Brevet FR2573327A1 — publié le 19860523

DECHIQUETEUR COMPORTANT DEUX ARBRES ROTATIFS A AXES HORIZONTAUX La présente invention concerne un déchiqueteur comportant deux arbres rota- tifs à axes horizontaux parallèles, équipés d'organes saillants de déchiquetage et montés dans une chambre dans laquelle les matériaux à déchiqueter sont introduits par-dessus et sont guidés de manière à passer entre les deux ar- bres rotatifs. Pour éliminer des déchets solides, notamment par incinération, il est souvent nécessaire de réduire leurs dimensions en les déchiquetant, afin d'obtenir des fragments d'une granulométrie appropriée. A cet effet, on utilise des appa- reils appelés "déchiqueteurs", dans lesquels les matériaux àtraiter passent en- tre deux arbres parallèles pourvus d'organes de déchiquetage tels que des dents ou des marteaux, et tournant dans des sens opposés et à des vitesses différentes, de manière à broyer et lacérer les déchets. Dans les déchiqueteurs connus, les deux arbres rotatifs sont disposés horizon- talement et sensiblement au même niveau dans une chambre en forme de conduit vertical, les matériaux étant introduits par le haut sur les deux arbres et s'évacuant vers le bas une fois déchiquetés. Ainsi, l'alimentation et l'éva- cuation se font automatiquement par gravité, ce qui assure un fonctionnement simple et sûr. Cette disposition présente toutefois des inconvénients, en particulier quand on rencontre, dans les matériaux des parties oarticulièrement dures qui résis- tent aux organes de déchiquetage et qui, restant donc au-dessus des deux ar- bres, obstruent le flux des matériaux et risquent de provoquer des dégâts. Pour évacuer ces parties dures, il faut interrompre l'arrivée des matériaux, arrêter la machine et intervenir manuellement par le haut. Des trappes laté- rales permettent d'effectuer des travaux d'entretien et d'évacuer ces parties particulièrement dures, mais là encore, une évacuation manuelle est néces- saire. Ces interventions prennent beaucoup de temps et elles ne sont pas sans danger. Par conséquent, la présente invention a pour but de remédier aux inconvé- 2573327' -2 - nients susmentionnés en perfectionnant les déchiqueteurs connus de manière àpermettre uneévacuation automatique des éléments particulièrement durs par un dispositif robuste et sûr. Dans ce but, l'invention concerne un déchiqueteur du type mentionné plus haut, caractérisé en ce que les axes des deux arbres sont décalés verticale- ment et horizontalement l'un par rapport à l'autre. En particulier, les arbres peuvent être décalés de telle manière que leur plan commun présente, par rapport à l'horizontale, une inclinaison comprise entre 20 et 80 , et de préférence entre 60 et 75 . Selon une forme de réa- lisation avantageuse, l'axe de l'arbre inférieur est situé à proximité d'un plan vertical tangent à la surface de l'arbre supérieur. La chambre du déchiqueteur comporte avantageusement une paroi de guidage des matériaux àdéchiqueter qui est plus proche de l'arbre inférieur que de l'arbre supérieur. Cette paroi de guidage peut comporter au moins un volet mobile qui s'étend sensiblement sur toute la longueur de la paroi et qui mé- nage, en position ouverte, une ouverture d'accès à la chambre. La paroi de guidage peut comporter en outre un volet inférieur coulissant, disposé en face de l'arbre inférieur et monté dans des coulisses en arc de cercle coa- xiales avec cet arbre, ce volet comportant des chicanes d'obturation entre les- quelles passent les organes de déchiquetage montés sur l'arbre inférieur. De préférence, le déchiqueteur comporte un mécanisme hydraulique d'ouver- ture et de fermeture du volet inférieur, ledit mécanisme étant disposé à l'ex- térieur de la chambre. Il comporte en outre un mécanisme de verrouillage du volet inférieur en position fermée muni de préférence d'une commande hydraulique. Le volet inférieur peut comporter, le long de son bord supérieur, un déflecteur disposé à l'extérieur de la chambre et agencé pour guider hors de cette chambre les matériaux qui s'en échappent. En plus du volet inférieur, la paroi de guidage peut comporter un volet supérieur pivotant autour d'un axe horizontal situé à proximité du bord supé- rieur de ce volet, le bord inférieur du volet se trouvant, en position fermée, en appui contre le bord supérieur du volet inférieur. Dans cette forme de -3 - réalisation, le volet supérieur comporte de préférence, le long de son bord inférieur, une plaque d'appui agencée pour s'appliquer contre le déflecteur du volet inférieur en position fermée des deux volets. Le déchiqueteur peut comporter également un mécanisme hydraulique d'ouverture et de fermeture du volet supérieur. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description, donnée ci-dessous à titre d'exemple, d'une forme de réalisation préférée en référence au dessin annexé, dans lequel La figure 1 est une vue schématique en élévation, partiellement éclatée, d'un déchiqueteur selon la présente invention, La figure 2 est une vue en coupe verticale transversale selon la ligne II-II de la fig. 1, La figure 3 est une vue frontale en élévation selon la ligne III-III de la fig. 1, et La figure 4 est une vue schématique en coupe axiale d'un mécanisme de ver- rouillage du volet inférieur. De manière connue, le déchiqueteur représenté sur la fig. 1 comporte essen- tiellement un corps 1 de forme sensiblement parallélépipèdique, dont l'inté- rieur comporte une chambre 2 qui est ouverte vers le haut et vers le bas. Une trémie 3 est fixée sur le corps I au-dessus de l'ouverture supérieure de la chambre 2 pour introduire par gravité les matériaux à traiter dans la cham- bre. Le corps 1 est monté sur un bâti ajouré 4, qui permet aux produits déchi- quetés de tomber librement par l'orifice inférieur de la chambre 2, par exem- pie en direction d'une fosse, d'un wagonnet ou d'un convoyeur en vue de leur évacuation. A l'intérieur de la chambre 2, le déchiqueteur comporte deux arbres rotatifs et 6 à axes horizontaux et parallèles, équipés d'organes saillants de déchi- quetage et entraînés respectivement par des moteurs hydrauliques 7 et 8 qui sont montés sur les faces frontales extérieures du corps 1. Ces moteurs sont 2573327. - 4 - alimentés en fluide hydraulique à haute pression par l'intermédiaire d'un dis- positif de commande automatique (non représenté). Les caractéristiques essentielles du déchiqueteur selon la présente invention apparaissent plus clairement sur une vue en coupe transversale, c'est-à-dire sur la fig. 2. On remarque que, contrairement aux déchiqueteurs classiques, les axes respectifs 5a et 6a des deux arbres rotatifs 5 et 6 sont décalés à la fois verticalement et horizontalement l'un par rapport à l'autre. L'arbre supérieur 5 s'étend dans la partie supérieure de la chambre 2, tandis que l'ar- bre inférieur 6 est disposé en contrebas de l'arbre 5, dans une position telle que son axe 6a se trouve sensiblement dans un plan vertical 10 qui est tangent à la surface périphérique de l'arbre supérieur 5. Pour déchiqueter les matériaux à traiter, chacun des deux arbres 5 et 6 com- porte, d'une manière connue, une série d'anneaux de coupe Il qui sont pour- vus de dents sur leur périphérie et qui sont séparés les uns des autres le long de chaque arbre par des bagues 12 qui coopèrent avec les dents des anneaux de coupe de l'autre arbre pour découper les matériaux à traiter. Dans ce but, les deux arbres 5 et 6 sont entraînés en rotation par leurs moteurs respectifs dans des sens opposés et à des vitesses légèrement différentes, de sorte que les matériaux sont entraînés par les dents des anneaux de coupe 11 de manière à passer entre les -deux arbres 5 et 6 et à être cisaillés d'une part par les anneaux de coupe adjacents et, d'autre part, entre chaque anneau de coupe 11 et la bague 12 qui lui fait face. La chambre 2 comporte une paroi arrière 14 qui, dans l'exemple représenté ici, est sensiblement verticale et qui est équipée d'une rangée de chicanes d'obturation 15, réparties entre les anneaux de coupe 11 de l'arbre supérieur pour empêcher une remontée intempestive des matériaux déchiquetés. De l'autre côté des deux -arbres, la chambre 2 comporte, sur toute sa longueur, uneparoi de guidage 16 qui est inclinée de manière à former, devant les deux arbres, un espace qui se rétrécit vers le bas pour amener lesmatériaux vers la zone o ils seront saisis par les dents des anneaux de coupe 11 des deux arbres. En fait, il s'agit ici simplement d'une paroi sensiblement plane qui est plus proche de l'arbre inférieur 6 que de l'arbre supérieur 5. -5 - En réalité, la paroi de guidage 16 est constituée essentiellement de deux vo- lets mobiles, à savoir un volet inférieur 20 qui est disposé en face de l'arbre inférieur 6 et un volet supérieur 21 qui est adjacent au volet inférieur 20 et s'appuie contre lui. Les volets 20 et 21 sont dessinés ici en traits conti- nus -dans leur position fermée, dans laquelle ils forment une paroi continue du haut de la chambre 2 jusque au-dessous de l'arbre inférieur 6. On remar- quera que le volet inférieur 20 est muni de chicanes d'obturation 22 qui sont analogues aux chicanes 15 de la paroi arrière 14. En coupe transversale, le volet inférieur 20 comporte essentiellement une plaque antérieure épaisse 24 en tôle raidie par des longerons 25 et un déflec- teur 26 constitué par une tôle soudée le long du bord supérieur de la plaque antérieure 24. Aux deux extrémités du volet 20, ces plaques sont fixées sur une traverse composée 27 qui est parallèle à la paroi frontale du corps 1. Perpendiculairement à cette paroi, chaque traverse 27 porte deux goupilles 28 et 29 qui sont engagées dans une coulisse 30 en forme d'arc de cercle ménagée le long de la paroi frontale du corps 1. Cet arc de cercle est cen- tré sur l'axe 6a de l'arbre inférieur. Ainsi, le volet inférieur 20 peut être déplacé en coulissant autour de l'arbre inférieur 6 jusqu'à sa position ouverte dessinée en traits interrompus et indiquée par 20a. Dans cette position, le déflecteur 26 occupe une position 26a dans laquelle il est incliné vers l'exté- rieur de la chambre 2, au-dessus d'une glissière 32. Une fois ramené dans sa position fermée, le volet inférieur 20 est verrouillé en position au moyen d'un mécanisme de verrouillage qui sera décrit plus loin et qui s'engage dans un orifice 33 ménagé dans chacune des traverses 27. On peut remarquer également que les deux extrémités du volet inférieur 20 sont équipées de tôles de recouvrement 34 et 35 qui obturent les parties des coulisses 30 qui se trouvent à découvert, respectivement dans la position fer- mée et la position ouverte du volet afin d'empêcher que des produits y pénè- trent. En coupe transversale, le volet supérieur 21 est constitué par un arbre supérieur 40, une plaque épaisse antérieure 41 épaulée par des raidisseurs -6 - 42 et une plaque d'appui 43 soudée le long du bord inférieur de la plaque an- térieure 41. L'arbre supérieur 40 est monté de manière pivotante dans les parois frontales du corps 1 du déchiqueteur. Quand le volet inférieur 20 est en position fermée, le volet supérieur 21 est maintenu en position fermée du fait que sa plaque d'appui 43 se trouve appli- quée contre le déflecteur 26 par le poids du volet et des matériaux se trouvant dans la chambre 2. En revanche, quand le volet inférieur 20 est ouvert, il est possible d'ouvrir aussi le volet supérieur 21 en le faisant pivoter sur son arbre 40 pour l'amener dans sa position ouverte dessinée en traits interrom- pus et désignée par 21a. La fig. 3 montre une face frontale du corps I du déchiqueteur, comportant des montures respectives 45 et 46 pour les arbres 5 et 6. Ces montures sont connues en soi et elles ne seront pas décrites ici en détail. La monture 46 de l'arbre inférieur est solidaire du moteur hydraulique entraînant cet arbre; elle comporte un bras de rappel 47 fixé dans un support élastique 48. En outre, la fig. 3 montre les mécanismes d'actionnement des volets 20 et 21. Les goupilles 28 et 29, solidaires du volet inférieur 20 et engagées dans la coulisse 30, sont fixées à un étrier 50, sur lequel est articulée la tige de piston d'un vérin hydraulique 51 dont l'autre extrémité est montée sur le corps 1. Ainsi, le vérin 51 permet de déplacer l'étrier 50 le long de la cou- lisse 30 jusqu'à sa position inférieure50a dessinée en traits interrompus cor- respondant a la position ouverte du volet inférieur 20, puis de le ramener dans sa position initiale. Un dispositif semblable est prévu sur l'autre face frontale du corps 1. L'arbre supérieur 40 du volet supérieur 21 est monté dans un pivot dans cha- cune des faces frontales du corps 1 et il est solidaire, à l'extérieur de ce corps, d'un levier 53 sur lequel est articulée la tige de piston d'un vérin hy- draulique 54 qui permet de faire pivoter le volet supérieur dans un sens et dans l'autre. Un vérin identique peut être prévu à l'autre extrémité du déchi- queteur. Enfin, la fig. 3 montre l'extrémité d'un vérin hydraulique 55 de com- mande du mécanisme de verrouillage du volet inférieur. Ce mécanisme est représenté plus en détail sur la fig. 4. 2573327. -7 - En référence à la fig. 4, ledit mécanisme de verrouillage comprend un ver- rou 56 coulissant dans un support 57, ce verrou étant accouplé par une arti- culation 58 à la tige de piston du vérin de commande 55. L'extrémité du ver- rou 56 est légèrement biseautée et elle s'engage dans l'orifice correspondant 33 ménagé dans la traverse d'extrémité 27 du volet inférieur 20 ou, plus pré- cisément, dans un bloc 33 solidaire de la traverse 27. Lorsqu'il est retiré, le verrou56 occupe la position 56a dessinée en traits interrompus. Le support 57 de ce mécanisme est fixé sur la paroi frontale du corps 1 du déchiqueteur dans une position correspondant à la position de l'orifice 33 quand le volet inférieur 20 occupe sa position fermée. En actionnant le vérin 55, on fait avancer le verrou 56 dans l'orifice 33 jusqu'à ce que le verrou soit bloqué en position par les faces biseautées du verrou 56. Celui-ci supporte alors l'essentiel des forces transversales s'exerçant sur le volet inférieur 20 et en partie sur le volet supérieur 21 pendant le fonctionnement du déchique- teur. Ce fonctionnement sera décrit en référence aux fig. 2 et 3. Les volets 20 et 21 étant en position fermée, les matériaux à traiter sont introduits par le haut dans la chambre 2, dans laquelle la paroi de guidage 16 les amène à pro- ximité des arbres 5 et 6 pour qu'ils soient happés et déchiquetés par les dents des anneaux de coupe 11. Les fragments résultant de ce traitement tombent directement sous le déchiqueteur et sont évacués. Si un élément dur ne peut pas être déchiqueté, il reste dans la chambre 2, entre le volet supé- rieur 21 et les deux arbres 5 et 6. Si cet élément ne peut pas être détruit par diverses manoeuvres, par exemple à l'aide d'une brève inversion des sens de rotation des arbres, il peut être évacué facilement dans le déchiqueteur selon la présente invention grâce à une manoeuvre d'ouverture du volet infé- rieur 20 et, si nécessaire, du volet supérieur 21. On provoque l'ouverture de ces volets en agissant uniquement sur des commandes hydrauliques, tout d'a- bord celles des vérins 55 pour ouvrir le mécanisme de verrouillage, puis cel- les des vérins 51 pour ouvrir le volet inférieur 20 et, enfin, celles du ou des vérins 54 pour. provoquer l'ouverture du volet supérieur 21. Une fois que les deux volets occupent leurs positions respectives d'ouverture 20a et 21a, la chambre 2 se trouve presque complètement ouverte latéralement, entre l'ar- bre supérieur 40 du volet supérieur et le déflecteur 26a du volet inférieur. Grâce à leur position relative, les deux arbres 5 et 6 présentent, du côté de la partie particulièrement dure, une surface fortement inclinée ayant pour effet la chute immédiate de cet élément dur sur le déflecteur 26a, vers l'exté- rieur de la chambre 2. C'est à ce point de vue que la position décrite plus haut de l'axe 6a, à proximité d'un plan vertical tangent à la surface de l'ar- bre supérieur 5, s'avère avantageuse, car ainsi, la surface supérieure de lrar- bre 6 ne peut pas retenir l'élément non broyé et relativement volumineux sans que celui-ci tombe à l'extérieur de la chambre 2. Il est toutefois possible de prévoir un moindre décalage vertical de l'axe 6a par rapport à l'axe 5a. Dans le cas illustré ici, notamment sur- la fig. 2, un plan 60 commun aux deux axes 5a et 6a est incliné, par rapport à l'horizon- tale, d'un angle { égal à environ 71 . En fait, on peut prévoir des déchique- teurs dans lesquels cette inclinaison Q est beaucoup plus faible, tout en per- mettant une évacuation automatique des éléments durs. Cependant, si cette inclinaison est trop faible, il faut contribuer à cette évacuation par une brève inversion du sens de rotation des arbres. En pratique, l'inclinaison ê peut être comprise entre 30 et 80, mais de préférence entre 60 et 75%. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites, mais elle s'étend à toute modification ou variante évidente pour l'homme de l'art. En particulier, la coulisse 30 pourrait être supprimée dans certaines réalisations ou remplacée par tout autre moyen de guidage équivalent. 9- Revendications I. Déchiqueteur comportant deux arbres rotatifs à axes horizontaux et paral- lèles, équipés d'organes saillants de déchiquetage et montés dans une chambre dans laquelle les matériaux à déchiqueter sont introduits pardessus et sont guidés de manière à passer entre les deux arbres rotatifs, caractérisé en ce que les axes des deux arbres (5, 6) sont décalés verticalement et horizonta- lement l'un par rapport à l'autre. 2. Déchiqueteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes (5a, 6a) des arbres rotatifs sont décalés de telle manière que leur plan commun (60) présente, par rapport à l'horizontale, une inclinaison comprise entre 20 et 80 , et de préférence entre 60 et 75 . 3. Déchiqueteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe (6a) de l'arbre inférieur (6) est situé à proximité d'un plan vertical tangent à la surface de l'arbre supérieur (5). 4. Déchiqueteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (2) comporte une paroi de guidage (16) des matériaux à déchiqueter qui est plus proche de l'arbre inférieur que de l'arbre supérieur. 5. Déchiqueteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi de guidage comporte au moins un volet mobile (20) qui s'étend sensiblement sur toute la longueur de la paroi et qui ménage, en position ouverte, une ouver- ture d'accès à la chambre (2). 6. Déchiqueteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la paroi de guidage comporte un volet inférieur coulissant (20), disposé en face de l'ar- bre inférieur (6) et monté dans des coulisses (30) en arc de cercle coaxiales avec cet arbre, ce volet comportant des chicanes d'obturation (22) entre les- quelles passent les organes de déchiquetage (11) montés sur l'arbre inférieur. 7. Déchiqueteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme hydraulique (51) d'ouverture et de fermeture du volet inférieur, ledit mécanisme étant disposé à l'extérieur de la chambre. - 10 - 8. Déchiqueteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de verrouillage (56) du volet inférieur en position fermée muni de préférence d'une commande hydraulique (55). 9. Déchiqueteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le volet in- férieur (20) comporte, le long de son bord supérieur, un déflecteur (26) dis- posé à l'extérieur de la chambre et agencé pour guider hors de cette chambre les matériaux qui s'en échappent. 10. Déchiqueteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi de guidage comporte un volet supérieur (21) pivotant autour d'un axe horizon- tal situé à proximité du bord supérieur de ce volet, et en ce que ce volet est agencé pour se trouver, en position fermée, en appui contre le bord supé- rieur du volet inférieur (20). Il. Déchiqueteur selon les revendication 9 et 10, caractérisé en ce que le volet supérieur comporte, le long de son bord inférieur, une plaque d'appui (43) agencée pour s'appliquer contre le déflecteur (26) du volet inférieur en position fermée des deux volets. 12. Déchiqueteur selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme hydraulique (54) d'ouverture et de fermeture du volet supérieur.