Brevet FR2243812A1 — publié le 19750411

La pressente invention concerne les procédés permettant d'extraire d'un système de matériaux hétérogènes les matières fluables telles que eau, jus, boues, etc. en exereant sur la charge une forte pression. L'invention concerne particulièrement une presse plus spécialement destinée å séparer par compression les ordures ménagères en deux phases - une phase liquide ne contenant que des produits organiques, - une phase solide déshydratée non fermentable. Dans le cas du traitement des ordures ménagères, les procédés de sdpara- tion par compression présentent par rapport aux procédés classiques tels que décharge contrôlée, compostage ou incinération des avantages décisifs. Ils permettent en effet en une seule opération, qui consiste à comprimer sous forte pression les ordures, de séparer lbEu et les matières organiques qui sont évacuées dans la phase liquide, des matières métalliques, minérales et synthétiques qui restent dans le résidu solide. La phase liquide, riche en matières organiques, est très facilement fer- mentable et peut fournir un compost de grande qualité pour l'agriculture. Le résidu solide, compacté et déshydraté ne fermente pas puisqu'il ne contient plus ni eau ni produits organiques ; il peut être stocké, transporté ou utilisé, comme reablais par exemple, sans nuisances, La presse objet de 11 invention permet le traitement par compression des systemes hétérogènes, en particulier des ordures ménagères. Elle est conçue pour produire une extraction maximum de la phase liquide ; elle travaille sous faible épaisseur, permettant ainsi un cheminement faible des matières fluables A l'intérieur de la charge avant leur extraction. Le tiroir où la charge est comprimée dispose sur toutes ses faces d'ori- fices d'évacuation de la phase liquide ; ces orifices sont réglables et un dispositif permet de les déboucher en permanence. La phase liquide est entièrement récupérée et le solide parfaitement déshydrate la séparation en deux phases est ainsi réalisée de la manière la plus satisfaisante. La presse objet de l'invention, figures 1, 2, 3, est essentiellement com- poste an piston (1) animé d'un zwnnmMaent de va-et-vient par un vérin hydraulique (2), ou tout autre système équivalent (bielle - manivelle par exemple), dans un carter (3). La géométrie de la section du carter est indifférente. Les produits à comprimer sont introduits sous le piston placé en position reculée par une ou plusieurs ouvertures (4) ménagées dans les parois latérales du carter. L'avance du piston repousse les produits, masque progressivement la ou les ouvertures de chargement et comprime la charge dans une enceinte fermée (5). L'augmentation de la pression dans l'enceinte (5) produit l'extraction de 1' eau et des matières fluables hors de la charge comprimée, cette phase liquide est évacuée par des trous ou fentes (6) ménagés dans les parois de l'enceinte (5) et dans la face avant du piston (1). Cette phase sera appelée indifféremment njus" ou "boue" - dans la suite de la description. Lorsque la pression voulue est atteinte (quelques centaines de bar), le piston recule jusqu'en position extrême pour reprendre une nouvelle charge, pendant que la charge de produits venant d'être comprimes est évacuée pour laisser place à un nouveau cycle. A cet effet 11 enceinte (5) est constituée dlune paroi fixe faisant face au piston et de parois latérales solidaires entre elles constituant un tiroir mobile (7) pouvant glisser sur la paroi fixe. Ainsi la translation du tiroir (7) permet de dégager de devant le piston la charge comprimée qui a conservé sa forme de compression. Le tiroir s'étant dégagé d'entre la face avant du piston et la paroi fixe, la charge comprimée est éjectée par l'action d'un vérin (8) poussant un piston (9), ou tout autre moyen équivalent. I1 est judicieux de réunir cote à c8te deux cavités identiques dans un même tiroir comme représenté figure 2, chaque cavité pouvant successivement se trouver devant le piston (1) et, après translation par un vérin hydraulique (10) par exemple, devant le vérin d'éjection (8) et son piston (9) ou le vérin (8') et son piston (9t) placés symétriquement des premiers par rapport à l'axe de la presse. Ainsi pendant que l'une des cavités reçoit la charge comprimée par le piston (1), la seconde se trouve devant l'un des systèmes éjecteur où la charge comprimée provenant du cycle précédent est évacuée. Un tel dispositif permet d'augmenter considérablement le rythme de travail de la presse. Il est indispensable que l'extraction des matières fluables contenues dans les produits traités soit aussi complète que possible afin que la séparation soit réalisée au mieux. Dans le cas du traitement des ordures ménagères par exemple une extraction optimum des matières fluables conduira à un solide parfaitement déshydraté et à une phase liquide riche en matières organiques. Il est donc nécessaire d'offrir une longueur de cheminement minimum à travers les matières comprimées aux boues produites par la compression dans l'en- ceinte (5) avant leur évacuation par les orifices (6). Il convient ainsi d'avoir dans l'enceinte une surface maannm garnie d'ori- fices, en particulier des trous sont pratiqués dans la face avant du piston, dans la plaque fixe faisant au piston et dans les parois latérales du tiroir mobile. La quantité de boue produite peut être importante, dans le cas de la oom- pression des ordures ménagères en particulier, et la mise an place d'un circuit étanche de récupération des boues hors de la presse est alors nécessaire. l'es boues recueillies par la face avant du piston passent simplement derrière lui par des canaux fixes (14) de forme quelconque et de grande section ; c'est le piston (13 lui même qui refoule les boues hors de la presse pendant son mouvement de recul. n peut être utile de refouler les boues dans une canalisation (15) après passage par un clapet antiretour évitant que les boues ne suivent le piston dans son mouve@ent d'avance. Les boues extraites par les orifices de la paroi fixe opposée au piston sont recueillies dans une chambre étanche (11) ) et évacuées à partir de cette chambre par une tubulure quelconque. La collecte des boues issues des parois latérales du tiroir mobile est moins aisée. On peut par exemple recueillir ces boues dans des chambres étanches logées dans l'épaisseur des parois du tiroir mobile et reliées à la chambre (11) ou à une autre chambre de récupération par l'intermédiaire de tuyaux flexibles suivant les mouvements du tiroir. Un autre système est représenté figure 1: les boues provenant d'une ou plusieurs rangées d'orifices sont récupérées dans un canal (12) parallèle à l'axe de la presse ; ces canaux débouchant sur la face fixe opposée au piston principal. En position de compression ces canaux font face à des canaux fixes (13), percés dans la paroi fixe opposée au piston, qui permettent l'évacuation des boues vers la chambre étanche (11). Le jeu étant réduit les boues seront transférées sans perte. Un autre Objet de l'invention consiste en la conception des orifices on gicleurs permettant l'évacuation des boues hors de la charge comprimée. Ces gicleurs doivent permettre une évacuation optimale des boues, mais doi- vent être munis d'un dispositif évitant leur obturation par de fins débris ; enfin leur usure doit pouvoir être rattrapée. Le système le plus simple consiste en des trous cylindriques percés dans des pastilles amovibles. Quand par suite de l'usure la section de passage est devenue trop importante ces pastilles doivent être changées. Un autre système utilise des gicleurs à section de passage annulaire comme représenté figure 4, Ces gicleurs sont constitués d'alésages (18), de forme conique ou cylindrique, percés dans les parois ou constitués de douilles rapportées en matériaux résis- tant à l'usure par abrasion, et de doigts (19) également coniques ou cylindriques coaxiaux aur alésages (18) ; le déplacement contrôlé du doigt dans l'alésage fait varier la section de passage du gicleur. Les doigts (19) sont portés par une plaque (20) mobile qui permet de régler simultanément les sections de tous les gicleurs portés par la plaque, par positionnement de cette plaque (20) guidée en translation, par exemple par plusieurs colonnes ou glissières. Le mouvement de la plaque (20) peut être commandé par un vérin (16) géné ralement à double effet ou tout autre système équivalent (cames par exemple) ; le réglage des butées (17) permettant d'ajuster la section minimum de passage suivant la nature de la oharge comprimée et de rattraper l'usure des doigts et alésages. Un déplacement relatif du doigt et de l'alésage permet en outre de dégager les matins engagées dans la section animiaire de passage. Ainsi pendant la compression de la charge plaque (20) est en position avancée sur la butée (17), après compression l'ensemble recule et le moocement du doigt dans l'alésage entrains les matières engagées dans le gicleur, la plaque (20) revient en position sur la butée (17) avant une nouvelle compression. Le mouvement de la plaque (20) peut Ntre également commandé par l'action de la pression s'exerçant sur l'extr & ité des doigts pendant la compression de la charge ge et la réaction d'un dispositif élastique de rappel, ressorts ou plots de caoutchouc par exemple, lorsque la pression dans l'enceinte est tombée. Ce dispositif est particulièrement intéressant lorsque l'on ne cherche pas à faire varier la section de passage et que l'on utilise alors des alésages et des doigts cylindriques. Seul l'effet de débouchage provoqué par le mouvement relatif des deux cylindres subsiste alors. REVENDICATIONS Revendication 1 : Presse permettant le traitement de matériaux par extraction des matières fluables. Caractérisée par le fait qu'elle est constituée d'un vérin principal animant un piston qui comprime la charge dans une enceinte constituée par la face avant du piston, la paroi opposée à la face avant du piston et parallèle à celui-ci et des faces latérales solidaires entre elles formant un tiroir qui isole un volume rendu mobile par la translation du tiroir entre la face avant du piston et la paroi fixe qui lui fait place Revendication 2 : Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le mou- vement de translation du tiroir dégage la charge comprimée de devant le piston et l'amène devant un vérin éjecteur d'axe parallèle au vérin principal et muni d'un piston pouvant pénétrer dans le passage limité par les faces latérales du tiroir. Revendication 3 : Dispositif suivant revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le tiroir mobile est muni de deux cavités identiques, chacune d'elle étant alternativement amenée devant la face avant du piston puis devant l'un des deux vérins éjecteurs placés de part et d'autre du vérin principal, permettant de dégager alternativement chacune des deux cavités de sa charge comprimée pendant qu'une autre charge subit la compression dans la cavité située alors devant le piston principal. Revendication 4 : Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 A 3 caractérisé par le fait que toutes les faces de l'enceinte où a lieu la compression, c'esire la face avant du piston, la paroi fixe opposée au piston et les parois latérales formant le tiroir mobile sont munies d'orifices permettant d'évacuer perr dant la compression les aus hors de la charge comprimée. Revendication 5 : Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les orifices permettant d'évacuer pendant la compression les jus hors de la charge oom- primée ont une section annulaire délimitée par un alésage conique ou cylindrique et un doigt également conique ou cylindrique coaxial à l'alésage. Revendication 6 : Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que les doigt coaxiaux aux alésages sont mobiles à l'intérieur des alésages le long des axes z- muns. Revendication 7 : Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que tous les doigts coexiaux aux alésages pratiqués dans une même paroi de l'enceinte où a lieu la compression sont solidarisés par une plaque mobile. Revendication 8 : Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la plaque mobile portant tous les doigts relatifs à une même paroi a son mouvement limité par une butée réglable permettant d'ajuster la section annulaire minimum obtenue pendant le mouvement du doigt dans l'alésage. Revendication 9 : Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que le mouvement de la plaque portant les doigts est assuré par un vérin à double effet de manière à ce que pendant la compression de la charge, la plaque appuie sur la butée réglable et que après compression la plaque recule puis se remette en place sur la butée réglable avant une nouvelle compression. Revendication 10 : Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que le mouvement de la plaque portant les doigts est produit par l'action de la pression régnant dans 1' enceinte sur 1' extrémité des doigts pendant la compression de la charge et la réaction d'un dispositif élastique quand la pression est retombée dans l'enceinte.