Brevet FR2635022A1 — publié le 19900209

La présente invention a pour objet un broyeur à ferraille, notamment à ferrailles d'incinération. On connaît à ce jour un certain nombre de broyeurs adaptés au concassage d'objets métalliques, parmi lesquels les plus couramment utilisés sont les broyeurs à marteaux. Ces broyeurs à marteaux sont constitués généralement d'une carcasse fixe abritant un rotor formé d'un arbre sur lequel sont fixés des disques espacés les uns des autres au moyen d'entretoises portées par des axes parallèles à l'arbre et traversant les disques au voisinage de leur périphérie. Des marteaux sont montés librement rotatifs sur ces axes, de manière à pouvoir adopter une position de repli, entre les disques, lorsqu'ils frappent un objet qui leur offre une trop grande résistance, cette position de repli permettant au rotor de continuer à tourner.Les objets métalliques introduits dans un tel broyeur sont broyés par les marteaux puis densifiés par- projection sur le contre-outil que constituent la paroi du concasseur et les enclumes reparties sur cette paroi. Ce type de broyeur à marteaux convient au concassage d'objets métalliques tels que les carrosseries de véhicules automobiles, mais n'est guère approprié au broyage des ferrailles d'incinération, lesquelles comportent une certaine proportion de boites de conserves et anaiogues qu'il est souhaitable de vider des déchets (cendres, débris métalliques ou autres) qu'elles renferment préalablement à leur densification. Les ferrailles d'incinération sont en effet couramment réutilisées, après broyage, dans les aciéries électriques, et doivent à cette fin renfermer une proportion minimum de ferraille de l'ordre de 92, proportion qui ne peut être obtenue par un broyage dans les broyeurs à marteaux connus à ce jour, en raison principalement du fait que ces broyeurs ne permettent pas de vider convenablement les boîtes métalliques des déchets qu'elles renferment. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un broyeur d'un nouveau type qui associe à l'opération de broyage proprement dite une opération de déchiquetage ayant pour effet de débarasser efficacement les boîtes métalliques des déchets qu'elles renferment. La présente invention a ainsi pour objet un broyeur constitué d'une carcasse métallique fixe abritant un rotor composé d'un arbre portant sur sa longueur des disques espacés les uns des autres, et entre lesquels sont disposes des marteaux montés pivotants sur des axes excentres par rapport à l'arbre et traversant l'ensemble des disques, ce broyeur présentant la caractéristique de comporter en combinaison a) quatre tiges cylindriques parallèles à l'arbre et traversant les disques à espaces réguliers au voisinage de leur périphérie, chaque couple de deux tiges diamétralement opposées portant en alternance, entre deux disques consécutifs, deux marteaux montes librement rotatifs sur ces tiges bi entre deux disques consécutifs deux porte-outils diamétralement opposés montés sur une entretoise séparant les disques et centrée sur l'arbre, chaque porte-outils étant positionné à cheval sur l'entretoise et étant terminé à sa partie supérieure par une plaque en arc de cercle servant de support à au moins deux arêtes de fraisage, cette plaque s'étendant entre les deux disques, approximativement au niveau de leur surface, et présentant au moins deux élargissements situés de part et d'autre de la plaque et sur lesquels sont fixées lesdites arêtes de fraisage. c) fixé à celle des extrémités du porte-outils qui se trouve en arrière du marteau voisin dans le sens de rotation du rotor, et donc en avant de la plaque supportant les arêtes de fraisage, un déchiqueteur constitué dlun bloc métallique positionné transversalement par rapport à la plaque et faisant saillie au-dessus de la surface des disques. Les quatre tiges cylindriques parallèles à l'arbre qui traversent les disques du rotor portent ainsi deux à deux, en alternance, les marteaux, et traversent également deux à deux en alternance, les extrémités diamétralement opposées des entretoises qui supportent les porte-outils. Les entretoises affectent de préférence la forme d'un parallélépipède rectangle centré sur l'arbre du rotor et dont les arêtes parallèles audit arbre auraient été chanfreinées. Elles sont positionnees de manière que deux entretoises successives forment entre elles un angle de 90 . Les porte-outils sont montés sur les entretoises à raison de deux porte-outils diamétralement opposés par entretoise, en sorte que deux jeux de porte-outils successifs sont également décalés de 90 l'un par rapport à l'autre. La forme du porte-outils est adaptée à celle de l'entretoise, sur laquelle il est positionné à cheval, de façon que leur assemblage soit le plus résistant possible aux sollicitations mécaniques auxquelles l'ensemble est soumis. Le porte-outils peut être solidarisé à l'entretoise par tout moyen approprié tel qu'une vis traversant l'entretoise et les deux extrémités inférieures du porte-outils, cette vis étant associée à un écrou. A celle de ses extrémités qui se trouve en arrière d'un des deux marteaux par rapport au sens de rotation du rotor, le porte-outils porte un déchiqueteur qui lui est fixé par tout moyen approprié, tel qu'une ou de préférence deux vis positionnées à proximité des bords du déchiqueteur. Le déchiqueteur est constitué d'une masse métallique faisant saillie au-dessus de la surface cylindrique formée par les disques. Cette masse peut présenter une forme géométrique variable, mais elle est de préférence approximativement parallélépipédique à sa partie supérieure. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, et pour une plus grande efficacité d'action, le déchiqueteur s'étend au-dessus des deux disques adjacents, qu'il recouvre sur l'espace de sa largeur. La plaque terminant le porte-outils et servant de support aux arêtes de fraisage présente, ainsi qu'il a été dit au moins deux élargissements sur lesquels sont fixées lesdites arêtes de fraisage. Les arêtes de fraisage sont de préférence des blocs formant des troncs de pyramide aux arêtes acérées, également répartis de part et d'autre de la plaque qui leur sert de support, deux plaques de ce type étant fixées sur un même porte-outils, étant diamétralement opposées l'une par rapport à l'autre. Les arêtes de frai sage sont avantageusement solidarisées à la plaque-support par soudure. Le déchiqueteur a pour fonction essentielle de suppléer le marteau qui le précède dans la rotation du rotor lorsque ledit marteau a momentanément adopté une position de repli entre les deux disques adjacents, cette fonction de relai du déchiqueteur permettant d'améliorer le rendement de l'opération de concassage. Les arêtes de fraisage qui suivent le déchiqueteur ont pour fonction essentielle de déchiqueter les boîtes métalliques en les cisaillant grâce à leurs arêtes acérées, ce qui a pour effet de les ouvrir et de les vider des déchets d'incinération qu'elles renferment. Le déchiqueteur, de même que la plaque qui supporte les arêtes de fraisage sont avantageusement réalisés en acier, les arêtes de fraisage étant avantageusement réalisées en un acier spécial au manganèse. Le broyeur selon l'invention va maintenant être décrit plus en détail en référence au dessin annexé, qui en représente un mode de réalisation non limitatif, et dans lequel - la figure 1 représente une vue de face du rotor d'un broyeur selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue en coupe de ce même rotor selon la ligne I-I de la figure 1, avec arraché partiel En se référant aux figures, on voit que le rotor du broyeur selon l'invention est constitué d'un arbre 1 portant sur sa longueur des disques 4 séparés les uns des autres par des entretoises 6 délimitant un espace 5 et solidarisées à l'arbre 1 par une clavette 2 servant également à fixer les disques 4. L'ensemble des entretoises 6, des disques 4 et des deux disques 3 situés aux extrémités du rotor est solidarisé par quatre tiges 7 traversant les disques à proximité de l'arbre 1 et munies à leurs extrémités de filetages permettant de les serrer au moyen d'écrous 8 contre les faces extérieures des deux disques3. Les entretoises 5 ont apFroximativement la forme d'un parallélépipède rectangle dont les arêtes parallèles à l'arbre 1 auraient été chanfreinées, et elles sont montées de façon que deux entretoises 6 successives sont orientées d'un angle de 90 l'une par rapport à l'autre. Quatre tiges cylindriques 9 excentrées traversent les disques 4 et 3 au voisinage de leur périphérie, étant régulièrement espacées les unes des autres et maintenues par des écrous 10 vissés sur des filetages 22 usinés aux extrémités des tiges 9 et prenant appui sur les faces extérieures des disques 3. Du fait de l'orientation alternée des entretoises 6 d'un espace 5 à l'espace 5 voisin, les tiges 9 traversent en alternance, deux à deux, les entretoises 6, ce qui signifie en d'autres ' termes que deux tiges 9 diamétralement opposées traversent les entretoises 6 tous les deux espaces 5. A cet effet, les entretoises 6 sont munies chacune de deux perçages 12 usinées au voisinage de leurs deux extrémités. Les deux autres tiges 9, également diamétralement opposées, portent chacune, dans le même espace 5, un marteau ll monté librement rotatif autour de la tige 9. De même que pour les entretoises 6, chaque ensemble de deux tiges 9 diamétralement opposées porte en alternance les marteaux ll d'un espace 5 à l'espace suivant, ce qui signifie que deux jeux de marteaux successifs sont orientés d'un angle de 90 l'un par rapport à 1 'autre. Chaque entretoise 6 supporte au voisinage de chacun des disques 4 qu'elle sépare un porte-outils 13 qui lui est solidarisé au moyen d'une vis 15 et d'un écrou 16, au travers d'un perçage 18 usiné dans l'entretoise 6 et de deux perçages 23 et 23' usinés dans le porte-outil 13 de part et d'autre du perçage 18. Le porte-outils 13 porte à celle de ses extrémités supérieures qui se trouve en arrière du marteau ll par rapport au sens de rotation du rotor, un déchiqueteur 21 qui lui est fixé au moyen de deux vis 19 à tête fraisée terminées par deux écrous 20 et positionnées au voisinage des extrémités du déchiqueteur 21, qui recouvre les deux disques 4 adjacents ainsi que l'espace 5 les séparant, ayant approximativement la forme d'un parallélépipède rectangle dont la partie inférieure serait partiellement évidée pour recevoir l'extrémité du porte-outils i3, à laquelle des vis 19 et des écrous 20 le solidarisent. Le porte-outils 13 est terminé à sa partie supérieure par une plaque 17 située immédiatement en arrière du déchiqueteur 21 par rapport au sens de rotation du rotor. La plaque 17 s'étend entre les deux disques 4 adjacents et présente quatre élargissements 25 auxquels sont soudées quatre arêtes de fraisage 24 qui ont approximativement la forme de troncs de pyramide aux arêtes supérieures acérées. Le déchiqueteur 21 a pour fonction essentielle de suppléer le marteau ll lorsque, pour une raison ou une autre, ce dernier est momentanément en position de repli dans l'espace 5. Les arêtes de fraisage 24 ont, quant à elles, pour fonction de déchiqueter les boîtes métalliques (boites de conserves ou autres) de manière à les vider des déchets d'incinération qu'elles contiennent. L'association du déchiqueteur 21 et des arêtes de fraisage 24 permettent d'améliorer sensiblement le rendement de l'opération, ainsi que d'augmenter la teneur en ferraille du produit obtenu, laquelle peut atteindre 97%. Il va de soi que le broyeur qui vient d'être décrit peut subir un certain nombre de modifications sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Broyeur à ferrailles, notamment à ferrailles d'incinération, du type comportant une carcasse métallique fixe abritant un rotor composé d'un arbre (1) portant sur sa longueur des disques (4) espacés les uns des autres et entre lesquels sont disposés des marteaux (11) montés pivotants sur des axes (9) excentrés par rapport à l'arbre et traversant l'ensemble des disques (4), ce broyeur étant caractérisé en ce que a) les marteaux (11) sont au nombre de deux par espace (5) séparant deux disques (4) consécutifs, montés sur deux axes (9) diamétralement opposés décalés de 90 d'un espace inter-disques (5) à l'espace suivant, l'ensemble des disques (4) étant traversés par quatre axes (9) parallèles à l'arbre, positionnés à courte distance de la périphérie des disques et régulièrement espacés b) deux disques (4) consécutifs sont séparés par une entretoise (6) centrée sur l'arbre (1) du rotor et traversée par ceux des quatre axes qui ne portent pas les marteaux (11), chaque entretoise (6) portant deux porte-outils (13) diamétralement opposés dont chacun porte à lune de ses extrémités un déchiqueteur (21) positionné en arrière du marteau (11) voisin par rapport au sens de rotation du rotor, ce déchiqueteur (21) consistant en un bloc métallique faisant saillie au-dessus de la surface des disques (4) c) immédiatement en arrière du déchiqueteur (21) dans le sens de rotation du rotor, et terminant le porte-outils (13) à sa partie supérieure une plaque (17) servant de support à au moins deux arêtes de fraisage (24), la plaque (17) s'étendant entre les deux disques (4) adjacents, approximativement au niveau de leur surface, et présentant au moins deux élargissements (25) situés de part et d'autre de la plaque et sur lesquels sont fixées les arêtes de fraisage (24). 2. Broyeur à ferrailles selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entretoise (6) affecte approximativement la forme d'un parallélépipède rectangle dont les arêtes parallèles à l'arbre (1) auraient été chanfreinées, la forme du porte-outils (13) étant adaptée à celle de l'entretoise (6) à laquelle il est solidarisé par tout moyen approprié. 3. Broyeur à ferrailles selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le porte-outils (13) est solidarisé à l'entretoise (6) au moyen d'une vis associée à un écrou et traversant l'entretoise (6) et les deux extrémités inférieures du porte-outils (13), positionné à cheval sur l'entretoise (6). 4. Broyeur à ferrailles selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déchiqueteur (21) affecte à sa partie supérieure approximativement la forme d'un parallélépipède rectangle recouvrant sur l'espace de sa largeur les deux disques (4) adjacents. 5. Broyeur à ferrailles selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les arêtes de fraisage (24j affectent la forme de troncs de pyramide aux arêtes acérées. 6. Broyeur à ferrailles selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les arêtes de fraisage (24) sont solidarisées à la plaque (17) par soudure.