Brevet FR2347980A1 — publié le 19771110

L'invention concerne les déchiqueteurs industriels. Les applications de la fragmentation mécanique sont extrémement nombreuses, Elle vise à obtenir une réduction des dimensions des corps solides soit pour en faciliter la manutention ou le conditionnement, soit pour permettre ou faciliter des traitements ultérieurs physiques (triages, dosages, mélanges, etc.), physico-chimiques ou chimiques. Les appareils dont on dispose pour réaliser la fragmentation sont également très nombreux, ils mettent en oeuvre des procédés divers (écrasement, cisaillement, attrition, percussion par projection ou par corps broyants, auto-broyage, etc.). Il est évident que le choix de l'appareil (concasseur, broyeur, déchiqueteur) et de sa structure ( concasseurs à machoires ou giratoires ou à cylindres, broyeurs à masse tombante ou à cylindres ou à meule ou à marteaux, déchiqueteurs à lames ou à pointes) dépend essentiellement de la nature de la matière à traiter , de ses coëfficlents de broyabilité, d'aptitude à la rupture ou d'agglomération. S'il est relativement facile de déterminer l'appareil de fragmentation le mieux approprié pour le traitement d'une ma trière se présentant sous la forme d'un ensemble d'éléments ayant des degrés de dureté voisins et des grosseurs comprises entre des limites données,~la fragmentation d'un produit fait d'éléments très disparates pose des problèmes complexes. L'on sait que les produits fibreux, élastiques ou mous qui sont flexibles et souvent tenaces ne peuvent hêtre fragmentés que par déchiquetage. C'est le cas par exemple du bois, du caoutchouc, du cuir, des déchets organiques, des matières thermoplastiques, des chiffons, des vieux papiers, des fourrages, etc. Ici encore lorsque la matière en vrac à traiter est sous forme d'un ensemble de morceaux de même nature et de dimensions comparables, il est aisé de définir les caractéristiques d'un déchiqueteur a lames ou a pointes permettant d'obtenir la fragmenta tion recherchée. Ces déchiqueteurs comportent un tambour ou rotor à axe horizontal muni des outils de déchiquetage ( lames, pointes ,couteaux) qui coopèrent éventuellement avec des contreoutils dont certains au moins sont situés au seuil de 1 'orifice d'alimentation. Le plus souvent ces déchiqueteurs sont équipés avec un dispositif d'alimentation forcée. Cependant lorsque la matière est en morceaux très différents en grosseur et en ténacité, par exemple vieux papiers pouvant comporter des annuaires épais ou des ouvrages cartonnés, il est nécessaire pour obtenir une fragmentation homogène de prévoir pour les éléments plus gros et plus résistants la possibilité d' effectuer plusieurs cycles à l'intérieur du déchiqueteur. On dispose alors une grille concave qui entoure le rotor vers le bas à partir du seuil de l'orifice d'alimentation empechant ainsi l'évacuation des éléments non suffisamment fragmentés qui sont alors entrainés par les outils du rotor pour être à nouveau cisaillés entre ces derniers et les contre-outils. Le problème et la solution sont les mêmes lorsque la matière traitée risque d'être mélangée avec des corps de dureté et/ou de ténacité beaucoup plus grandes, tels que des ferrailles ou produits métalliques divers par exemple. Il faut toutefois dans ce cas prévoir un déchiqueteur muni d'outils plus robustes c'est-à-dire un déchiqueteur a couteaux et contre-couteaux agissant'à la fois par cisaillage et par percussion. C'est cette meme solution qui doit être adoptée lorsque les éléments traités sont tres disparates, par exemple lorsqu'il s'agit de traiter des ordures ménagères, des déchets d'abattoirs, des effluents d'égouts décantés et éventuellement séchés, etc. Après le déchiquetage la matière fragmentée peut être dirigée sur un équipement de triage manuel et/ou mécanique ( separateur, zig-zag pour produits lourds, tambour magnétique pour produits ferreux, cribles vibrants, etc.). Ainsi dans tous les cas où le produit à déchiqueter présente une hétérogénéité du point de vue de la nature des morceaux, de leur grosseur, de leur ténacité ou de leur dureté, le déchiqueteur doit comporter sous le rotor une grille de retenue pour permettre le recyclage des fragments trop volumineux. Ceci est particulièrement important lorsque l'homogénéité du 11dôchiquetô" est nécessaire pour une utilisation ultérieure optimale, par exemple pour le défibrage des vieux papiers par voie humide ou encore pour l'incinération des ordures dans un four à lit fluidisé. Malheureusement, lorsque le produit à traiter contient des matières molles et/ou fibreuses, ces dernières sont très souvent humides à cause de l'eau d'imprégnation mais aussi de l'eau contenue dans les cellules végétales et animales et provoquent le colmatage des trous de la grille. L'expérience montre que ce colmatage prend naissance au niveau de l'extrémité aval de la grille1 surtout si des contreoutils sont disposés à proximité, pour se propager de proche en proche en direction de ltextrémité amont. Il est alors apparu que pour éviter le colmatage, il suffisait que la grille, au lieu d'être concentrique au rotor, se rapproche progressivement de ce dernier depuis le seuil d'alimentation jusqu'à l'extrémité opposée de ladite grille. D'excellents résultats ont été obtenus en faisant défiler les outils à 40 mm. environ de la grille à l'extrémité aval de celle-ci et à 100 ou 120 mm. à l'extrémité amont. Il existe alors un risque de blocage du rotor lors du passage d'une masse importante particulièrement résistante puisque son "couloir " " de passage va en se rétrécissant. Ce risque est particulièrement important si l'on traite des ordures ménagères dans lesquelles on trouve à la fois des produits fibreux ou mous ( emballages en carton, matières organiques) pouvant provoquer le colmatage et des produits très résistants et parfois volumineux ( déchets métalliques, appareils électro-ménagers, etc.) En outre, Si la grille est disposée comme il vient d'être dit pour éviter le colmatage,'le déchiqueteur sera mal utilisé pour des produits secs non colmatants (rendement inférieur par rapport à l'appareil de même puissance avec grille concentrique) ou même inutilisable pour des produits très résistants tels que ferrailles, mâchefers, etc. (bourrage dans le goulot d'étranglement formé à l'extrémité aval de la grille}-. Pour éliminer tout risque de blocage et avoir un dispositif polyvalent adaptable à tous usages, l'invention prévoit de constituer la grille par une pluralité de secteurs sensiblement jointifs-montés oscillants à leur extrémité amont sur un axe commun disposé horizontalement au voisinage du seuil d'alimentation, tandis que l'extrémité aval de chacun desdits secteurs est supportée de façon articulée par la tige d'un vérin hydraulique, que tous les vérins correspondant respectivement aux divers secteurs de grille ont une alimentation commune dont la commande à partir d'un groupe moto-pompe permet d1amener lesdits secteurs d'une position basse dans laquelle ils reposent sur une butée et où ils sont. sensiblement concentriques au rotor, à une position haute et que dans cette dernière position des vannes prévues sur les canalisations d'alimentation permettent d'isoler les chambres des vérins du groupe moto pompe de commande et de les relier à un régulateur oléopneumatique à pression sensiblement constante. En position haute, chaque secteur de la grille peut alors s'effacer sous la pression d'une masse dure volumineuse, pour en permettre le passage et revenir ensuite à l'alignement des autres secteurs sans à-coups ni brusquerie. Avantageusement pour éviter la chute de produits dans l'espase compris entre deux secteurs lorsque l'un seulement d'entr'eux est effacé ou lorsque l'amplitude du pivotement de deux secteur voisins diffère de l'un à l'autre, chaque secteur porte le long de chacun de ses bords une jupe rigide s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel la figure unique est une vue schématique en perspective d'une grille constituée par quatre secteurs oscillants. Un déchiqueteur (non représenté) comporte, à l'intérieur d'une cage, un rotor à axe horizontal muni de couteaux alignés sur une pluralité de génératrices dites porteuses et qui coopèrent avec des contre-couteaux disposés en deux alignements situés respectivement aux deux extrémités d'une grille qui entoure le rotor sur une partie de sa périphérie à partir du seuil d'alimentation aménagé dans la face frontale de la cage. Sur la figure, seule la grille est représentée avec le seuil d'alimentation 16a. Afin de passer facilement de- la position concentrique de la grille par rapport au rotor, position convenant par exemple pour le conditionnement des ferrailles ou le traitement des mâchefers, à la position convenable pour broyer par exemple des ordures ménagères sans risque de colmatage, position dans laquelle ladite grille doit se rapprocher progressivement du rotor lorsque l'on se déplace dans le sens du mouvement de ce dernier, il suffit de scinder la grille en une pluralité de secteurs jointifs, quatre dans l'exemple représenté, 4Oa, 140b, 140c et 140d, montés oscillants autour d'un axe horizontal commun disposé au voisinage du seuil d'alimentation 16a, et soutenus de façon articulée à leur extrémité aval chacun par un vérin hydraulique 142 monté pivotant sur un axe 143.Tous les vérins 142 ont une alimentation commune 144 qui permet de les amener tous ensemble par la manoeuvre d'un groupe moto pompe (non représenté) dans une position haute à partir d'une position basse dans laquelle ils reposent librement sur des butées respectives non représentées. En réalité chaque secteur a le plus souvent une forme sensiblement demi-cylindrique, mais sur la figure il s'étend sur un arc de cercle limité à 900 environ pour plus de clarté. Dans la position basse1 les secteurs de grille sont sensiblement concentriques au rotor. Dans cette position, le déchiqueteur est prêt fonctionner comme il vient d'être dit, par exemple pour le déchiquetage des ferrailles. Si l'on désire traiter des déchets pouvant comprendre des produits relativement mous1 voir spongieux, il faut pour éviter le colmatage des trous 145 de la grille, ramener l'extrémité aval de chacun des secteurs vers l'axe du rotor, c'est-à-dire de faire pivoter ces derniers autour de l'axe 141 dans le sens de la flèche F2. Il suffit pour cela d'amener les vérins 142 en position haute. Dès que cela est réalisé, un système de vannes permet d'isoler la canalisation 144 du groupe moto pompe et de la mettre en communicatåon avec un régulateur oléopneumatique à pression sensiblement constante. Chaque secteur de grille est alors prêt à s'effacer sous l'effet d'une surcharge occasionnée par une masse volumineuse et résistante.Tout blocage est ainsi évité malgré le rétrécissement progressif du passage ménagé aux produits traités. Dès que cette charge est passée, c'est-à-dire renvoyée vers la partie haute du rotor pour un nouveau cycle, le ou les secteurs intéressés sont ramenés dans leur position haute initiale sans brusquerie grâce à l'action d'équilibrage du régulateur oléopneumatique. Il est clair que si tous les secteurs ne pivotent pas ensemble ou s'ils pivotent avec des amplitudes différentes, des produits peuvent s'échapper latéralement du secteur le plus bas entre deux secteurs voisins. Pour éviter cela des jupes rigides 146 sont disposées sur chacun des bords de chaque secteur de manière à boucher les "vides" ainsi créés. Si pendant la marche en position "grille haute" les vérins 142 reliés au régulateur oléopneumatique (grâce aux vannage de la canalisation 144) fonctionnent à simple effet, ce sont en fait des vérins à double effet et les chambres traversées par les tiges de piston sont reliées à une canalisation commune 147 branchée comme la canalisation 144 au groupe moto pompe par l'intermédiaire d'un tiroir à commande manuelle. Cette commande permet d'amener l'extrémité aval de la grille à la distance désirée du rotor. La fermeture d'une vanne disposée sur la canalisation 147 et d'une vanne disposée sur la canalisation 144 isole totalement les vérins du groupe moto pompe et les pistons sont bloqués à la hauteur désirée pour la grille. Il suffit alors de mettre la canalisation 144 en communication avec le régulateur oleopneumatique. De préférence, ce dernier est du type revendiqué dans le brevet français nO 73 36 457déposé au nom du même inventeur. REVENDICATIONS 1 - Déchiqueteur comportant à l'intérieur d'une cage un tambour ou rotor à axe horizontal muni d'outils alignés sur une pluralité de génératrices et qui coopèrent avec des contreoutils montés à l'intérieur de la cage tandis qu'une grille entoure le rotor vers le bas sur une partie de sa périphérie à partir du seuil de l'orifice d'alimentation amenagé dans la face frontale de la cage, caractérisé en ce que la grille est constituée par une pluralité de secteurs sensiblement jointifs montés oscillants à leur extrémité amont sur un axe commun disposé horizontalement au voisinage du seuil d'alimentation, tandis que l'extrémité aval de chacun desdits secteurs est supportée de façon articulée par la tige d'un vérin hydraulique, que tous les vérins correspondant respectivement aux divers secteurs de grille ont une alimentation commune dont la commande à partir d'un groupe moto pompe permet d'amener lesdits secteurs d'une position basse dans laquelle ils reposent sur une butée et où ils sont sensiblement concentriques au rotor, à une position haute et que dans cette dernière position des vannes prévues sur les canalisations d'alimentation permettent d' isoler les chambres des vérins du groupe moto pompe de commande et de relier en'parallèle les chambres opposées aux tiges à un régulateur oléopneumatique à pression sensiblement constante. 2 - Déchiqueteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque secteur de grille porte sur chacun de ses bords courbes une jupe rigide s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor et à l'opposé de ce dernier.