Brevet FR2437871A1 — publié le 19800430

La présente invention concerne un dispositif de fractionnement et en particulier aussi de répandage, d'une masse humide de déchets, notamment d'un agglomérat de boues d'eaux usées, comportant un système de transport conduisant à un rotor garni d' au moins un couteau, en particulier la rotor servant en mAme temps d'outil de répandage. Les dispositifs de ce genre sont utilisés avant tout dans les installations de combustion. Dans celles-ci, il s'agit de déposer les déchets à brûler sur la grille du foyer de l'installation en morceaux de dimension appropriée et avec une répartition aussi régulière que possible. Pour fsactionner ces déchets à la dimension désirée il est usuel de faire usage de rotors garnis de couteaux. Le répandage sur la grille est effectué de différentes façons. Une solution particulièrement rationnelle consiste à utiliser les couteaux du rotor en meme temps comme palettes de jetée. Pour amener la matière au rotor sous une forme régulière et meuble, un dispositif de ce genre comporte une vis transporteuse.C'est un tel dispositif que l'invention se propose de perfectionner afin que le fractionnement de la matière s'effectue dans de meilleures conditions et qu'il soit contrôle avec plus de précision: , notamment dans le cas où la matière fractionnée est ensuite répandue directement sur la grille du foyer par le rotor à couteaux. Pour atteindre ce but, le dispositif conçu selon l'in- vention comporte un système de transport fonctionnant en même temps comme système de compactage. Ainsi, dans le dispo siti:? selon l'invention, la matière ntest pas d'abord so- mise à un fractionnement, mais au contraire à une action de tassements de compression, qui la rend compacte. De ce fait sont créées des conditions mieux définies et par ailleurs plus favorables pour l'opération de fractionnement qui suivra.La masse de matière prend ainsi une densité située dans des liaites assez étroites et une poussée régulière non seulement en ce qui concerne sa vitesse d'avancement dans le dispositif, mais aussi en ce qui concerne son débit. Sn ou tre, dans la masse de matière rendue compacte les morceaux qui la composent sont retenus plus fermement, ce qui en facilite le déchiquetage et le découpage par les couteaux du rotor, d'où une amélioration sensible du fractionnement la granulométrie obtenue est plus petite et varie dans des limites plus étroites. Tout ceci est avantageux en soi, mais aussi pour le répandage qui suivra, lequel pourra etre con trôlé de façon plus régulière et plus précise.Le répandage réalise est uniforme, de sorte que la matière combustible ainsi répandue brûle en toute certitude complètement et qu' elle ne forme pas d'agglomérats qui ne cokéfient que jusqu'à une profondeur limitée et conservent un noyau non brûlé dans lequel se trouvent encore des bactéries. L'ampleur des amSliorations obtenues en pratique par le dispositif selon l'invention se révèle en tout cas considérable. Pour que l'effet de compactage soit réalisé, il est préférable que la vis transporteuse aille en diminuant de diamètre en direction de son extrémité de décharge. De pré férence aussi, cette vis s'étend jusqu'à l'extrémité de sortie du corps du dispositif ; ceci réduit sa consommation d'énergie et empêche toute formation de bouchons dans le tron çon terminal conique du corps du dispositif. Dans la direction de l'extrémité de décharge de la vis, les pas des spires de cette dernière peut avantageusement devenir plus long. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'in vention, les couteaux sont articulés et maintenus dans leur position de travail par l'effet de la force centrifuge, afin qu'ils puissent s'effacer lorsqu'ils rencontrent des corps durs, par exemple des morceaux de métal. I1 pourrait cependant Autre prévu qu'ils soient verrouillables en position de travail. L'invention prévoit en outre qu'au moins une partie des couteaux soient rabattahles et verrouillables en position rabattue, de sorte que l'on peut ainsi, de manière simple, adapter et optimiser le nombre de couteaux actifs aux particularités de la matière à traiter ou à d'autres conditions opératoires, par exemple à la vitesse d'avance de la vis ; les autres couteaux non utilisés sont rabattus. Il-y a intérAt à ce que les couteaux soient fixés chacun à un porte-couteau basculant et verrouillable. les couteaux peuvent être dentés ; dans ce cas, il y a avantage à ce que leurs dents soient décalées d'un couteau au suivant. Une autre caitéristique importante de l'invention consiste à disposer, de préférence au-dessus du rotor, un contre-couteau fixe. Ge contre-couteau peut encore déchiqueter des fibres ou autres matières analogues entraînées dans le gateau de boues, mais surtout il limite la largeur de l'angle de jetée. Afin que cet angle soit réglable, l'arate du contre-couteau est de prférence déplaçable sur une certaine distance le long du cercle décrit par l'extrémité des couteaux du rotor ; il y a également intértt à ce que la distance de cette arête à ce cercle soit réglable.Cette possibilité de régalage peut être réalisée de façon très simple et rationnelle : il suffit que le contre-couteau puisse pivoter et être verrouillé dans différentes positions angulaires, et que la longueur de son rayon de pivotement puisse etre modifiée. Pour limiter l'angle de jetée un capot réglable, de préférence articuléS peut être disposé au-dessus de la sor tie. Enfin, pour que le fonctionnement du dispositif soit adaptable aux caractéristiques de la matière traitée, il est préférable que la vitesse de l'avance de la vis et la vitesse de rotation du rotor soient réglables. Un exemple d'exécution de 11 invention est décrit en détail di-après et/ou se référant au dessin annexé ; sur ce dernier - la figure 1 montre, en coupe longitudinale verticale la partie essentielle d'un dispositif de fractionne ment et de répandage d'un gâteau de boues usées, - la figure 2 représente, à plus grande échelle qutà la figure I et symétriquement par rapport à celle-ci, la partie du dispositif qui, à droite sur la figure 1, est dessinée en tirets; et - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III tracée sur la figure 2. Dans un corps composé de trois parties 1, 2 et 3 assemblées entre elles par des brides 4 est disposée une vis d' Àrchimède ou vis transporteuse 5. L'arbre de cette vis est, lui aussi, composé de,trois parties 6, 7 et 8. le tronçon d'arbre 6 situé dans la partie l du corps du dispositif est plein. Cette partie 1 n'est représentée que partièllement au dessin. Dans celle-ci, le tronçon d'arbre 6 est monté dans un palier combiné axial et radial 9. Le tronçon d'arbre 7 disposé dans la partie 2 du corps du dispositif est creux ; il est fixé à l'extrémité du tronçon plein 6 qui dépasse axialement du palier 9 jusque dans la partie 2.De même, le tronçon d'arbre 8 est lui aussi creux ; il a un diamètre plus petit que le tronçon 7, auquel il est fixé par un asv semblage encastré. L'hdlicoRde fixée sur les tronçons d' arbre 7 et 8 est dessinée en trait mixte. La vis 5 est entraînée en rotation par un moteur 11 avec réducteur 12 monté sur le-corps 1 avec un noyau 10. L'arbre de sortie du réducteur 12 est raccordé par une transmission à channe à la partie du tronçon d'arbre 6 qui n'a pas été représentée à la figure 1. La partie 1 du corps du dispositif a pour seule fonction de supporter et d'entrainer la vis 5. La partie 2 de ce corps, qui sert au remplissage, est munie d'une goulotte d'alimentation 13 dont la section horizontale est rectal- gui ire. Dans la partie 3 du corps la matière est comprimée. Dan ce but, la partie 3 du corpus et le tronçon de la vis 5 situé dans cette partie ont un diamètre qui va en dimi-nuent vers ltextrémitd du corps. En direction de cette extrinité le pas des spires de l'hélicoIde augmente un peu. Â l'extrémité de la vis 5 est installé sur une bride 14 de la partie 3 du corps un dispositif fractionneur 15 qui a la structure détaillée ci-après Dans un carter 16 est disposé un rotor 17 dont l'axe est perpendiculaire à celui de la vis 5. Ce rotor est supporté d'un côte, par une fusée 18, dans un palier 19 fixé à la paroi du carter 5 et, de l'autre cavé, par un boue d'arbre creux 20, sur 11 arbre de sortie 21 d'un groupe mcto-réducteur 22 fixé par bride sur la paroi du carter 16.Deux cuvettes 23 et 24 disposées respectivement sur la rusée 18 et sur le bout d'arbre creux 20 isolent deux joints d'étanchéité, 25 et 25 respectivement, de l'intérieur du carter, les dites cuvettes portant chacune une partie de ces joints. Le tronçon principal du rotor 17 est constitué par un cylindre 29 monté par l'intermédiaire de deux disques 27 et 28 d'une part sur la fusée 18, d'autre part sur le bout d'arbre creux 20. Les deux disques d'extrdmité 27 ont ioi des parties 40 en saillie radialement au-delà du pourtour de ce cylindre 29. Ces parties en saillie radiale 40 sont, d'un disque 27 à l'autre, réunies deux à deux par un barreau 41 soudé en outre sur le pourtour du cylindre 29. Dans ces parties en saillie 40 sont fixés, au moyen de goujons 30, quatre porte-couteau 31 qui peuvent pivoter Chaque porte-couteau se compose d'une barre 32 dans laquelle sont encastrés, dans des alésages d'extrémité, les deux goujons 30, et une plaque 33 qui est soudée à cette barre et comporte des boutonnières 34 orientées axialement dans lesquelles le couteau 35 est fixé par des vis 36. Chaque porte-couteau-5l présente deux blocs 37 qui, comme représenté en tirets à la figure 2, sont au contact du cylindre 29 lorsque le porte-couteau 91 est en position rabattue. Pour, en cas de besoin, retenir une partie des porte-coutean en position rabattue on peut visser aux bar-eaux 41 des consoles de forme appropriée, c'est-à-dire un peu incurvée. Chaque couteau 35 comporte une denture rectangulaire et d'un couteau au suivant, les dents de ces couteaux sont décalées entre elles, au moyen des trous oblongs ou boutonnières 34 dans les porte-couteau. Dans un elargissement 38 du -corps 16 vers le haut est articulé en 42 un support de contre-couteau 39. Ce support peut être retenu dans différentes positzons an- gulaires par deux-R-is 43 engagées dans des blocs 45 soudés au support 39 et comportant un taraudage. Ces vis traversent des fentes curtilignes 44 ménagées dans le corps du dispositif. Le support 39 du contre-couteau comporte des trous oblongs 46 orientés radialement par rapport à son centre d'articulation 62. Ces trous 46 permettent de fixer un contre-couteau 47 à des distances très diffrentes de l'articulation 42, par un boulonnage 48.Le contre-couteau a une arase rectiligne que l'on peut déplacer le long du cercle 49 qui circonscrit les couteaux 35, ce déplacement s'effectuant gracie aux possibilités de réglage angulaire du support 39, comme représenté en tirets à la figure 2, et de ddpla- ceint radial du porte-couteau 47. Au-dessus de la sortie 50 du carter 16 est disposé un capot 51 qui peut être fixé, lui aussi par un boulonnage 52 traversant un trou incurvé 53, dans différentes positions angulaires. La commande 11, 12 de la vis 5 et la commande hydraulique par le groupe moto-réducteur 22 peuvent autre roguées en vitesse de rotation. La matière à fractionner est alimentée par la goulotte d'alimentation 13, puis transportée par la vis 5 qui la compacte dans la partie antérieure 3 du corps du dispositif dont la section va en diminuant. Le boudin de matière qui sort à ltxtrémité de la vis est cisaillé par les couteaux 35 que la force centrifuge place radialement vers l'extérieur. Les morceaux ainsi obtenus sont expulses par les couteaux 35 par la sortie 50. La position de l'arête du porte-couteau contre laquelle peut s'effectuer un déchiquetage plus poussé détermine la largeur de l'angle de jetée. Le capot 51 emp8- che les morceaux de se disperser hors du champ de cet angle. Pour assurer des conditions de travail uniformes, la vis transporteuse 5 est toujours complètement remplie au drcit de la goulotte d'alimentation 13. REVEEDICA2I0NS 1. Dispositif de fractionnement et en particulier en outre de répandage d'une masse humide de déchets notamment d'-l agglomérat de boues d'eaux usées comportant un système de transport conduisant à un rotor garni d'au moins un couteau, en particulier un rotor servant en même temps d'outil de répandage ce dispositif étant remarquable en ce que le système de transport (5) constitue en mtme temps un système de compactage de la matière. 2. Dispositif selon la revendication 1, remarquable en ce que le système combiné de transport et de compactage est constitué par une vis d'Archimède (5) dont le diamètre de l'enveloppe (1,2,3) qui l'entoure va en se réduisant de préférence vers l'extrémité d 'évacuation de la matière et dont le pas des spires va en augmentant de préférence jus qui la dite extrémité, ces spires s'étendant de préférence jusqu'à cette dernière. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 22 remarquable en ce que le rotor.porte-gouteau (17) est disposé directement à l'extrémité d'évacuation du système combiné de transport et de compactage (5).. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, remarquable en ce que le ou les couteaux (35) sont articulés et maintenus dans leur position de travail par 1' effet de la force centrifuge, en ce qu'ils peuvent titre verrouillés en position de travail et en ce qu'ils sont fixés chacun sur un porte-couteau (31) pouvant basculer et titre bloqué en position rabattue. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, remarquable en ce qu'au moins certains des couteaux (35) sont rabattables et verrouillables dans leur position rabattue. 6. Dispositif selon ltne quelconque des revendications 1 à 5, remarquable en ce que les couteaux (358 sont dentés, les dents d'un couteau. pouvant Autre décalées par rapport à celles du couteau suivant. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, remarquable en ce qu'un contre-couteau fixe(47) est disposé de préférence au-dessus du rotor (17), en ce que 1'ar8te de ce contre-couteau peut titre déplaçable sur une certaine distance le long du cercle décrit par ltextrémité des couteaux du rotor (17), et en ce que la distance de la dite arbre au dit cercle peut ttre réglable, ce contre-couteau (47) étant monté de préférence avec pos ibilité de pivotement et de verrouillage dans diverses positions, la longueur de son rayon de pivotement étant réglable. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, remarquable en ce que ce dispositif comporte, audessus de sa sortie (50), un capot (51) dont la position est réglable de préférence par pivotement. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 h 8, remarquable en ce que la vitesse de l'avance de le vis transporteuse (5) est réglable. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, remarquable en ce que la vitesse de rotation du rotor porte-couteaux (17) est réglable.