Brevet FR2398546A1 — publié le 19790223

Le secteur technique de l'invention est celui du traitement par le froid d'objets à broyer, en vue d'augmenter leur fragilité. Il est connu de traiter des objets composites par le froid avant broyage en vue de faciliter une telle opération. Ceci est envisagé par exemple pour des éléments de récupération, déchets de câbles électriques isolés, pièces détachées provenant de véhicules automobiles et autres. Au cours du broyage, la fragilité augmentée atteint de façon sélective les isolants, les éléments à base de fer mais n affecte que peu les éléments à base de cuivres Lorsqu un objet composite est ainsi constitué, le broyage ménagé ntentratne qu'une faible dissipation d'énergie. Un triage aéraulique suivi d'un triage magnétique assurent la séparation des déchets isolants, des déchets magnétiques et des éléments de cuivre. On peut ainsi récupérer notamment ce dernier métal, sans que sa pureté soit atteinte, ce qui valorise très fortement le bénéfice retiré de la récupération. testistallations connues comportent à l'entrée d'un broyeur un échangeur frigorifique et un distributeur. L'échangeur travaille en circulation gazeuse. Il est donc volumineux et d'un rendement limité. Les moyens de distribution faisant suite à l'échangeur comprennent généralement des moyens d'actionnement en mouvements oscillants ou vibrants, mais sont d'un fonctionnement incertain, de sorte que l'alimentation du broyeur n'étant pas régulière, son rendement opératoire reste médiocre. ta pressente invention a notamment pour but de remédier à de tels inconvénients par amélioration de l t échange réfrigérant sur les éléments à traiter et régularisation de l'admission des éléments à broyer dans le broyeur en des quantités mieux dosées. L'invention comprend à cet effet, dans un tel agencement de réfrigération et de broyage d'objets réfrigérés, un échangeur dans lequel lesdits objets sont amenés à passer successivement dans une atmosphère de gaz et de vapeurs provenant d'un gaz liquéfié, puis dans un bain dudit gaz liquéfié, avant d'8tre admis, ayant subi un égouttage, en quantités dosées à l'entrée d'un broyeur. L'appareillage comporte de cette façon, par exemple une tour dlns laquelle se développent les gaz et vapeurs en question, tour au moins à la base de laquelle est prévu un dispositif déterminant l'écoulement de la charge sans faire obstacle au passage des gaz et vapeurs Cette tour est superposée à un récipient contenant le bain de liquide réfrigérant, ledit récipient offrant un fond plan incliné et des parois latérales tronconique, de manière à permettre le mouvement d'une pale rotative de relevage des éléments plongés dans le bain jusqu'au niveau d'une ouverture de passage aménagée dans une partie sèche dudit fond. Compte tenu du manque de continuité du débit en pièces réfrigérées à la sortie du bain, il est possible d'associer à un m8me échangeur en phase gaz/vapeur et à un broyeur unique, une pluralité de récipients de trempage dont les pales débitent en alternance vers l'entrée du broyeur, les alimentations des bacs de trempage étant effectuées de même. Pour faciliter les opérations de dosage, il est possible de prévoir dans une même colonne d'échange, des superpositions d'organes d'arrêt éclipsables pour les objets à traiter et de cette façon, la partie supérieure de colonne peut aisément servir de capacité de mesure correspondant à la confection de la dose voulue. Ceci permet aussi le cas échéant, par maintien de réserves, de parer à d'éventuelles irrégularités à l'alimentation en éléments à broyer. Compte tenu de la nature des objets traités, il y a avantage à constituer tout moyen de retenue de charge, au moins en amont immédiat du récipient de trempage,par une série de barreaux individuellement mobiles en éclipsage et en saillie. De cette façon, arrêts et reprises de débit peuvent se faire sans risque de coincement. Avec de tels moyens, le rendement opératoire se trouve largement augmenté de même que la qualité individuelle des -produits séparés. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple nan limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 montre avec des coupes et de façon schématique un agencement de broyage après réfrigération. La figure 2 montre à plus petite échelle l'installation susceptible d'un travail en continu au niveau du broyage. Comme on le voit sur la figure 1, le dispositif comprend un transporteur I à bande amenant à l'entrée d'une colonne 2 les objets 3 à refroidir et à broyer. A la base de la colonne 2 apparaissent , dans une disposition étoilée, des corps de vérins 4 externes dont les tiges 5 internes convergent vers l'axe de colonne. Lorsque les vérins sont à l'état d'expansion, l'ensemble des tiges ou de leurs prolongements 5 forme une grille d'arrêt pour les éléments 3, ces derniers pouvant s'entasser au-dessus d'une telle grille, sans pour autant faire obstacle à la transparence nécessaire au passage inverse de gaz et vapeurs. En situation inverse de rétraction d'un ou plusieurs vérins, la charge des objets 3 peut traverser la section de colonne où agissent les tiges 5. Cette colonne est réunie à l'orifice supérieur d'un récipient 6 de trempage de déchets 3 en quantité unitaire dosée dans un bain 7 d'azote liquide. Le récipient 6 comporte une virole 8 tronconique qui se raccorde à }'extrémité basse de la colonne 2. Cette première virole 8 se raccorde à une seconde virole 9 également tronconique et pourvue d'un fond circulaire plan 10 de situation inclinée.De cette façon, la virole 9 présente une génératriee rectiligne basse il située à lthorizontale et, en fonction de l'angle au sommet formé d'un angle droit du cône correspondant à ladite virole, une génératrice 12 diamétralement opposée qui apparatt à la verticale. Le fond 10 comporte en son centre un palier 13 de guidage d'un arbre 14 qui porte intérieurement au récipient 6 une palette 15 convenablement ajourée, alors qu'extérieurement, cet arbre 14 est solidaire d'une roue d'engrenage avec laquelle coopère une vis 17 actionnée par un moteur 18. Cette palette peut être associée à une plaque d'obturation de la lucarne 19, plaque échancrée devant la palette. La partie émergée du fond 10 est pourvue de cette lucarne 19 qui surmonte une manchette 20 de communication avec le conduit 21 d'entrée à un broyeur à marteaux sous-jacent 22. La grille de ce broyeur surmonte un évacuateur 23 du broyat, constitué notamment par un tapis transporteur. Le fonctionnement d'un tel agencement est le suivant Le transporteur 1 amène les déchets 3 tels que débris de câbles électriques isolés, appareillages électriques de véhicules automobiles et notamment génératrices de charge de batteries d'accumulateurs ou moteur de de démarreursdans la colonne 2, alors que les tiges 5 forment un barrage au-dessus duquel s'accumule une charge donnée desdits déchets, quelle que soit la régularité de l'apport. En cette situation, cette charge dosée est située dans un écoulement formé des gaz et des vapeurs issus du bain liquide 7, le tout formé par de l'azote évaporé à très basse température par ledit bain. Au bout d'un temps de séjour suffisant dans ces gaz et vapeurs et lorsque la charge accumulée correspond à une dose prédéterminée, laquelle charge a ainsi subi un refroidissement préalable, on procède au retrait de la quantité et du nombre voulus des tiges 5. Une dose des déchets tombe dans le bain 7 où un refroidissement très actif est poursuivi, compte tenu de la qualité de lXéchange réalisée par pénétration et contact direct entre déchets et azote liquide. Après écoulement du temps nécessaire à l'égalisation entre température de charge et Smpérature du liquide > la palette 15 est mise en marche. La géométrie du système est telle que ladite palette remonte progressivement la charge, en permettant son égouttage complet, vers la lucarne 19. Les déchets 3 refroidis sont ainsi amenés à passer pour une livraison progressive à l'entrée du broyeur. Dans ce dernier, au prix d'un travail interne minime et donc d'un relèvement de température très faible, les déchets à broyer conservant donc la fragilité intrinsèque qui leur a été donnée par le bain en azote liquide, la pulvérisation est obtenue.C'est de cette façon que les marteaux de broyage peuvent réduire, en un temps de séjour très bref dans le broyeur, les isolants électriques et les ferrailles en poudre, alors que les cuivres, beaucoup moins affectés de fragilité, n'ont nul besoin de subir un traitement beaucoup plus long qui en amènerait la division, mais demeurent quasiment non -divisés et sont alors chassés du broyeur rapidement. A l'extraction par le transporteur 23, il suffit alors de conjuguer un triage par soufflage qui élimine les poudres d'isolants puis un triage magnétique qui sépare les poudres de ferrailles pour ne conserver au-delà que les éléments en cuivre. Cette séparation du cuivre n'affecte nullement la pureté du métal ainsi libéré, sans autre traitement/ il devient alors possible de le réutiliser directement. On obtient par là une valorisation considérable du prix de vente de ce cuivre, justifiant à lui seul la rentabilité des investissement et des dépenses énergétiques consenties pour une telle installation. Dans ce qui précède, an constate que l'alimentation du broyeur 22 n'est pas continue. Pour augmenter la productivité d'une telle machine, il est possible d'associer à un tel broyeur 22a une alimentation alternée par jonction 24 de manchettes de sortie 20a et 20b de deux récipients 6a et 6b de trempage dont les entrées sont pourvues de vérins et grilles d'arreAt de charges4a et 4b alors que les colonnes 2a et 2b d'échange entre déchets et gaz/ vapeurs sont réunies par une culotte 25, de jonction à un puits 26 de déversement des déchets à traiter provenant d'un transporteur d'entrée la. Il est ainsi possible de faire alterner les phases d'action des pales 15 dans les récipients 6a et 6b de manière telle que l'alimentation à l'entrée 21a de broyeur 22a devienne sensiblement continue. S'il était nécessaire d'envisager un échange plus prolongé en présence de gaz ou de vapeurs dans une colonne surmontant le bain liquide, cette dernière pourrait être pourvue d'une multiplicité de moyens d'arrêt de charge en superposition. Il pourrait s'agir de séries de grilles de barres, celles qui sont constituées par des tiges de vérin ou des prolongements de ces dernières, telles que ci-dessus décrites. A ehaque étage de retenue, une charge peut demeurer exposée au contact des gaz et vapeurs se dégageant du bain sousjacent par évaporation. Une circulation forcée éventuellement avec recyclage de l'atmosphère pourrait être prévue dans cet échangeur. La grille d'arrêt supérieure, conjuguée avec la tranche haute de colonne, surmontant cette grille à une cote de valeur choisie, permet la réalisation d'un volume doseur de charge. Le remplissage de ce volume permet d'apprécier le moment où il convient d'arrêter le transporteur d'alimentation. Des grilles demeurant libres peuvent déterminer des cellules régulatrices de débit. A la manoeuvre d'ouverture de la grille d'arrêt inférieure de cette colonne, on fait succéder les manoeuvres séparées des autres grilles superposées, pour descente pas à pas des charges aecumulées, en terminant par la vidange de l'espace d'accueil supérieur avec pour conséquence une possibilité de reprise de l'alimentation par le transporteur eorrespondant. Le nombre des étages constitue un facteur multiplicateur du temps de séjour des charges à traiter dans l'échangeur gaz/vapeur et une cause de suppression de toute diffieulté d'écoulement et d'arrêt après passage dtune dose donnée. Il va de soi que sans sortir du cadre de l'invention, des modifications autres pourraient encore être apportées aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites. Les moyens d'alimentation et d'extraction dont il est question ci-dessus sont plus spécialement adaptés à la conforma- tion et aux dimensions des objets à broyer. Des moyens autres pourraient être prévus s'il s' agissait d'autres objets que des débris de câbles électriques isolés ouates éléments d'équipements de véhicules automobiles. REVENDICATION5 1.- Agencement de réfrigération, en vue broyage, d'objets composites, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens échangeurs thermiques dans lesquels lesdits objets sont amenés à passer en contact successivement avec gaz et. vapeurs provenant de l'évaporation d'un bain de gaz liquéfié à très basse température, puis en contact avec ledit gaz liquéfié par immersion dans ledit bain, avant d'être admis, ayant subi un égouttage, en quantités dosées à l'entrée du broyeur. 2.- Agencement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une tour de développement desdits gaz et desdites vapeurs3 tour à la base de laquelle est prévu un dispositif perméable aux écoulements gazeux mais susceptible d'ar prêter la descente d'une charge, ladite tour, surmontant un récipient qui contient un bain de liquide de réfrigération formé par un gaz liquéfié, récipient pourvu de moyens de reprise des objets ayant séjourné dans le bain et de conduite de ces derniers vers un broyeur. 3.- Agencement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit récipient comporte un fond'plan inclinés dans une partie émergée de laquelle est aménagée une lucarne, fond plan associé à une pale de relevage montée sur un axe porté par un palier traversant ledit fond et à des viroles tronconiques opposées contenant le bain et raccordant ledit récipient à la base de la tour, alors que ladite lucarne s'ouvre à l'entrée d'un broyeur. 4.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 > caractérisé par le fait que les moyens d'arrêt de charge sont formés par des séries de tiges s t étendant en travers de la tour et individuellement déplaçables par moyens moteurs correspondants. 5.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'à une même colonne d'échange on fait eorrespondre, par une culotte, des récipients de trempage en bain en nombre correspondant à celui des branches de ladite culotte, les sorties desdits récipients se raccordant en parallèle sur une entrée unique de broyeur. 6.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 > caracterisé par le fait que, dans une tour formant colonne d'échange, sont superposés des moyens d'-arrEt de charge d'actionnement successifs indépendants. 7.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que ladite pale de relevage est associée à ureobturation de lucarne, tournant avec cet pale et échancrée en avant de celle-ci.