Brevet FR2291794A1 — publié le 19760618

ta présente invention concerne un dispositif pour traiter des déchets framentés de différentes compositions. Des machines telle que celle décrite dans le brevet américain nO 9 845 C07 peuvent, bien qu'elles fonctionnent lente dont, réduire rapidement des déchets de différents types. Elles permettent par exemple de fragmenter très fortement des boites en tôle, des cageots en bois, des livres, des batteries de véhicule automobile, des copeaux de tournage, des bandages pneu mastiques à carcasse en acier, des bouteilles en verre, des tubes cathodiques de téléviseurs etc. Dans le cas d'ordures nixtes on peut obtenir une réduction de volume dans le rapport 5 : 1. Les ordures sortant de la machine sont cependant encore insuf fisainment tassées et présentent de nombreux espaces vides. Notamment lorsque les ordures mixtes contiennent des barres de bois, il tombe de la machine des débris d'une longueur de 20 à 40 cm dont la résistance n'a pas pu être brisée. Ces éclats de bois peuvent provenir de poutres, planches, caisses ou analogues. Les-ordures fragmentées tombent de la machine pour être recueillies~en bas le plus souvent dans un récipient. Ces récipients n'ontpas besoin d'être particulièrement grands puisqu'ils doivent pouvoir être placés juste en dessous de la machine et ont par conséquent besoin d'être vidés fréquemment. Cela nécessite de la mlain-d'oeuvre, de la surveillance etc. ta présente invention crée un dispositif qui permet de réduire le volume dtordures mixtes encore une fois par un facteur d'au moins 1 à 2, même lorsque de longs éclats de bois se trouvent dans les ordures mixtes, et au moyen duquel de grands récipients peuvent pendant une duree relativement longue être remplis avec les ordures comprimées encore davantage. Suivant la présente invention, ce résultat est obtenu par les caractéristiques suivantes a) parallèlement à l'entonnoir d'admission et dans la zone inférieure de celui-ci il est prévu un seul arbre qui est entraîne avec un couple élevé et une vitesse de rotation faible b) sur l'arbre sont montées, fixes en rotation et sur chant, des plaques à haute rigidité à la flexion et dont la longueur est beaucoup plus grande que leur largeur c) la longueur des plaques est légèrement inférieure à la largeur de l'entonnoir d'admission au niveau de l'arbre et elles se trouvent à une faible distance les unes des autres d) l'arbre peut être amené à tourner en sens inverse en cas de surcharge e) à un niveau situé au-dessous de l'arbre il est prévu un conduit de décharge auquel peut être raccordé un dispo sitif de tassement par retenue f) à partir de la zone du conduit de décharge située en arrière par rapport au sens de rotation de l'arbre il s'étend, sensiblement en direction de ce dernier, des doigts racleurs fixes s' engageant entre les plaques ; et g) il est prévu une partie en forme de-secteur à section sensilement en arc de cercle dont le côté intérieur est lisse et qui s'étend à partir de la paroi de lten- tonnoir d'admission située à l'arrière par rapport au sens de rotation de l'arbre et reåoint à peu près tan gentiellement le fond du conduit de décharge. Grâce aux caractéristiques de la revendication 2 le dispositif suivant l'invention est relié à la machine de fragmentation d'une manière compacte et étanche à la poussière ainsi que dans des conditions de protection contre le bruit. En outre, les ordures provenant du dispositif de fragmentation tombent sur la zone où les plaques sont en train de descendre. Les éclats de bois relativement longs sortent de ce type de dispositif de fragmentation en pendant à peu près verticalement vers le bas. En moyenne statistique, on arrive ainsi très rapidement à briser la résistance de ces éclats de bois en les pressant au moyen des plaques contre la partie en forme de secteur et les dirigeant en même temps vers le conduit de décharge. Les éclats de bois longs et rectilignes ne peuvent pas franchir ce parcours sous leur forme étendue en longueur et sont par conséquent cassés. Les caractéristiques de la revendication 3 ont pour effet que le mécanisme de fragmentation du dispositif suivant l'invention n'amène plus de matière lorsque le sens de marche de ce dernier s inverse. Sinon, le mécanisme de fragmentation travaillerait normalement pendant que le sens de marche du dispositif suivant l'invention se trouverait inversé et lXentonnoir d'admission du dispositif suivant l'invention-déborderait alors. Suivant les caractéristiques de la revendication 4, l'avan ceent des ordures comprimées est à peu près égal sur la lar eur Su conuit de décharre et ce mouvement d'avance se produit 'une lanière ondulée sur la largeur du conduit de 'dâcharge. Jans ces conditions le volume d'ordures exr,ulsé du conduit de décharge se trouve alors, dans une zone donnée, toujours soumis une pression dans le sens d'expulsion et ne peut donc plus se dilater en arrière. Cela constitue une amélioration sensible par rapport au cas ou on procède au cours d'un certain intervalle de temps exclusiveaent à une opération d'expulsion, puis n'ait plus sur le volute d'ordures et procède ensuite à une nouvelle opération d'expulsion etc. En outre, le couple à produire par le moteur et l'engrenage se répartit tout Grâce aux caractéristiques de la revendication 5, on obtient une grande régularité en ce qui concerne l'expulsion. Lorsque l'angle de décalage es plaques les unes par rapport aux autres est compris entre 5 et 150, on observe en regardant dans le conduit de décharge un front relativement dense de plaques jux tapotées qui exercent sur une grande étendue leur pression sur les ordures à expulser de sorte que le paquet d'ordures se trouve en certains endroits non seulement comprimé mais effec vivement expulsé. Suivant les caractéristiques de la revendication 6, la disposition des plaques sur l'axe se trouve simplifiée et, par demi-rotation de l'arbre, il ne passe qu'une seule onde de compression d'une extrélité à l'autre du conduit. En outre, le front d'expulsion est ainsi maintenu large. Suivant la revendication 7, on obtient une amélioration très sensible des conditions d'expulsion en comparaison, par exemple, de plaques purement rectanulaires. Fendant que les parties arrondies des plaques s'engagent entre les doigts racleurs, elles finissent de pousser les ordures comprimées en dehors du conduit de décharge et ce mouvement d'expulsion devient à la fin presque nul lorsque la plaque disparaît entre les doigts racleurs correspondants. La plaque présente donc précisément à ce stade sa plus grande force de compression. Les caractéristiques de la revendication permettent de fabriquer les plaques d'une manière simple et de calculer plus facilement les forces auxquelles les plaques sont soumises en évitant en même temps des zones de discontinuité dans lesquelles les ordures risqueraient de s'accrocher. En outre cette forme de réalisation permet de découper les plaises dans des ébauches sensiblement rectanmlaires et d'obtenir une découpe dans une large mesure exempte de déchets. Suivant les caractéristiques de la revendication 9, la fabrication se trouve également facilitée et l'outil de découpage ne présente pas de saillies et permet par conséquent des durées de travail plus longues et, d'autre part, les ordures sont saisies et expulsées constamment. Suivant les caractéristiques de la revendication 10, les plaques restent d'une part suffisamment larges pour pouvoir absorber les couples produits et sont, d'autre pax; suffisamment minces pour laiser entre elles et la paroi du dispositif assez de place pour les ordures. Des plaques présentant des dimensions comme celles définies à la revendication Il se sont avérées optimales au cours d'essais. En prévoyant les vitesses de rotation définies dans la revendication 12 on arrive, au moyen d'une forte démultiplication, à exercer les couples élevés nécessaires pour comprimer les ordures, la puissance du moteur de commande pouvant en même- temps être relativement faible. En outre, cette vitesse de -rotation tient compte du fait qu'il est préférable de pousser les ordures comprime en dehors du conduit de décharge par des mouvenents relativement lents mais énergiques plutôt que par desmouvements rapides, fréquents et relátivement peu énergiques. Suivant la revendication 13 on obtient non seulement que les ordures soient déviées vers un parcours horizontal mais également gue la partie en forme de secteur soit sufisamment longue pour séparer les ordures comprimées de celles non comprimées et que le parcours disponible pour effectuer la compression et casser des copeaux de bois soit sufisamment long. Suivant la revendication t4 il n'est pas nécessaire de prévoir un dispositif de tassement par retenue purement consommateur d'énergie rais on peut au moyen du dispositif de tassement-par retenue amener les ordures co-rnprimées a l'endroit voulu et utiliser la résistance opposée par le conduit au passage de la matière E des fins de tassent par retenue. suivant la revendication 15 le récipient collecteur sert de dispositif de tassement par retenue de sorte que les ordures cuve être transnortées directement par le dispositif suivant l'invention dans le récipient. Cela constitue un progrès sensible par rapport au cas o on laisse les ordures comprimées sim plernent tomber dans le récipient car en tombant, les ordures comprirrées se relâchent à nouveau. D'autres. avantages et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description suivante d'exemples de réa lisation préférés illustrés aux dessins annexes. ta fig. 1 est une vue en perspective, li l'échelle, d'une machine de fragmentation sous laquelle sont bridés le dispositif suivant l'invention ainsi qu'un long conduit raccordé au conduit de décharge. La fig. 2 est une vue en perspective du dispositif suivant l'invention dans laquelle la machine de fragmentation, le moteur électrique et le -dispositif de tassement par retenue ne sont pas représentés. La fig. 3 est une élévation latérale du dispositif suivant l'invention dans laquelle sont représentés à titre indicatif le moteur électrique, les cercles de travail des organes de coupe de la machine à fragmenter et le récipient dans lequel débouche le conduit de décharge. La fig. 4. est une vue de l'intérieur du conduit de décharge. La fig. 5 est une élévation latérale d'une seule plaque, exactement à l'échelle 1 : 2. La fig. 6 est un diagramme représentant le mouvement de la zone de forte pression. Un bâti d'environ 1 mètre de haut en tubes d'acier présente auatre pieds 1 reliés en haut entre eux par des traverses 12. Ces dernières sont reliées entre elles par d'autres traverses (non représentées) et les cids 11 sont eux aussi reliés par des traverses 13 . Un caisson de coupe 14 est monté fixe sur les traverses 12 au moyen de vis. ii droite du caisson 14 se trouve un bloc d'engrenage 16 sur lequel est bridé un moteur électrique 17 . 2 cet ensenble est également relié un coffret de commutation 18 . Dans celui-ci se trouvent des fusibles. il contient également les organes pour l'inversion du sens de mar che qui dépend de la prise de courant ainsi que les contacteurs. Sur le caisson de coupe 14 est fixceune grande trémie 19 ouverte du côté supérieur. Dans le caisson de coupe sont prévus deux arbres horizontaux parallèles 21 et 22 (représentés schématiquement à la fig. 3? qui tournent mutuellement en sens opposé et dont le sens de rotation peut être inversé en cas de surcharge. Sur les arbres sont montés fixes en rotation des organes de coupe qui se présentent sous forme de disques représentés par des cercles 23 et 24 . tes ordures fragmentées sortent de la machine de fragmentation à peu près au niveau indilué pr 26 dans la mesure où on ne se trouve pas juste en présence d'une inversion du sens de marche.Comme représenté à la fig. 3, le dispositif suivant- l'invention 27 est fixé directement au-dessous du caisson de coupe 14 et les cercles 23 , 24 peuvent même légèrement pénétrer dans le dispositif 27. Le dispositif -27 comprend essentiellement un entonnoir d'admission 28 , un conduit de décharge 29 , un moteur électrique 31 fixé au dispositif 27 sur son côté postérieur ainsi qu'un mécanisme réducteur bridé sur le moteur, un dispositif de transmission d'énergie 32 , un arbre 33 , des plaques 34 , des doigts racleurs 36 et un dispositif de tassement par retenue 37 , 38 L'entonnoir d'admission présente des oeillets 39 au moyen desquels il peut être vissé en place sous le caisson de coupe 14 . Sa paroi postérieure plane 41 forme avec l'horizontale un angle de 550 tandis que sa paroi antérieure sensiblement plane 4 forme avec l'horizontale un angle d'environ 650 de sorte que les parois latérales 43 , 44 sont coupées sous forme rhombique, l'ensemble étant soudé pour former l'entonnoir d'admission 28 . A ce dernier est également fixé le moteur électrique. 3, te conduit de décharge 29 présente une largeur égale à elle de l'entonnoir d'admission 28 . oes parois latérales 46 et 47 s'ali-ent avec les crois latérales 43 , 44 et rencontrent celles-ci d'en bas bord à bord.Elles sont sensiblement rectanulaires et présentent du côté arrière une partie arrondie en forme d'arc de carde 48 . Stfint donné que les parois latérales 46 , 47 sont cependant beaucoup moins levées que les parois latérales 43 et 44 , la section de- sortie du conduit de décharge 2CW est de deux à trois fois moins grande que la section transversale de l'entonnoir d'admission 28 .La paroi supérieure Ç du conduit de décharge , est une plaque plane rectangulaire. Ville s'étend jusqu'au dessous de la paroi antérieure 42 . Le fond 51 s'étend d'abord de manière plane horizontalement et parallèlement a la paroi supérieure 49 pour se prolonger sensiblement au-dessous de l'arbre 33 par une paroi postérieure 52 qui présente la forme d'une enveloppe correspondant au quart de la circonférence d'un cylindre et se termine sous un angle obtu sous le côté inférieur de la paroi postérieure 41 . La partie arrondie 48 des parois Istérales 46 et 47 présente également cette forme.On obtient ainsi au niveau de la transition entre la paroi postérieure 41 ét la paroi postérieure 52 un coude 53 représenté le plus clairement à la fig. 3 Des doigts racleurs en forme de plaques qui sont à peu près rectangulaires en élévation latérale et dont le nombre correspond à celui des intervalles entre les plaques 34 sont soudés perpendiculairement, sur chant, par leur extrémité représentée à droite à la fig. 3 sur la paroi antérieure 42 au niveau du coude 54 . a face frontale gauche 56 s'étend jusqu'à une tràs faible distance devant l'arbre 33 et sa face frontale inférieure 57 s'étend, comme représenté à la fig. 3, sous un faible angle vers le bas du côté gauche. Ceci est également représenté à la fig. 4. Sur la partie verticale avant de la paroi antérieure 42 sont soudées des pièces renforçatrices angulaires 58 dont celles médianes sont également soudées sur la paroi supérieure 4c . Il est en outre prévu des plaquettes 59 soudées de manière appropriée et des vis 61 permettant ainsi de visser ensemble tout ce qui appartient au conduit de décharge 29 tes plaques 34 représentées notamment à la fig. 5 présentent un. évidement circulaire 61 au moyen duquel elles peuvent être glissées sur l'arbre 33 pour être soudées en place en position perpendiculaire sur ce dernier. Le diamètre de 1'évidement est d'environ 50 mm . autour de l'évidement 61 se trouve encore suffisamment de matière pour pouvoir absorber les couples.Les plaques 34 sont ponctuellement symtricues par rapport à l'axe géométrique 62 . Leur contour est défini par deux droites 63 et 64 parallèles l'une à l'autre et dont la distance re-ciproque minimale est d'environ 80 mm . Etant donné que le sens de rotation est celui indiqué par la flèche 66 , les droites 63 et 84 forment la partie postérieure des plaques 34 .La partie des plaques 34 qui sous ce rapport forme leur bord antérieur est constituée par des arcs de cercle 7 et 68 dont le rayon est par exemple voisin de 75 mm et qui, d'une part, aboutissent suivant une transition progressive dans les droites 63 et 64 à un niveau ou ces dernières dépassent d'une faible distance le nilieu de la plaque et, d'autre part, présentent un sommet 69 71 faisant tangentiellement un angle de prés que 900 avec la droite contiguë opposée 63 , 64 Dans le dispositif suivant l'invention il est prévu dix-sept plaques 3 et étant donné que la première plaque est décalée par rapport à la dernière de 1CCO seulement et non pas de 3600,, le décalage angulaire entre les plaques 34 les unes par rapport aux autres est d'environ 100 . La fig. 3 montre également le cercle 72 décrit par les pointes 69 et 71 . On observe cue le cercle 72 s'étend à peu près parallèlement q la partie arrondie 48 , c'est-à-dire à la paroi postérieure 52 , et se trouve suffisamment près mais non pas trop près de cette dernière. On voit en outre que le coude 54 s'adapte-par approximation au trajet- circulaire.Le cercle 72 est plusproche de cette zone que de la paroi postérieure 52 L'extrémité de l'arbre 33 est montée dans des coussinets 73 qui sont fixés, d'une manière non représentée, aussi bienà l'entonnoir d'admission 28 qu'au conduit de décharge 29 t la fig. 4, des plaques 34 situées légèrement à droite du milieu sont représentées dans leur position inférieure. il s'ensuit que les ordures sont expulsées sur une grande étendue du conduit de décharge 29 . Cette aire d'expulsion se déplace vers la gauche suivant la flèche 74 lors de la rotation ulté rieure de l'arbre 3)7 5 te déplacement correspondant de la zone de pression maximale est représenté à la fig. 6 .Sur celle-ci est portée, en abscisse, la largeur du conduit de décharge 29 et, en ordonnée, la force exercée dans les ordures à l'intérieur du conduit de décrìare 29 . On observe clairement une partie de courbe 76 rerésenttive d'une pression accrue et A se déplace vers la gauche suivant la flèche 74 , comme a la fig. 4 , puis réapparaît à droite et se déplace à nouveau vers la gauche etc. Cn constate également que la pression ne devient Jaunais nulle. Cela est dû en partie à la face frontale 57 des doits racleurs 36 qui, en raison de sa position oblique produit un effet de nivellation.Les doigts racleurs 36 servent cependant essentiellement à éviter que les ordures com prirées ne retournent dans l'entonnoir d'admission 26 En cas de renversement de marche le sens de rotation 66 est inverse de celui représenté de sorte que de la matière est grattée vers le haut dans l'entonnoir d'admission 28 et que la pression excessive subit un relâchement, On mesure le courant passant par les enroulements du moteur électrique 31 . Si ce courant dépasse une certaine valeur, la marche en sens inverse est déclenchée pour durer par exemple 5 ou 10 secondes. Fuis le dispositif 27 marche à nouveau dans le sens de travail normal. Dans l'exemple de réalisation de la fig. 1, le dispositif de tassement par retenue 37 se présente sous la forme d'un long tube présentant une résistance à l'écoulement suffisante. Ce conduit peut s'étendre par exemple à partir d'un bâtiment iusqu'à un récipient à déchets, une installation d'incinération d'ordures ou analogues. a résistance interne empêche les plaques 34 d'expulser les ordures, sous une forme peu tassée, du conduit de décharge 29 , ce qui se produit en l'absence d'un dispositif de tassement par retenue. Dans l'exemple de réalisation de la fig. 3 le dispositif de tassement par retenue 38 se présente sous la forme d'un conteneur. Dans sa paroi 77 est ménagée une ouverture 78 située légèrement au-dessus du fond 79 . Lorsque les ordures ont atteint un niveau déterminé dans le conteneur elles exercent du côté postérieur une poussée sur le conduit de décharge 29 et le processus de compression commence. Jans ce cas on ne peut cependant utiliser que .les conteneurs d'une très grande stabilité de forme. bi les conteneurs ne présentent pas une telle stabilité, ltexpçrience contre cue leurs parois sont partiellerent poussées vers ltext rieur et dtformées sous la pression exercée de l'intérieur par les ordures comprimées. Dans l'exemple de réalisation représenté les noteurs élec triques 17 et 31 subissent de préférence simultanément une inversion du sens de marche chaque fois cue l'appareil commandé par le moteur électrique 17 ou l'appareil commandé par le moteur électrique 31 demande un couple trop important. il s'agit donc de prévoir une fonction OU. R E V L N D T C - T T O N S , - dispositif pour traiter des déchets fragmentés de compositions les plus diverses, caractérisé en ce cue p parallèlement à l'entonnoir d'admission 28 il est prévu, dans a zone inférieure de celui-ci, un seul arbre 33 qui est entraîné avec un couple élevé et une vitesse de rotation faible b) des plaques hautement rigides à la flexion 34 qui ont la même forme les unes par rapport aux autres et dont la longueur est sensiblement plus brande que leur largeur sont montées fixes en rotation et sur chant sur l'arbre 39 . c) la longueur des plaques 34 est légèrement inférieure à la largeur des entonnoirs d'admission 28 au niveau de l'arbre 33 et elles se trouvent à une faible distance les unes par rapport aux autres d) le sens de marche de l'arbre 33 peut être inversé en cas de surcharge e) à un niveau situé au-dessous de l'arbre 33 il est prévu un conduit de décharge 29 auquel est raccordé un dispo sitif de tassement par retenue 37 , 38 f) des doits racleurs fixes 36 s'engageant entre les placues 34 s'étendent sensiblement en direction de l'arbre 33 à partir de la partie du conduit de déchar te 29 située à l'arrière par rapport au sens de rota tion 66 de l'arbre 33 ; et g) il est prévu une partie en forme de secteur 52 dont la section se présente à peu près sous l'aspect d'un arc de cercle et dont le côté intérieur est lisse, secteur qui s'étend à partir de la paroi 41 de l'entonnoir d'admis sion 28 située å l'arrière par rapport au sens de rota tion 66 de l'arbre 33 et auquel fait suite à peu près tangentiellement le fond 51 du conduit de décharge 29. 2 - Dispositif suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est bridé directenent sur le dessous d'un dispositif de fragmentation réversible 14à 24- présentant une vitesse de rotation faible et un couple élevé et en ce que la fente de sortie 26 du dispositif de fragmentation 14 à 24 se trouve au-dessus de l'espace situé entre l'arbre 33 et la paroi pos térieure 41 3 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que son sens de marche peut être inversé en même temps que celui du dispositif de fragmentation. 4 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques 34 sont décalées les unes par rapport aux autres d'un angle sensiblement égal. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce cue l'angle de décalage des plaques 34 est compris entre 5 et 15 et se situe de préférence autour de 100. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que dans le cas de plaques à deux ailes la somme des décalages angulaires est seulement d'environ 1800. 7 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques 34 présentent sur chacun de leurs bords 67 , 68 situés à l'avant par rapport au sens de rotation 66 de l'arbre 33, une partie régulièrement arrondie en forme d'arc de cercle qui est relativement longue, compte tenu de la longueur de la plaque, et qui s'étend jusqu a un sommet Go , 71 où la tartie arrondie rencontre le bord postérieur 63 , 64. 8 - 3ispositi suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les bords postérieurs 63 , 64 sont rectilignes. 9 - Dispositif suivant 18 revendication 7 , caractérisé en ce qu'il y a une transition progressive entre les bords postérieurs 63 , 64 et les-parties arrondies 67 , 68. 10 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur et la largeur des plaques 34 sont à peu près dans le rapport 4 : 1 , la valeur 4 pouvant varier de + 10 %. Il - dispositif suivant la revendication X, c & actCrisé en ce que les plaques 34 sont des plaques découpées dans le la tôle d'acier de construction, non nolies à leur circonférence, en ce aue les plaques pressentent une épaisseur de 15 à 30 mm, de préférence d'environ 0 m;, et une longueur de 250 à 350 mm, de préférence d'environ 300 inni, et une largeur de 50 à 100 mm, de pr'-férence d'environ 75 mm. 12 - dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de rotation de l'arbre 33 est comprise entre 5 et 20 t/mn, sa valeur étant de préférence d'environ 12t/mn. 13 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce Qae la partie en fore rie secteur 52 s'étend sur environ 90 . 14 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce nue le dispositif de tassement par retenue est un tube 37 long de préférence de plusieurs mètres et qui présente 3 peu près la neme section que le conduit de décharge 2c à l'embou- chiure de celui-ci. 5 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce oue le dispositif de tassement par retenue est un réaient 38- auquel le conduit de décharge 29 est raccordé au voisinage au fond de celui-ci.