Brevet FR2614556A1 — publié le 19881104

"Broyeur à éclatement balistique actif". Pour transformer les ordures ménagères ou les végétaux issus de l'agriculture en compost ou semi-produits, il est connu de les traiter dans un broyeur. Les broyeurs actuels sont composés soit d'un rotor d'axe horizontal ou vertical, soit de deux rotors horizontaux parallèles disposés dans le même plan vertical ou dans le même plan horizontal. Le ou les rotors, à marteaux fixes ou articulés, sont disposés dans un carter alimenté en déchets par une goulotte. Ils travaillent soit en avalant, cas dans lequel leur sens de rotation coïncide, dans la zone d'arrivée des déchets, avec le sens d'arrivée de ceux-ci, soit à contre courant, cas dans lequel leur sens de rotation est opposé au sens d'arrivée des déchets dans cette zone d'arrivée. Les parois internes du carter sont protégées par des plaques de blindage planes contre lesquelles, d'une part, viennent se fracasser les fragments de déchets déjà fractionnés par les marteaux et, d'autre part, viennent se plaquer les produits en feuille. L'invention se rapporte plus particulièrement aux broyeurs comportant au moins un rotor horizontal travaillant à contre courant et communiquant aux déchets une trajectoire balistique les renvoyant violemment contre les parois. Actuellement, de tels broyeurs sont mwnis au dessus du carter, d'une chambre balistique verticaledont les parois internes se renvoient les fragments de déchets lourds et dont le volume important reçoit les fragments de déchets légers. En pratique, les déchets tombant de la goulotte sont fracassés et projetés en l'air dans la chambrejusqu'à ce que la masse en suspension dans celle-ci perde son énergie cinétique et retombe sur le rotor du broyeur.Le rotor reçoit ainsi, en complément des déchets amenés par la goulotte, une masse lourde et volumineuse qui augmente d'un coup sa charge et nécessite d'augmenter l'intensité d'alimentation du moteur l'entrainant pour maintenir à une valeur sensiblement constante la vitesse périphérique des marteaux. Ce fonctionnement du moteur par à coups augmente la consommation instantanée et conduit à une consommation énergétique importante. Par ailleurs, la chambre balistique ayant un volume de plusieurs mètres cubes forme une caisse de résonnance amplifiant les bruits et les chocs mais aussi les variations sonores de la marche du rotor résultant de l'effondrement cyclique sur,lui de la masse de déchets provenant du caisson. I1 en résulte que l'environnement du broyeur est perturbé par un bruit de niveau sonore variable et très élevé. Enfin, et en raison d'une modification des modes de consommation et des réseaux d'évacuation des déchets, la composition des ordures ménagères a évolué. C'est ainsi que les cendres des foyers domestiques sont remplacées par des feuilles ou emballages en papier ou en matière synthétique, par des revues et annuaires auxquels s'ajoutent des déchets végétaux. Les ordures contiennent ainsi davantage de produits mous ou ligneux qui, ayant une faible densité, sont très volatiles et plastiques, c'est à dire sont difficiles à déchiqueter et tendent à perturber le fonctionnement du rotor en s'enveloppant sur ses marteaux ou en se coinçant entre ses marteaux et le carter. La présente invention a pour but de remédier à cela en fournissant un broyeur à éclatement balistique actif qui soit moins bruyant, consomme moins d'énergie, et assure le déchiquetage des déchets en feuille, nappe ou similaire. Ce broyeur est du type comprenant, au moins, un rotor horizontal relié à des moyens moteurs l'entrainant à contre courant de l'arrivée des déchets, porteur de marteaux et disposé dans un carter au dessus d'une grille d'évacuation et au dessous d'une chambre balistique elle-même munie d'une goulotte d'alimentation et d'une goulotte d'évacuation des imbroyables. Selon l'invention, la chambre balistique a une hauteur de l'ordre de deux fois le diamètre du rotor, présente en section transversale une forme trapézoïdale dont la grande base, disposée en haut, présente des angles tronquées, et comporte, contre ses parois internes, des plaques de blindage munies de nervures en saillie constituant moyens d'arrêt des déchets en feuille et organe de renvoi des fragments de déchets durs fractionnés par les marteaux et effectuant dans la chambre des trajectoires perforant et fragmentant les déchets en feuille en appui sur les nervures. Ainsi, grâce à la géométrie particulière de la chambreet à l'utilisation de plaques de blindage nervurées, les déchets en feuille ou fibreux venant en appui sur les nervures sont perforés, criblés, déchiquetés par les fragments des produits solides fractionnés par les marteaux et suivant des trajectoires balistiques dans le caisson. En d'autres termes, les produits à faible densité tels que feuilles en papier, ou matière synthétique, journaux et emballages sont plaqués par le déplacement d'air résultant de la rotation du rotor contre les nervures et sont déchiquetés par les fragments durs qui, venant percuter contre les nervures, sont renvoyés par ces nervures et les perforent une nouvelle fois.Cet agencement qui utilise l'énergie cinétique des fragments durs pour déchiqueter les fragments légers permet de réduire l'énergie qu'il est nécessaire de communiquer au moteur entrainant le rotor et supprime toute variation de régira de celui-ci. En outre, la réduction du volume de la chambre balistique réduit également les phénomènes de résonnance et de niveau sonore de fonctionnement du broyeur. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemples non limitatifs une forme d'exécution de ce broyeur. Figure 1 en est une vue en coupe transversale, Figure 2 en est une vue de côté en coupe suivant II-II de figure 1, Figure 3 est une vue de côté en coupe suivant III-III de figure 1 montrant, à échelle agrandie, la section transversale d'une plaque de blindage, Figure 4 est une vue similaire à la figure 3 mais montrant une variante de réalisation de la plaque de blindage. Aux figures 1 et 2, 1 désigne le châssis inférieur d'un broyeur comportant un rotor 2 porteur de marteaux 3 articulés sur lui en 3a. Le rotor est solidaire d'un arbre horizontal 4 pivotant dans le châssis et lié en rotation à un moteur d'entrainement 5. Le rotor est disposé dans un carter désigné de façon générale par 6 dont le fond est constitué par une grille 7 d'évacuation des broyats. 8 désigne une goulotte d'alimentation dirigeant les déchets devant être broyés sur le rotor 2 et 9 une goulotte d'évacuation des produits imbroyables. Selon l'invention, le carter 6 est prolongé par une chambrebalistique supérieure 10 qui, comme montré à la figure 1, présente en section transversale la forme générale d'un trapèze dont la grande base 11 disposée en haut, comporte des angles tronquées 12a-12b. La hauteur H entre le sommet du caisson 10 et la trajectoire supérieure des marteaux 3 du rotor a une valeur sensiblement égale à deux fois la valeur du diamètre du rotor 2. Comme le montre la figure, la goulotte d'alimentation 8 est inclinée par rapport à la verticale d'un angle a et est disposée sur l'un des angles 12a du caisson, tandis que la goulotte d'évacuation 9 est inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle b et est disposée sensiblement dans le prolongement de l'autre angle tronqué 12b. La paroi 13 de la chambre 10 est protégée par une plaque d'usure 13a tandis que ses autres parois internes susceptibles de recevoir les projectiles projetés par les marteaux 3 du rotor sont protégés par des plaques de blindage 14 qui sont amovibles pour être remplacées et comportent des nervures en saillie 15. Ces nervures qui peuvent présenter une section transversale rectangulaire, comme montrée à la figure 4, ont de préférence une section triangulaire comme montrée à la figure 3. Grâce à cet agencement, lorsque les déchets sont déversés dans le broyeur, tous ceux à faible densité et par exemple composés de feuilles de matière synthétique, de journaux ou d'emballages, sont immédiatement projetés contre les parois de la chambre balistique 10 et restent plaqués sur ces parois par le courant d'air engendré par la rotation du rotor 2. Les déchets plus lourds composés de verres, de boites de conserves, de vaisselles en porcelaine, de fragments de bois, de carcasses en matière synthétique thermodurcissable ou de silex sont cassés en fragments par les marteaux 3 et projetés par ces marteaux sur les parois. Animé d'une énergie cinétique d'autant plus grande que le rotor tourne à grande vitesse, chacun de ces fragments constitue un projectile qui vient rebondir plusieurs fois sur les parois internes du caisson. Lorsque ces parois contiennent un produit en feuille plaqué sur leur nervure, les fragments durs traversent d'abord ce produit avant de venir frapper la nervure, puis sous l'effet du rebondissement contre ces nervures retraversent la feuille en assurant ainsi sa perforation et son déchiquetage. Comme montré figure 3 et grâce à leurs faces latérales inclinées, les nervures triangulaires favorisent le renvoi des fragments durs entre elles et modifient ainsi la trajectoire de renvoi 18 du projectile par rapport à sa trajectoire d'arrivée 17 et favorisent ainsi un meilleur déchiquetage du produit en feuille plaqué contre elles. Chaque fragment dur, par ses renvois successifs sur les diverses parois, est lui-même fragmenté plusieurs fois. Lorsqu'il a perdu toute son énergie cinétique, il tombe par gravité sur le rotor qu'il traverse pour s'échapper par les intervalles entre les barreaux 7. I1 en est de même pour les déchets en feuille qui, à partir d'une valeur de surface donnée, sont entrainés par les fragments durs en direction du rotor et s'échappent par les espaces entre les barreaux 7. Les produits imbroyables constitués par .exemple par des semelles de caoutchouc, par des pièces métalliques, longues et de section résistante, ou par tout autre élément ne pouvant pas être broyé par les marteaux sont projetés par ceux-ci en direction de la goulotte 9 dont l'orifice d'entrée tronconique est néanmoins protégé par des plaques de blindage. Cette goulotte d'évacuation 9 est munie de moyens s'opposant au passage des fragments légers, moyens qui dans la forme d'exécution repprésentée, sont constitués par une buse transversale 19 d'injection des déchets disposée à l'extrémité amont de cette goulotte. Cette buse est raccordée à une source d'air sous pression 20 tel qu'un ventilateur à faible débit mais à haute pression. La buse forme ainsi à l'extrémité du conduit 9, une lame d'air 22 qui rejette les fragments légers dans la chambre 10 et ne s'oppose pas au passage des produits imbroyables de plus forte masse. Le débit de la lame d'air facilite également le décollage des fragments de produits en feuilles sur la plaque de blindage 14 fixée sur la paroi lOa du broyeur. I1 ressort de ce qui précède que, dans ce broyeur, l'énergie cinétique communiquée à chaque déchet dur, ou fragment de déchet dur, par les marteaux du rotor est utilisée au maximum par les impacts successifs contre les différentes plaques de blindage pour, d'une part, fragmenter davantage ces déchets durs mais aussi déchiqueter les déchets plus légers et volatiles. I1 en résulte que la fragmentation n'est pas assurée uniquement par le choc des marteaux sur les déchets mais aussi par l'énergie cinétique communiquée à ces déchets, ce qui réduit d'autant l'énergie qui doit être'communiquée au rotor et la consommation électrique du moteur entrainant ce dernier. Cette consommation est également réduite grâce à la rotation régulière du rotor et non plus par à coups comme c'est le cas dans les broyeurs de même type mais comportant une chambre balistique verticale de grande hauteur. La rotation régulière du rotor et le broyage continu avec fragmentation dans une chambre de volume réduit diminuent les phénomènes sonores d'au moins 50 Ó par rapport aux broyeurs ayant un fonctionnement par à coups. Un tel broyeur permet un accroissement de rendement de l'ordre de 20 , Ó pour une réduction d'énergie de l'ordre de 30 Ó. REVENDICATIONS 1. Broyeur à éclatement balistique actif du type comprenant au moins un rotor horizontal (2) relié à des moyens moteur l'entrainaht à contre courant et porteur de marteaux (3), disposé dans un carter (6) au dessus d'une grille (7) d'évacuation, et au dessous d'une chambre balistique (10), elle-même munie d'une goulotte d'alimentation (8) et d'une goulotte d'évacuation (9) des imbroyables, caractérisé en ce que la chambre balistique (10) a une hauteur de l'ordre de deux fois le diamètre du rotor (2), présente en section transversale une forme trapézoïdale dont la grande base (11) disposée en haut présente des angles tronqués (12a-12b) et comporte contre ses parois internes, des plaques de blindage (14) munies de nervures en saillie (15) constituant moyens d'arrêt des déchets en feuille et organes de renvoi des fragments de déchets durs fractionnés par les marteaux (3), effectuent dans la chambre (10) des trajectoires balistiques perforant et fragmentant les déchets en feuille en appui sur les nervures (15). 2. Broyeur selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesnervures (15) des plaques de blindage (14) ont une section transversale triangulaire. 3. Broyeur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les nervures (15) des plaques de blindage (14) ont une section transversale rectangulaire. 4. Broyeur selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que la goulotte d'alimentation (8) est inclinée par rapport à la verticale et est disposée sur l'un des angles tronqués (12a) de la chambre (10), tandis que la goulotte (9) d'évacuation des imbroyables est inclinée par rapport à l'horizontale et est disposée dans le prolongement de l'autre angle tronqué (12b) de cette chambre (10). 5. Broyeur selon la revendication 4 caractérisé en ce que la goulotte (9) d'évacuation des imbroyables est munie de moyens s'opposant au passage des fragments légers. 6. Broyeur selon la revendication 5 caractérisé en ce que les moyens s'opposant au passage des fragments légers sont constitués par une buse transversale d'injection d'air (19) disposée à l'extrémité amont de la goulotte (9), raccordée à une source (20) d'air sous pression et apte à former à l'extrémité de- cette goulotte (9) une lame d'air (22) rejetant les fragments légers dans la chambre (10).