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La présente invention e=:'; ^F 7a i,ive à des appareils
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pour broyer ou concasser, spécialement destinas à la réduction de roches, ruinerais et autres-matières dures (ci-après désignés
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par roches) à une dimension requite. Habituellement, de tels
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appareils comprennent des moyens pour soumettre la matière à des
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chocs d'crasei,icnt. La présente invention st basée sur le fait que la résistance au cisaillement de certaines rochess par
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exemple des roches .sédimentaires, est considérablement moindre que leur résistance à l'écrasement, par exemple moins d'un cin- quième ou d'un sixième- de cette dernière résistance.
Suivant la présente invention, un procédé de broyage de roches consiste à soumettre la roche à une opération de ci- saillement ou des opérations successives de cisaillement en la disposant entre des éléments de cisaillement à déplacement relatifs, agencés de telle sorte que l'effort et la déformation ou tension maxima de cisaillement soient produits suivant un plan localisé sur ou parallèle à une ligne passant à travers la roche entre les points de contact des éléments de cisaille- ment et de ladite roche, en provoquant ainsi un effort de ci- saillement uniformément réparti dans ce plan de la section.
Un appareil de broyage suivant l'invention comprend. des éléments de cisaillement à déplacements relatifs, agencés pour se rapprocher ou se dépasser l'un l'autre, de sorte que la ligne de déplacement du bord cisaillant d'un élément crée un jeu relativement petit avec le bord cisaillant de l'autre élément, et des moyens pour localiser la roche à broyer et/ou pour l'alimenter dans l'ouverture qui se rétrécit, entre les éléments de cisaillement.
Un ou plusieurs des éléments de cisaillement peuvent être fixes et un ou plusieurs d'entre eux peuvent être mobiles ou bien on peut avoir des éléments de cisaillement se déplaçant en sens opposés.
Dans les agencements dont question ci-avant, les élémen@ de cisaillement peuvent tourner ou osciller autour d'un axe ou être animés d'un mouvement alternatif le longd'une ligne qui est horizontale, verticale ou inclinée par rapport à l'horizon- tale, et des moyens sont prévus pour diriger la roche à cisailler dans un sens transversal à cet axe ou -cette ligne.
Dans une construction suivant l'invention, un élément rotatif, oscillant ou animé d'un mouvement alternatif, portant
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le ou les éléments de cisaillement, est monts dans des paliers à l'intérieur d'un carter auquel est fixé le ou les autres élé- ments de cisaillement et qui porte également une trémie ou autre moyen de guidage pour diriger la roche entre les éléments de cisaillement mobiles et les éléments de cisaillement fixes.
Un élément de cisaillement fixe peut être prévu à un endroit situé près de la jonction de la trémie d'alimentation et du carter, sur le côté se trouvant en avant de la trémie par rapport au sens de rotation.
Dans le cas où l'appareil comporte un rotor,un cer- tain nombre d'éléments de cisaillement peuvent être agencés côte à côte sur ce rotor-et décalés les uns par rapport aux autres suivant la circonférence, ces éléments de cisaillement décalés coopérant avec un ou plusieurs éléments de cisaillement fixes.
Dans un tel agencement, chaque élément de cisaillement fixe est, de préférence, droit et s'étend suivant la longueur axiale du rotor.
Dans les agencements dont il est question ci-avant, une grille ou plaque perforée peuvent être disposées en dessous des éléments de cisaillement à déplacements relatifs et espacées de . ces éléments-, de sorte que des portions de roche retenues sur cette grille ou plaque sont ramenées par les éléments de cisail- lement mobiles vers l'endroit de cisaillement.
La grille' ou la plaque perforée peuvent être avancées pour s'étendre vers le haut au-delà du ou des éléments de cisail- lement mobiles, de manière à former une trémie d'alimentation, et sont agencées pour laisser passer de petites portions de ro- che.qui ne demandent pas de cisaillement et pour les délivrer à distance des éléments de cisaillement mobiles. Cu encore, une paroi de la trémie peut être perforée dans le même but.
Des moyens peuvent être prévus pour faire vibrer la grille, la plaque perforée ou les parois de la trémie.
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D'autres caractéristiques de l'invention seront mon- trées par la description et les revendications suivantes.
On donnera ci-après une description d'un certain nombre de formes de réalisations de l'invention, avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue en coupe d'une forme de réali- sation, prise suivant la ligne 1-1 de la figure 2 en regardant dans le sens des flèches.
La figure 2 est une coupe longitudinale du même appa- reil, prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1, en regardant dans le sens des flèches.
La figure.3 est une-vue de face de deux variantes d'é- léments de cisaillement fixes et mobiles coopérants.
La figure 4 est une vue similaire à celle de la figure
2 d'une autre forme de réalisation d'appareil.
La figure 5 est une vue en coupe de la construction de la figure 4.
La figure 6 est une vue en plan de l'agencement montré à la figure 4.
La figure 7 est une -vue en coupe à travers une autre forme-de construction encore.
La figure 8 est une vue similaire à celle de la figure
7 d'une autre variante encore de construction.
La figure 9 est une vue en coupe à travers une autre réalisation encore.
Dans la construction des figures 1 à 3, l'appareil comprend une base 10 comportant une ouverture de décharge 11 qui présente un épaulement 12 faisant face vers le haut. Sur la base 10 repose une portion de carter 13 dans laquelle est monté à rotation un rotor 14. Un certain nombre de barres formant gril- lage 15, espacées et parallèles, reposent sur cet épaulement 12 de l'ouverture 11 de la base 10, ces barres s'étendant vers' le haut dans le carter et étant maintenues en place par des épaule-
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ments 16 montés vers le bas, formés sur la carter* En coupe,les barres sont effilées, leur plus petite extrémité étant à la. par- tie inférieure, comme montré à la figure 2.
Une des parois laté- rales 17 du carter s'étend.plus haut que l'autre et se termine par une tape inclinée 19 qui est parallèle à un rayon du rotor.
Cette facerésente une cavité en 20 pour recevoir un élément de cisaillement 21 en forme de hande, dont le bord seprojette légè- rement au-delà de la surface interne de cette paroi latérale 17.
L'élément de cisaillement est maintenu, de façon amovible, sur la paroi latérale par un certain nombre de boulons 22 et ses bords opposés sont similairement. conformés, de manière que cet élément puisse être .retourné lorsqu'un bord est usé. L'autre paroi 18 du carter est conformée pour présenter un épaulement 23 orienté vers le bas et qui constitue une extension, vers le haut, de 1' épaulement 12 ci-avant qui maintient les barres 15 en place; cet épaulement 23 présente une autre cavité 24 recevant un élé- ment de cisaillement 25 similaire à celui décrit ci-avant et qui est maintenu par des vis.
A la partie supérieure du carter est fixée une trémie 27, dont un côté 28 est incliné par rapport à la verticale, de manière à former un prolongement de la surface terminale inclinée 19 de la première paroi 17 du carter; la pa- roi opposée 29 de cette trémie peut être soit verticale, soit inclinée de l'un ou l'autre côté par rapport à la verticale. Les autres parois peuvent également être verticales ou inclinées vers l'extérieur en direction ascendante. La partie supérieure du rotor est agencée pour s'étendre dans la partie inférieure de la trémie, et ce rotor est mis en rotation dans un sens tel qu' un point de sa partie supérieure se déplace depuis la paroi ver- ticale 29 vers la paroi inclinée 28.
Le rotor est pourvu de trois bras 30, une face 31 de chacun de ceux-ci étant radiale ou paral- lèle à un rayon, l'autre face 32 étant inclinée en direction de .,la base de la face radiale d'un bras adjacent. Chaque face ra- diale est creusée pour recevoir un élément de cisaillement 33 en
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forme de bande, qui s'étend suivant la longueur. axiale du rotor; la face extrême de chaque bras est en recul (diamètre moindre) en @ 34 à partir de l'élément de .cisaillement. Les éléments de cisaillement sont maintenus en place par des boulais convenables 35 passant par des trous prévus dans ces bras. Les bords 36 des éléments de ci saillement en forme de bandes sont agencés pour passer devant les éléments de cisaillement du carter avec le mi- nimum de jeu.
Comme dans le cas des premiers éléments de cisail- lement du carter, les éléments de cisaillement des bras du rotor sont réversibles autour d'un axe transversal à leur plus large face, de manière à amener les bords opposés en fonctionnement lorsqu'une usure s'est produite. Les bords des éléments de ci- @ saillement peuvent être droits et parallèles à l'axe de rotation, ou bien ils peuvent être conformas avec des saillies et des creux en forme de V ou de trapèze 37 ou 38, comme montré à la figure 3, de sorte que les saillies prévues sur un élément de ci- saillement peuvent être conçues pour passer dans les creux façonna de façon correspondante dans les autres éléments ; bien encore les bords peuvent être sinueux.
Les faces exposées des éléments de cisaillement peuvent également être pourvues de saillies 39.
La face interne 40 du carter peut être Conformée de telle façon, par rapport au cheminée parcoure circulaire des pointes des élé- ments de cisaillement du rotor, que l'espace compris entre ledit chemin de parcours et cette face interne 40 augmente graduelle- ment en largeur à partir du chemin de parcours en direction du bas.
Les bords supérieurs des barres formant grillage peuvent être de contour circulaire concave suivant leur longueur, de manière à être concentriques au rotor, ou bien les parties de ces bords, que rencontrent d'abord les éléments de cisaillement du rotor sont de contour circulaire et sont espacées de ce rotor d'une distance correspondant à la dimension de la roche broyée qu'on désire produire, et les parties des bords des barres, que les éléments de cisaillement du rotor rencontrent en dernier lieu, sont telles que l'espace diminue progressivement, de sorte que toutes portions de roche qui n'ont pas pu passer à tra-
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vers les barreaux de grillage sont emmenées vers le haut par les éléments de cisaillement du rotor contre le second élément de cisaillement fixe,
et que toutes portions de roche qui dépassent cet élément de cisaillement fixe sont soulevées à nouveau dans la trémie pour être soumises à une nouvelle action de cisaillement.
L'arbre 42 du rotor est supporté par des paliers con- venables 43 fixés aux parois terminales 44 du carter. Une extré- mité 45 de l'arbre est de diamètre réduit, et sur cette extrémité est calé un pignon d'entraînement 46.
Les barres de grillage 15 et une des parois latérales de la trémie peuvent être remplacées par une plaque perforée con- formée de la manière décrite ci-après avec référence ? la figure 7, ou bien les parois latérales de la, trémie'pourraient être perforées et agencées pour laisser passer les petites roches qui ne nécessitent pas un cisaillement et qui sont alors diri- gées vers l'ouverture 11 de la base.
On peut prévoir des moyens pour faire vibrer les barbes de grillage ou les parois perforées de la trémie.
Dans la construction représentée aux figures 4, 5 et 6, la partie centrale 47 de' l'arbre de rotor 46 est de section carrée cerise montré à la figure 5. Cinq éléments de cisaillement 49 sont montés côte à côte sur cette partie de l'arbre,et la largeur axiale de chacun de ces éléments est relativement petite, au lieu de s'étendre suivant pratiquement toute la largeur axiale du rotor comme dans la première construction décrite. Chaque clé- ment de cisaillement comporte un r:oyeu creux 30 présentant un alésage carré.
Les élémentsde cisaillement sont disposes de tel- le sorte,par rapport à leurs moyeux respectifs, que, lorsqu'ils sont assemblés sur l'arbre, ilssoient décalés les uns par rapport aux autres dans le sens circonférentiel.
Cependant, on peut utiliser tout nombre- quelconque d'éléments de cisaillement, même un seul, auquel cas celui-ci s'étendrait sui- vant la plus grande partie de la longueur axiale du rotor.
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L'arbre :1'0 ' :t. :,j^ 'i.v'i'C.' 'S- 3' -:çw #-:..v- convenables 51 prévus Ens 3 es parois te n-- in-:-.1 ce 2 du c¯.-. ¯ .s 'r, '1"<' joints d'étanchéité CC: étant prévus ce chaque couê. L'arbre u'étend de chaque côté hors du carter, et les extrémités saillantes peuvent tre tronconiques pour recevoir dos volants 53 et 5[-, le volant 51;. étant pourvu de rainures ci':wo:x?ér:-rzt.el-! :.s pour recevoir des courroies ou câbles d'entraîncnent.
Les parois terminales cont5..L;. "',1;, une partie de la tré- mie d'alimentation. De solides bandes c-s .:i.sa-i 2ler.mnt 57 et 56 s'étendent dans le carter sensiblement suivant la longueur toute entière du rotor, et ce suivant des côtés opposés de celui-ci, et elles sont fixées. par des boulons aux parois latérales 60 du carter. Ces parois latérales sont pourvues de parties 61 s'é- tendant vers le haut et dont les extrémités supérieures sont fixées par de grosses chevilles 62 aux parties supérieures des parois t minales 52..Ces parties 61 portent les côtés inclinés 69 de la trémie.
Les parois latérales et terminales sont en outre fixées ensemblepar des broches de cisaillement 63 qui sont pré- vues pour se rompre si un corps étranger non broyable était ame- né entre deux éléments de cisaillement . Une partie de base 64, formée d'une pièce avec les parois terminales 52, présente des épaulements 6- orientés vers le haut et destinés à supporter les barres de grillage espacées 66. L'enlèvement des chevilles 62 permet l'écartement des parois latérales 60 pour donner accès aux barres de grillade.
Les paliers sont montée dans des loments 67 fixés aux parois terminales 52 et sont pourvus de joints d'étanchéité pour empêcher l'entrée de saletés et la sortie de lubrifi nt.
Les parois terminales 52 sont agencées de Manière que les broches de cisaillement 63 puissent être enlevées en tra- versant ces parois.
Les parois latérales inclinées 69 de la trémie pour-
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raient être perforées de manière à laisser 'passer les plus pe- tites portions de roche, qui ne demandent pas un cisaillement, @ études moyens sont prévus pour diriger ces plus petites portions vers l'ouverture de la basé. Des moyenspeuvent également être prévus pour faire vibrer les barres de grillage et/ou les parois perforées de la trémie, comme décrit avec référence à la figure 7.
Dans la construction représentée à la figure 7, le rotor, les parois terminales 52 et une des parois latérales 60 sont similaires à ceux de la dernière construction décrite, mais les barres de grillage de cette dernière construction sont rem- placées par une plaque perforée ou à ouvertures70 dont une par- tie 71 est courbée de manière à être concentrique au rotor et est soutenue par un élément de la partie de base 64. L'autre extrémi- té 72 de la plaque s'étend tangentiellement à la partie courbe et est supportée par l'autre paroi latérale 73 qui, dans ce cas, est fixe.
L'extrémité supérieure de cette partie tangentielle s'étend au-dessus du rotor et constitue une partie de la trémie* La roche peut être alimentée de ce côté-là de la trémie, de sorte que les plus petites portions ,de roche vont directement vers la sortie dans la base 64, tandis que les plus grandes portions de .roche sont emportées vers et sur la bande de cisaillement 57.
Une seule bande de cisaillement 57 est prévue; elle est supportée par la paroi latérale 60. Avec.cet agencement, toute roche qui a précédemment été cisaillée mais qui n'a pas traversé la plaque perforée 70 sera ramenée par le rotor vers le lieu de cisaillement.
Si une roche quelconque se loge dans l'un des trous de la plaque perforée, elle sera coupée par l'un ou l'autre des éléments de cisaillement 49. C'est pourquoi les bords cisaillants des trous sont, de préférence,renforcés.
Un vibreur, schématiquement représenté en 81,peut être monté sur une paroi fixe 89 de l'appareil, de manière à impartir
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'des vibrations à la plaque perforée 70 et aider au passage à travers celle-ci, des plus petites portions de roche ou des por- tions cisaillées. Un agencement similaire peut être prévu dans les autres réalisations décrites.
La construction nontrée à la figure 8 est également similaire à celle de la figure 5. Les parois latérales 60 sont un peu plus courtes et les cotes74 de la base @4 se dressent ver- ticalement. La différence principale est, cependant, qu'un mécani me 76 à manivelle et bielle est prévu pour faire osciller le ro- tor.
Le rotor est représente avec un seul .élément de cisaille- ment qui s'étend sensiblement suivant toute la longueur axiale du rotor, cet élément de cisaillement étant pourvu de chaque coté de plaques de cisaillement 75 qui coopèrent avec les bandes de cisaillement 57 et 58. Cependant, une seule plaque de cisail- lement et une seule bande de cisaillement peuvent être prévues, un cisaillement s'effectuant de ce fait curant une course de chaque oscillation.
Les parois latérales inclinées 69 'le la trémie pour- raient être perforées, de manière que- les plus petites portions de roche, qui ne demandent pas un broy- e, puissent passer direc- tement vers l'ouverture pratiquée dans la base 64. On pourrait prévoir des moyens pour faire vibrer les parois 69 et/ou les barres de grillage 66.
On pourrait, à nouveau remplacer les barres de grilla- ge par une plaque courbe perforée, comme décrit avec référence à la figure 7.
Dans l'agencement de la figure 9, la trémie 77 est mon- tée sur une base creuse 78 qui supporte, d'un côté, à son extré- mité supérieure, une forte paroi 79. Une paroi inclinée 80 de la trémie est attachée à cette paroi 79 et, sur la face inférieure de celle-ci, est fixée une bande de¯ cisaillement 81 qui s'étend' transversalement à la largeur du bord inférieur de la paroi in- clinée. Une console 82,prévue dans la base creuse,supporte une
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coulisse horizontale 83 qui s'étend vers'un point situé en des- sous de la bande de cisaillement 81. L'ouverture verticale entre là coulisse ou le sommet de la console et cette bande de cisail- lement 81 est choisie suivant la dimension maximum de roche que l'appareil doit délivrer.
La coulisse supporte un coulisseau 84 auquel est fixée une seconde bande de cisaillement 85.Des moyens 86 sont prévus pour animer le coulisseau d'un mouvement alterna- tif et peuvent être d'un type tel que l'écartement du coulisseau, à partir de la bande de cisaillement 81, se fasse à une plus grande vitesse que lemouvement ce rapprochement du coulisseau vers cette bande SI. Au lieu que la première bande de cisaille- ment ôl soit fixe, elle peut également être animée d'un mouvement alternatif d'une manière similaire à la bande 85, de sorte .que les deux bandes se rapprochent l'une de l'autre et ensuite s'é- loignent.
REVENDICATIONS
1. Un procédé de broyage de roches, qui consiste à sou- mettre la roche à une opération de cisaillement ou des opérations successives de cisaillement en, la disposant entre des éléments de cisaillement à déplacements relatifs, agencés de telle sorte .que 11effort -et la déformation ou tension maxima de cisaillement soient produits suivant un plan localisé sur ou parallèle à une ligne passant à travers la roche entre les points de contact des éléments de cisaillement et de ladite roche, en provoquant ainsi un effort de cisaillement uniformément réparti dans ce plan de la section.