Brevet FR2667799A1 — publié le 19920417

DISPOSITIF POUR SEPARER D'UN FLUX D'AIR DES DECHETS DE PAPIER ET DE CARTON La présente invention concerne un dispositif pour séparer d'un flux d'air des déchets de papier et de carton. Un tel dispositif est particulièrement destiné à équiper une unité de production de carton ou de papier et, plus généralement, tout lieu où l'on souhaite récupérer de manière industrielle des déchets de papier et de carton générés par des postes de travail. Ainsi, dans les cartonneries où l'on produit des flans de carton destinés à former après pliage et assemblage des boites ou des cagettes, on connait des installations qui permettent la récupération et le traitement (recyclage) des déchets provenant des postes de découpage. Les déchets consistent notamment dans des rives découpées, en forme de bandelettes, ainsi qu'en des morceaux de diverses formes et dimensions. Ils sont généralement compactés en blocs (ou "balles") destinés à être recyclés ultérieurement pour former de la pâte à papier. Le taux de déchets dans une production de flans en carton est, à titre indicatif, de l'ordre de 10 % (en masse). Ce type d'installation comprend plusieurs bouches d'aspiration reliées chacune à un tuyau de grand diamètre. Les déchets sont véhiculés pneumatiquement à l'intérieur de ces tuyaux à grande vitesse (de l'ordre de 100 km/h) pour éviter les problèmes de colmatage. Ces tuyaux débouchent dans une zone où se trouve un ventilateur déchiqueteur. A la sortie de cette zone, les déchets sont acheminés vers un cyclone, où par mouvement de tourbillons et effet centrifuge ils perdent progressivement leur vitesse. Ils tombent alors par gravité dans une colonne de récupération. Le plus souvent, les déchets sont alors repris pour être agglomérés par compression. Une telle installation donne satisfaction au niveau des résultats obtenus. Toutefois, elle présente quelques inconvénients liés à l'utilisation du cyclone. Ainsi, en premier lieu, pour abaisser la vitesse des déchets, il faut que le cyclone soit de grande dimension. A titre indicatif, il est courant d'utiliser des cyclones de 4m de diamètre et 10m de haut. Ces dimensions font qu'il est souvent nécessaire de placer ces cyclones en dehors des usines, par exemple sur le toit de celles-ci. Le second inconvénient découle du fait qu'un tel cyclone génère beaucoup de bruit (soufflage de l'air, ralentissement des déchets par les parois du cyclone). Les mesures effectuées sont de l'ordre de 72 à 75 décibels alors que la norme est de 55 dB maximum. Une norme supérieure (85 dB) est autorisée à l'intérieur des locaux, mais on retrouve alors l'inconvénient décrit dans le paragraphe précédent. Enfin, l'air qui s'évacue du cyclone est rejeté à l'extérieur. On comprend aisément qu'il s'agit alors d'une perte d'énergie énorme surtout en hiver où l'air a besoin d'être chauffé. La présente invention vise à fournir un dispositif qui permette de remplacer les cyclones déjà proposés sans en connaitre les inconvénients. Il s'agit en effet d'un dispositif peu encombrant et peu bruyant, et dont le fonctionnement est très simple. De plus, il est économique puisque l'air utilisé pour véhiculer les déchets peut être recyclé. Ce dispositif de séparation de déchets de papier de carton d'un flux d'air, qui est situé à la sortie d'un conduit de transport pneumatique de ces déchets, est caractérisé en ce qu'il comprend un caisson de décompression destiné à abaisser la vitesse du flux d'air, qui débouche sur un convoyeur à tapis sans fin mobile perméable à l'air, dont le brin aller (brin supérieur) reçoit les déchets et les véhicule vers une colonne de récupération sous pression atmosphérique dans laquelle ils tombent par gravité, le convoyeur portant une série de raclettes réparties le long de celui-ci et perpendiculairement au tapis, lesquelles assurent l'étanchéité entre le caisson de décompression et la colonne de récupération. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives - les raclettes présentent un pourtour formé d'un matériau déformable élastiquement, par exemple en caoutchouc ; - le convoyeur est formé d'un tapis à maille tissée - le dispositif comprend une unité de filtration subséquente de l'air qui a traversé le convoyeur - il s'agit d'une unité de filtration à rideau d'eau - il comprend au moins une rampe de nettoyage à air comprimé du brin inférieur du convoyeur - le caisson de décompression est équipé d'une brosse rotative de nettoyage du sommet des raclettes - les raclettes sont équidistantes - l'air traversant le convoyeur est recyclé en vue du transport pneumatique de nouveaux déchets au dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de face du dispositif, l'une des parois longitudinales de celui-ci étant enlevée - la figure 2 est une vue en perspective d'une raclette qui équipe le convoyeur - la figure 3 est une vue en coupe de cette même raclette à une autre échelle et en place sur le convoyeur - la figure 4 est une vue de dessus d'une partie du tapis du convoyeur. Le dispositif de l'invention représenté schématiquement à la figure 1 comprend essentiellement un caisson de décompression 2, un convoyeur à tapis sans fin mobile 4 ainsi qu'une colonne de récupération de déchets 5. L'ensemble constitue une vaste enceinte délimitée par des parois qui portent la référence générale 3. Longitudinalement, l'enceinte est délimitée par deux parois 35 dont seule la paroi arrière est visible sur la figure 1. Les références 30, 31, 32 et 33 désignent certaines parties horizontales de ces parois. En amont du dispositif, c'est-à-dire à la gauche de la figure 1 se trouve un tuyau 1 d'amenée des déchets de papier et de carton. Il s'agit par exemple d'un tuyau de grand diamètre, voisin de 40cm. A l'intérieur de celui-ci les déchets de papier et de carton sont transportés au moyen d'air comprimé à une vitesse d'environ 28m/s, nécessaire pour prévenir tout colmatage. Au tuyau 1 est soudé un caisson de décompression 2 qui comporte deux parties référencées 20 et 21. Le tronçon amont 20 assure une décompression préliminaire du flux d'air transportant les déchets. Il s'agit d'un tronçon dont l'extrémité amont présente une section circulaire identique à celle du tuyau 1 alors que son extrémité aval, qui débouche sur la partie 21, présente une section sensiblement rectangulaire et d'aire plus importante. A titre indicatif la section de la partie amont est de 0,12m2 alors que celle de la partie aval est de O,30m2. La partie 21 du caisson de décompression constitue une vaste enceinte qui débouche sur un convoyeur à tapis sans fin mobile 4. Cette partie a une forme générale coudée, apte à modifier l'orientation du flux d'air de 900 pour le faire passer d'une direction horizontale à une direction verticale vers le bas. La section d'entrée de la partie 21 est identique à la section de sortie de la partie 20 ; sa section de sortie est également rectangulaire, mais sensiblement plus grande, par exemple de 2m2 (2m x îm). A l'intérieur de l'enceinte et non loin du convoyeur 4 est disposée une brosse rotative 22, par exemple à poils en nylon, entraînée par un moteur électrique non représenté, et dont la fonction sera explicitée plus loin dans la description. Cette brosse est munie d'un volet 23 solidaire de la paroi 3 du dispositif. Le convoyeur 4 est situé à l'aplomb de l'enceinte 21 du caisson de décompression. Celui-ci est constitué d'un tapis sans fin dont les deux brins aller et retour 40, 40' s'étendent sensiblement horizontalement. Ce tapis est perméable à l'air et est formé d'une structure métallique 46 à maille tissée comme le montre la figure 4. Le tapis est tendu sur des tiges transversales 45 dont les extrémités sont engagées dans une série de maillons constitutifs de chaînes 44 qui engrènent sur deux paires de pignons de renvoi 41, 42. L'une de ces paires de pignons est motrice. Le tapis est entraîné dans le sens figuré par la flèche g de la figure 1. Ce déplacement se fait en continu, à vitesse uniforme. La position de l'une des paires 41, 42 de pignons est réglable de sorte qu'il est possible de tendre convenablement les brins 40 et 40' du tapis. A titre indicatif, l'ouverture moyenne des mailles de la structure métallique du tapis est d'environ 2mm. A proximité des pignons 41 et 42, et entre les deux brins 40 et 40' du tapis, sont disposés des éléments 43 qui assurent le guidage des brins. Ces éléments ont également une fonction d'étanchéité qui sera explicitée plus loin dans la description. Sur le tapis 4 est fixée une série de raclettes 6 de forme rectangulaire réparties régulièrement le long de celui-ci. Elles s'étendent sensiblement perpendiculairement au tapis. Ainsi que le montre plus particulièrement la figure 2, les raclettes 6 sont formées de cornières en "L" qui présentent une partie principale 60 de grande dimension ainsi qu'une partie 61 de faible largeur rabattue à angle droit. La partie verticale 60 est bordée d'une feuille de caoutchouc 63. A chaque raclette 6 est associée une plaquette 62 de dimension sensiblement voisine de celle de la partie 61, qui permet la fixation de la raclette sur le tapis 4. Ainsi que le montre la figure 3, la plaquette 62 est placée sous le tapis du convoyeur. La fixation de la plaquette 62 d'une part et de la raclette 6 d'autre part au tapis est assurée au moyen de boulons (dont seuls les axes ont été représentés). La hauteur de la partie verticale des raclettes 6 est référencée H1, tandis que la distance qui sépare les brins horizontaux 40 et 40' du tapis des portions horizontales 30, 31 et, respectivement 32, 33 de la paroi 3 est référencée H2. Cette dernière dimension est légèrement inférieure à la hauteur H1 de sorte que lors du passage des brins du tapis dans les zones de ces portions horizontales de parois, le pourtour 63 des raclettes se déforme tout en assurant une parfaite étanchéité de part et d'autre de la raclette. A l'aplomb de la partie 21 du caisson de décompression et en-dessous du convoyeur 4 se trouve une ouverture 34 pratiquée dans la paroi 3. La partie aval du convoyeur, située vers la droite de la figure 1, communique avec une colonne de récupération 5 sous pression atmosphérique. Cette colonne est délimitée vers la gauche par les extrémités des parois horizontales 30 et 32. Cette délimitation est illustrée à la figure 1 par le plan vertical XX'. A l'opposé de la colonne 5 c'est-à-dire du côté des pignons 41 du convoyeur se trouve également une zone sous pression atmosphérique qui est également délimitée vers la droite par les extrémités des parois horizontales 31 et 33 de la paroi 3. Cette délimitation est figurée par le plan vertical YY'. Entre les deux brins 40 et 40' du convoyeur sont disposées des rampes de nettoyage à air comprimé 7 dirigées vers le brin 40' et tournées vers le bas. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Comme précisé précédemment, la vitesse du flux F (figure 1) d'air et de déchets de papier et/ou de carton à l'intérieur du tuyau 1 est voisine de 28m/s, ceci afin d'éviter des problèmes de colmatage à l'intérieur du tuyau. Ce flux est bien entendu dirigé vers l'intérieur du caisson de décompression 2. Du fait de la différence de section des deux extrémités de l'élément 20, la vitesse du flux F de déchets D à la sortie de cet élément est notablement abaissée et est voisine de 14m/s. Du fait que la section de sortie de la partie 21 du caisson de décompression, qui débouche immédiatement au-dessus du convoyeur 4, a une section nettement plus grande que sa section d'entrée, la vitesse du flux F s'y trouve encore abaissée. Ainsi, au voisinage du convoyeur cette vitesse est d'environ 8m/s. Bien entendu, le flux de déchets est arrêté par le convoyeur 4 (dont le tapis à un rôle de filtre) de sorte que les déchets D se déposent sur le brin supérieur 40 (brin aller) entre les raclettes successives. Toutefois, du fait que le tapis est constitué d'une structure métallique à mailles ajourées, l'air qui propulsait les déchets poursuit son chemin au travers d'une part du brin 40 mais également du brin 40' et ressort du dispositif par l'ouverture 34. Dans la zone délimitée d'une part par le plan YY' et d'autre part par le plan XX' règne une pression supérieure à la pression atomosphérique. Au fur et à mesure du déplacement du convoyeur dans le sens de la flèche g, les déchets D qui se sont déposés sur le brin 40 sont acheminés vers la colonne de récupération 5. Ainsi que cela a déjà été précisé cette colonne se trouve sous pression atmosphérique ; l'étanchéité entre cette colonne et l'enceinte de décompression est assurée par les raclettes 6 qui, grâce à leur pourtour 63 en caoutchouc, s'appliquent parfaitement contre les parois du dispositif. De plus, l'étanchéité du tapis lui-même est assurée par les éléments 43 disposés entre les brins du convoyeur au voisinage des pignons d'extrémité 41 et 42. Ainsi tout passage d'air intempestif entre ces deux zones - enceinte de décompression 2 et colonne 5 - est empêché.De cette façon, les déchets qui se trouvent dans la colonne 5 tombent dans celle-ci par gravité et peuvent être dirigés vers un dispositif compacteur S de type connu, monté à la base de la colonne, qui produit des blocs (balles) de déchets, en vue de leur recyclage. Lors du trajet retour du convoyeur, le brin 40' débarrassé des déchets de papier de carton arrive au niveau des rampes de nettoyage 7 qui chassent les petites particules de papier et de carton qui se trouvent accrochées aux mailles du tapis. L'air qui est évacué par l'ouverture 34 est alors encore chargé d'impuretés à savoir de déchets de faibles dimensions ayant traversé les mailles du tapis. Il peut être dirigé vers une installation de filtration, de type connu, par exemple à rideau d'eau. L'installation de filtration pourrait aussi consister en un dispositif conforme à l'invention, mais dont le tapis aurait des mailles beaucoup plus petites, de l'ordre de 5 micromètres, produisant un air purifié très sain. Après ce traitement, l'air propre peut être recyclé dans l'installation. Lors du retour du brin 40' vers la partie supérieure du convoyeur, l'étanchéité est à nouveau assurée par les raclettes 6 qui coopèrent étroitement et successivement avec la paroi 33 et avec la paroi 31. La brosse rotative 22 qui est placée à l'intérieur de la partie 21 du caisson de décompression, permet de nettoyer en permanence la partie supérieure des raclettes 6 sur laquelle peuvent s'accumuler des déchets de papier. De cette façon, la fonction d'étanchéité des raclettes est correctement remplie. Le volet 23 assure le décrochage de certains déchets qui ont pu rester emprisonnés dans les poils de la brosse. A titre indicatif, on donne ci-après des dimensions ou caractéristiques des éléments principaux du dispositif - débit d'air arrivant dans le dispositif : 40 000 m3/h - vitesse de rotation de la brosse 22 : 200 tr/mn - longueur totale du dispositif : 5 m - vitesse d'avance du convoyeur : 0,5 m/s - distance entre deux raclettes consécutives : 500 mm - hauteur des raclettes : 250 mm - largeur du convoyeur : 1 m - nombre de raclettes portées par le convoyeur : 18. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour séparer d'un flux d'air (F) des déchets (D) de papier et de carton, qui est situé à la sortie d'un conduit (1) de transport pneumatique de ces déchets, caractérisé en ce qu'il comprend un caisson de décompression (2) destiné à abaisser la vitesse du flux d'air (F), qui débouche sur un convoyeur à tapis sans fin mobile perméable à l'air (4) dont le brin aller (40) reçoit lesdits déchets et les véhicule vers une colonne de récupération (5) sous pression atmosphérique dans laquelle ils tombent par gravité, le convoyeur (4) portant une série de raclettes (6) réparties le long de celui-ci et disposées perpendiculairement au tapis, ces raclettes (6) assurant l'étanchéité entre le caisson de décompression (2) et la colonne de récupération (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les raclettes (6) présentent un pourtour (63) formé d'un matériau déformable élastiquement tel que du caoutchouc. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le convoyeur (4) est formé d'un tapis à maille tissée. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une unité (8) de filtration subséquente de l'air qui a traversé ledit convoyeur. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une rampe de nettoyage à air comprimé (7) du brin retour (40') du convoyeur. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une brosse rotative (22) de nettoyage du sommet des raclettes (6). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les raclettes (6) sont équidistantes. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'air traversant le convoyeur (4) est recyclé en vue du transport pneumatique de nouveaux déchets au dispositif.