Brevet FR2645772A1 — publié le 19901019

MACHINE A DECHIQUETER La présente invention a pour objet une machine à déchi- queter des produits de faible résistance, notamment des pro- duits fibreux teli que du papier. Elle peut également s'appli- quer & de très nombreux autres produits et, compte tenu des caractéristiques techniques, être utilisée pour déchiqueter des produits de résistance relativement importante. Les machines à déchiqueter selon la présente invention comportent un compartiment qui reçoit les produits à déchi- queter. A l'intérieur, et généralement vers le fond du compar- timent, sont disposées des lames de couteaux ou équivalent tournant à grande vitesse autour d'un axe généralement verti- cal. Le fond du compartiment est équipé d'une grille ou bien d'ouvertures calibrées ou équivalent par o s'échappent les particules après déchiquetage. Les brevets français FR-A-1 116 406 et 1 297 905 decrivent des machines qui ne conviennent que pour la destruction de produits présentant une faible résistance. Les machines selon l'art antérieur dérivant de celles décrites dans ces deux brevets présentent également, dans de nombreux cas, un dispositif d'extraction qui aspire l'air et les particules à la sortie de la grille pour envoyer les particules vers un récipient de récupération, l'air étant séparé par tout moyen adéquat. Ce système présente l'incon- vénient d'exercer une contrepression élevée à l'intérieur du compartiment, ce qui encrasse les systèmes de filtrage et réduit progressivement le débit de matière recueillie et donc de matière traitée. Par ailleurs, la quasi-totalité de ces machines dégage une poussière extrêmement importante et toutes 26-45772 les précautions prises, comme par exemple l'emploi de couver- cles étanches et d'autres systèmes d'aspiration n'ont donné jusqu'ici que des résultats relativement décevants et très coûteux. On a également proposé dans l'art antérieur d'aspirer dans le compartiment une partie de l'air mais cette aspiration a pour effet de créer au refoulement une contrepression trop forte qui peut engendrer une aspiration vers le haut de l'air du compartiment et de son contenu, ce qui bien entendu diminue d'autant la capacité de déchiquetage des lames de couteaux. La présente invention a donc pour but essentiel de maintenir le débit de déchiquetage et d'éviter le blocage des grilles ou tamis ou filtres présents dans l'installation et, par ailleurs, d'empêcher le dégagement intempestif de pous- sières. Pour ce faire, la présente invention a recours à un certain nombre de moyens dont la combinaison permet de parve- nir aux résultats mentionnés. La présente invention a pour objet une machine à déchi- queter et à broyer constituée essentiellement par un compar- timent dans lequel on fait pénétrer les produits à traiter par une goulotte, le compartiment étant équipé au voisinage au fond d'outils tournants de déchiquetage et/ou de broyage, et le fond du compartiment comportant au moins une ouverture calibrée laissant passer vers le bas les particules obtenues, caractérisée en ce qu'elle comporte, sous le fond perforé du compartiment, un ventilateur qui aspire l'air et les particules issues du compartiment et produites par les outils de déchi- quetage, et en ce qu'une conduite relie la sortie du ventila- teur à un cyclone o les particules sont recueillies en partie inférieure et o l'air, recueilli en partie supérieure, peut être recyclé en partie haute du compartiment par l'intermé- diaire d'une conduite de recyclage. Selon un autre mode de réalisation de la machine suivant l'invention, la goulotte d'entrée des matières dans le compar- timent comprend deux clapets délimitant un sas et qui s'ouvrent dans le sens de l'entrée des matières, le sas ainsi formé présentant une hotte d'aspiration reliée à un aspirateur de poussière muni d'un sac filtrant. Selon un autre mode encore de réalisation de la machine suivant l'invention, la sortie d'air du cyclone est équipée d'un filtre grossier tel qu'une grille. Selon encore un autre mode de réalisation de la machine suivant l'invention, l'entrée de recyclage de l'air dans la partie haute du compartiment est susceptible d'être fermée par un obturateur fonctionnant en clapet anti-retour dans le sens de l'entrée de l'air dans le compartiment. Suivant une forme d'exécution de la machine selon l'in- vention, l'entrée d'air de recyclage dans la partie haute du compartiment est susceptible d'être obturée par un obturateur commandé de l'extérieur. Suivant une autre forme d'éxécution de la machine selon l'invention, les outils de déchiquetage sont montés sur le même axe que le rotor du ventilateur. Suivant une autre forme encore d'exécution de la machine selon l'invention, le clapet d'entrée dans le sas est rappelé en position de fermeture par un organe tel q'un ressort ou un contrepoids agissant à l'encontre de la dépression créée dans le sas par l'aspirateur. Le rotor de l'aspirateur de poussière peut être monté sur le même axe que le rotor du ventilateur et les outils de déchiquetage et être équipé de moyens de temporisation méca- nique tels qu'une masse d'inertie et une roue libre lui per- mettant de continuer à tourner temporairement après l'arrêt du rotor du ventilateur. Lorsque le rotor de l'aspirateur de poussière et le rotor du ventilateur sont entraînés par des moteurs séparés, on peut prévoir des moyens de temporisation aptes à faire continuer temporairement la rotation du rotor de l'aspirateur de poussière après l'arrêt du rotor du ventilateur. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, le fond du compartiment comporte au moins une ouverture ré- glable. Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techni- ques et les avantages de la Drésente invention, on va en décrire un exemple de réalisation, étant bien entendu que celui-ci n'est pas limitatif quant à son mode de mise en oeuvre et aux applications que l'on peut en faire. On se reportera à la figure unique qui représente, très schématique- ment, en coupe une machine à déchiqueter conforme à la pré- sente invention. La machine représentée comprend essentiellement un compartiment 1, de préférence de section rectangulaire, dans lequel on déverse les produits à déchiqueter par une goulotte 2 présentant deux clapets 3 et 4 entre lesquels est ainsi défini un sas 5. Ces deux clapets ouvrent vers l'intérieur du compar- timent 1 pour le clapet 4 et du sas 5 pour le clapet 3. Le clapet 4 peut retomber sur son siège sensiblement vertical par simple gravité et/ou à l'aide d'un organe de rappel tel qu'un ressort ou un contrepoids et de la dépression qui est créé dans le sas 5 dans des conditions qui seront expliquées ci- après. Le clapet 3 peut revenir dans la position représentée sur la figure grace à un ressort de rappel (non représenté sur la figure) agissant à l'encontre de la dépression dans le sas 5 ou sous l'action de la gravité agissant sur un clapet 30 d'isolation de l'aspiration 21 qui sera décrite par la suite. Lorsque l'on introduit les produits à déchiqueter dans la gueule 6 de la goulotte, on repousse successivement les cla- pets 3 et 4 tout en faisant communiquer l'aspiration 21 avec le sas 5. Le compartiment 1 présente une partie haute 7 géné- ralement prismatique et une partie évasée en tronc de pyramide vers le bas en 8. La partie haute 7 est fermée par un couvercle étanche 9 qui, en service normal de broyage, reste fermé mais que l'on peut ouvrir pour des travaux d'entretien et des dégagements en cas de blocage. Ce couvercle 9 est bien entendu muni de systèmes de sécurité de façon à arrêter le fonctionne- ment de la machine à l'ouverture du couvercle ou à empêcher l'ouverture du couvercle quand la machine fonctionne. La partie basse 8 du compartiment 1 est fermée par une grille 10 ou un système équivalent muni d'ouvertures calibrées et le cas échéant réglables traversé par un axe 11 tournant à grande vitesse de rotation, entraîné par un moteur 12. La vitesse de rotation de ce moteur est définie par les conditions d'emploi mais elle est de préférence de plusieurs milliers de tours par minute. L'axe 11 porte des lames de couteaux 13 ou équivalent dans la partie située au-dessus de la grille 10 et un rotor 12a d'un ventilateur centrifuge 12b qui participe à l'aspiration de l'air et des particules de matières déchiquetées par les couteaux 13 et qui traversent les orifices calibrés de la grille 10. Ces particules sont propulsées par le rotor 12a dans une conduite 14 l'amenant tangentiellement dans un cy- clone 15 o les particules sont recueillies vers le bas en 16 dans tout récipient adéquat tel.qu'un sac 16a posé sur le sol et emmanché sur le corps du cyclone 15, l'air séparé s'échap- pant par la conduite de recyclage 17 pour être recyclé en 18 dans la partie haute 7 du compartiment 1. L'entrée 18 dans cette partie haute peut comporter un clapet anti-retour 19 de la conduite de recyclage 17 ou tout autre obturateur commandé à la main par un levier 29 ou auto- matiquement. La circulation de l'air par la canalisation 14, le cyclone 15, la conduite 17, l'entrée 18 est assurée le rotor à aubages 12a du ventilateur 12b. Cet air est bien entendu progressivement chargé de poussières et on peut prévoir dans la partie haute du cyclone 15 un système de grille schéma- tiquement représenté en 20 qui retient les plus grosses parti- cules et les empêche de remonter par la conduite 17, mais cette grille ne doit pas être fine sinon la perte de charge empêcherait le recyclage de l'air, aussi ne peut-on éviter de recycler avec l'air une partie non négligeable des poussières. A la partie supérieure du sas 5, est prévue une hotte aspi- rante 21 qui est reliée par une conduite 22 à un aspirateur 23 de tout type classique et notamment à un aspirateur comportant un sac 24 jetable ou réutilisable. L'aspirateur peut présenter une structure classique avec un moteur extérieur séparé 25 et un rotor de ventilateur d'aspiration 26 protégé par une gril- le 27. Le sac 24 est interchangeable par tout moyen classique non représenté sur la figure, l'air traversant le sac 24 sortant en partie basse 28 de l'ensemble aspirateur. En variante et comme représenté à la partie inférieure de la figure, le moteur séparé 25 peut être supprimé et le rotor 26a du ventilateur d'aspiration 23 est alors monté directement sur l'axe 11 du moteur 12 des lames de couteaux 13. Afin de faire en sorte que le rotor 26a continue à tourner temporairement après l'arrêt de l'axe 11, on peut monter sur ce rotor 26a une masse d'inertie 26b assez importante et intercaler entre l'arbre 11 et le rotor 26a une roue libre 26c autorisant la libre rotation du rotor d'aspiration 26a en survitesse par rapport à l'axe 11. Dans le mode de réalisation de la figure, l'ensemble aspirateur est situé sous la goulotte d'entrée mais on peut avoir intérêt, pour des raisons de commodité, à le placer ailleurs, notamment de l'autre c8té du compartiment 1. En conséquence, lorsque l'aspirateur 23 fonctionne, l'air aspiré en 21 dans le sas 5 crée une dépression, qui tend à entrouvrir le clapet 3 de sorte que lorsque l'on charge en 6 des matières qui vont nécessairement faire ouvrir le clapet 3 puis le clapet 4, une partie de l'air empoussiéré contenue dans le compartiment 1 va s'échapper dans le sas 5 et être aspirée en 21, de sorte que la poussière est retenue dans le sac 24 tandis que l'air aspiré s'échappe en 28 vers l'extérieur. Ce système d'aspiration peut, bien entendu, ne fonc- tionner que lors des opérations de chargement si la fermeture du clapet 4 s'avère suffisante pour empêcher toute remontée de poussière par le sas 5 vers l'extérieur. Dès que l'on opère un chargement, la poussière s'échappant du compartiment 1 est aspirée en 21 et est éliminée. Même si le chargement est long et important, on élimine toute la poussière provoquée au cours du chargement. On notera que la dépression créée dans le sas 5 n'est transmise au compartiment 1 que lorsque le clapet 4 est ouvert, c'est-à-dire pendant les périodes de chargement, ce qui ne gêne pas le fonctionnement du déchiquetage comme c'était le cas dans certains dispositifs de l'art antérieur o 1'aspi- ration se faisait directement dans la partie haute telle que représentée sur la figure, ce qui tendait à faire remonter les matières à déchiqueter et à dégager les couteaux tout en diminuant le rendement. On-peut également envisager le fonc- tionnement de l'aspirateur 23 pendant toute la période de fonctionnement de la déchiqueteuse et, en particulier, du moteur 12. Selon un mode de réalisation avantageux, le clapet 3 est relié à un clapet perpendiculaire 30 apte à isoler partiel- lement de l'espace 5 de chargement l'aspiration de la hotte 21 aussi longtemps que le clapet 3 n'est pas ouvert, le clapet 30 servant en outre de contrepoids de rappel en position de fermeture pour le clapet 3. On remarquera que la vitesse de rotation du moteur et le choix des lames utilisées peuvent donner des résultats extrê- mement différents et bien connus dans l'art antérieur. On sait par exemple qu'à des vitesses de l'ordre de 3 000 tr/mn ou alors au-delà, avec des lames en acier, on parvient non seule- ment à déchiqueter des matières fibreuses mais même des ma- tières plastiques ou des objets métalliques d'épaisseur rela- tivement faible. La forme des lames 13 ou équivalents qui peuvent être des morceaux de câbles métalliques ou des laniè- res définit les conditions de déchiquetage et notamment de l'agitation dans le fond 8 du compartiment 1. Il est donc possible de combiner un certain nombre d'outils de déchique- tage et de leur donner une forme qui évite, en particulier, l'amoncellement de matériaux non traités sur la grille 10 qui a tendance à être obturée du fait de l'aspiration par la tur- bine 12. C'est pourquoi, on a intérêt à disposer les lames de couteaux le plus près possible du fond 8, c'est-à-dire au voisinage de la grille 10, pour éviter des amoncellements éventuels surtout si, parmi les papiers ou les produits rela- tivement légers qui seront facilement agités en suspension dans l'air, se trouvent des particules métalliques. Il est bien connu que, dans les machines à déchiqueter le papier, on trouve souvent des attaches métalliques, des agrafes et autres accessoires qu'il convient de déchiqueter ou d'évacuer et qui ne doivent pas, du fait de leur densité plus élevée, stagner sur la grille 10. C'est pourquoi, en tout état de cause, il est utile d'avoir accès, lorsque l'on arrête la machine, par le couvercle 9 de façon à dégager les éventuels résidus pou- vant rester sur cette grille. Il est évident que l'on ne doit pas remplir le compartiment 1 en partie haute, d'une part parce que l'entassement réduit le rendement des outils de déchiquetage mais, également, du fait que l'on pourrait bloquer l'ouverture de la trappe 4 au moment du chargement. On a intérêt à remplir très progressivement, au fur et à mesure de 26-45772 la sortie des particules déchiquetées en 16. Comme le sait l'homme de l'art, on doit toujours proportionner les caracté- ristiques techniques de la machine à la quantité de matières à traiter. Par ailleurs, il est évident que l'on a intérêt à pré- voir un certain nombre de sécurités. On peut prévoir un capteur de tout type classique indiquant le niveau supérieur de matiè- res solides se trouvant dans le compartiment 1 de façon à empêcher l'introduction de nouveaux produits lorsque ce niveau atteint une cote limite, c'est-à-dire en-dessous du bas de la partie basse du clapet 4. On peut prévoir également un cap- teur 31 monté sur le cyclone 15 et dont le bras 32 indiquera quand le remplissage du cyclone 15 ou du sac collecteur 16a dépasse le niveau admissible 33. I1 est évident également qu'il est utile de détecter toute surchauffe éventuelle dans l'ensemble de l'installation, ce qui peut être fait relative- ment facilement à l'aide de quelques capteurs thermiques. Il est évident également que l'on a intérêt à surveiller l'échauf- fement du moteur ou toute surintensité du moteur et que l'on peut déclencher un arrêt par tout moyen classique. L'ensemble du dispositif représenté sur la figure unique peut être disposé en étant monté dans un bâti de tout type classique fermé par une carrosserie de protection, dont le r8ôle sera également de limiter à la fois les inconvénients dus au bruit et à la propagation des poussières pouvant, malgré toutes les précautions, s'échapper de l'installation. On peut avoir intérêt, par exemple, à placer des filtres légers, par exemple des filtres en papier ou en tissu, aux points de communication et en particulier aux entrée et sortie d'air pour limiter les éventuels refoulements de poussières. Dans'la description qui précède, on a donné au compartiment une forme constituée-par une partie haute cylindrique et une partie basse tronconique, l'ensemble étant de révolution, il est évident que l'on peut donner de nombreuses autres formes, compte tenu en particulier des matières que l'on désire déchi- queter. On peut avoir intérêt à ce que la partie basse qui, sur la figure, est tronconique évasée vers le bas soit, au contraire, évasée vers le haut pour concentrer la matière vers les couteaux 13 et il est évident que, lorsque l'on veut ré- duire en particules des matières plastiques ou certains pro- duits végétaux, on peut avoir & travailler dans des conditions totalement différentes de celles qui sont classiques pour la destruction de documents. L'expérience a montré qu'avec une-machine du type décrit dans l'exemple ci-dessus, il était possible de détruire des documents non dégrafés ou non déliassés, y compris des ensem- bles relativement importants en volume, tel par exemple, des annuaires téléphoniques. Or, il est évident qu'avec les ma- chines de l'art antérieur, on ne parvenait pas à de tels résultats malgré un dégagement de chaleur et de poussière considérable, sans compter le bruit qui constituait un ensem- ble d'inconvénients particulièrement gênants pour l'environne- ment. Les avantages ainsi tirés de la présente invention s'ajoutent au fait que les machines de ce type permettent à la fois de déchiqueter certains matériaux et d'en broyer d'autres dans des conditions extrêmement similaires. Le caractère très polyvalent de la machine est donc un avantage largement sup- plémentaire. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation decrit et représenté, elle est susuceptible de nombreuses variantes, accessibles & l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Machine à déchiqueter et à broyer constituée essen- tiellement par un compartiment dans lequel on fait pénétrer les produits à traiter par une goulotte, le compartiment étant équipé au voisinage du fond d'outils tournants de déchiquetage et/ou de broyage et le fond du compartiment comportant au moins une ouverture calibrée laissant passer vers le bas les particules obtenues, caractérisée en ce qu'elle comporte, sous le fond perforé (10) du compartiment, un ventilateur (12b) qui aspire l'air et les particules issues du compartiment (1) et produites par les outils de déchiquetage (13), et en ce qu'une conduite (14) relie la sortie du ventilateur (12b) à un cy- clone (15) o les particules sont recueillies en partie infé- rieure et o l'air, recueilli en partie supérieure, peut être recyclé en partie haute (7) du compartiment (1) par l'inter- médiaire d'une conduite de recyclage (17). 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la goulotte d'entrée (2) des matières dans le compartiment (1) comprend deux clapets (3 et 4) délimitant un sas, et qui s'ouvrent dans le sens de l'entrée des matières, le sas ainsi formé (5) présentant une hotte d'aspiration (21) reliée à un aspirateur de poussière (23) muni d'un sac fil- trant (24). 3.- Machine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractériséepar le fait que la sortie d'air du cyclone (15) est équipée d'un filtre grossier (20) tel qu'une grille. 4.- Machine selon l'une des revendications 1 à 3, carac- térisée par le fait que l'entrée de recyclage (18) de l'air dans la partie haute (7) du compartiment (1) est susceptible d'être fermée par un obturateur (19) fonctionnant en clapet anti-retour dans le sens de l'entrée de l'air dans le compar- timent (1). 5.- Machine selon l'une des revendications 1 à 4, carac- térisée par le fait que l'entrée d'air de recyclage (18) dans la partie haute (7) du compartiment (1) est susceptible d'être obturée par un obturateur (29) commandé de l'extérieur. 6.- Machine selon l'une des revendications 1 à 5, carac- térisée par le fait que les outils de déchiquetage (13) sont ii montés sur le même axe (11) que le rotor (12a) du ventila- teur (12b). 7.- Machine selon l'une des revendications 2 à 6, carac- térisée par le fait que le clapet d'entrée (3) dans le sas (5) est rappelé en position de fermeture par un organe tel qu'un ressort ou un contre-poids agissant à l'encontre de la dépres- sion créée dans le sas (5) par l'aspirateur (23). 8.- Machine selon l'une des revendications 2 à 7, carac- térisée en ce que le rotor (26a) de l'aspirateur de pous- sière (23) est monté sur le même axe (11) que le rotor (12a) du ventilateur et les outils de déchiquetage (13). 9.- Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que le rotor (26a) de l'aspirateur de poussière est équipé de moyens de temporisation mécanique tels qu'une masse d'iner- tie (26a) et une roue libre (26c) lui permettant de continuer à tourner temporairement après l'arrêt du rotor (12a) du ventilateur. 10.- Machine selon l'une des revendications 2 à 7, carac- térisée en ce que, lorsque le rotor (26a) de l'aspirateur de poussière et le rotor (12a) du ventilateur sont entraînés par des moteurs séparés (12, 25), il est prévu des moyens de temporisation aptes à faire continuer temporairement la rota- tion du rotor (26a) de l'aspirateur de poussière après l'arrêt du rotor (12a) du ventilateur (12b).