L'invention concerne le domaine des machines de fragmentation, également appelées machines de broyage et/ou de concassage de matière, tels que des minerais. Plus précisément, l'invention concerne le domaine des machines de broyage dans lesquelles la matière est broyée entre un cône et une cuve tronconique sans fond par mise en mouvement de la cuve par rapport au cône.

Le principe de fonctionnement d'une telle machine est décrit dans le document FR 2 687 080. La machine comprend une tête conique, appelée aussi le cône, logée dans une cuve, un espace étant défini entre la tête et la cuve. La tête conique est à position fixe par rapport à un bâti, tandis que la cuve est positionnée sur une structure portante, montée flottante par rapport au bâti. La structure portante est déplaçable dans un plan horizontal par rapport au bâti grâce à des vibrateurs qui sont mis en mouvement par des moyens appropriés. Ainsi, la matière déversée dans l'espace entre le cône et la cuve est broyée par la mise en mouvement en translation circulaire dans le plan horizontal de la cuve par rapport au cône. La matière broyée tombe alors dans un conduit situé sous le cône.

Le document EP 0 642 387 propose deux améliorations. D'une part, la tête conique est montée libre en rotation autour d'un axe vertical par rapport au bâti, afin de limiter les phénomènes d'usure dus aux mouvements dans un plan tangentiel entre la cuve et la tête. D'autre part, la hauteur du cône par rapport à la cuve peut être ajustée, de manière à régler la largeur minimale de l'espace entre la tête et la cuve, et donc la taille maximale des produits broyés. En effet, en mesurant la vitesse de rotation de la tête, et en connaissant la largeur maximale de l'espace de broyage, il en est déduit l'épaisseur de la couche de matière, et donc la taille maximale des produits broyés. En comparant cette épaisseur avec une valeur de consigne, il est possible de régler les paramètres de la machine. Le document EP 0 833 692 décrit un système de mise en vibrations de la cuve permettant de limiter les vibrations verticales. A cet effet, plusieurs arbres à vibrateur verticaux sont montés sur un châssis supportant la cuve, chaque arbre portant un vibrateur composé de deux masselottes disposés de part et d'autre d'une embase du châssis définissant un plan horizontal. Ainsi, lorsque les vibrateurs sont mis en rotation, les forces qu'ils exercent sont situées dans le plan horizontal de l'embase.

Dans les exemples présentés ci-dessus, le système de mise en vibrations comprend des arbres à vibrateur, en général quatre, disposés en carré autour de la cuve et de la tête conique. Un premier arbre à vibrateur est accouplé à un moteur, et les autres arbres sont entraînés à partir du premier arbre par un ensemble de poulies et de courroie. La rotation des vibrateurs doit être synchronisée pour éviter l'apparition de moments parasites.

Lors du démarrage de la machine, les arbres à vibrateurs sont mis en rotation, leur vitesse augmentant progressivement jusqu'à une vitesse nominale. La matière déversée entre la tête et la cuve est alors broyée. Toutefois, sans précaution particulière, les vibrations de la cuve passent par différentes fréquences dont certaines peuvent correspondre à des fréquences de résonance de la machine, ce qui est préjudiciable pour la machine.

II est alors connu de mettre en place un dispositif de déphasage pour régler le décalage angulaire d'un groupe de vibrateurs par rapport à l'autre groupe, afin de modifier l'amplitude de la résultante des forces engendrées par les vibrateurs. Ainsi, au démarrage, deux vibrateurs sont en opposition de phase par rapport aux deux autres vibrateurs de sorte que la résultante des forces engendrées par les vibrateurs soit nulle : la cuve est immobile par rapport à la tête. L'opposition de phase est maintenue jusqu'à ce que la vitesse nominale soit atteinte. Puis, tous les vibrateurs sont mis en phase, de sorte que la résultante des forces soit maximale, et la cuve est mise en mouvement par rapport à la tête pour broyer la matière.

Par exemple, comme présenté dans le document EP 0 833 692, l'amplitude peut être modifiée au moyen d'un ou deux vérins rotatifs permettant de modifier le déphasage des vibrateurs d'un groupe par rapport à ceux de l'autre groupe.

Ainsi, le déphasage et la mise en phase des vibrateurs les uns par rapport aux autres s'appuient notamment sur la transmission par l'ensemble de poulies et de courroies, rendant le réglage peu précis et peu fiable. En effet, l'usure des poulies et des courroies ainsi que la tension dans les courroies doivent être surveillées afin de conserver un réglage fin. La courroie peut également « sauter » sur les crans des poulies, d'autant plus que les crans sont soumis à l'usure, décalant la position angulaire des vibrateurs les uns par rapport aux autres.

Par ailleurs, l'ensemble de poulies et de courroies augmente le nombre de pièces sur la machine, la complexifiant, et rendant la maintenance délicate. Notamment, les vérins hydrauliques pour faire pivoter les arbres des vibrateurs nécessitent une étanchéité robuste, à la fois vis-à-vis des pivotements des arbres, mais également vis-à-vis des vibrations de la machine. De nombreux problèmes de fuite peuvent survenir.

En outre, pendant le fonctionnement de la machine, les vérins hydrauliques ont tendance à pivoter, notamment à cause de fuites qui peuvent être accentuées sous l'effet des vibrations de la machine, de sorte que leur position devient aléatoire. Les vérins hydrauliques ne peuvent pas tenir de manière fiable une position intermédiaire. Ainsi, les vibrateurs fonctionnent en général sur un principe tout ou rien : soit les vibrateurs sont déphasés, et la résultante des forces est nulle, soit les vibrateurs sont en phase, et la résultante est maximale. Une position intermédiaire ne peut être tenue que pour une courte durée, de manière exceptionnelle.

Il peut toutefois être requis d'adapter la valeur de la résultante maximale comme étant un réglage du procédé général . Comme cette valeur ne peut pas être adaptée de manière pérenne en maintenant par les vérins une position intermédiaire, des butées mécaniques sont installées manuellement dans les vérins pour définir une position donnant la résultante maximale. La mise en place des butées est fastidieuse, et implique l'arrêt de la machine de broyage le temps des opérations d'installation. Or, la machine de broyage étant en général intégrée dans un procédé plus global de traitement de la matière, l'arrêt de la machine impacte le procédé global.

Il existe donc un besoin pour une nouvelle machine de broyage et/ou concassage surmontant notamment les inconvénients précités.

A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose une machine de broyage comprenant :

un bâti,

une cuve formant piste intérieure de broyage. La cuve est montée sur un châssis mobile en translation au moins dans un plan transversal par rapport au bâti,

un cône formant piste extérieure de broyage et placé à l'intérieur de la cuve.

La machine comprend en outre un dispositif de mise en vibrations de la cuve par rapport au bâti dans un plan transversal, de sorte que de la matière est broyée entre la piste intérieure et la piste extérieure de broyage par le mouvement relatif de la cuve par rapport au cône.

Le dispositif de mise en vibrations de la cuve comprend au moins deux vibrateurs montés sur le châssis, chaque vibrateur étant mis en rotation autour d'un axe longitudinal du châssis par un moteur. Chaque moteur entraîne indépendamment les uns des autres le vibrateur auquel il est associé. Le dispositif de mise en vibrations de la cuve comprend en outre un système de contrôle des moteurs et un système de mesure de l'angle de déphasage relatif entre les vibrateurs, de sorte que le dispositif de vibration peut prendre au moins trois positions :

- une position dite zéro, dans laquelle l'angle de déphasage entre les vibrateurs est tel que les vibrations de la cuve sont d'amplitude minimale ; une position dite maximale, dans laquelle l'angle de déphasage entre les vibrateurs est nul, de sorte que les vibrations de la cuve sont d'amplitude maximale ;

- au moins une position dite intermédiaire, dans laquelle l'angle de déphasage entre les vibrateurs est tel que les vibrations de la cuve sont d'amplitude intermédiaire entre l'amplitude maximale et l'amplitude minimale, le système de contrôle étant apte à faire passer le dispositif de vibrations d'une position à l'autre tout en maintenant la rotation des vibrateurs.

Les vibrations pour broyer la matière peuvent ainsi être adaptées en ligne, sans arrêt de la machine, en fonction de la puissance de broyage requise pour broyer la matière. La machine fonctionne ainsi en continu.

Selon un mode de réalisation, chaque moteur est monté sur le bâti et comprend un arbre moteur s'étendant longitudinalement. Chaque vibrateur est monté sur un arbre à vibrateur, une liaison entre l'arbre moteur et l'arbre à vibrateur correspondant comprenant un accouplement rigide dans le plan transversal, de sorte que l'arbre à vibrateur est entraîné en rotation par l'arbre moteur et un accouplement souple selon la direction longitudinale, de sorte que l'arbre à vibrateur peut se déplacer selon la direction longitudinale par rapport à l'arbre moteur sur une course maximale déterminée.

La souplesse de liaison entre l'arbre moteur et l'arbre à vibrateur permet de préserver la machine tout en assurant une transmission efficace.

Par exemple, la liaison entre l'arbre moteur et l'arbre à vibrateur peut comprendre une bielle comportant un joint de transmission homocinétique entre l'arbre moteur et l'arbre à vibrateur, et peut également comprendre une pièce intermédiaire entre la bielle et l'arbre moteur. La pièce intermédiaire peut comprendre une bande en matière élastomère fixée à cheval entre deux parties d'un corps rigide de la pièce intermédiaire. Plus précisément, une première partie peut être fixée à une extrémité de l'arbre moteur et une deuxième partie peut être fixée à une extrémité de la bielle. L'une de la première partie et de la deuxième partie peut comprendre en outre un ergot en saillie longitudinale coopérant avec un perçage longitudinal de l'autre de la première partie et de la deuxième partie pour guider le déplacement de l'arbre à vibrateur selon la direction longitudinale par rapport à l'arbre moteur.

Cette réalisation est peu coûteuse à mettre en place et assure la transmission entre l'arbre moteur et l'arbre de vibrateur de manière efficace.

Selon un mode de réalisation, chaque moteur comprend un mode moteur, dans lequel le moteur consomme de l'énergie pour mettre en rotation le vibrateur associé, et un mode générateur, dans lequel le moteur génère de l'énergie en freinant le vibrateur associé. A cet effet, par exemple, le système de contrôle des moteurs peut comprendre un dispositif de récupération et de stockage d'au moins une partie de l'énergie générée par chaque moteur en mode générateur. En variante ou en combinaison, le système de contrôle des moteurs peut comprendre un dispositif de dissipation d'au moins une partie de l'énergie générée par chaque moteur en mode générateur.

L'énergie récupérée permet ainsi de diminuer les coûts de fonctionnement de la machine. L'énergie récupérée peut ainsi être utilisée soit pour contrôler la machine, soit pour alimenter d'autres dispositifs.

Selon un deuxième aspect, il est proposé un procédé de broyage mettant en œuvre une machine de broyage telle que présentée ci-dessus. Le procédé comprend alors les étapes suivantes :

la mise en position zéro du dispositif de mise en vibrations ;

la détermination par le système de contrôle d'un effort de broyage en fonction d'au moins un paramètre de broyage ;

l'augmentation de la vitesse de rotation des vibrateurs jusqu'à une valeur déterminée par l'effort de broyage ;

la mise en position relative des vibrateurs avec un angle de déphasage entre les vibrateurs déterminé par l'effort de broyage ;

- l'alimentation en matière à broyer de la machine entre les deux pistes de broyage.

Le procédé comprend en outre, la rotation des vibrateurs étant maintenue :

la détection d'une modification d'au moins un paramètre de broyage ; - la détermination d'un nouvel effort de broyage ;

la modification d'au moins l'angle de déphasage entre les vibrateurs en fonction du nouvel effort.

Selon un mode de réalisation particulier, un paramètre de broyage modifié peut être la granulométrie de la matière broyée en sortie de la machine de broyage. Ainsi, en ajustant l'effort de broyage en ligne, les caractéristiques granulométriques de la matière en sortie de la machine peuvent être adaptées en fonction des besoins. En variante ou en combinaison, un paramètre de broyage modifié peut être la granulométrie de la matière alimentant la machine de broyage. La modification de la granulométrie de la matière entrant dans la machine de broyage se rencontre couramment. Il est ainsi particulièrement avantageux économiquement d'adapter l'effort de broyage à la granulométrie de la matière à broyer.

Selon un mode de réalisation, la machine de broyage comprend en outre un capteur de vibrations de la cuve selon la direction longitudinale, c'est-à-dire les vibrations verticales. La détection d'une modification du paramètre de broyage peut alors comprendre :

la détermination d'un spectre de référence des vibrations longitudinales de la cuve,

la comparaison entre le spectre de référence et un spectre mesuré par le capteur de vibrations,

- la quantification d'une différence entre le spectre de référence et le spectre mesuré

si la différence quantifiée dépasse une valeur seuil, la confirmation de la détection d'une modification d'au moins un paramètre de broyage de la matière alimentant la machine de broyage.

La surveillance des vibrations verticales permet notamment de surveiller une défaillance une machine, et de l'anticiper pour éviter la casse qui nécessiterait un long arrêt de la machine pour réparation.

Selon un mode de réalisation, la mise en position de démarrage comprend les étapes suivantes :

- les vibrateurs étant à l'arrêt, l'enregistrement d'une position initiale des vibrateurs dans laquelle le déphasage entre les vibrateurs correspond à la position zéro du dispositif de mise en vibrations ;

le déplacement des vibrateurs ;

la mise en rotation des vibrateurs jusqu'à ce que les vibrateurs soient dans leur position initiale.

Cette procédure d'enregistrement d'une position initiale permet de démarrer la machine plus rapidement, et de manière automatique. Par exemple, lorsqu'une défaillance a requis l'arrêt de la machine, le redémarrage de la machine à partir de la position initiale enregistrée peut se faire de manière automatique.

Selon un mode de réalisation, lorsqu'une coupure d'alimentation matière se produit, le dispositif de mise en vibrations de la cuve est mis dans la position zéro, afin de préserver la machine. Comme chaque vibrateur est commandé indépendamment des autres par un moteur, la mise en position zéro se fait très rapidement, préservant l'intégrité de la machine.

Selon un mode de réalisation, lorsqu'une coupure d'alimentation électrique des moteurs se produit, le procédé peut comprendre les étapes suivantes :

la mise en mode générateur d'au moins un moteur,

la récupération et le stockage d'au moins une partie de l'énergie de freinage par le dispositif de récupération et de stockage ;

- la mise en position zéro du dispositif de mise en vibrations de la cuve en utilisant au moins une partie de l'énergie récupérée dans le dispositif de récupération et de stockage pour déphaser les vibrateurs,

le maintien de la position zéro jusqu'à l'arrêt de la rotation de l'ensemble des vibrateurs.

D'autres effets et avantages apparaîtront à la lumière de la description de modes de réalisation de l'invention accompagnée des figures dans lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe de dessus d'une machine de broyage selon un mode de réalisation de l'invention dans lequel quatre vibrateurs sont commandés par quatre moteurs indépendants ;

- la figure 2 est une vue de la machine de la figure 1 selon la ligne de coupe II-II ;

la figure 3 est une représentation schématique d'un mode de réalisation du contrôle de la machine de la figure 1 ;

la figure 4 est une vue de détail IV-IV de la figure 2.

Sur les figures 1 et 2, il est représenté une machine 1 de broyage par vibrations. La machine 1 comprend notamment un bâti 2, destiné à reposer sur le sol. La machine 1 comprend de plus une cuve 3, dont la surface intérieure forme une piste 3a intérieure de broyage. La cuve 3 est montée sur un châssis 4 mobile en translation par rapport au bâti 2 au moins dans un plan transversal, qui est en pratique sensiblement le plan horizontal . A cet effet, le châssis 4 est monté sur le bâti 2 par l'intermédiaire de plots 4a élastiques, se déformant élastiquement aussi bien transversalement que longitudinalement pour limiter la transmission des vibrations au bâti 2. Un cône 5, dont la surface extérieure est de forme sensiblement complémentaire à celle de la surface intérieure de la cuve 3 et qui forme une piste 5a extérieure de broyage est placé à l'intérieur de la cuve 3. De préférence, le cône 5 est monté sur un arbre 6 s'étendant selon un axe A longitudinal, qui est en pratique sensiblement vertical, et supporté par un bâti 2a secondaire. Le bâti 2a secondaire est suspendu au châssis 4.

La machine 1 comprend enfin un dispositif 7 de mise en vibrations de la cuve 3 par rapport au bâti 2 dans un plan transversal (figure 3). Ainsi, sous l'effet du dispositif 7 de mise en vibrations, la cuve 3 se déplace dans plan transversal par rapport au cône 5, de sorte que de la matière est broyée entre la poste 3a intérieure et la piste 5a extérieure. Le dispositif 7 de mise en vibrations comprend au moins deux vibrateurs.

Selon un mode de réalisation qui est celui des figures, le dispositif 7 de mise en vibrations comprend quatre vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d répartis en carré sur le châssis 4. Chaque vibrateur 8a, 8b, 8c, 8d peut être formé de deux parties appelées masselottes réparties de part et d'autre d'un plan sensiblement transversal du châssis 4, de sorte que les vibrations de la cuve 3 provoquées par la rotation des vibrateurs 8a, 8b 8c, 8d demeurent sensiblement dans ce plan transversal . Chaque vibrateur 8a, 8b, 8c, 8d est fixé sur un arbre 9a, 9b, 9c, 9d à vibrateur d'axe longitudinal entraîné en rotation par rapport au châssis 4 par un moteur 10, dont les moteurs 10 des arbres 9a, 9b à vibrateur sont visibles sur la figure 2. Ainsi, lorsque les vibrateurs sont mis en rotation, la cuve 3 est mise en vibrations et décrit un mouvement de translation circulaire dans un plan transversal. De manière générale, le dispositif 7 de mise en vibration comprend au moins deux vibrateurs, répartis régulièrement autour de l'axe A longitudinal, afin de générer des vibrations, principalement voire exclusivement, dans le plan transversal, afin que l'énergie consommée par la machine soit utilisée de manière optimale pour broyer la matière entre la piste 4a intérieure et la piste 5a extérieure de broyage. Des mesures particulières peuvent être prises afin de limiter les vibrations longitudinales, c'est-à-dire en pratique les vibrations verticales. Les vibrateurs sont par exemple identiques les uns aux autres, et disposés à équidistance de l'axe A longitudinal et à équidistance les uns des autres. Lorsque les vibrateurs ne sont pas identiques, la distance à l'axe A longitudinal et la distance entre les uns et les autres peut être adaptée en conséquence.

Chaque moteur 10 entraîne le vibrateur correspondant indépendamment des autres vibrateurs. Plus précisément, chaque moteur 10 commande la position et la vitesse de rotation du vibrateur correspondant. Comme cela sera explicité plus loin, chaque moteur 10 est de préférence un moteur réversible, c'est-à-dire qu'il comprend un mode moteur, dans lequel il consomme de l'énergie pour mettre en rotation le vibrateur correspondant, et un mode générateur dans lequel il génère de l'énergie en freinant le vibrateur correspondant.

Plus précisément, le dispositif 7 de mise en vibrations comprend un système 11 de contrôle des moteurs 10 et un système 12 de mesure du déphasage relatif entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d, c'est-à-dire l'angle relatif entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d, de sorte de sorte que le dispositif 7 de vibration peut prendre au moins trois positions :

une position dite zéro, dans laquelle l'angle de déphasage entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d est tel que les vibrations de la cuve 3 sont d'amplitude minimale, voire nulle ;

une position dite maximale, dans laquelle l'angle de déphasage entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d est nul, de sorte que les vibrations de la cuve 3 sont d'amplitude maximale ; au moins une position dite intermédiaire, dans laquelle l'angle de déphasage entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d est tel que les vibrations de la cuve 3 sont d'amplitude intermédiaire entre l'amplitude maximale et l'amplitude minimale.

En pratique, le dispositif 7 de vibrations peut prendre une multitude de positions intermédiaires, de manière à régler l'amplitude des vibrations en fonction de la puissance de broyage requise.

Selon l'exemple présenté sur les figures, c'est-à-dire avec quatre vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d, le déphasage des vibrateurs est réalisé deux à deux. Ainsi, dans la position zéro, les vibrateurs 8a, 8c opposés diagonalement sont en phase l'un avec l'autre, de même que les vibrateurs 8b, 8d opposés diagonalement sont en phase l'un avec l'autre, tandis que les vibrateurs 8a, 8c sont en opposition de phase par rapport aux vibrateurs 8b, 8d, c'est-à-dire que l'angle de déphasage est sensiblement de 180°. Dans la position maximale, les quatre vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d sont en phase les uns avec les autres. Enfin, dans la position intermédiaire, les vibrateurs 8a, 8c sont déphasés d'un angle différent de 180° par rapport aux vibrateurs 8b, 8d .

Plus précisément, chaque vibrateur 8a, 8b, 8c, 8d peut être associé à un capteur de position, permettant de connaître à chaque instant la position de chacun des vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d .

Le système 11 de contrôle est ainsi apte à faire passer le dispositif 7 de mise en vibrations d'une position à l'autre tout en maintenant la rotation des vibrateurs. En effet, grâce notamment à l'indépendance des moteurs 10, à tout instant, la position de chaque vibrateur, sa vitesse de rotation et son déphasage par rapport aux autres vibrateurs sont connus et peuvent être régulés en ligne, sans que la machine 1 ne doive être arrêtée.

A cet effet, le système 11 de contrôle comprend un calculateur 13 qui, à partir de la connaissance de de la vitesse de rotation et de la position de chaque vibrateur et du déphasage entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d permet de connaître à tout instant l'amplitude des vibrations de la cuve 3. En comparant la valeur calculée avec une valeur cible, le dispositif 7 de mise en vibrations peut réguler notamment le déphasage entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d pour réguler l'amplitude des vibrations de la cuve 3 à tout instant, et ainsi réguler l'effort de broyage. Eventuellement, le système 11 de contrôle peut en outre réguler la vitesse de rotation des vibrateurs pour réguler la puissance de broyage.

Ainsi, la position intermédiaire ne dépend pas du montage mécanique, mais peut être réglée en ligne, sans arrêter le fonctionnement de la machine 1, par le système 11 de contrôle des moteurs 10 agissant directement sur les moteurs. En outre, grâce à l'utilisation des moteurs 10 associés chacun à un vibrateur 8a, 8b, 8c, 8d, la position de chaque vibrateur 8a, 8b, 8c, 8d est tenue avec une grande fiabilité sur une durée pouvant aller de quelques minutes à plusieurs heures. Par exemple, le système 11 de contrôle permet de connecter les moteurs 10 par l'intermédiaire d'un système de partage de charge, pour assurer un contrôle synchronisé des moteurs 10 et des vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d .

Grâce à cette nouvelle conception de machine 1 de broyage dans laquelle les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d sont commandés chacun par un moteur 10 indépendamment des uns des autres, la machine 1 permet d'adapter l'effort de broyage en fonction des caractéristiques de la matière entrante et des caractéristiques visées pour la matière sortant de la machine 1.

Ainsi, pour broyer de la matière, le dispositif 7 de mise en vibrations est préalablement placé en position zéro. Une puissance initiale de broyage peut être déterminée par le calculateur 13 en fonction d'au moins un paramètre de broyage. La puissance initiale de broyage détermine une vitesse initiale de rotation et un déphasage initial des vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d, ce déphasage initial pouvant correspondre à la position maximale puis à une position intermédiaire. Le système 11 de contrôle augmente alors progressivement la vitesse de rotation des vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d jusqu'à ce qu'elle atteigne la valeur initiale. Le dispositif 7 de mise en vibrations étant dans la position zéro, la cuve 3 n'a pas ou peu de déplacements transversaux par rapport au cône 5. Ainsi, on évite, pendant la montée de vitesse de rotation, de passer par des fréquences de résonance de la machine 1 qui pourraient la dégrader. Puis, le système 11 de contrôle déplace les vibrateurs de manière à obtenir le déphasage initial déterminé, et donc la puissance initiale de broyage.

Tant que les paramètres de broyage ne sont pas modifiés, la puissance de broyage peut être maintenue sensiblement égale à la puissance de broyage initiale : la vitesse de rotation des vibrateurs et le déphasage sont maintenus, avec une fiabilité accrue grâce à l'utilisation des moteurs 10 associés chacun à un vibrateur 8a, 8b, 8c, 8d .

Toutefois, il peut arriver qu'un paramètre de broyage soit modifié en cours d'alimentation de la matière.

Par paramètre de broyage, on désigne ici tout paramètre pouvant influer sur les caractéristiques de la matière en sortie de machine 1 de broyage. On peut citer de manière non limitative la granulométrie des granulés, c'est-à-dire notamment la taille, la dureté, la forme et la porosité des granulés, la densité de la matière entrante, la granulométrie visée des granulés en sortie de la matière, le débit de matière. En pratique, la granulométrie de la matière entrante, et notamment la taille des granulés, par rapport à la granulométrie visée, et notamment la taille des granulés, de la matière sortante constituent les paramètres de broyage les plus souvent utilisés.

En détectant la modification d'un paramètre de broyage, une nouvelle puissance de broyage peut être calculée par le calculateur 13, et l'angle de déphasage, et/ ou la vitesse de rotation, des vibrateurs peut être modifié pour obtenir la nouvelle puissance de broyage, tout en maintenant la rotation des vibrateurs. Là encore, l'angle de déphasage des vibrateurs peut correspondre à la position maximale ou à une position intermédiaire.

En effet, la puissance de broyage est directement reliée à l'amplitude des vibrations de la cuve 3, laquelle est déterminée par le déphasage entre les vibrateurs. Plus précisément, c'est l'effort de broyage qui dépend directement du déphasage des vibrateurs.

Or, la puissance de broyage requise peut être déterminée notamment en fonction des caractéristiques de la matière entrante et des caractéristiques visées pour la matière sortante. Par exemple, plus la différence de taille entre les granulés de la matière sortante et de la matière entrante est importante, plus la puissance de broyage doit être importante.

Un exemple d'application concerne la minéralurgie, c'est-à-dire le broyage de minerais. Selon les besoins, il peut se trouver que la matière sortante présente une proportion de granulés de tailles inférieures à une taille requise, qu'on appelle les fines, qui soit trop élevée. En effet, les particules fines peuvent être préjudiciables aux procédés de traitement aval . Grâce à la nouvelle machine 1 présentée ici, la puissance de broyage est ajustée pour éviter la production de fines.

De manière générale, grâce à la machine 1 de broyage ainsi conçue, et contrairement aux machines de l'état de la technique, il n'est pas nécessaire d'arrêter la machine 1 de broyage pour changer le déphasage entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d et maintenir une nouvelle puissance de broyage différente de celle déterminée initialement lors du démarrage de la machine 1.

La modification d'un paramètre de broyage peut se faire en amont de la machine 1, par exemple en mesurant directement les caractéristiques de la matière entrante, ou en aval de la machine 1, par exemple en mesurant les caractéristiques de la matière sortante. Selon un mode de réalisation, la machine 1 comprend de plus un capteur des vibrations longitudinales de la cuve 3. En comparant le spectre des vibrations longitudinales mesurées par le capteur avec un spectre de référence, il est possible de détecter une modification d'un paramètre de broyage. Une différence entre le spectre mesuré et le spectre de référence est quantifiée. Il peut s'agir par exemple d'une différence d'amplitude, de fréquence ou encore un décalage temporel. Si la différence quantifiée dépasse une valeur seuil, la détection d'une modification d'un paramètre de broyage peut être confirmée, par exemple par l'envoi d'un signal au dispositif 7 de mise en vibrations, pour réguler en conséquence le déphasage des vibrateurs.

En effet, il peut se trouver des situations dans lesquelles la puissance de broyage de la machine 1 est inadaptée. Par exemple, la puissance peut être insuffisante, de sorte que les granulés de la matière entrante ne sont pas broyés, et provoquent un blocage. Il peut également arriver que la puissance de broyage soit trop élevée, de sorte que la piste 5a extérieure du cône 5 vient en contact avec la piste 3a intérieure de la cuve 3. Dans de telles situations, des vibrations longitudinales non désirées apparaissent, signalant que la puissance de broyage doit être ajustée.

La machine 1 ainsi formée peut être plus réactive aux changements des paramètres de broyage que les machines de broyage de l'état de la technique. Notamment, lorsqu'une coupure d'alimentation matière se produit, celle-ci est rapidement détectée, et, grâce aux moteurs 10, le dispositif 7 de mise en vibrations peut rapidement se mettre en position zéro, pour éviter que la cuve 3 ne vienne en contact avec le cône 5 et que les pistes 3a, 5a de broyage ne soient dégradées. Le temps de réaction est de l'ordre de quelques secondes entre la détection de la coupure d'alimentation matière et la mise en position zéro, tandis que dans l'état de la technique à poulies, le temps de réaction est de plusieurs dizaines de secondes.

La position des vibrateurs est également précise, avec en général un décalage angulaire inférieur à 1°. En outre, la position et la vitesse des vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d étant connues à tout instant, il est aisé de mettre en place une maintenance prédictive : lorsque la puissance développée par un vibrateur s'écarte trop d'une puissance de référence ou de celle des autres vibrateurs, un signal de maintenance peut être généré pour indiquer qu'une intervention, par exemple une opération de graissage, un diagnostic des roulements ou une inspection visuelle, doit être réalisée.

Selon un mode de réalisation illustré notamment en figure 4, le capteur de position de chaque vibrateur est de type codeur. Un opérateur place les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d dans une position initiale dans laquelle le déphasage entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d correspond à la position zéro du dispositif 7 de mise en vibration. Chaque codeur enregistre alors la position du vibrateur associé. Ainsi, après que les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d aient été écartés de leur position initiale, pour démarrer la machine 1 il convient de ramener le dispositif 7 de vibrations en position zéro, afin de pouvoir augmenter la vitesse jusqu'à la vitesse déterminée par la puissance de broyage requise sans générer de vibrations. A cet effet, les moteurs 10 mettent en rotation les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d jusqu'à ce que chaque vibrateur 8a, 8b, 8c, 8d soit ramené en position initiale, avant d'augmenter leur vitesse de rotation . Ainsi, la machine 1 peut être arrêtée brusquement, les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d étant dans une position avec un déphasage relatif quelconque ; le redémarrage de la machine 1 se fait toujours avec le dispositif 7 de mise en vibrations en position zéro.

Comme mentionné ci-dessus, les moteurs 10 peuvent être de type réversible. Ainsi, selon un mode de réalisation, le système 11 de contrôle des moteurs 10 comprend un dispositif 14 de récupération d'au moins une partie de l'énergie générée par chaque moteur 10 en mode générateur. Ainsi, lorsqu'une coupure d'alimentation électrique se produit, au moins un moteur 10, en pratique tous les moteurs 10, passent en mode générateur. L'énergie récupérée peut alors être utilisée par le système 10 de contrôle pour mettre le dispositif 7 de mise en vibrations en position zéro, de sorte que les vibrations de la cuve 3 sont quasi nulles. Ainsi, la vitesse de rotation des vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d diminue progressivement, le dispositif 7 de mise en vibrations étant maintenu en position zéro, sans passer par des fréquences de résonance de la machine 1 qui pourraient la dégrader.

Selon un mode de réalisation, l'énergie récupérée par le dispositif 14 de récupération peut être stockée.

Selon un autre mode de réalisation, l'énergie récupérée par le dispositif 14 de récupération est directement utilisée par un ou des moteurs 10. Plus précisément, pendant les phases transitoires comprenant notamment les changements de déphasage entre les vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d, comme les moteurs 10 sont reliés à un système de partage de charge, l'énergie électrique générée par le ou les moteurs qui passent en mode générateur peut alors directement être transmise à le ou aux moteurs en mode entraînement. Le système de partage permet ainsi de répartir la puissance entre les moteurs 10 lors des phases transitoires impliquant de très grands écarts de puissance entre les moteurs 10.

Eventuellement, le système 11 de contrôle peut comprendre de plus un dispositif 15 de dissipation d'au moins une partie de l'énergie générée par chaque moteur en mode générateur, permettant d'évacuer l'énergie excédentaire et évitant une surcharge sur le système de partage de charge en cas par exemple de freinage rapide.

Selon un mode de réalisation, chaque moteur 10 est monté sur le bâti 2 et comprend un arbre 16 moteur, s'étendant longitudinalement, et relié à l'arbre 9a, 9b, 9c, 9d à vibrateur correspondant à l'aide d'une liaison 17 permettant d'entraîner l'arbre 9a, 9b, 9c, 9d à vibrateur en rotation. A cet effet, chaque arbre 9a, 9b, 9c, 9d à vibrateur étant monté en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du châssis 4, la liaison 17 entre l'arbre 16 moteur et l'arbre 9a, 9b, 9c, 9d à vibrateur correspondant comprend un accouplement rigide dans le plan transversal. Toutefois, les vibrations longitudinales éventuelles du châssis 4 portant la cuve 3 peuvent dégrader la liaison entre les arbres. Pour éviter cela, la liaison comprend de plus un accouplement souple selon la direction longitudinale, de sorte que l'arbre 9a, 9b, 9c, 9d à vibrateur peut se déplacer selon la direction longitudinale par rapport à l'arbre 16 moteur sur une course maximale déterminée. Cette disposition permet en outre de disposer chaque moteur 10 sensiblement dans l'alignement longitudinal d'un des vibrateurs 8a, 8b, 8c, 8d .

Par exemple, la liaison 17 entre l'arbre 16 moteur et l'arbre 9a, 9b, 9c, 9d à vibrateur correspondant comprend une bielle 18 à joint de transmission homocinétique. Il s'agit par exemple d'une bielle 18 à double joint de cardan. La liaison 17 comprend de plus une pièce 19 intermédiaire entre une extrémité de la bielle 18, par exemple l'extrémité côté moteur 10. Cette pièce 19 intermédiaire est formée notamment d'un corps 20 rigide, par exemple métallique, en deux parties 20a, 20b, et d'une bande 21 en matière élastomère fixée à cheval entre les deux parties 20a, 20b du corps 20 rigide. Plus précisément, la bande 21 est de forme annulaire, chacun de ses bords libres étant fixé rigidement sur une des parties 20a, 20b du corps 20 rigide. Une première partie 20a du corps 20 rigide est fixée rigidement à une extrémité de l'arbre 10 moteur, et la deuxième partie 20b est fixée à l'extrémité côté moteur 10 de la bielle 18. La bande 21 en élastomère est suffisamment élastique pour se déformer longitudinalement, autorisant un mouvement relatif longitudinal sur une course déterminée entre l'arbre 10 moteur et l'arbre 9a, 9b, 9c, 9d à vibrateur correspondant. Afin de guider ce déplacement longitudinal, l'une des deux parties, par exemple la première partie 20a, comprend un ergot 22 en saillie longitudinale, et l'autre partie, par exemple la deuxième partie 20b, comprend un perçage 23 longitudinal, complémentaire de l'ergot 22, afin de permettre le glissement avec guidage de l'ergot 22 dans le perçage 23. L'ergot 22 peut être rapporté par fixation rigide sur la première partie 20a, ou être monobloc avec la première partie 20a. La deuxième partie 20b est par exemple en acier, et une bague en bronze auto- lubrifiée est emmanchée à force dans le perçage 23.

La liaison 17 autorise ainsi une souplesse dans la transmission de la rotation depuis les arbres 16 moteur vers les arbres 9a, 9b, 9c, 9d à vibrateur absorbant les vibrations de la cuve 3 par rapport au bâti 2. La coopération entre l'ergot 22 et le perçage 23 permet d'éviter des débattements transversaux préjudiciables à la tenue mécanique de la liaison 17.