnement se répète dans le sens contraire.
Un robinet 29a, intercalé dans la tubulure 29 reliant le distri- buteur 26, 27 au régulateur 18, 19, 20 ou au clapet de retenue 38, permet d'interrompre l'arrivée du fluide sous pression à ce régulateur. Lorsque ce robinet est fermé, l'air comprimé arrivant par l'étroite tubulure 34 élève le tiroir 27 du distributeur, et les cylindres broyeurs ainsi que les rouleaux d'alimentation restent fortement embrayés, même si la trémie d'alimentation 14 ne contient qu'une faible quantité de produit à broyer, c'est-à-dire si le régulateur 18, 19, 20 ou le clapet de retenue 38 a tendance à débrayer les cylindres et rouleaux.
Mais, dans ce cas, il est indiqué de laisser les
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cylindres et rouleaux embrayes afin que la trémie d'alimentation puisse être complètement vidée par la petite fente qui se maintient entre le segment 15 et le rouleau 4.
Si le fluide sous pression est constitué par de l'air comprimé, tous les conduits de retour à la pompe sont supprimés. Pour ce cas, les--, figs. 2 et 3 montrent en pointillé la tuyauterie du distributeur-inverseur.
Si on raccorde alors complémentairement en 32 une tubulure d'arrivée de fai- ble section, le tiroir rappelé (position inférieure) laisse également passer de l'air comprimé dans le conduit d'évacuation 35, et on dispose alors non seulement de l'air d'échappement du cylindre 12 passant par la tubulure 31, mais également d'une certaine quantité d'air comprimé provenant de la source par la tubulure 32,- pour actionner un sifflet avertisseur 37. Celui- ci siffle aussi longtemps que le tiroir 27 reste dans sa position inférieu- re, c'est-à-dire aussi longtemps que le broyeur est débrayé. Il s'arrête instantanément dès que le broyeur est embrayé.
La tige 17 du piston 18 du servo-moteur peut actionner non seu- lement le segment distributeur 15, mais également le régulateur de tours- minute des cylindres broyeurs et des rouleaux d'alimentation.
Si le dispositif de contrôle ne commande que l'embrayage et le débrayage des cylindres broyeurs et des rouleaux d'alimentation, tandis que l'alimentation en produit à broyer est réglée à la main ou par des moyens mécaniques (à l'aide du segment 15), le piston 18 du mode de réalisation de la fig. 2 peut être bloqué dans son cylindre 19, le fonctionnement du distributeur-inverseur restant le même.
Dans les exemples de l'appareil de commande et de réglage dé- crits en regard des figs. 2 et 3, une haute pression uniforme est mainte- nue dans les servo-moteurs pour l'embrayage et le débrayage des cylindres broyeurs et des rouleaux d'alimentation, de même que dans les conduits d'ar- rivée de ces servo-moteurs. Dans les servo-moteurs pour le réglage de l'arri- vée du produit à broyer, et dans les chambres du distributeur-inverseur, rè- gne une pression plus réduite qui peut être différente pour les'différents broyeurs, lorsque ceux-ci sont commandés en parallèle par une source commune de fluide sous pression, afin .que les segments distributeurs 15 assurent un fonctionnement correct des broyeurs malgré les résistances variant de l'un à l'autre de ceux-ci.