Brevet FR2599277A1 — publié le 19871204

APPAREIL POUR SEPARER HYDRODYNAMIQUEMENT EN DEUX FRACTIONS UN MELANGE DE PRODUITS CONCASSES. La présente invention concerne un appareil pour séparer hydrodynamiquement en deux fractions un mélange de produits concassés, tels que du groisil issu de la récupération d'emballages en verre. On sait que le problème pour utiliser du verre de récupération consiste essentiellement à séparer le verre de toutes les matières auxquelles il se trouve mélangé dans les produits 10 de récupération. Le verre de récupération est en effet plus ou moins lié à du papier, des matières plastiques ou des capsules métalliques, mais il est également mélangé à des détritus divers, tels que du bois ou de la boue par exemple, même si le verre de récupération est récupéré à part des autres déchets 15 dans des récipients spécifiques. Il est essentiel, pour pouvoir utiliser à nouveau le verre récupéré, d'éliminer toutes les matières de nature différente. Pour assurer un meilleur résultat, il convient, dans la mesure du possible, avant l'opération de tri proprement dite, de supprimer les liaisons suscep20 tibles d'exister entre le verre et d'autres matières, par exemple par collage. La suppression de ces liaisons sera donc effectuée dans une étape préalable et l'invention suppose donc que l'on désire séparer un mélange de produits concassés solides, c'est-à-dire un mélange de particules non liées entre 25 elles, de nature et de densité différentes. Les particules ainsi traitées ont des tailles extrêmement diverses, mais, généralement, elles ont un volume inférieur à 10 cm3 et, la plupart du temps, compris entre 0,05 et 5 cm3. On a déjà décrit, dans le document FR-A-1 116 258, un 30 prócédé pour séparer les particules constituant une masse de matière pulvérulente complexe. Selon ce procédé, on fait tomber ces particules verticalement dans une veine liquide à laquelle est imprimée une vitesse déterminée, constante pour toute la tranche verticale de la veine liquide qui comprend la 35 verticale du point de chute des particules: chaque particule - 2 décrit dans la veine liquide une trajectoire dont les paramètres dépendent des caractéristiques physiques de la particule, de la viscosité du liquide et de la vitesse de la veine liquide. De ce fait, les particules atteindront la surface du fond du courant liquide en des points différents pour chacune d'elles: les plus lourdes sont recueillies le plus près de la verticale de leur point de chute et les plus légères le plus loin ou même sont entraînées par le courant liquide. Ce document est également relatif à un appareillage pour la mise 10 en oeuvre de ce procédé. Cet appareillage comprend, notamment, un couloir d'écoulement sensiblement horizontal et à section rectangulaire, comportant un-couloir d'arrivée du liquide qui est muni d'une injection de liquide et d'un moyen pour uniformiser la vitesse de ce liquide, un couloir d'évacuation du liquide et un couloir séparateur situé entre les deux précédents; ce dernier est muni de moyens pour recueillir et évacuer les différentes fractions de particules. Ces moyens sont constitués par des caissons, qui sont aménagés sur une des faces latérales du couloir d'écoulement et qui s'étendent au20 dessous du fond de ce couloir; le fond du couloir est ajouré d'une ouverture réglable pour chaque caisson. Du fait de ce positionnement sur le bord du couloir, il est possible d'extraire les particules, sans interrompre l'alimentation en liquide et en particules. En fait, quand il faut séparer un mélange en deux fractions, ce document enseigne d'utiliser un cylindre vertical: le liquide est injecté dans ce cylindre par l'extrémité inférieure de ce dernier, entraîinant par làmême l'existence d'un courant ascendant de liquide, le produit à séparer en deux fractions tombant verticalement à l'extrémité supérieure. Dans ce cas, une des deux fractions est recueillie à la base du cylindre, et l'autre par débordement à la partie supérieure. Il apparait, que dans cet exemple de réalisation, qui est préféré pour séparer un mélange en deux fractions, le procédé 35 décrit précédemment n'est nullement mis en oeuvre. - 3 Aussi, un des buts de la présente invention est-il de proposer un appareil pour séparer hydrodynamiquement en deux fractions un mélange de produits concassés mettant en oeuvre le procédé décrit dans le document cité ci-dessus et permet5 tant de récupérer chacune de ses fractions de façon continue par des moyens distincts. Un autre but de la présente invention est de proposer un appareil de ce type qui a un encombrement aussi faible que possible et dont la consommation en liquide est la plus rédui10 te possible. Ces buts, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints par un appareil pour séparer hydrodynamiquemer.t en deux fractions un mélange de produits concassés, cet appareil comprenant, d'une part, un canal d'écoulement sensiblement horizontal, alimenté en un liquide qui a une vitesse sensiblement constante et uniforme dans toute la section de la veine liquide, ce canal comportant trois parties ayant une même paroi latérale externe: un couloir d'arrivée du liquide muni d'une injection de liquide et d'un moyen pour uni20 formiser la vitesse de ce liquide, un couloir d'évacuation du liquide et un couloir séparateur situé entre les deux précédents, d'autre part, un moyen pour extraire une des deux fractions, dite première fraction, recueillie au fond du couloir séparateur, et, enfin, un dispositif d'alimentation en le mé25 lange de produits concassés débouchant au-dessus du canal d'écoulement par une ouverture dont la ligne moyenne est sensiblement perpendiculaire au vecteur vitesse du courant de liquide, lequel appareil est, selon la présente invention, caractérisé par le fait qu'il comprend, entre les couloirs d'arrivée 30 et d'évacuation, une cuve ayant une section transversale, dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe du canal, inscriptible dans un rectangle dont le côté inférieur correspond au fond plat de la cuve, un flan incliné raccordant ce fond plat à la paroi latérale externe du couloir séparateur, le fond du 35 couloir séparateur au niveau de la cuve étant constitue par le _ 4 fond plat de cette cuve, le moyen pour extraire la première fraction recueillie au fond du couloir séparateur étant constitué par une roue élévatrice à godets d'axe sensiblement horizontal, située au-dessus du fond plat de la cuve et donc décalée latéralement par rapport au canal d'écoulement en raison de l'inclinaison de ce flan, ces godets ayant chacun une ouverture, qui débouche radialement vers l'extérieur de la roue et délivrant la première fraction sur un dispositif d'évacuation, un dispositif d'égouttage, au-dessus duquel débouche 10 le couloir d'évacuation, permettant de récupérer l'autre fraction, dite second fraction, qui est entraînée par le liquide. Avantageusement, l'ouverture du dispositif d'alimentation a une largeur faible par rapport à sa longueur disposée perpendiculairement au courant de liquide. Ce dispositif d'alimentation en le mélange de produits concassés comprend, de préférence, une trémie débouchant audessus d'une extrémité d'un couloir vibrant dont l'autre extrémité est constituée par l'ouverture décrite ci-dessus. Avantageusement, chaque godet de la roue comporte au 20 moins une paroi ajourée permettant un essorage au moins partiel des constituants de la première fraction élevée par le godet. Quant au moyen pour uniformiser la vitesse du liquide dans le couloir d'arrivée, il est de préférence constitué par 25 une grille, dont le plan est sensiblement perpendiculaire au vecteur vitesse du courant de liquide. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le dispositif d'égouttage comprend un tamis vibrant, au-dessus d'une extrémité duquel débouche le couloir d'évacuation et dont l'autre extrémité débouche au-dessus d'un récupérateur de la seconde fraction, et qui est disposé audessus d'un bac permettant de recueillir le liquide issu du couloir d'évacuation. Le présent appareil comprend un dispositif pour recycler le liquide recueilli dans ce bac vers l'in35 Section de liquide dans le couloir d'arrivée. -5 Avantageusement, le dispositif d'évacuation qui reçoit la première fraction qui est extraite par la roue. comprend des moyens pour rincer et égoutter cette fraction avant de l'évacuer. Un tel appareil est particulièrement destiné à séparer un mélange de produits concassés, qui est un groisil ayant subi préalablement un trempage et/ou un rinçage au jet, les particules de ce mélange ayant des volumes inférieurs à 10 cm3 environ. Dans ce cas, on utilise de l'eau comme liquide; la vitesse de cette e. a dans le canal d'écoulement est, de préférence, comprise entre 1 et 4 kilomètres par heure, l'uniformité des vitesses. ou de leurs composantes selon l'axe d'écoulement de l'eau, dans une section de ce canal, étant assurée à au moins 5% près. La description,qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif, doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 représente, schématiquement, en vue de face selon la ligne I-I de la figure 2, un appareil selon la 20 présente invention pour séparer hydrodynamiquement en deux fractions un mélange de produits concassés; - la figure 2 est une vue de dessus de l'appareil de la figure 1; et - la figure 3 est une vue latérale de l'appareil de la 25 figure 1, vu selon la ligne III-III de la figure 2. En se référant au dessin, on voit qu'un appareil selon la présente invention pour séparer hydrodynamiquement en deux fractions un mélange de produits concassés, comprend un canal d'écoulement 1, un moyen 2 pour extraire une des deux fractions, 30 dite première fraction, recueillie dans le fond d'une partie de ce canal d'écoulement 1, et un dispositif d'alimentation 3 en mélange de produits concassés. Le canal d'écoulement 1 est sensiblement horizontal et alimenté en un liquide, en l'occurrence, de l'eau selon le pré35 sent exemple de réalisation, qui a une vitesse sensiblement - 6 constante et uniforme dans toute la section de la veine liquide. Ii comporte trois parties: un couloir d'arrivée 4 de l'eau qui est muni d'une injection d'eau et d'un moyen pour uniformiser la vitesse de celle-ci, un couloir d'évacuation 5 de cette eau, et un couloir séparateur 6 qui est situé entre les deux précédents. Ces trois parties constitutives du canal d'écoulement 1 ont la même paroi latérale externe. Le moyen pour uniformiser la vitesse de l'eau est constitué par une grille, dont le plan est sensiblement perpendiculaire au vecteur vitesse du courant d'eau et qui est située au point d'injection de l'eau dans le couloir d'arrivée 4: cette injection, schématisée par les flèches F, est coaxiale au couloir d'écoulement 1. L'injection de l'eau au-travers de la grille dans le 15 couloir d'arrivée 4 est telle que la vitesse de cette eau dans le canal d'écoulement 1 est comprise entre 1 et 4 kilomètres par heure. L'uniformité des vitesses, ou de leurs composantes selon l'axe d'écoulement de courant liquide, dans une section 20 du canal d'écoulement 1, est assurée à au moins 5 % près. Le dispositif d'alimentation 3 débouche au-dessus du couloir séparateur 6 au plus près du couloir d'arrivée 4, par une ouverture 7 dont la ligne moyenne est sensiblement perpendiculaire au vecteur vitesse du courant d'eau. Cette ouvertu25 re 7 a une largeur faible par rapport à sa longueur disposée per.pendiculairement au courant d'eau, de telle sorte que les produits concassés tombent au travers d'elle avec une vitesse initiale à peu près nulle. On peut munir cette ouverture 7 de barreaux 7' dont la latrgeur décroit dans le sens d'avancement des 30 produits concassés. Ce dispositif d'alimentation 3 comprend, notamment, une trémie 8 remplie du mélange de produits concassés à séparer, qui débouche au-dessus d'une extrémité d'un tapis vibrant 9 dont l'autre extrémité est constituée par l'ouverture 7. Ce 35 tapis vibrant 9 est animé de vibrations dans le sens 2599277' - 7 longitudinal selon la double fléche T de telle sorte que les produits recueillis sous la trémie 8 soient acheminés et évacués par l'ouverture 7. Selon la présente invention, l'appareil comprend une cuve 10 qui est située entre les couloirs d'arrivée 4 et d'évacuation 5. Cette cuve a une section transversale, dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe du canal 1, inscriptible dans un rectangle dont le côté inférieur correspond au fond plat 11 de cette cuve, un flan incliné 12 raccordant ce 10 fond plat 11 à la ?aroi latérale externe du couloir séparateur 6. Le fond du couloir séparateur 6 au niveau de la cuve 10 est ainsi constitué par le fond plat 11 de cette cuve 10. La cuve 10 comprend des moyens pour extraire la première fraction du mélange des produits concassés qui est re15 cueillie dans son fond plat 11: ces moyens sont constitués par une roue élévatrice 2 à godets d'axe sensiblement horizontal et située au-dessus du fond plat 11. Cette roue élévatrice 2 est donc décalée latéralement par rapport au canal d'écoulement I en raison de l'inclinaison du flan 12. Les godets 14 de cette roue ont chacun une ouverture, qui débouche radialement vers l'extérieur de la roue. Chaque godet 13 comporte au moins une paroi ajourée permettant un essorage au moins partiel des constituants de la première fraction élevée par ce godet: comme exemple d'une telle roue 2, on peut citer celle 25 décrite dans le document FR-A-2 523 478. La première fraction recueillie et extraite par la roue à godets 2 est déversée dans un dispositif d'évacuation 14 qui comprend des moyens pour rincer et égoutter celle-ci avant de l' vacuer. Lorsque le mélange de produits concassés est constitué par un groisil, cette première fraction, qui est évacuée par la roue 2 et le dispositif d'évacuation 14, est constituée par les produits autres que le verre. Le couloir d'évacuation 5 débouche au-dessus d'un dispo35 sitif d'égouttage 15 qui permet de récupérer l'autre fraction - 8 de produits concassés, dite seconde fraction, qui a été entrainée par l'eau: cette seconde fraction est, lorsque le mélange de produits concassés est un groisil, le groisil lui-même qui, ainsi récupéré, pourra être recyclé.5 Ce dispositif d'égouttage 15 comprend notamment un tamis vibrant 16, au-dessus d'une extrémité duquel débouche le couloir d'évacuation 5 et dont l'autre extrémité débouche au-dessus d'un récupérateur (non représenté) de la seconde fraction. Le tamis vibrant 16 est de préférence disposé au-dessus 10 d'un bac 17 afin de recueillir l'eau issue du couloir d'évacuation 5. Cette eau peut être ainsi recyclée grace à une pompe 18 vers l'injection d'eau dans le couloir d'arrivée 4. Le tra.et de l'eau entre le bac 17 et la pompe 18 est représenté sur la figure 1 par des traits mixtes fléchés. Ainsi qu'il a été dit précédemment, un tel appareil est notamment destiné à séparer en deux fractions un groisil qui a subi préalablement un trempage et/ou un rincage au jet, les particules de ce mélange ayant des volumes inférieurs à 10 cm3 environ. Lorsqu'un tel mélange tombe par l'ouverture 7 dans le 20 couloir séparateur 6, les parties les plus lourdes, c'est-àdire celles qui ne sont pas constituées par du verre, tombent sur le flan incliné 12 au niveau du couloir séparateur 6 de t!lle sorte qu'elles soient amassées sur le fond plat 11 de cette même cuve sous la roue 2: les godets 13 de celle-ci peuvent ainsi les recueillir et les extraire de cette cuve 10 pour les déverser dans le dispositif d'évacuation 14. Quant aux produits plus légers qui sont entraînés par le courant d'eau, ils sont déversés audessus du tamis vibrant 16 du dispositif d'égouttage 15 lfin d'être récupérés et dirigés vers les fours 30 de fusion de verre. - 9 REVENDICATIONS 1. Appareil pour séparer hydrodynamiquement en deux fractions un mélange de produits concassés, cet appareil comprenant, d'une part, un canal d'écoulement (1) sensiblement horizontal, alimenté en un liquide qui a une vitesse sensiblement constante et uniforme dans toute la section de la veine liquide, ledit canal comportant trois parties ayant une même paroi latérale externe: un couloir d'arrivée (4) du liquide muni d'une injection de liquide et d'un moyen pour uniformi10 ser la vitesse de *_ liquide, un couloir d'évacuation (5) du liquide et un couloir séparateur (6) situé entre les deux précédents, d'autre part, un moyen (2) pour extraire une des deux fractions, dite première fraction, recueillie au fond dudit couloir séparateur (6), et, enfin, un dispositif d'alimen15 tation (3) en le mélange de produits concassés débouchant audessus dudit canal d'écoulement (1) par une ouverture (7) dont la ligne moyenne est sensiblement perpendiculaire au vecteur vitesse du courant de liquide, appareil caractérisé par le fait au'il comprend, entre les couloirs d'arrivée (4) et d'é20 vacuation (5), une cuve (10) ayant une section transversale, dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe du canal (1), incript-ile dans un rectangle dont le côté inférieur correspond au fond plat (11) de ladite cuve (10), un flan incliné (12) raccordant ledit fond plat (11) à la paroi latérale ex25 terne du couloir séparateur (6), le fond dudit couloir séparateur (6) au niveau de la cuve (10) étant constitué par le fond plat (11) de ladite cuve (10), le moyen pour extraire la première fraction recueillie au fond du couloir séparateur (6) étant constitué par uie roue élévatrice (2) à godets (13) d'axe sensiblement horizontal, située au-dessus du fond plat (11) de ladite cuve (10) et donc décalée latéralement par rapport au canal d'écoulement (1) en raison de l'inclinaison du flan (12), lesdits godets (13) ayant chacun une ouverture qui débouche radialement vers l'extérieur de ladite roue (2) et délivrant ladite première fraction sur un dispositif d'évacuation 14, un dispositif d'égouttage (15) au-dessus duquel - 10 débouche le couloir d'évacuation (5) permettant de récupérer l'autre fraction,- dite seconde fraction, Qui est entraînée par le liquide. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par 5 le fait que l'ouverture (7) du dispositif d'alimentation (3) a une largeur faible par rapport à sa longueur disposée perpendiculairement au courant liquide. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le dispositif d'alimentation (3) 10 en le mélange de produits concassés comprend une trémie (8) débouchant audessus d'une extrémité d'un couloir vibrant (9) dont l'autre extrémité est constituée par l'ouverture (7). 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait Que chaque godet (13) de ladite roue (2) 15 comporte au moins une paroi ajourée permettant un essorage au moins partiel des constituants de la première fraction élevée par ledit godet (13). 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait aue le moyen pour uniformiser la vitesse 20 du licuide dans le couloir d'arrivée (4) est constitué par une grille, dont le plan est sensiblement perpendiculaire au vecteur vitesse du courant de liquide. 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit dispositif d'égouttage (15) com25 prend un tamis vibrant (16), au-dessus d'une extrémité duquel débouche le couloir d'évacuation (5) et dont l'autre extrémité débouche au-dessus d'un récupérateur de la seconde fraction. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé p r 30 le fait que le tamis vibrant (16) est disposé au-dessus d'un bac (17) permettant de recueillir le liquide issu du couloir d'évacuation (5). 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif pour recycler le liquide 35 recueilli dans le bac (17) vers l'injection de liquide dans - il le cculoir d'arrivée (4). 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le dispositif d'évacuation (14), qui recoit la première fraction extraite par la roue (2), com5 prend des moyens pour rincer et égoutter ladite fraction avant de l'évacuer. 10. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le mélange de produits concassés à séparer est un groisil ayant subi préalablement un trempage et/ou un rincage a- jet, les particules de ce mélange ayant des volumes inférieurs à 10 cm3 environ. 11. Appareil selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le liquide utilisé est de l'eau. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la vitesse de l'eau dans le canal d'écoulement (1) est comprise entre 1 et 4 km/h, l'uniformité des vitesses, ou de leurs composantes selon l'axe d'écoulement dE l'eau, dans une section dudit canal, étant assurée à au moins 5 % près.