Brevet FR2530972A1 — publié le 19840203

* Appareil et procédé pour le traitement d'ordures en sacs. La présente invention concerne un nouvel appareil et un nouveau procédé perfectionnés pour le traitement d'ordures en sacs et elle concerne plus particulièrement la classification des ordures muni- cipales collectées. Bon nombre d'ordures municipales sont ha- bituellement collectées dans des sacs en matière plastique Lorsqu'il est souhaitable ou nécessaire de classifier les détritus en séparant des fractions recyclables d'une matière destinée au remblai, par exemple, les matières ferreuses et le verre destinés au recyclage, de même que le papier devant servir de 1-5 combustible déchiqueté, un problème permanent se pose en ce qui concerne la libération des détritus en sacs. Une méthode par laquelle on a, jusqu'à présent, libéré le contenu de sacs de détritus, a consisté à utiliser ce que l'on appelle un tambour perforé, c'est-à-dire un grand tambour cylindrique incliné comportant des ouvertures dans sa paroi cy- lindrique et dans lequel les sacs de détritus sont remués et brisés efficacement Toutefois, par suite de l'effet de culbute, les récipients en verre se brisent, les sacs de détritus risquent de ne pas s'ouvrir tous dans le tambour et la masse roulante de matière contenue dans le tambour a tendance à entraver le processus de criblage, ce qui donne une récupération médiocre de matière recyclable De plus, ces tambours trieurs ont nécessairement de grandes dimensions Par exemple, pour traiter 50 tonnes/heure, il faut un tambour d'un diamètre de 3,5 m et d'une longueur d'environ 13,5 m Ces tambours sont suscep- tibles de subir une déformation sous une charge et ils doivent être arrêtés périodiquement pour déboucher les trous de tamisage Ils déraillent parfois de leur support rotatif et il faut recourir à une grue pour soulever le dos du tambour sur son support, de sorte que, très souvent, la charge contenue dans le tambour doit en être retirée avant de procéder à l'opération de levage au moyen d'une grue Des détritus abrasifs ont tendance à détériorer les éléments d'entrainement du tambour Les frais d'investissement consentis pour cet appareil à tambour trieur sont très élevés. Il faut également une grande quantité d'énergie pour actionner les tambours trieurs. Un objet important de la présente inven- tion est de fournir un nouvel appareil et un nouveau procédé perfectionnés pour le traitement d'ordures en sacs, appareil et procédé grâce auxquels non seu- lement on réalise dtimportantes économies d'investis- sement comparativement à l'appareil à tambour trieur, mais on travaille également avec beaucoup moins de dépense d'énergie pour le traitement d'un tonnage équivalent d'ordures dans un espace opératoire beau- coup plus petit, on réduit considérablement les temps d'arrêt pour l'une ou l'autre raison et l'on peut obtenir des résultats de criblage nettement supérieurs en récupérant des fractions utilisables d'ordures à traiter. A cet effet, l'invention fournit un appa- reil de traitement d'ordures brutes comprenant un lit séparateur de criblage à disques comportant une série d'assemblages de disques rotatifs imbriqués l'un dans l'autre, ce lit étant également conçu pour recevoir des ordures brutes, y compris des ordures en sacs, de même qu'un moyen de rupture de sacs coo- pérant avec certains de ces assemblages de disques pour rompre les sacs et en libérer le contenu sur ce lit séparateur. L'invention fournit également un procédé de traitement d'ordures brutes, ce procédé compre- nant les étapes consistant à recevoir des ordures brutes, y compris des ordures en sacs sur un lit séparateur de criblage à disques comprenant une série d'assemblages de disques rotatifs imbriqués l'un dans l'autre et, en coopération avec certains de ces assemblages de disques, rompre les sacs et en libérer le contenu sur le lit séparateur. D'autres objets, caractéristiques et avan- tages de l'invention apparaîtront aisément à la lec- ture de la description ci-après d'une forme de réali- sation représentative en se référant aux dessins an- nexés, encore que des variantes et modifications puis- sent être envisagées sans se départir de l'esprit et du cadre des nouveaux concepts énoncés dans la présente description. Dans les dessins annexés la figure 1 est une illustration schémati- que d'un système de traitement d'ordures dans lequel on adopte la présente invention; la figure 2 est une vue en élévation laté- rale d'un lit séparateur de criblage à disques et d'un assemblage de dispositifs de rupture de sacs suivant l'invention; la figure 3 est une vue partielle en bout et en élévation de l'appareil, cette vue étant prise suivant la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue en plan par le sommet de l'appareil; et la figure 5 est une illustration schémati- que d'un circuit de commande et d'entraînement à moteur hydraulique. A titre d'exemple$ un système de traitement d'ordures du type représenté en figure 1 comprend un moyen transporteur 10 destiné à acheminer des ordures brutes, y compris des ordures enfermées dans des sacs 11, à un appareil 12 comprenant un lit séparateur de criblage à disques 13 et un moyen de rupture de sacs 14 coopérant avec le lit de criblage 13 pour rompre les sacs et en libérer le contenu sur le lit sépara- teur La matière tombant à travers le lit séparateur 13 (comme indiqué par la flèche 15) et comprenant des bouteilles en verre, des boîtes et analogues, arrive sur le moyen transporteur 17 o les articles en verre peuvent être retirés, tandis qutun-séparateur magné- tique 18 enlève les matières ferreuses telles que les boîtes La matière ferreuse est dirigée vers un par- cours transporteur d'évacuation 19 pour être recueillie à un endroit approprié Les autres matières venant du transporteur 17 arrivent à un tamis à disques 20 o les matières de remblai de petites dimensions sont criblées et dirigées vers un parcours transpor- teur d'évacuation 21 Les matières plus grosses com- prenant généralement des particules, pour la plupart, combustibles telles que le papier, sont renvoyées le long d'un parcours 22 en direction d'un parcours transporteur d'évacuation 23 partant du lit sépara- teur 13 et, après être passées par un dispositif magnétique 24 d'élimination des matières ferreuses, elles sont dirigées vers un déchiqueteur 25 o la matière combustible est broyée en particules d'une granularité souhaitable pour un combustiblequi sont ensuite acheminées à un crible classeur à disques 27 séparant le combustible provenant des ordures et ayant des particules de la granularité désirée pour l'acheminer à un parcours transporteur 28 qui l'amène à un point d'alimentation d'une chaudière ou à une aire d'entreposage ou de transport Le refus de ma- tière combustible du crible à disques 27 est recyclé, par un parcours 29, au déchiqueteur 25 Les matières ferreuses séparées par le séparateur magnétique 24 sont acheminées par un parcours 30 au moyen transpor- teur d'évacuation 19. En se référant à présent à l'appareil 12 que concerne particulièrement la présente invention, une ossature allongée 31 (figures 2-4) qui supporte le lit séparateur 13, comprend une série d'assembla- ges de disques rotatifs imbriqués l'un dans l'autre du type du séparateur à disques décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4 03747230 Chacun des assemblages de disques comprend un arbre 32 touril- lonné, à ses extrémités opposées, dans des paliers appropriés 33 supportés par luossature 31 Sur chacun des arbres 32, est monté un jeu de disques de tamisage 34 qui sont décalés par rapport aux disques des assem- blages associés, avec lesquels ils sont imbriqués. Tous les disques sont entraînés en rotation dans le même sens afin de transporter les détritus acheminés par le transporteur 10 vers le lit séparateur 13, depuis l'extrémité de distribution vers ltextrémité opposée du lit Les détritus déposés sur le lit 13 y sont confinés par des parois de retenue verticales espacées 35 s'étendant longitudinalement et comportant, entre-leurs extrémités et à l'extrémité de distribu- tion du lit 13, une paroi 37 formant goulotte d'entrée en dessous de l'extrémité de distribution du trans- porteur 10. Pour un crible séparant des ordures brutes à un débit d'environ 50 tonnes/heure, le crible à disques peut avoir une largeur d'environ 1,8 m une longueur dîenviron 5,5 m et une hauteur d'environ 1,8 m Chacun des disques 34 du crible peut avoir un diamètre d'environ 52 cm avec une distance radiale de 15 cm formant une rainure entre les surfaces des arbres adjacents 32 Comme représenté dans les dessins annexés, on peut prévoir, dans le lit 13, une série de seize assemblages de disques rotatifs imbriqués llun dans l'autre Des ouvertures d'inter- face ménagées entre les disques imbriqués l'un dans ltautre peuvent avoir une dimension d'environ 9 cm, à l'exception des assemblages de disques qui coopèrent avec le moyen de rupture de sacs 14. Dans un système préféré, les cinq premiers assemblages de disques de la série, commençant à la goulotte 37, forment une section de traitement de première phase recevant les ordures acheminées à l'appareil en vue de séparer et de trier les ordures libérées Dans cette section, la matière passant à travers le crible sort de ce dernier en tombant, tandis que les autres matières continuent à voyager le long du sommet du lit de criblage à disques Les trois assemblages de disques rotatifs suivants for- ment une section de traitement de deuxième phase pour la rupture des sacs, cette section comportant des disques 34 a coopérant avec le moyen de rupture de sacs 14 Les huit assemblages de disques restants forment une section de traitement de troisième phase dur Et séparateur 13 et ilsprolongent le processus de triage, y compris le triage des ordures libérées des sacs rompus De préférence, les disques 34 situés en amont et en aval de la section de rupture des sacs comportent des saillies périphériques 38 arrondies, sinueuses et en forme de lobes pouvant être prévues au nombre de 12 sur chaque disque. D'autre part, les trois assemblages 34 a de disques de rupture de sacs comportent avantageusement un grand nombre de saillies 39 en pointes acérées qui, dans-un exemple spécifique, peuvent être au nombre de 44 sur chaque disque afin de faciliter le déchi- rement efficace des sacs en matière plastique pour libérer les ordures qui y sont contenues En outre, les disques 34 a présentent avantageusement une ouver- ture dtinterface plus étroite, par exemple, d'environ 3,8 cm, afin de rompre plus efficacement les sacs,- Dans un système préféré, le moyen de rupture de sacs-14 comprend un chariot flottant à bascule supe portant une paire d'assemblages de disques imbriqués l'un dans l'autre 40 analogues aux trois assemblages comportant les disques 34 a dans la section prévue pour la rupture des sacs sur le lit de criblage à disques 13 Chacun des assemblages de disques 40 comporte un jeu de disques cavaliers 41 espacés uni- formément de la même manière que les disques 34 a du lit le long d'un arbre respectif 42 tourillonné à ses extrémités opposées dans des paliers 43 montés sur des prolongements supports parallèles et espacés 44 des bras 45 du chariot s'étendant en oblique vers le haut en direction de tourillons respectifs coaxiaux 47 ressortant latéralement vers l'extérieur et touril- lonnés dans des paliers respectifs 48 montés sur un bâti 49 chevauchant l'extrémité du lit séparateur de criblage à disques 13 o sont reçues les ordures. Des extrémités supérieures des bras 45, ressortent des prolongements parallèles respectifs et générale- ment horizontaux 50 qui, à leurs extrémités distales comportent des branches horizontales 51 s'étendant latéralement vers l'extérieur et venant s'engager entre des ressorts pneumatiques supérieur et infé- rieur respectifs-52 supportés entre des consoles supérieure et inférieure 53 et 54 supportées par le bâti 49 Grâce à ce système, le chariot du moyen de rupture 14 est conçu pour basculer dans les posi- tions représentées en trait plein et en traits discontinus en figure 2 pour recevoir des charges d'ordures en sacs de dimensions variables Les res- sorts pneumatiques 52 maintiennent normalement le chariot à un niveau situé au-dessus des disques 34 a afin de ménager un espace entre les disques de rup- ture superposés pour recevoir des sacs de détritus constituant une charge minimale Comme on peut l'observer le plus clairement en figure 2, les axes parallèles espacés des disques de rupture sont avan- tageusement situés au-dessus des espaces ménagés entre les axes des disques de rupture inférieurs 34 a. Chacun des disques 41 comporte des saillies 41 a for- mant des dents pointues et, de préférence, analogues aux saillies 39 des disques 34 a et également en un nombre égal à ces dernières. Afin d'obtenir des résultats optima, les différentes sections des assemblages de disques de criblage du lit séparateur 13 et des assemblages de disques cavaliers 40 tournent à différentes vitesses différentielles souhaitables Par exemple, les cinq assemblages de disques prévus à l'extrémité du lit o sont reçues les ordures, peuvent être amenés à tour- ner à environ 40-60 tours/minute, les trois disques de rupture de sacs 34 a de la deuxième section peuvent être amenés à tourner à 80-100 tours/minute, les dis- ques cavaliers 41 peuvent être amenés à tourner à 0-40 tours/minute, tandis que les huit derniers as- semblages de disques du lit séparateur peuvent être amenés à tourner à 60-100 tours/minute Etant donné. que les sacs chargés de détritus sont, en fait, main- tenus par les saillies ou dents acérées 41 a des dis- ques cavaliers de rupture 41, les saillies formées par les dents des disques de rupture 34 a tournant beaucoup plus rapidement peuvent déchirer et déchi- queter efficacement les sacs d'ordures, libérant ainsi efficacement les ordures contenues dans cesder- niers, lesquelles sont séparées dans la section d'aval du lit séparateur 13. L'entraînement des assemblages de disques dans chaque section de l'appareil 12 est avantageuse- S ment assuré par un moyen à moteur hydraulique prévu dans le système de commande hydraulique 55 illustré à titre d'exemple en figure 5 Pour entraîner les assemblages de disques de la première section du lit 13, un moteur hydraulique 57 est relié à entraînement à l'arbre 32 du premier assemblage de disques de la première section, par exemple, au moyen d'un accouple- ment 58 (figure 3) A son extrémité opposée, l'arbre 32 entraîné par le moteur est relié à entraînement aux arbres 32 des quatre autres assemblages de dise ques de la première section du lit séparateur au moyen de pignons 59 prévus sur les extrémités des arbres et reliant des chaînes de transmission 60 De la même manière, un moteur hydraulique 61 est relié à entraînement à l'arbre 32 de l'assemblage central de disques faisant partie du groupe des trois assemblages de disques de rupture 34 a et, au moyen de pignons respectifs 62 et de chaînes de transmission 63, la puissance d'entra nement est transmise aux deux autres assemblages de disques de cette section De la même manière, un moteur hydraulique 64 entraîne en syn- chronisme les assemblages de disques de la troisième section ou section d'aval du lit séparateur 13, ce moteur étant avantageusement relié à entraînement à l'arbre 32 du dernier assemblage de disques de cette section, tandis que la puissance est transmise par des pignons 65 montés sur les différents arbres de la troisième section, ainsi qutau moyen de chaînes de transmission 67 Un moteur hydraulique 68 monté sur un des bras 45 du chariot flottant est relié à entraî- nement, au moyen d'une chaîne de transmission 69, à un pignon 70 supporté par l'arbre adjacent 42 de l'assemblage de disques de rupture, cet arbre étant, à son tour, relié, au moyen d'une cha Ine de transmis- sion 71, à un pignon 72 prévu sur l'arbre 42 des au- tres assemblages de disques de rupture. Afin d'actionner et de contrôler les dif- férents moteurs hydrauliques d'entraînement, une pompe double 73 (figure 5) entraînée par un moteur 74 pompe le fluide hydraulique d'un réservoir 75 via une con- duite hydraulique 77, un diviseur d'écoulement 78 et des lignes de branchement respectives 79, pour l'ache- miner aux trois moteurs d'entraînement 57, 64 et 68. Une deuxième conduite de distribution de fluide hydrau- lique 80 va de la pompe 73 au moteur hydraulique 61. Chacun des moteurs hydrauliques est relié à une con- duite de retour 81 communiquant avec le réservoir 75. Pour chacune des conduites de distribution de fluide hydraulique 77 et 80, on prévoit une soupape de purge d'air 82 et une soupape de détente de contrôle 83. Pour chacun des moteurs hydrauliques, on prévoit une soupape de contrôle directionnelle 84 actionnée par solénoïde ou manuellement et servant à inverser le moteur associé en cas de nécessité afin de dégager la section particulière d'assemblages de disques qui sont actionnés par ce moteur Des éléments de con- trôle supplémentaires pour chaque moteur peuvent com- porter un commutateur à pression 85, une soupape de détente 87 et une soupape de réglage de débit 88. D'autres dispositifs de contrôle tels que des capteurs, des commutateurs de contrôle électriques et analogues peuvent être utilisés de façon bien connue dans le système. Lors du fonctionnement de l'appareil 12, les ordures acheminées continuellement au moyen du transporteur 10, y compris des ordures en sacs 11, il sont reçues sur la première section du lit de criblage 13,o les matières meubles sont triées, les récipients en verre et en métal passant à travers cette première section Une caractéristique importante à cet égard est de permettre, au verre, de passer à travers cette partie du crible à disques avec un minimum de bris, assurant ainsi une valeur maximum de récupération pour le verre Les matières meubles ou plus grosses com- prenant principalement des matières combustibles telles que le papier, voyagent en direction de l'extrémité de décharge du lit séparateur 13 et les sacs remplis Il continuent à se déplacer avec ces matières en direc- tion de la section du lit o les sacs'sont rompus et o les disques cavaliers 41 freinent le mouvement des sacs, tandis que les disques de rupture 34 a déchirent et ouvrent les sacs dontle contenu est ensuite pro- pulsé sur la section d'aval du lit séparateur Afin de maintenir un niveau d'étalement raisonnable des ordures sur 1 textrémité d'aval du lit 13, un moyen de mesure constitué d'une barre de mesure 89,est disposé en travers du lit 13 à un niveau souhaitable au-dessus des disques 34 près de la partie d'aval des disques de rupture 34 a -A mesure que la matière passe par la barre de mesure 89, elle est retenue et remuée, contribuant ainsi à assurer la libération complète de la masse d'ordures étalées Dans la section finale de séparation du lit 13, les ordures sont davantage triées, tandis que les fractions de verre et de métal passent à travers le crible à disques avec un minimum de détérioration Les ordures déchargées de l'extré- mité d'aval du lit 13 seront principalement des matiè- res combustibles telles que le papier et les matières plastiques et ces matières sont alors soumises à un traitement complémentaire comme on l'a exposé en se référant à la figure 1. Il est entendu que des variantes et modi- fications peuvent être envisagées sans se départir de l'esprit et du cadre des nouveaux concepts de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1 Procédé pour le traitement d'ordures brutes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à - recevoir les ordures brutes, y compris les ordures en sacs, sur un lit séparateur de criblage à disques comprenant une série d'assemblages de disques rotatifs imbriqués l'un dans l'autre; et, en coopération avec certains de ces assemblages de disques, rompre les sacs et en libérer le contenu sur ce lit séparateur, 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qutil consiste à engager les sacs sur des disques cavaliers de freinage situés en face de et agissant en coopération avec certains de ces assemblages de disques O 3 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire avancer des sacs contenant des ordures en direction de certains de ces assemblages de disques, freiner l'avance des sacs le long de certains assemblages de disques et soumettre les sacs à l'effet de déchirement exercé par des disques à dents acérées de certains assembla- ges. 4 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les or- dures acheminées au lit séparateur à trois phases consistant à séparer les récipients en verre et les boîtes dans une première phase, séparer et faire avancer les matières combustibles meubles et les sacs d'ordures vers une deuxième phase dans laquelle les sacs sont brisés pour en libérer le contenu et, dans une troisième phase, trier les récipients en verre et les boites de la matière libérée et faire avancer les matières combustibles vers l'extrémité de décharge du lit. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à entraîner certains assemblages de disques en rotation à une vitesse supérieure à celle des assemblages de disques de frei- nage coopérant avec ces assemblages, facilitant ainsi la rupture des sacs. 6 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à entraîner ces as- semblages de disques en rotation, faire tourner les assemblages de disques cavaliers coopérant avec cer- tains de ces assemblages de disques et, au besoin, assurer une inversion autodégageante de l'un ou l'au- tre de ces assemblages de disques. 7 Appareil de traitement d'ordures brutes pour la mrise en oeuvre du procédé suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il comprend: un lit séparateur de criblage à disques ( 13) comportant une série d'assemblages de disques rotatifs imbriqués l'un dans l'autre ( 34) et destiné à recevoir des ordures brutes, y compris des ordures en sacs ( 11); de même qu'un moyen de rupture de sacs ( 14) coopérant avec certains de ces assemblages de disques ( 34 a) pour rompre les sacs et en libérer le contenu sur ce lit séparateur ( 13). 8 Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de rupture de sacs ( 14) comprend des disques cavaliers à dents acérées ( 41) , certains de ces assemblages de disques ( 34) comportant des disques à dents acérées ( 34 a) pour déchirer les sacs. 9 Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen ( 61, 62, 63) pour entraîner certains de ces assemblages de disques ( 34 a) en rotation à une vitesse supérieure à celle des disques cavaliers ( 41). Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de rupture de sacs comprend un chariot flottant ( 44, 45, 50, 52) suppor- tant les disques cavaliers. 11 Appareil suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le chariot flottant supporte un moyen ( 68) pour entraîner les disques cavaliers de rupture en rotation e 12 Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen ( 52) en vue de moduler la position de fonctionnement du chariot flottant. 13 Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le lit ( 13) est allongé dans le sens de séparation des ordures, un moyen ( 37) destiné à acheminer des ordures brutes, y compris des ordures en sacs ( 11), à une extrémité de ce lit, plusieurs assemblages de disques ( 34) adjacents à cette extré- mité formant une section de traitement de première phase de ce lit, un deuxième groupe d'assemblages de disques ( 34 a) étant situé immédiatement en aval de cette section de traitement de première phase et com- prenant certains de ces assemblages de disques, tandis qu'une section de traitement de troisième phase est située en aval de cette section de deuxième phase et comprend un nombre important d'assemblages de disques ( 34) pour achever la séparation des ordures, y compris des ordures libérées des sacs. 14 Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que chacune de ces sections d'as- semblagesde disques comporte un moyen d'entraînement séparé ( 57, 64, 68) de telle sorte que les assemblages de disques de chaque section puissent être entraînés à des vitesses différentes par rapport à ceux des autres sections. Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les disques des assemblages ( 34) de la première et de la troisième section pré- sentent des écartements d'interface de criblage sensi- blement plus larges que les écartements d'interface des disques de la deuxième section. 16 Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le moyen de rupture de sacs comprend un chariot ( 44, 45) supportant plusieurs assemblages de disques cavaliers ( 40) ayant des écar- tements d'interface correspondant pratiquement aux écartements d'interface des disques ( 34 a) de la deu- xième section et situés au-dessus et à l'écart des disques de cette deuxième section, ces disques cava- liers et ces disques de la deuxième section comportant des saillies en dents pointues et acérées ( 39, 41 a) pour faciliter la rupture des sacs, tandis que les disques de la première et de la troisième section comportent des saillies arrondies ( 38). Par procuration de BELOIT CORPORATION. Le mandataire est R Baudin.