Brevet FR2644667A1 — publié le 19900928

MACHINE D'ENIETTERENT DE MATIèRES LI6NEUSES PRESENTEES EN VRAC La présente invention concerne les machines qui sont utilisees dans de nombreux domaines techniques pour émietter des matieres en vrac, de façon à disposer d'un produit résultant pouvant être qualifie d'homogene en granulométrie et utilisable alors dans un tel étant à des fins diverses, telles que l'épandage, la composition, l'ensachage, le compostage, etc. Pour tenter de répondre aux besoins du type ci-dessus, on a déjà propose un certain nombre de matériels faisant intervenir une caisse de chargement du produit presenté en vrac. La caisse délimite une ouverture au droit de laquelle est placé un rotor emietteur, d'axe généralement horizontal. L'avancement des produits à fractionner, émietter ou pulveriser est assuré par un dispositif d'entraînement qui peut être un panneau pousseur ou, encore, un fond mobile. Un organe moteur est chargé d'entrainer le rotor qui est compose de dents rigides radiales destinées à fractionner les produits qui sont amenés par le fond mobile ou le pousseur. De tel Les structures peuvent donner des résultats acceptables dans certaines appplications, lorsqu'il s'agit de traiter des produits de même nature, mais ne procurent pas, de façon habituelle, des résultats satisfaisants lorsque les produits à traiter sont de natures differentes ou de composition hétérogène. Or, les utilisateurs de telles machines peuvent être amenes à rechercher L'émiettement, le fractionnement ou la pulvérisation de produits très divers de texture, d'origine ou de composition. Ceci est le cas, par exemple, lorsque des matières sont destinees à la production de substrats de cultures ou terreaux divers. En effet, à cette fin, il est fréquent de devoir émietter, pulveriser, des produits aussi divers que terre, sable, tourbe, marne, fumier, ecorces, algues marines, déchets végétaux, bois de taille ou d'élagage, broussailles, ceps de vigne, residus de pressoir ou de distillerie, ordures ménagères, déchets organiques. Les structures actuellement connues sont incapables de traiter convenablement des produits aussi divers et c'est la raison pour Laquelle un développement commercial important de tels appareils n'est pas encore intervenu. Par ailleurs, il faut, egalement, considérer que les machines de construction traditionnelle, faisant intervenir un rotor à dents radiales rigides, ne permettent pas d'obtenir un résultat parfaitement homogène d'émiettement, de pulvérisation ou de fractionnement. En effet, la rotation du rotor a souvent pour conséquence la projectionde produits non émiettés lorsque, par exemple, leur déplacement relatif les amène à suivre une trajectoire qui est faiblement sécante au sommet de l'enveloppe géométrique fictive définie par la rotation du rotor. En outre, il faut noter que de telles machines subissent des dommages fréquents lorsque les produits à pulvériser, à fractionner ou à émietter ont été prélevés en vrac à partir d'une aire de stockage et incorporent des fragments de pierres ou des cailloux de volume et de nature variables. L'amenée en contact de telles matières dures avec les dents en rotation produit, inévitablement, une rupture de ces dernières avec, parfois, une incidence de détérioration importante sur le rotor et son axe de rotation. La demande de brevet FR 83-02 285 a proposé une machine visant à résoudre les problèmes des solutions techniques actuellement connues et supprimant les inconvénients devant être portés au compte de telles structures. Une telle machine comprend, en tant qu'organe émietteur, un rotor constitué de fLéaux souples munis chacun dtune masse extrême démontable. Une telle machine comprend aussi un organe déflecteur constitué par un volet escamotable d'inflexion, disposé en amont du rotor selon le sens de déplacement des produits et de manière que son bord inférieur, replié vers Lt intérieur, s'étende en amont du rotor et en dessous d'un plan horizontal tangent à la partie supérieure de l'enveloppe fictive occupée dans l'espace par les masses des fléaux lors de la rotation du rotor. Une telle machine peut être considéré comme résolvant, de façon satisfaisante, les problèmes rappelés ci-dessus. Il s'est avéré, toutefois, qu'une telle machine ntapparaissait pas exactement appliquée à l'émiettement ou Le broyage de matières ligneuses et, plus particulièrement, de bois d'élagage, de rémanents forestiers, de broussailles, de bois de taille, de palettes perdues, de cageots, de feuilles mortes, de tontes de gazon, etc., toutes ratiers chargées en vrac dans la caisse. Ceci peut être mis sur le compte du caractère fibreux et ligneux des matieres, sur Leurs caractéristiques de flexibilité-relative et sur l'état de presentation hetérogene découlant du chargement en vrac de tel Les matières. La présente invention concerne des perfectionnements apportés à la machine selon la demande de brevet FR 83-02 285, en vue de la rendre particulièrement adaptée au broyage et à L'émiettement de telles matières ligneuses et/ou fribreuses. Un objet de l'invention est de perfectionner la machine selon la demande de brevet FR 83-02 285, de maniere à la rendre apte à réaliser, efficacement et rapidement, l'émiettement et le broyage de matières ligneuses pour en réduire Le volume dans des proportions importantes, pouvant être de l'ordre de quinze fois moins, et pour fournir un broyat homogène et de granulométrie adaptee à un compostage rapide permettant d'envisager la valorisation de déchets jusqu'à present inexploités, tels que les bois de taille, les rémanents forestiers, les palettes perdues. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, la machine d'émiettement conforme à L'invention est caractérisée en ce que l'organe d'inflexion est constitue par un cylindre monté sur un balancier sollicité en pivotement par gravité en direction du fond mobile, ledit cylindre etant mû en rotation par une motorisation dans un sens tel que La partie de sa paroi périphérique, faisant face au fond mobile, assure, en combinaison avec ce dernier, l'entranement des produits en direction du rotor. Diverses autres caracteristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une élévation latérale schématique de la machine conforme à l'invention. La fig. 2 est une coupe transversale partielle prise, à plus grande échelle, selon la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une vue latérale partielle prise, à plus grande échelLe, selon La ligne III-III de la fig. 2. La fig. 1 montre que la machine d'émiettement conforme à L'invention comprend une caisse 1 délimitant un volume utile, par exemple de forme générale prismatique, destiné à recevoir des produits de nature ligneuse devant etre émiettés, fractionnés, pulvérisés ou broyés. La caisse 1 peut représenter une unité à poste fixe en étant montée, de toute façon convenable, sur un socle approprié ou, au contraire, une unité mobile susceptible d'etre déplacée. A cet effet, la caisse peut s'élever à partir d'un châssis 2 associé à un essieu porteur 3 muni d'organes de roulement 4, tels que des roues. Le châssis 2 peut être à un seul ou plusieurs essieux, selon le type de machine et, notamment, la capacité de la caisse 1. Dans tous les cas, un moyen d'attelage 5 est prévu pour tracter la caisse 1. Selon une disposition pouvant être considérée comme habituelle en la matière, la caisse 1 est associée à des moyens 6 d'entraînement en déplacement des produits en vrac qu'elle contient, en direction d'une ouverture 7 ménagée dans L'un de ses côtés verticaux. Dans le cas présent, cette ouverture 7 est prévue dans le plan du côté devant être considéré comme arrière, en considération d'une utilisation en unité mobile. L'ouverture 7 pourrait aussi être située à L'avant d'une unité destinée à être tractée par un véhicule dont Le plateau arrière porte une caisse de réception des broyats. Le moyen 6 de déplacement des produits est donc prévu pour solliciter ces derniers en glissement ou déplacement dans le sens de la flèche f1. La fig 2 montre que le moyen 6 est constitué par un fond, dit mobile ou mouvant, et formé par des traverses 8 qui sont fixées, pour s'etendre perpendiculairement au plan de symétrie vertical P de la machine, sur des liens sans fin 9, tels que des channes, entourant le fond 10 proprement dit de la caisse 1. Les chaines 9 coopèrent avec des poulies de renvoi et d'entraînement 11 portées par le fond 10. De préférence, selon l'invention, les roues 11, qui sont disposées à la partie postérieure de la caisse, sont montées sur un arbre 12 entraîné en rotation constante ou intermittente par un dispositif de commande 13. La fig. 3 montre, plus en détail, un dispositif 13 d'entrainement en rotation intermittente comprenant une roue à rochet 14 immobilisee angulairement et axialement sur L'arbre 12. La périphérie de la roue à rochet 14 coopère avec un cliquet 15 rappelé élastiquement et porté par un bras 16 monté par une bague 17 en rotation sur la partie terminale de l'arbre 12. Le bras 16 est sollicité, en permanence, par un ressort 18, de manière qu ' un galet 19, qu'il comporte, soit maintenu en contact avec le chant périphérique d'un excentrique 20 fixé sur un demi-arbre 21 issu d'un boîtier de renvoi 22 suspendu au fond 10 de la caisse 1. Le boîtier de renvoi 22 est attaqué par un arbre de transmission 23 formant, par exemple, du côté antérieur de la caisse 1, une prise d'entraînement 24. L'arbre de transmission 23 s'étend parallèlement au fond 10 en étant porté par des paliers 23a. L'arbre de transmission 23 et le boitier de renvoi 22 représentent, ensemble, un moyen d'entraînement général dont les différentes fonctions apparaissent dans ce qui suit. La fig. 3 montre que la rotation de L'excentrique 20, schématisée par la flèche f2, produit, pour chaque tour de rotation, un pivotement alterné du bras 16. Pour chaque mouvement ascendant, le cliquet 15 sollicite la roue 14 en rotation dans le sens de la fleche 3, pour commander L'arbre 12 et provoquer La translation des traverses 8 dans le sens dé la fleche 1. Selon l'invention, te boîtier de renvoi 22 comporte un second demi-arbre 21' opposé au demi-arbre 21. Le demi-arbre 21' est relié à une transmission 25 du type à un-ou deux étages multiplicateurs chargés de commander, par une chaîne 26, l'entraînement en rotation d'une roue 27 calée sur un arbre 28 s'étendant perpendiculairement au plan P, sensiblement au droit de L'ouverture 7. L'arbre 28 est monté dans des paliers 29 portés par la caisse. L'arbre 28 porte plusieurs rangées de fléaux souples 30 qui sont constitués par des chaînes 31 adaptées sur des pattes 32 s'étendant radialement à partir de t'arbre 28. Chaque chaîne 31 est associée à une masse 33 d'extrémité qui est fixée par un maillon détachable 34.L'arbre 28 et les fléaux 30 constituent un rotor émietteur 35 définissant, Lors de la mise en rotation, une enveloppe géométrique fictive E, correspondant à l'extension radiale des différents fléaux sous L'effet de La force centrifuge. Le demi-arbre 21' tourne dans Le sens inverse de celui du demi-arbre 21, pour entrainer en rotation le rotor 35 dans le sens sens de la flèche f4. Un même résuLtat peut être obtenu en faisant tourner les demi-arbres dans le même sens et en prévoyant une transmission 26 inverseuse. Selon l'invention, la machine d'émiettement est équipée d'un organe 40, dit d'inflexion, disposé de façon escamotable en amont du rotor 35, en considération du sens de déplacement des produits entraînés selon la flèche f1 par le fond mobile 6. L'organe d'inflexion 40 est constitué par un cylindre 41 monté tournant par des tourillons ou un arbre 42 dans des paliers 43 portés par un balancier 44 pivotant sur la caisse 1. Le cylindre 41 est porté pour que son axe de rotation soit parallèle à l'axe du rotor 35 et pour qu'il soit placé au-dessus du fond mobile 6 avec lequel il est, toutefois, empêché d'entrer en contact, même en cas de pivotement extrême du balancier 44 dans le sens de la flèche f5. Le cylindre 41 est mû en rotation par une motorisation 45 qui peut être inde' pendante ou issue de l'organe d'entraînement général 23. De préférence, La motorisation 45 est constituée par un moteur hydraulique porté, par exemple, par le baLancier 44.La motorisation 45 est chargée d'entraîner le cylindre 41 en rotation dans le sens de la flèche f6, choisi pour que la partie de la paroi périphérique du cylindre 41, faisant face au fond mobile 6, assure, en combinaison avec le déplacement dans le sens de la fleche f1 de ce dernier, ltentraînement des produits dans le sens correspondant. Ainsi que cela ressort de la fig. 3, la forme en cylindre de l'organe d'inflexion 40 délimite, avec Le fond mobile 6, un couloir d'engagement 46 à bords convergents mobiles qui assurent La prise en charge et l'entrainement des produits progressivement compressés pour être presentes face au rotor émietteur broyeur 35. Afin d'assumer cette fonction, la motorisation 45 est prévue pour entraSner le cylindre 41 à une vitesse de rotation telle que le déplacement linéaire d'un point de la surface périphérique du tambour 41 soit au moins 9gale à la vitesse de déplacement du fond mobile 6. Pour assumer la fonction de prise en charge et de compression des produits présentés en vrac, le cylindre 41 est porté par le balancier 44 qui est libre de pivoter sous l'action de la gravité. Le cylindre 41 est réalisé dans ce but de manière à constituer une masse de Lestage qui peut être ajustée, en fonction de la caracteristique des produits à entrainer par apport de lest additionnel. Dans cet esprit, une solution particulierement interessante consiste à réaliser le cylindre 41 sous la forme d'une enveloppe cylindrique creuse 47 rendue solidaire de deux flasques 48, de manière à délimiter un corps creux 49 pouvant etre plus ou moins rempli d'une charge additionnelle, par L'intermédiaire d'un raccord approprié porté par l'un des flasques 48. Il est avantageux de realiser un tel corps creux de façon à permettre un lestage par apport additionnel d'une charge d'eau. Selon une forme de realisation particulièrement avantageuse, L'enveloppe 47 est constituée de manière à présenter, en surface périphérique extérieure, des saillies, protubérances, empreintes, arêtes 50 permettant d'assurer un meilleur accrochage et une prise en charge positive des produits devant être entraînés dans le couloir 46. Les saillies 50 peuvent être constituées par des plots, des ergots, des picots, des doigts rapportés selon toute implantation géométrique convenable, sur la surface exterieure ou, encore, constitués directement par cette dernière. A titre d'exemple, il peut être envisagé de rapporter, sur la surface extérieure de la paroi 47, un réseau maillé du type métal déployé, représentant une surface d'usure pouvant être aisément changée ou adaptée, en fonction des travaux à exécuter. Le balancier 44 est, de préférence, constitué par deux bras 51 qui sont reliés entre eux par une traverse 52 sensiblement médiane, prévue pour être disposée entre le rotor 35 et le cylindre 41. La traverse 52 assume une fonction de raidissement du balancier 44, une fonction de déflecteur obturateur de l'intervalle délimité entre le rotor émietteur 35 et le cylindre 41 et, supplémentairement, une fonction d'organe de contre-coupe placé à faible distance de l'enveloppe E définie par la rotation du rotor émietteur 35. A cette fin, la traverse 52 peut comporter une plaque 53 destinée à assumer une fonction de contre-couteau, en coopération avec les masses 33 des différents fléaux 30. Selon une disposition qui ressort des fig. 1 et 2, les bras 51 sont, de préférence, montés pivotants, concentriquement au palier 28, de manière que le déplacement du cylindre 41, soit en abaissement dans le sens de la flèche f5, soit en élévation dans le sens de la flèche f?, permette de maintenir un intervalle constant entre l'enveloppe E et le cylindre 41, afin que la traverse 52 puisse assumer, dans les meilleures conditions, sa fonction de déflecteur obturateur. Un point de pivotement, différent pour les bras 51, pourrait, éventuellement, être aussi recherché sur la structure de la caisse 1. De préférence, les bras 51 sont disposés à l'extérieur de la caisse I qui présente, dans ses parois latérales, deux ouvertures 54 réservées au débattement de la traverse 52, des tourillons ou de l'axe 42 et du moteur 45. L'amplitude de pivotement du balancier 44, selon les flèches f5 ou f?, est, de préférence, déterminée par deux butées 55 et 56 portées par la caisse 1 pour être placées sur Le lieu géométrique circulaire partiel décrit par la traverse 52. Selon une autre disposition de l'invention, le rotor émietteur 35 est dispose de maniere à être sequent par rapport à un plan P1 horizontal passant par le fond mobile 6. De cette manière, L'enveloppe matérielle E est disposée à proximité des organes de renvoi 11 des channes 9, ce qui permet un amenage progressif des matieres à broyer dans un plan favorisant l'action des fleaux 30 entraSnés en rotation dans le sens de la flèche f4. La masse de matière emprisonnée, entre l'enveloppe E, le fond 6 et le cylindre 41, peut ainsi être emiettée et broyée par L'action des masses 33, en coopération avec la plaque 53 de contre-coupe dont la position, bien que variable en fonction de l'épaisseur de matiere prise en charge dans le couloir 46, reste, néanmoins, constante par rapport à l'intervalle entre le cylindre 41 et l'enveloppe E. Il est avantageux d'adapter, sur la caisse 1, un carter 56 bordant L'ouverture 7 et entourant l'enveloppe E, de manière à délimiter un carter 58 de collecte, de convoyage et d'éjection des particules broyés et emiettés dans le sens de la flèche f8, en direction du sol ou d'un caisson de transport et/ou de manutention. Par les moyens ci-dessus, les matières de natures ligneuses, se présentant en vrac, sont happées efficacement par le cylindre 41, pressées contre le fond mobile 8 et entrainées positivement dans le couloir à bords convergents 46, queltes que soient les variations d'épaisseur locale que peuvent présenter ces matières, puisque le cylindre 41 est monté avec une possibilité d'oscillation libre, par L'intermédiaire du balancier 44. Une auto-adaptation de la position du cylindre 41 en résulte, ce qui permet d'assurer un amenage régulier en direction du rotor émietteur E. Dans ce qui est décrit précédemment, il est indiqué que le fond mobile 6 est entraîné en déplacement intermittent par L'intermédiaire du dispositif 13. Il doit être considéré, comme cela a eté précisé, qu'un moyen d'entraînement constant peut, egalement, être prévu. Un broyage et un émiettement efficaces peuvent ainsi intervenir avec une réduction considérable du volume des matières devant etre émiettées. Une telle réduction peut intervenir dans des proportions de 1 à 15, voire 20. Le broyage et l'émiettement permettent de fournir un broyat de granulométrie régulière qui peut être valorisé pour la constitution de composts ou d'autres mélanges de nature végétale. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Machine d'émiettement de produits divers présentés en vrac, du type comprenant une caisse (1) de chargement des produits, un fond mobile (6) d'entratnement des produits en direction d'une ouverture (7) présentée par la caisse, un rotor émietteur (35) du type à fléaux souples et d'axe horizontal occupant l'ouverture, un organe d'inflexion (40) escamotable dispose en amont du rotor selon le sens de déplacement des produits par le fond mobile et au moins un moyen moteur (23) d'entrainement général du fond mobile et du rotor, caractérise en ce que L'organe d'inflexion (40) est constitue par un cylindre (41) monte sur un balancier (44) sollicité en pivotement par gravité en direction du fond mobile, ledit cylindre étant mû en rotation par une motorisation (45) dans un sens tel que la partie de sa paroi périphérique faisant face au fond mobile assure, en combinaison avec ce dernier, l'entraînement des produits en direction du rotor. 2 - Machine d'émiettement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe d'inflexion est lesté. 3 - Machine d'émiettement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la paroi périphérique (47) du cylindre (41) porte, sur sa face extérieure, des saillies (50) d'accrochage des produits. 4 - Machine d'émiettement selon L'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le cylindre (41) est entraîné en rotation à une vitesse linéaire au moins égale à celle du fond mobile. 5 - Machine d'émiettement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le cylindre (41) est monté sur un balancier portant une pièce (52) s'étendant entre le cylindre et le rotor et formant un déflecteur et une contre-lame disposés à faible distance de l'enveloppe cylindrique définie par la rotation du rotor à fleaux. 6 - Machine d'émiettement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le cylindre (41) est monté tournant sur un balancier (44) pivotant concentriquement à l'axe de rotation (28) du rotor (38). 7 - Machine d'émiettement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le cylindre (41) est monté tournant sur un balancier (44) dont l'amplitude de pivotement est Limitée par deux butées (55, 56) portées par la caisse de la machine. 8 - Machine d'émiettement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le cylindre (41) est monté tournant au-dessus du fond mobile (6) et en ce que le rotor (35) est disposé dans l'ouverture (7), de manière que l'enveloppe cylindrique de rotation (E) qu'il définit soit sécante au plan passant (P1) par le fond mobile. 9 - Machine d'émiettement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le cylindre (41) est disposé en amont de l'ouverture (7) au droit de laquelle est formé un carter (57) entourant, au moins partiellement, le rotor émietteur pour constituer un collecteur convoyeur.d'évacuation des broyats. 10 - Machine d'émiettement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le cylindre (41) est porté par un balancier t44) oscillant comportant deux bras (51) réunis par au moins une traverse (52), lesdits bras étant disposés extérieurement aux cotés latéraux de la caisse dans lesquels des ouvertures de passage (54) sont ménagées pour la traverse et la motorisation du cylindre.