Brevet FR2585621A1 — publié le 19870206

La présente invention concerne un dispositif pour la compression ou le compactage de produits 9D vrac ou de corps creux du type comprenant une chambre de compression presentant un logement creux destine recevoir le produit ou corps a comprimer, au moins un organe mobile pouvant être engage dans ladite chambre de compression pour reduire son volume, des moyens pour introduire dans le logement creux le produit ou corps â comprimer et des moyens pour extraire de ee dernier le produit ou corps comprimé. On tonnait de tels dispositifsnotamment pour compacter des déchets industriels tels que des copeaux de bois et de metaux ou encore des sciures ou poussières de bois, en vue de réaliser des bâtons allonges facilitant le stockage, la manipulation et le transport de ces déchets pour leur réutilisatior, par exemple, comme elements de combustible dans le cas des déchets de bois.Cette compression doit, dans la quasi tota- lité des cas, être effectuée sans addition de liants et l'augmentation de la densité est dans ce cas, considerable. Dans le cas des sciures de bois, on doit passer de 80 kg/m3 a 1200 kg/m3, pour le composte agricole d'environ 200 kg/m3 1600 kg/m3 et dans le cas d'aliments deshydrates d'environ 600 kg/m3 1400 kg/m3. La technique antérieure utilise, à cet effet, des presses comprenant une chambre de compression constituée d'un logement creux le plus souvent cylindrique dans lequel est prévu un piston de compression mobile. Il s'agit ainsi de dispositifs à section fixe dans lesquels la compression est obtenue par une diminution de la longueur du logement creux.Pour les raisons exposées ci-dessus, ces dispositifs travaillent des pressions très elevees (environ 1200 bars) et avec des taux de compression importants (environ 1/20). Dans la pratique, on est alors amende à travailler en plusieurs phases et à utiliser des dispositìfs à plusieurs etages de compression successifs.Ces dispositifs sont très complexes et coûteux, Leur automatisation est difficile et leur fiabilité faible. Ils comprennent de plus des chambres de compression d'une structure excessivement lourde pour absorber les pressions importantes utilisees. Enfin, l'ex- traction du produit comprime ou compacte est difficile car il est repousse contre les parois du logement creux et on est amené à employer des moyens d'extraction forcée. La présente invention a pour objet de concevoir un dispositif dudit type permettant de remédier auxdits inconvenients des dispositifs connus, qui est dwune structure simple permettant une automatisation simple et dans lequel l'extraction du produit comprime ne pose plus de difficulté. Dans le dispositif suivant la presente invention, ladite chambre de compression est constituée d'une enceinte de section polygonale réguliè- re dans laquelle est disposée une série d'organes mobiles dont le nombre est égal au nombre de côtés de la section de l'enceinte et qui sont mobiles dans une direction parallèle à l'un des côtés de la section de ladite enceinte et délimitent le logement creux intérieur dont la section présente la même section polygonale générale que ladite enceinte des moyens étant prévus pour commander simultanément au moins deux desdits organes ou mâchoires mobiles dans deux sens opposés, ladite enceinte étant ouverte en regard des deux extrémités non délimitées par lesdites mâchoires du logement creux et comprend des volets mobiles commandés permettant de fermer ou dégager lesdites extrémités dudit logement creux. On obtient ainsi un dispositif d'une structure particulièrement simple et rationnelle dans laquelle la compression est obtenue par une réduction progressive de la section du logement creux. Les forces de compression sont appliquées simultanément par plusieurs mâchoires mobiles commandées et la pression nominale de chaque mâchoire est relativement réduite et normalement de l'ordre de 100 à 200 bars, par exemple pour la compression des sciures de bois. On peut ainsi proceder à une compression du produit en une seule phase. Suivant une première variante de l'invention, ladite enceinte présente une section triangulaire isocèle et comporte trois mâchoires mobiles. Suivant une deuxième variante préférée de l'invention, ladite enceinte présente une section carrée et comporte quatre mâchoires mobiles. On peut, bien entendu, utiliser d'autres sections polygonales regulières mais dans ce cas, le montage et la commande des mâchoires deviennent plus complexes. Suivant un mode de réalisation préfére du dispositif selon l'invention, lesdits moyens de commande actionnent simultanément et en synchronisme toutes les mâchoires de ladite serie de mâchoires. En assurant une synchronisation parfaite des déplacements des differentes machoires, on peut réduire la plus grande partie des forces de frottement entre les mâchoires voisines. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, lesdits moyens de commande comprennent pour chaque mâchoire mobile, un vérin (hydraulique) dont l'extrémité libre de la tige est reliez tala mâchoire pour commander le déplacement de celle-ci. Dans ce cas, lesdits volets sont également commandés par des vérins hydrauliques et lesdits verins sont alimentés â-. travers des distributeurs commandés par des cames calées sur un même arbre de commande. Dans un tel mode de réalisation, on peut sans difficultés synchroniser les différents mouvements des mâchoires et des volets et très rapidement modifier les paramètres de fonctionnement du dispositif. Suivant un autre mode de realssaton.du dispositif selon l'invention, lesdits moyens de commande pour chaque mâchoire commandée comportent une tige oscillante dont l'extrémité intérieure est reliée à la mâchoiretan- dis que l'extrémité extérieure porte un galet coopérant avec la surface de guidage intérieure d'une came annulaire entourant l'enceinte et qui est entraînée en rotation par un moyen de commande. Suivant ce mode de réalisation, lesdits volets sont également commandés par des tiges oscillantes dont les extrémités extérieures portent un galet coopérant avec au moins une surface de guidage d'une came annulaire complémentaire concentrique à la came commandant les machoires et de préférence, lesdites cames annulaires sont solidaires et entrainées ensemble. Une telle commande des mâchoires et volets est particulièrement precise et fiable mais toute variation des paramètres de fonctionnement du dispositif nécessite l'usinage de canes de commande particulières. On utilise par conséquent ce mode de réalisation lorsque l'on envisage de maintenir ces paramètres de fonctionnement pendant des périodes d'utilisation prolongées. D'autres realisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés montrant, à titre d'exemple, plusieurs modes de réalisation du dispositif suivant l'invention. Sur ces dessins les figures 1 et 2 sont des vues. en plan schématiques montrant le prin cipe de fonctionnement de deux variantes essentielles du dispositif selon l'invention, la figure 3 est une vue en plan schématique d'un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention. la figure 4 est une vue en coupe verticale transversale schematique suivant la ligne IV-IV de la figure 3, la figure 5 est une vue schématique montrant en particulier les moyens de commande hydrauliques du dispositif representé aux figures 3 et 4, la figure 6 est une vue en plan schématique partiellement en coupe hori zontale d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention et la figure 7 est une vue en coupe verticale schematique au dispositif représenté à la figure 6. Les figures 1 et 2 montrent très schématiquement la structure générale de deux variantes de la chambre de compression du dispositif selon l'invention. Cette chambre de compression est constituée d'une enceinte polygonale régulière (1) ouverte à ses extrémités opposees et dans laquelle sont logées plusieurs mâchoires (2) dont le nombre est égal au nombre des cotés du polygone formant l'enceinte (1).Les mâchoires (2) sont mobiles les unes par rapport aux autres et par rapport aux parois correspondantes de l'enceinte et leur configuration est telle que lorsqu'elles sont amenées dans leur position extérieure extrême leurs parois intérieures délimitent un canal de compression (3) dont la section générale correspond à celle de ladite enceinte (t) et lorsqu'elles sont déplacées en direction du centre de l'enceinte, la section du canal (3) diminue progressivement jusqu'à la disparition du canal (3). Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, l'enceinte (1) présente une section triangulaire et comporte trois mâchoires (2) définissant un canal de compression également triangulaire. La variante représentée à la figure 2, comporte une enceinte (1) à section carrée munie de quâtre machoires (2) délimitant un canal de compression (3) présentant également une section carrée. Sur ces deux figures, les mâchoires (2) sont représentées dans leur position extérieure extrême dans laquelle la section du canal de compression atteint sa plus grande valeur. Le dispositif selon l'invention utilise une telle disposition pour la compression ou le compactage de matières en vrac ou de corps creux. Les figures 3 et 4 montrent un premier mode de réalisation préféré du dispositif suivant la présente invention. Il comprend, comme representé à ces figures, un canal de compression constitué d'une enceinte à section carrée (1) dans laquelle sont logées quatre mâchoires (2) du type représenté à la figure 2. Ces mâchoires sont mobiles dans les sens des floches (fut, F2, F3, F4) respectivement et délimitent un canal de compression à section carrée (3) dont la section peut être modifiée par des déplacements simultanés des quatre mâchoires (2). A cet effet, chaque mâchoire (2) est commandée par un vérin hydraulique à double effet (V1, V2, V3, V4) respectivement.Les extrémités supérieure. et inférieure du canal de compression peuvent entre obturées par des tiroirs horizontaux mobiles (4, 5) dot le déplacement est commandé par des vérins hydrauliques (V5, V6) comme représenté a la figure 4 Ces verins (VS, V6) permettent de déplacer les tiroirs ou volets (5, 6) dans le sens des flêches (F5, F6). A la figure 4, les deux tiroirs (5, 6) sont représentés dans la phase de compression dans laquelle ils obturent les extrémités supérieure et inférieure du canal de compression. A cet effet, la section des tiroirs (5, 6) est plus grande que la plus grande section possible du canal de compression (3). La figure 5 montre le schéma des circuits d'alimentation hydraulique des differents vérins (V1 à V6) assurant une parfaite synchronisation des mouvements des mâchoires (2) et des tiroirs (4, 5) au cours des différentes phases de l'opération du dispositif selon l'invention. A cette figure, on voit un réservoir d'un liquide hydraulique (6) dans lequel débouche, a travers une crépine (7), la canalisation d'aspiration (8) d'une pompe hydraulique (9). L'orifice de refoulement de la pompe (9) est relié par une canalisation (10) à un premier distributeur (11) commandant l'alimentation en liquide hydraulique des vérins (Vi à V3) actionnant les mâchoires (2) de la chambre de compression. L'orifice de refoulement de la pompe (9) est également relié par des canalisations non représentées ici aux orifices d'entrée d'un deuxième et d'un troisième distributeur (12, 13) commandant l'alimentation en liquide hydraulique des vérins (V5, V6) respectivement qui actionnent les tiroirs ou volets (4, 5) disposés en regard des extrémités supérieure et inférieure du canal de compression (3). Les distributeurs (11, 12, 13) sont commandés d'une maniere connue par des cames (14, 15, 16) respectivement calées sur un arbre commun (17) entraîné par un moteur hydraulique (18). Ce moteur (18) est relié à travers un régulateur de debit (19) à l'orifice de refoulement de la pompe (9). En (20), est representé un moteur électrique entraînant la pompe (9) et en (21), la canalisation de retour commune des distributeurs (11, 12, 13) et du moteur hydraulique (18). Cette canalisation (21) comporte d'une maniere connue un filtre fin (22). Pour des raisons de clarté du dessin, les canalisations reliant les orifices d'arrivée et de retour des distributeurs (12 et 13) aux canalisations (10 et 21) respectivement, ne sont pas représentées ici. Enfin. en (23, 24, 25), on voit des ressorts de rappel tendant à ramener les organes ou tiroirs mobiles (26, 27, 28) des distributeurs (11, 12, 13) dans leur position de repos contre l'action des cames (14, 15, 16). Aux figures 6 et 7 est représenté un autre mode de réalisation préfére du dispositif selon l'invention comprenant une chambre de compression à section carrée (1) dans laquelle sont disposées quatre mâchoires mobiles (2). Suivant ce mode de réalisation, les mâchoires (2) sont commandées par des tiges oscillantes (29). Chaque tige (29) comprend, à son extrémité extérieure.un galet (30) coopérant avec la surface de guidage intérieure (31) d'un élément de came annulaire (32). Au voisinage de son galet (30), chaque tige (29) comprend une butée annulaire (33) et entre cette butée et la surface extérieure correspondante de l'enceinte (1) est prévu un ressort (34) tendant a amener la tige (29) vers l'extérieur pour maintenir le galet (30) en contact avec la surface de guidage (31) de l'élément (32). Dans ce cas, les machoires (2) délimitent de nouveau une chambre de compression à section variable (3) dont les extrémités supérieure et inferieure sont fermées et dégagées par des volets (4, 5) montés coulissants dans des plans horizontaux. Les volets (4, 5) sont comme les mâchoires (2), commandés par des tiges oscillantes (35) munies de galets de commande (36). Ces galets (36) sont guidés dans des gorges (37) délimitées par des surfaces de cames verticales interieures et extérieures (38, 39) réalisées sur des bagues (40, 41) fixes sur les faces supérieure et inférieure de l'élément (32) comme représenté à la figure 7. L'ensemble comprenant l'élément (32) et les bagues (40, 41) comprend une couronne dentée extérieure (42) coopérant avec une vis sans fin (43) commandée par un moteur d'entrainement (44) comme représenté schdmatique- ment et en partie uniquement à la figure 6. Un tel dispositif présente l'avantage d'un guidage parfait des différents organes mobiles et une synchronisation sans problème de leurs mouvements. Sa structure est robuste et comprend un nombre très réduit de pièces mobiles. Par contre, l'usinage des guides (32, 40, 41) est relativement couteux et ce mode de réalisation est destiné en particulier aux installations dans lesquelles les différents paramètres d'exploitation peuvent être maintenus pendant des périodes relativement longues permettant un amortissement du cott des éléments de guidage. On notera que, pour des raisons de clarté, on n'a pas représenté aux figures 4 et 7, les parois superieure et inférieure de l'enceinte (1) dans lesquelles sont supportés et guidés les tiroirs (4, 5). De même, on notera qu'a la figure 6, ne sont pas représentées les surfaces de guidage (38, 39) mais simplement l'entre-axe du canal de guidage (37). Le tableau ci-dessous montre les résultats obtenus avec un dispositif selon l'invention du type tel que représenté aux figures 3, 4 et 5 qui, dans la pratique, présente les caractéristiques suivantes Type de presse : quatre mâchoires (2) et deux tiroirs (4, 5). Canal de compression - dimensions maximales avant compression : 100 mm X 100 mm - dimensions minimales après compression : 5 mm X 5 mm - hauteur du canal ou de l'enceinte : 80 mm - taux de compression maximale -400 400 Pressions de compactage maximales - pour des bâtons de dimensions 5 mm X 5 mm X 80 mm : 2 500 bar - pour des bâtons de dimensions 30 mm X 30 mm X 80 mm : 415 bar - pour des bâtons de dimensions 50 mm X 50 mm X 50 mm : 250 bar. Ouverture Bâtons Pression Produit compacté Observations mm mm bar 80 X 80 25 X 25 500 Copeaux Bois du Nord Bâtons très durs 100 X 100 30 X 30 400 Copeaux Bois du Nord Bâtons très durs 100 X 100 30 X 30 135 Copeaux Bois du Nord Bâtons souples 100 X 100 50 X 50 250 Sciure de Bois Rouge Bâtons friables 80 X 80 30 X 30 400 Sciure de Bois Rouge Bâtons souples 100 X 100 70 X 70 180 Poussiere ponçage bois Pas de tenue 80 X 80 40 X 40 300 Poussiere ponçage bois Très friable 50 X 50 20 X 20 625 Poussiere ponçage bois Dur 40 X 40 15 X 15 830 Poussière ponçage bois Très très dur 100 X 100 25 X 25 500 Papier d'essuyage Dur 100 X 100 15 X 15 830 Vieux journaux Très très dur 100 X 100 40 X 40 300 - Légumes déshydratés Friables REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la compression ou le compactage de produits en vrac ou de corps creux du type comprenant une chambre de compression présentant un logement creux destiné a recevoir le produit ou corps à comprimer, au moins un organe mobile pouvant être engagé dans ladite chambre de compression pour réduire son volume, des moyens pour introduire dans le logement creux le produit ou corps à comprimer et des moyens pour extraire de ce dernier le produit ou corps comprimé, caractérisé en ce que ladite chambre de compression est constituée d'une enceinte de section polygonale régulière (1) dans laquelle est disposée une série d'organes mobiles (2) dont le nombre est égal au nombre de côtés de la section de l'enceinte et qui sont mobiles dans une direction parallèle à l'un des côtés de la section de ladite enceinte (1) et délimitent le logement creux intérieur (3) dont la section présente la même section polygonale génerale que ladite enceinte (1) des moyens étant prévus pour commander simulta nément au moins deux desdits organes ou machoires mobiles (2) dans deux sens opposés, ladite enceinte (1) étant ouverte en regard des deux extré mités non délimitées par lesdites mâchoires (2) du logement creux et comprend des volets mobiles commandés (4, 5) permettant de fermer ou dégager lesdites extrémités dudit logement creux. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enceinte (1) présente une section triangulaire isocèle et comporte trois mâchoires mobiles (2). 3) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enceinte (1) présente une section carrée et comporte quatre mâchoires mobiles. 4) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande actionnent simultanement et en synchronisme toutes les machoires (2) de ladite série de mâchoires. 5) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comprennent, pour chaque mâchoire mobile (2), un vérin (hydraulique) (Vî âV4) dont l'extrémité libre de la tige est reliée à la mâchoire (2) pour commander le déplacement de celle-ci. 6) Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits volets (4, 5) sont également commandés par des vérins hydrauliques (V5, V6). 7) Dispositif suivant les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que lesdits vérins (V1 a V4 et V5, V6) sont alimentes- a. travers les distributeurs (11, 12, 13) commandés par des cames (14, 15, 16) calées sur un mme arbre de commande (17). 8) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande pour chaque mâchoire commandée (2) comporte une tige oscillante (29) dont l'extrémité intérieure est reliée à la mâchoire (2) tandis que l'extrémité extérieure porte un galet (30) coopérant avec la surface de guidage intérieure (31) d'une came annulaire (32) entourant l'enceinte (1) et qui est entraînée en rotation par un moyen de commande (43, 44). 9) Dispositif suivant la revendication 8, caractérise en ce que lesdits volets (4, 5) sont également commandés par des tiges oscillantes (35) dont les extrémités extérieures portent un galet (36) coopérant avec au moins une surface de guidage (38, 39) d'une came annulaire complementaire (40) concentrique a la came (32) commandant les mâchoires (2). 10) Dispositif suivant la revendication 9, caractérise en ce que lesdites cames annulaires (32, 40) sont solidaires et entraînées ensemble.