Brevet FR2301901A1 — publié le 19760917

La présente invention concerne un procédé pour récupérer les composants de câbles électriques constitués, généralement, de conducteurs, le plus souvent à base de cuivre et dtaluminium, dtisolants, dtarmatures en plomb et en acier roulé et parfois dtune âme en acier et dtune couverture extérieure, ledit procédé consistant à traiter des câbles préalablement débarassés de la couverture et de armature extérieure et présentant au maximum trois composants dont deux métalliques et seulement un isolant. L'invention concerne aussi ltap- pareillage destiné à appliquer ledit procédé. Les câbles électriques sont constitués, dtune manière la plus générale, dtune couverture extérieure en matière plastique, d'une armature extérieure en plomb ou en acier roulé, drun isolant, dtun ou plusieurs conducteurs en cuivre ou en aluminium qui sont isolés llun de ltautre stils sont plusieurs par une couverture, généralement en matière plastique, et, parfois, drune âme centrale. Lorsqutils sont hors service, ils sont difficiles à éliminer du fait de leur longueur et de leur résistance mécanique et, bien que leur récupération soit possible et souhaitable, elle est souvent difficile et nécessite des appareillages spéciaux.Le traitement dépend de la constitution des câbles et on ne va pas décrire ici tous les câbles existants mais on peut indiquer qutils se classent en unifilaires, multifilaires et en câbles spéciaux, tels que les câbles souples, les câbles téléphoniques, les câbles sous-marins, les câbles plats pour le forage, les câbles électriques domestiques, etc. Avec les procédés actuels, certains câbles ne sont pas récupérables. I1 stagit de câbles dont le diamètre des fils est trop petit (diamètre dtun millimètre et moins avec isolant), des câbles et fils électriques domestiques multifilaires (diamètre trop petit) et des câbles multifilaires dont infâme est constituée de textiles imprégnés dtune matière visqueuse. En permet, si on traite ces câbles dans des machines classiques, il se dépose des dépôts visqueux dans les rouages et on ne peut pratiquement récupérer que armature en acier et en plomb par les procédés mécaniques.Dans ce cas, le seul procédé applicable était ltincinération qui élimine ces matières visqueuses et permet à la fin, de ne récupérer que 50 % du métal contenu qutil est toutefois difficile de reconnaitre et de séparer dans un enchevêtrement de fils fondus et recouverts dlune péllicule uniforme noirâtre. Toutefois, ltincinération est maintenant interdite pour des raisons de pollution. Jusqu'à présent, les autres câbles pouvaient être récupérés en les passant dans des cisailles crocodiles qui les coupent en longueur de 0,4 à 1 m environ, ce travail étant eS- fectué par un serveur qui, selon le cas, arrive à traiter de 500 kg à 4 tonnes par Jour. Les tronçons venant de la cisaille crocodile sont triés sur un tapis roulant selon le diamètre, le métal contenu, le type d'enveloppes, etc.Les tronçons triés sont ensuite traités dans une machine à dénuder qui éventre isolant extérieur des tronçons de câble sur toute sa longueur et permet de dégager soit l'isolant extérieur de son contenu, soit ltarmature, généralement en acier, soit un autre isolant et une armature en plomb et obtenir le métal, sDil stagit dcun conducteur unifilaire ou des fils plus petits isolés les uns des autres, stil stagit dtun conducteur multifilaire. Les câbles unifilaires ne nécessitent qutun passage dans la machine à décortiquer ; ils sont directement envoyes à la presse hydraulique pour mise en paquets ou balles après cet unique passage.Si lron a affaire à des multifilaires, on ne peut que récuperer ceux contenant un conducteur drun diamètre supérieur à 2 mm pour le cuivre et 4 mm pour ltaluminium; pour des raisons de coût. Ces conducteurs sont alors repassés individuellement dans la dénudeuse. Les matières isolantes sont récupérées et entreposées suivant leur nature. Toutefois, cette machine dénudeuse nécessite un autre serveur pour enfiler les câbles et régler le calibrage. Le décortiquage proprement dit nécessite un ou deux hommes et la production de métal est de 100 à 800 kg par Jour suivant le diamètre des câbles. On peut encore décortiquer à la meule, à la main ou par des procédés artisanaux mais la production ne dépasse Jamais ce qui a été indiqué et nécessite au moins autant de main d'oeuvre. I1 existe un procédé récent où les câbles sont lit téralementhaches en fines particules et où les éléments recueillis sont triés par des séparateurs ou sélecteurs où ils se classent par densité, par gravité ou par soufflage dtair ou par plusieurs de ces procédés à la fois. Ce procédé nécessite des installations importantes et onéreuses et il est très consommateur dténergie. En résumé, les procédés actuels ne permettent pas de récupérer tous les câbles, ne permettent pas de récupérer les isolants, ont une production limitée ou trop importante et onéreuse et utilisent beaucoup de main dtoeuvre. La présente invention est destinée à remédier à ces inconvénients. Suivant ltinvention, le procédé est caractérisé par la combinaison des opérations suivantes a) le tronçonnage des éléments en tronçons ou segments dont la longueur est nettement inférieure au diamètre b) le décorticage des tronçons c) le triage et la séparation des éléments décortiqués d) ltemballage des éléments triés. Pour appliquer ce procédé, on combine a) une cisaille débitant des tronçons de câble d'une longueur inférieure à leur diamètre b) une décortiqueuse ; c) un dispositif séparateur ; d) un dispositif d'emballage. Suivant une Sorme préSérée de réalisation, la cisaille est du type rotatif avec une première lame fixe et une deuxième lame tournant autour dtun axe parallèle au tranchant de la première lame, ledit axe étant solidaire dXun volant et drun moteur, ladite cisaille comportant, en outre - un dispositif de guidage des câbles à ltentrée de la cisaille avan t les lames, - un dispositif dtentrainement des câbles à ltentrée de la cisaille avant les lames, - et un dispositif de régulation de la vitesse dlentrainement déterminant la longueur des tronçons coupés. Ces guides sont tubulaires et llentrainement dans les guides se fait par des galets à axes mobiles qui stappuient élastiquement contre les câbles. Pour obtenir les variations de longueur des tron çons de cable, on agit à la fois sur la vitesse des galets de ltentrainement et sur celle de laxe de la lame mobile de la cisaille. La décortiqueuse utilisée dans ledit procédé est de préférence constituée par un cylindre creux à axe vertical dont ltintérieur est tapissé d'aspérités, dans lequel tourne coaxialement au moins un rotor constitué d:un disque surmonté de palettes radiales, ledit rotor tournant à grande vitesse et laissant entre lui et le cylindre un espace juste suffisant pour laisser passer les matières à décortiquer et décor- tiquées, celles-ci arrivant par le dessus et étant rejetées par un orifice latéral, à la partie inférieure. On a trouvé quten tapissant intérieurement le cylindre creux de barrettes verticales et qu'en utilisant deux rotors comportant chacun quatre palettes rectangulaires, on obtenait un décorticage satisfaisant. Quant au dispositif séparateur, on utilise simplement un tamis vibrant à mailles appropriées aux matières à ré cùpérer. On peut adJoindre, si on le désire et si on veut extraire les méaut ferreux, un dispositif séparateur magnétique et on peut ajouter une soufflante pour utiliser la disposition bien connue dans les tarares pour recueillir les particules légères qui sont ici les isolants. Ltinvention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante qui en donne un exemple de réalisation non limitatif et qui est illustré par les dessins Joints dans lesquels - les figures 1, 2 et 3 sont des vues en perspective de trois échantillons de câbles caractéristiques-de ceux qui sont à traiter par le procédé et l'appareillage de ltinvention. La figure 4 est une vue de profil dlun tronçon ou segment de câble tel qutil est cisaillé dans la cisaille de l'invention. tes figures 5 et 6 sont des vues en bout de deux sortes de câbles traités par la machine. La figure 7 est une vue de profil de la cisaille de ltinvention. La figure 8 est une vue schématique en coupe verticale de la décortiqueuse de ltinvention. La figure 9 est un schéma representant ltensemble de ltinstallation de traitement du câble suivant lrinvention. En se reportant aux figures 1 à 6, on voit que les câbles à traiter suivant le procédé et avec lxappareillage de lt invention se composent dlune enveloppe 1 isolante entourant un noyau métallique conducteur. Ce noyau métallique peut être unifilaire 2 à grosse section (figure I et 6), à fils multiples 3 (figure 5), multifilaire 4 entourant une âme en acier 5 (figure 2) ou encore unifilaire 5 mais entouré drune armature extérieure 6 (figure 3). A la figure 4, on a repéré la longueur 1 des tronçons et le diamètre d. La cisaille de ltin- vention est réglée de la manière qui sera expliquée plus loin de façon à découper les tronçons tel que d soit peu différent de 1 X 1 (a* 21). Ltappareillage de ltinvention se compose (figure 9) dtune cisaille 7, dtune décortiqueuse 8 et drun dispositif de séparation 9. Un couloir 10 transporte les tronçons du segment de cable depuis la cisaille 7 vers la décortiqueuse 8. Une installation d'emballage est disposée après le dispositif de séparation 9. Elle nxa pas été représentée car elle est absolument classique et ne fait pas partie de lzinvention sauf si elle est prise en combinaison avec ltensemble des appareils qui vont maintenant être décrits en détail. La cisaille 7 est du type rotatif entrainée par un moteur Il, une courroie 12 avec sa poulie 13 calée sur stase 14, sur lequel est fixé aussi un cylindre 15 comportant la la me mobile 16. Le mouvement de rotation de ltaxe 14 dans le sens de la flèche 17 est régularisé par le volant 18. La lame mobile 16 coopère avec la lame fixe 19 qui est solidaire du bâti 20 de la cisaille à la partie supérieure de laquelle sont fixés des guides tubulaires 21, 22, 23, dans lesquels on peut passer les câbles pour les amener èntre les lames 16 et 19 et les tronçonner.Ce mouvement d'amenée est réalisé par des galets dtentrainement 24 dont le mouvement de rotation est représenté par les flèches courbes autour de leurs axes à la figure 9 et dont lame est mobile verticalement de façon à stappuyer élastiquement contre les câbles dans le sens des flèches 25. Les galets 24 coopèrent avec un ou plusieurs rouleaux 26 de manière que les câbles soient pincés entre un galet 24 et un rouleau 26 pour assurer ltentrainement. On comprend que la vitesse dtavancement v du câble vers les lames 16 et 19 dépend de la vitesse de rotation des galets 24. Un autre côté, la fréquence de tronçonnage du câ- ble dépend de la vitesse de rotation n de lame 14. Dans ces conditions, la longueur 1 des tronçons répondra à la formule: X = v/n En autres termes, la longueur des tronçons de câble sera proportionnelle à la vitesse de rotation des galets 24 et inversement proportionnelle à la vitesse de rotation de ltaxe de la cisaille 14. En faisant varier ces deux facteurs on pourra obtenir la longueur 1 voulue des tronçons de câble. On a vu que celle-ci devait être d'environ la moitié de d. La décortiqueuse 8 est constituée par un cylindre creux 29 à axe vertical dont-ltintérieur est tapissé de barrettes verticales 30 dtenviron I cm dtépaisseur. Dans le cylindre 29, est disposé un rotor 31 coaxial audit cylindre 29 et composé d'un axe 32, entrain à grande vitesse par un moteur 33, et de deux disques 34, 35 surmontés de palettes ra diaules36, 370 Les palettes 36 du disque supérieur 34 sont plus courtes que les palettes 37 du disque inférieur 35. Le rotor 31 est calé sur ltarbre du moteur 33 et tourne donc a une vitesse de ltordre de 3 000 tours par minute. Un espace 38 est laissé entre le disque 34 et les parois iatérales du cylindre 29. Llespace 38 est Juste suffisant pour laisser passer les matières décortiquées ou insuffisamment décortiquées Espace 38 pourra être supérieur à espace 39 laissé entre le disque 35 et les parois du cylindre 29. On a représenté un rotor 31 à deux disques 34 et 39 à titre indicatif mais il est certain qutun nombre plus important de disques pourra être adopté pour augmenter ltefRicacité de ltappareil. Dans ce cas, le diamètre des disques va en décroissant du bas vers le haut. Un trou 39 est laissé dans la paroi supérieure du cylindre 29 tandis qutun autre trou 40 est laissé dans la paroi latérale du cylindre 29, à la partie inférieure de celui-ci en face du disque 35. Les matières qui tombant par le trou 39 dans le sens de la flèche 41 sont décortiquées dans ltappareil par les chocs violents portés aux tronçons ou segments de câbles qui sont pro jetés sur les palettes 36, 37 et sur les barrettes 30 avant que leurs composants ne soient éjectés à travers le trou 40 dans le tube 42 dans le sens de la flèche 43. Cet appareil décortiqueur constitue un dispositif remarquable de la présen- te invention et réalise un excellent travail qui est inattendu étant donné la grande simplicité et le peu d'organes qutil comporte.Evidemment, il doit être constitué de façon robuste pour ne pas se détériorer sous les chocs violents des tron çons de câble et ses dimensions, qui ne font pas partie de la présente invention, constituent toutefois un savoir-faire qui s'adjoint à la présente invention. Les produits décortique's sortent de la décortiqueuse 8, tombent sur le tapis roulant 44 ou tout autre moyen pour être portés au dispositif de séparation 9 qui est constitué essentiellement par un tamis vibrant 45. Un dispositif magnétique peut être disposé au-dessus du tapis transporteur 44 pour soulever tous le s métaux ferreux et les récupérer séparément. Le tamis vibrant 45 peut être réglé (flèches 46 et 47) suivant les matières à travailler, en inclinaison et la dimension des mailles peut être évidemment modifiée suivant les produits à récupérer et le réglage de la cisaille 7. Les deux plateaux 53 et 54 peuvent subir des oscillations dans des sens différents pour itefficacité de la séparation (flèches 55 et 56). On complète leappareil par un ventilateur 57 qui souffle de ltair sous le tamis (flèche 58) à la manière dXun tarare. A la figure 9, on a représenté un tamis dans lequel on récupère les éléments les plus fins dans le bac 48, les éléments moyens dans le bac 49 et les gros éléments dans le bac 50.Les bacs 49 et 50 sont alimentés, respectivement, par des goulottes 51 et 52. Les produits contenus dans les bacs 48, 49 et 50 sont enlevés régulièrement et dirigés vers une installation d'emballage non représentée. Ltavantage essentiel? de ltinstallation suivant la présente invention réside dans le fait que lton peut réduire la main d'oeuvre, Pour une seule unité de production, on peut utiliser deux hommes de moins qutavec ltancien appareillage. En outre, la production peut être triplée et meme plus avec; le présent appareillage. Par ailleurs, le taux de récupération des composants est beaucoup plus élevé et cet appareillage per met de traiter pratiquement n'importe quel cabale. Erfin, cet appareillage permet dtéviter l'incinération et la pollution qui en résulte. La conséquence de celà est la récupération desisolants et assimilés. Par rapport aux installateurs où l'on hache les câbles en petites particules, on obtient une installation moins onéreuse à lstinvestissement et plus économique en énergie REVENDICATIONS 10/ Appareillage pour récupérer les composants des câbles électriques constitués généralement de conducteurs, le plus souvent à base de cuivre et d'aluminium, d'isolants, d'armatures en plomb ou en acier roulé et parfois dtune âme en acier et dlune couverture extérieure, en traitant des cibles préalablement débarassés de la couverture et de l'armature extérieure et présentant au maximum trois composants dont deux métalliques et seulement un isolant, comprenant a) une cisaille débitant des tronçons de câble d'une longueur inférieure à leur diamètre ; b) une décortiqueuse c) un dispositif séparateur ; d) une installation d'emballage, c a r a c t é r i s é par le fait que la cisaille est du type rotatif avec une première lame fixe et une deuxième lame tournant autour d'un axe parallèle au tranchant de la première lame, ledit axe étant solidaire d'un volant et d'un moteur, ladite cisaille combinant, en outre, - un dispositif de guidage des câbles à l'entrée de la cisaille ayant les lames, ledit dispositif de guidage étant constitué par des guides tubulaires, - un dispositif d'entranement des câbles à l'entrée de la cisaille avant les lames, ledit dispositif d'entrainement étant constitué par des galets dlentratnement à axe mobile qui slappuient élastiquement contre les câbles, lesdits cules étant entratnés dans lesdits guides tubulaires, - et un dispositif de régulation de la vitesse dtentrainement par rapport à la vitesse de rotation de la cisaille, détermi- nant la longueur des tronçons ou segments coupés. / / Xppareillage, tel que tarin dans la revendication i, c a r a c t é r i s é par le fait que les vitesses des galets dlentraSnement et de l'axe de la lame mobile de la cisaille sont réglables pour obtenir des variations de longueur des tron çons de câbles. 30/ Appareillage, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que la décortiqueuse est constituée par un cylindre creux à axe vertical dont l'intérieur est tapissé dlaspérités, dans lequel tourne coaxialement au moins un rotor constitue d'un disque surmonté de palettes radiales, ledit rotor tournant à grande vitesse et laissant entre lui et le cylindre, un espace juste suffisant pour laisser passer les matîtes à décortiquer et décortiques, celles-ci arrivant par le dessus et étant rejettes par un orifice latéral à la partie inférieure du cylindre. 40/ Appareillage, tel que défini dans la revendication 3, c a r a c t é r i s é par le fait que le cylindre creux est tapissé intérieurement de barrettes verticales et qu'il enferme deux rotors comportant chacun quatre palettes rectangulaires. 50/ Appareillage, tel que défini dans la revendication 4 c-a r a c t é r i s é par le fait que le dispositif séparateur est un tamis vibrant à mailles appropriées aux mat ires à récupérer, un soufflage d'air, à la manire d'un tarare, étant prévu pour séparer les parties légères telles que les isolants. 50/ Appareillage, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le dispositif séparateur comporte un appareillage magnétique apte à éliminer les métaux ferreux.