Brevet FR2577167A1 — publié le 19860814

La présente invention concerne une installation pour traiter des matériaux hétérogènes comprenant au moins une phase solide et une phase liquide. On connait de nombreux matériaux hétérogènes de ce type. Ceux-ci peuvent etre par exemple des fruits avec des noyaux ou pepins, des bois verts et des écorces humides, des carcasses d'animaux comportant encore de la viande, des ordures menagères renfermant de nombreux déchets organiques liquides ou solides, uh mélange de sable, de terre et de schiste huileux ou bitumeux, etc. On connait également de nombreux appareils pour traiter de tels matériaux et en extraire des fluides spécifiques tels que des jus de fruits, des eaux plus ou moins boueuses et chargees, des sèves,.des patés, des purées, des huiles, des pulpes, etc. Certains de ces produits fluides peuvent etre extraits des matériaux bruts d'origine à relativement basse pression, avec des matériels et des techniques simples et éprouvés depuis fort longtemps. D'autres produits fluides ou pateux sont beaucoup plus difficiles à séparer des matériaux solides auxquels ils sont mêlés et cela conduit parfois à consi dérer encore de nos jours, que ces matériaux bruts hétéro- gènes sont des déchets inutiles et même nuisibles. On a déjà décrit de nombreux types de presses, le plus souvent hydrauliques, pour séparer les deux types de constituants précités, surtout dans le domaine des déchets urbains solides. Toutes ces presses ont en commun une trop grande complexité mécanique relativement à leur but et à leur niveau finalement très simple de travail. En effet, une mécanique trop précise et délicate est très mal adaptée à a nature hétérogène, abrasive et éventuellement corrosive des déchets, ce qui induit un manque de fiabilité certain et un cout élevé de maintenance, préjudiciables au développement commercial de ce genre de machines, alors que le prin-cie de base est éprouvé depuis longtemps dans -d'autres dn.aines -et ne saurait être remis en cause. Le but de la présente invention est de créer une installation pour traiter des matériaux hétérogenes du genre précite, qui soit de réalisation s-ii1e1 dont le fonctionnement est a la fois efficace et sur et qui puisse convenir au traitement d'une large gamme de matériaux très differents les uns des autres. Suivant l'invention, l'installation pour traiter des materiaux hétérogènes comprenant au moins une phase solide et une phase liquide, cette installation comportant des moyens pour extraire par compression des-dits mate- riaux,la phase liquide et pour separer celle-ci de a phase solide, caractérisée en ce qu'elle comprend un receptacle ouvert vers le haut, recevant les materiaux a traiter et présentant deux ouvertures latérales opposees de section adaptée à celle d'un premier piston de compression mobile entre l'une des ouvertures et une position située au-delà de l'autre ouverture, en ce que l'une de ces ouvertures débouche dans une chambre coaxiale avec cette ouverture, et de section égale a celle du piston, la surface latérale de cette chambre comportant des perforations qui débouchent dans une ouverture latérale d'évacuation de la phase liquide, en ce qu'a l'opposé du premier piston et dans l'axe de déplacement de celui-ci est dispose un second piston mobile entre une position dans laquelle il obture ladite chambre et une position dégagée dans laquelle il ouvre cette chambre à l'oppose du réceptacle, une ouverture d'évacuation de la phase solide étant ménagée entre les deux positions precitees du second piston. Les materiaux hétérogènes à traiter, introduits dans le réceptacle, sont poussés et comprimes par le premier piston dans la chambre qui, dans un premier temps, est fermée par un second piston. Du fait de cette compression, la phase liquide est exprimée des matériaux et s'echappe par l'ouverture laterale d'évacuation de la phase liquide en passant à travers les perforations ménagees sur la surface latérale de la chambre. Dans un second temps, le second piston est écarte de la chambre et le premier piston pousse la phase solide des materiaux, débarrassée de la phase liquide, vers l'ouverture d'évacuation de cette phase solide. L'installation conforme à l'invention est par conséquent de construction tres simple, étant donné qu'elle Re comporte que deux pistons mobiles qui coopèrent avec une chambre contiguë à un réceptable.pour réaliser successivement toutes les opérations de traitement nécessaires à savoir la compression des materiaux, l'extraction de la phase liquide et 1 'évacuation separee des phases liquide et solide. La phase solide récupérée est généralement combustible et constitue un produit possédant une certaine valeur industrielle. C'est le cas notamment de la phase solide résultant du traitement des ordures ou des bois verts mélanges avec des ecorces humides. De même, la phase-liquide ou pâteuse récupérée, débarrassée de solides, peut, grâce à l'invention, être récupérée sous la forme d'un produit utile. Ainsi, par exemple, lors du traitement des carcasses d'animaux, on peut récupérer une pâte à base de viande pouvant servir à l'alimentation des animaux. Selon une version avantageuse de l'invention, la surface latérale de la chambre est constituée par une chemise perforée montée de façon amovible dans un corps adjacent au receptacle. Cette chemise perforée sépare les phases liquide et solide, la dimension des perforations de cette chemise étantadaptée à la nature des materiaux à traiter Grace au montage amovible de cette chemise perforée, celle-ci peut etre démontée pour son nettoyage ou pour son rempla- cement par une autre chemise presentant des perforations de dimensions différentes, adaptees à une autre application Selon une version préférée de l'invention, l'extrémité du second piston adjacent à la chambre présente un bossage en forme de pointe faisant saillie a 'intérieur- de cette chambre lorsque ce piston ferme cette dernière. Cette pointe permet de sectionner et de concasser la matiere solide comprimée dans la chambre, ce qul facilite l'évacuation de cette matiere. D'autres particularités et avantages de l'inven- tion apparaitront encore dans la description ci-après Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est u-ne vue d'ensemble en perspective d'une installation conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'installation, - la figure 3 est une vue en coupe a échelle agrandie suivant le plan III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe a échelle agrandie suivant le plan IV-IV de la figure 2, - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de la chemise perforée montée dans la chambre de csupres- sinon, - les figures 6 à 8 sont des vues schématiques en coupe longitudinale de l'installation, illustrant différentes etapes du fonctionnement de l'installation sel on l'invention. Dans la réalisation des figures l et 2, l'instal- lation conforme à l'invention, pour traiter des matériaux hetérogenes, repose sur un bati 1 en béton ou analogue et comprend un réceptacle 2 ouvert vers le haut et surmonté par une trémie 3 et un dispositif d'alimentation 4. Ce réceptacle 2 présente deux ouvertures latérales opposées 5, 6, de section adaptée à celle d'un premier piston de compression 7 mobile entre 1 ouverture 5 et une position située acndelA de l'autre ouverture 6. L'ouverture 5 débouche dans une chambre 8 eoaxi al e avec cette ouverture 5 et de section égale à celle du piston 7. La surface latérale 9 de la chambre 8 comporte des perforations qui débouchent dans une ouverture latérale 10 d'évacuation de la phase liquide. A l'opposé du premier piston 7 et dans l'axe de déplacement de celui ci est disposé un second piston ;1 mobile entre une position dans laquelle il obture la chambre 8 et une positiion dégagée dans 1 aquel le cette chambre 8 est ouvert à l'opposé du réceptacle 2. On voit également sur la figure 2, qu'une ouverture d'évacuation 12 de la phase solide, est ménagée entre les deux positions précitées du second piston 11. Les pistons 7 et 8 sont montés coulissants dans des corps respectifs 13 et 14 et sont actionnes au moyen dun fluide hydraulique, pneumatique ou tout autre moyen analogue. Comme indiqué sur les figures 2 et 3, le fond 15 d réceptacle e est situé dans Re prolongement des deux ouvertures opposées 5 5 et 5, la section de ce fond 15, perpendiculairement à l'axe de déplacement du premier piston 7 étant circulaire et adapte a ta section circulaire de ce piston. Par ailleurs, on voit sur la figure 3 que la section du réceptacle 2, perpendiculairement a l'axe de déplacement du premier piston 7, présente la forme générale d'un V évasé vers le haut, la base de ce V formant le fond 15 de section en arc de cercle du receptacle 2. Ce fond 15 guide le déplacement du piston 7. La surface latérale de la chambre 8 est constituée (voir figures 3 et 4) par une chemise 9 comportant des perforations radiales 16. Cette chemise 9 est montée de façon amovible dans un corps 17 adjacent au récep- tacle 2. Cette chemise perforée 9 est entourée par un espace annulaire 1B (voir figures 2 et 3) communiquant avec l'ouverture latérale 10 d'évacuation de la phase liquide. Les figures 2 et 5 montrent d'autre part que le bo@d 19 de l'ouverture 6 du réceptacle 2 qui est confondu avec le bord intérieur de la chemise perforée 9, présente une @rête tranchante. Par ai leurs, l'extrémité du second piston 11 adjacente à la chambre 8, présente (voir figure 2) un bossage 20 en forme de pointe conique, à surface concave dans l'exemple représenté, f@isant saillie à l'intérieur de cette cha.o're 8 âors 'e piston 11 ferme cette dernière Les figures 1 et 2 mont@ent également que le dispositif 4 permettant de presser les matériaux @ traiter dans le réceptacle 2 comprend un piston 21 monté coulis sant dans une ch-c-'. -ée verticale 22 débouchant dans le réceptacle 2.Ce piston 21 présente dans l'exemple représente, sur sa surface adjacente au @éceptacle 2, des ondulations 23 de section en V présertant des arétes dirigees vers intérieur du récepta@@@ 2 Dans l'exemple représenté, le réceptacle 2 et la chambre 8 sont ménagés dans un corps 17 réalisé d'une seule pièce. Par ailleurs, les deux pistons 7 et 11 sont montés coul ssants dans deux corps 7, l@, disposé hori- zontalement de part et d'autre du corps 17 comportant le réceptacle 2 et la chemise 8. Ces trois corps sent assemblés et espaces les uns des autres au moyen de tirants 24 chemisés par des tubes 26 formant entretoises entre ces trois corps 13, 17 et 14. L'espace compris entre le corps 14 du second piston il et le corps 17 comportant le réceptacle 2 et la chambre 8 définit une ouverture annulaire 12 formant l'ouverture d'evacuation de la phase solide des matériaux traités. Sous l'ouverture 12 s'étend (voir figures 1 et 2) une goulotte 26 d'évacuation de la phase solide. De même, sous 1 'ouverture 1Q d'évacuation de la phase liquide, s'étend une goulotte 27. Le fonctionnement de l'installation que l'on vient de decrire est le suivant Les matériaux hétérogènes à traiter, par exemple des ordures ménagères, sont introduits dans la tremie 3 qui débouche dans le réceptacle 2. Le piston 21 du dispositif 4 de pressage se déplace vers le bas de la cheminée (voir position en pointille du piston 21 sur la figure 2) en comprimant les matériaux dans le réceptacle 2. Au départ, le piston 7 est en position dégagée du réceptacle 2, tandis que le piston 11 obture la chambre 8 comme indiqué sur la figure 2. Après déplacement du piston 21 du dispositif 4 ou en même temps que ce déplacement, le piston 7 est déplacé vers la chambre 8 (voir figure 6), en balayant et en poussant les matériaux contenus dans le réceptacle 2 vers la chambre 8. Etant donne que la section du piston 7 épouse le profil du fond 15 du réceptacle, les materiaux situés au fond du réceptacle 2 sont raclés dans leur totalité vers la chambre 8. En poursuivant son avance (voir figure 7), les matériaux sont poussés dans la chambre 8 et comprimés dans celle-ci contre l'extrémité du second piston 11. En meme temps, les objets de grande dimension sont sectionnés par l'arête tranchante 19 située à l'entrée de la chambre 8 Lors de la compression des materiaux dans la chambre 8, les matières liquides ou pâteuses sont exprimées des materiaux comprimés et sont évacuées par l'ouverture 10 à travers les perforations 16 ménagées dans la chemise 9 Par ailleurs, lors de la compression des mate- riaux dans la chambre 8, ceux-ci sont concassés et sec tionnés en blocs de dimensions réduites, sous l'effet de la pointe 20 du piston 11 faisant saillie axialement à l'interieur de la chambre 8. Dans une phase ultérieure (voir figure 8), le second piston 11 recule en s'écartant dela chambre 8, de façon à degager l'ouverture 12 d'évacuation de la matiere solide. En meme temps, le premier piston 7 avance jus- qu'au droit de l'ouverture de sortie de la chambre 8, en poussant la matière solide dans l'ouverture dlevacua- tion 12. Cette matière solide tombe dans cette ouverture d'évacuation 12, sous forme de blocs de faibles dimensions ou de poudre, étant donne que cette matière a été concassée et sectionnée sous l'effet de l'arête tranchante 19 et de la pointe 20. Les pistons 7, il et 21 reviennent ensuite à leur position initiale pour un nouveau cycle d'operations identique au précédent. On recupère ainsi dans la goulotte 26 un produit solide, pratiquement exempt de matière liquide, et qui est parfaitement combustible, de sorte qu'il peut être brûlé directement dans des fours d'incinération ou dans des chaufferies produisant de l'énergie sous forme d'eau chaude ou autre. Compte tenu de la simplicité de l'installation c@nforme a l'invention, due au fa'bie nombre de pièces, en particulier m@biles qui la composent, le fonction @enent de cette installation est particulièrement fiable. De plus, cette installation ne nécessite pra @iquement aucun entretien. En effet, les seules parties @etiles de cette installation, à savoi@ les pistons 7 11 qui sont susceptibles de s'user, sont auto-lubrifiés @@@ la matière liquide et/ou pâteuse contenue dans les m@tériaux à traiter, de so@te qu'aucune lubrification @@ditionnelle n'est nécessaire. Par ailleurs, tout risque de colmatage des @@@forations 16 de la chemise 9 est évité, étant donné @@@ le déplacement du piston @ dans cette chemise 9, @@@biné avec la compression des matières qui chasse @@@ialement la matière liquide à travers les perforations @@@ provoque un aute-décolmatage ce ces perforations. D'ailleurs, si pour une raison quelconque il @@evérait nécessaire de nettoyer la chemise 9, @ sera@t @acile de retirar celle-ci du co@ps 17 pour po@voir procé @e aisément à un tel n@t@oyage. En outre, il @se possible de remplacer la chemise @@par une @@tre chemis@ de r@me dimension mais présen t@@@ des perforations de diamétres différents, adaptées @ des matériaux hétérogènes différents. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vi@nt de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de 1 invention. Ainsi, le dispositif d'a@imentation 4 à piston vertical coulissant@ peut être remplacé par tout autre dispositif d'alimentation forcée ou par gravité, statique ou vibrant. La forme et les dimensions de la pointe 20 ménagée à l'extrémité du piston 11 peut être différente de celle représentée suivant l'effet que l'on désire obtenir. Ainsi, cette p@inte 20 peut être remplacée par @@@@ieurs @@intes espac@es. Par ailleurs, l'extrémité @@@@@@@@@ @@ @@@@ être t@ simplement plane. @manter efficacité de la chemice per @@@ée 9 pe fora @@ p@urraient également être @é @@@@@ @@@em@é@@ piston 7 et/ou celle @@ pist@n l@ @@ @@@@ @@s dé@@@ @@@ dans des conduits de @@ @es@ @@@@e expri@ée lors és la @@@@@@@ @@@ @@@@@@@@@ @@@@@ @@@ér. @@@@@@ @@, @@@@@@ @@tiqué dans l'introduction @@@@ @@ll@tion conforme à l'invention @@@@@@ @@@@@@@@@@@@ @@@@ement@@e matériaux hétérogènes @@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@ @@énagères celles-ci ne cons@ituant @@@@@@@@@@@ à p@@ @@@@or@ @@@@érées de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation pour traiter des matériaux hétérogènes comprenant au moins une phase solide et une phase liquide, cette installation comportant des moyens pour extraire par compression desdits matériaux la phase liquide et pour séparer celle-ci de la phase solide, caractérisée en ce qu'elle comprend un réceptacle (2) ouvert ers le haut, recevant les matériaux a traiter et présentant deux ouvertures latérales opposées (5, 6), de section adaptée a celle d'un premier piston de compression (7), mobile entre l1une (5) des ouvertures et une position située au-delà de l'autre ouverture (6). caractérisée en 9e que l'une (6) de ces ouvertures débouche dans une chambre (8) coaxiale avec cette ouverture t63 et de section égale à celle du piston (7), la surface latérale (93 de cette chambre (8) comportant des perforations (16) qui débouchent dans un ouverture latérale d'évacuation (10) de la phase liquide, en ce qu'à l'opposé du premier piston {7) et dans l'axe de déplacement de celui-ci, est disposé un second piston (11) mobile entre une position dans laquelle il obture ladite chambre (8) et une position dégagée dans laquelle il ouvre cette chambre (8) à l'oppose du réceptacle (2), une ouverture d'évacuation (12) de la phase solide étant ménagée entre les deux positions précitées du second piston (11). 2. Installation conforme à la revendication a, caractérisée en ce que le fond (15) du réceptacle (2) est situé dans le prolongement des deux ouvertures opposées (5, 6), la section dudit fond (15) perpendiculairement a l'axe de déplacement du premier piston (7) étant adapte à la section de ce dernier. 3. Installation conforme a l'une des revendi- cations 1 ou 2, caractérisée en ce que la section du réceptacle (2), perpendiculairement à l'axe de déplacement du premier piston (7) présente la forme générale d'un V évase vers le haut. 4. Installation conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la surface latérale de la chambre (8) est constituée par une chemise (9) perforée, montée de façon amovible dans un corps (17) adjacent au receptacle (2). 5. Installation conforme a la revendication 3, caractérisée en ce que la chemise perforée (9) est entourée par un espace annulaire (18) communiquant avec l'ouverture latérale d'evacuation (10) de la phase liquide. 6. Installation conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le bord (19) de l'ouverture d'entrée de la chambre (8), adjacente au réceptacle (2) presente une are te tranchante. 7. Installation conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'extrémité du second piston (11) adjacente à la chambre (8) présente un bossage (20) en forme de pointe faisant saillie à l'intérieur de cette chambre, lorsque le piston ferme cette dernière. 8. Installation conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le réceptacle (2) et la trémie (3) sont surmontés par un dispositif (4) permettant de presser les materiaux à traiter dans le réceptacle (2). 9. Installation conforme à la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif (4) comprend un piston (21) monté coulissant dans une cheminée (22) debouchant dans le réceptacle (2), ce piston presentant sur sa surface adjacente au réceptacle, des ondulations (23) de section en V présentant des arêtes dirigées vers l'inte- rieur du réceptacle (2). 10. Installation conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le réceptacle (2) et la chambre (8) sont ménagés dans un corps (17) réalise d'une seule pièce. 11. Installation conforme à la revendication 10, caractérisée en e que les deux pistons (7, 11) sont montés coulissants dans deux corps (13, 14) disposés de part et d'autre du corps (17) comportant le réceptacle (2) et la chambre (8), ces trois corps (13, 14, 17) étant assemblés et espacés les uns des autres au moyen de tirants (24) chemises par des tubes (25) formant entretoises. 12. Installation conforme à la revendication 11, caractérisée en ee que l'espace compris entre le corps (14) du second piston (11) et le corps (17) comportant le réceptacle (2) et la chambre (8) définit l'ouverture d'évacuation (12) de la phase solide