Brevet FR2692815A1 — publié le 19931231

La présente invention a pour objet la récupération à partir des déchets publiques, de divers produits pouvant s'effectuer dans le souci écologique, pratique et économique. Elle comporte un dispositif d'emmagasinage et de traitement de déchets urbains constitués à base de matériaux non métalliques, non ferreux et ferreux Les poubelles publiques font partie de notre décor quotidien, elles sont de forme et couleur variées et sont constituées en général d'un caisson ouvert (soit vers le haut soit par un orifice refermé par un opercule pivotant) et d'un réceptacle Ces poubelles dont leurs fonctions se limitent à recevoir divers déchets, présentent un inconvénient qui réside en leur faible capacité optimale en égard du fait que les déchets jetés sont généralement volumineux pour un faible poids; Cette poubelle une fois pleine présente des risques d'incendie et réclame l'intervention des services urbains de nettoiement, ce qui est coûteux. En plus des inconvénients sus-cités s'ajoutent ceux du cadre industriel. En effet la récupération et le recyclage des produits issus des déchets nécessitent un déploiement de moyens industriels considérables tels que le transport , le broyage ou déchiquetage, le tri, le compactage et enfin le recyclage proprement dit L'invention vise à proposer un procédé qui permet de remédier aux inconvénients précités en combinant et perfectionnant divers moyens Selon une première caractéristique, l'invention a pour objet un dispositif d'emmagasinage et de traitement de déchets urbains, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison un dispositif de déchiquetage ou de broyage des déchets, destiné à amener ces déchets sous forme d'éléments de faible granulométrie, vers un tapis roulant alimentant en tête un dispositif de tri par courant de Foucault, procuré par des aimants permanents disposés dans un rotor relié à des moyens d'entrainement à grande vitesse, de sorte à générer au sein des particules métalliques ferreuses ou non un courant de Foucault induisant un champ magnétique secondaire réagissant avec le champ magnétique du rotor et ainsi provoquant des trajectoires différentes selon la nature des matériaux Selon d'autres caractéristiques on prévoit respectivement que le dispositif est caractérisé 1 en ce que le tapis est monté sur deux tambours : un premier tambour d'entrainement et un second servant de poulie, dans laquelle est logé un rotor muni d'un circuit d'aimants permanent en terres rares, de sorte à procurer un courant de Foucault, qui éjecte les éléments déchets selon qu'ils sont constitués de matériaux ferreux, non ferreux et non métalliques, vers les réceptacles correspondants. Ainsi, sous l'influence de la vitesse du tapis, du courant de Foucault généré et des caractéristiques des éléments déchets on obtient une séparation adéquate 2 en ce que aval du tapis et du dispositif de déchiquetage sont disposes trols gNissières dans le même axe longitudinal dudit tapis ; Lesdites glissières sont disposées à des hauteurs différentes tel que la plus éloignée est la plus surélevée.Les éléments non ferreux (tel que l'aluminium) seront éjectés vers l'avant vers le réceptacle correspondant à travers une première glissière ; Les éléments non métalliques (tel que le papier) tomberont en chute libre vers le réceptacle correspondant à travers une deuxième glissière ; Les éléments ferreux seront collés à la bande du tapis du fait du champ magnétique engendré, et entralnés jusqu'à la zone où l'influence dudit champ magnétique s'annule, lesdits éléments ferreux tomberont ainsi vers le réceptacle correspondant à travers une troisième glissière 3~ en ce qu'il comporte en outre, en aval du dispositif de triage, un dispositif de compactage par pilon des éléments déchets contenus dans les réceptacles. Lesdits réceptacles sont déplacaables pour être amenés en vis à vis dudit pilon afin de compacter leur contenu.Ce mouvement régulier sera effectué par des commandes automatiques. 4~ en ce que le pilon de compactage des éléments déchets, emmagasinés dans les réceptacles a un mouvement vertical assuré par au moins deux systèmes vis-écrou, activés par l'intermédiaire de pignons entraînés par un moteur placé dans le même axe que ledit pilon et le réceptacle disposé en alignement dudit pilon 5 en ce qu'il comporte une enceinte munie d'un orifice pour introduire les déchets, ledit orifice est disposé à la hauteur du thorax d1un homme debout; Ladite enceinte est de dimension apte à comporter une structure de base, incorporant le dispositif de déchiquetage ou broyage alimentant par le tapis le dispositif de tri par courant de Foucault des éléments déchets issus de l'opération précédente, selon qu'ils sont constitués de matériaux ferreux, non ferreux et non métalliques;Lesdits éléments déchets glisseront sur les glissières vers les réceptacles 6~ en ce que le dispositif de compactage par pilon est ouvert en sa partie supérieure afin de définir un bac destiné à loger le moteur lorsque ledit pilon arrive dans sa position haute, l'ensemble de compactage étant de dimensions et capacités aptes à être incorporé dans ladite enceinte 7~ en ce que l'ensemble des opérations de base relatives au déchiquetage, tri et compactage, est commandé à partir de moyens de commande automatique, disposés en partie haute à l'abri de contact des écoulements visqueux issus des déchets Selon l'invention ladite enceinte est de couleur et forme géométrique attrayante, agréable à l'oeil et qui permet une intégration optimale dans l'environnement, cette enceinte est apte à recevoir une doublure en matière plastique rigide et transparente du type "PLEXIGLAS" qui servira de support aux affiches publicitaires, à titre d'exemple: une boite de boisson en dimension " hauteur = 1,75 m, diamètre = 1,20 m Cette enceinte enveloppera une structure de base comportant le dispositif d'emmagasinage et de traitement de déchets, procédant aux opérations suivantes : déchiquetage, tri et compactage des éléments déchets Le déchiquetage sera assuré par un système approprié sur le plan fonctionnel et dimensionnel par exemple : deux rangées de disques s'emboîtant alternativement en rotation, munis chacun d'eux de becs tranchants, ainsi les déchets seront cumulés entre les becs puis déchiquetés Les différents éléments qui résultent de cette précédente opération tomberont sur un tapis roulant de dimension par exemple : "L = 450 mm ; 1 = 130 mm", caractérisé par un premier tambour d'entrainement activé par un moteur et d'un second tambour en matière non ferreuse servant de poulie au tapis, dansce dernier tambour vient se circonscrire un rotor muni d'un circuit d'aimants permanents en terres rares, ainsi sous l'influence de la vitesse du tapis et du courant de Foucault génèré dont le principe en est: "une charge électrique est induite dans un conducteur par des variations du flux magnétique qui le traverse ". Ces variations du flux magnétique peuvent être obtenues par le déplacement des aimants permanents devant un conducteur L'effet de ces courants est d'induire un champ magnétique secondaire autour de la particule; Ce champ réagit avec le champ magnétique du rotor et se traduit par la combinaison d'une force motrice et d'une force de répulsion qui éjecte la particule conductrice du circuit des produits Dans ce séparateur, un rotor magnétique à grande vitesse est installé à l'intérieur d'un tambour non métallique, qui tourne beaucoup plus lentement que le rotor afin de produire des variations du flux à la surface du tambour;Le tambour sert également de poulie à la bande qui transporte les produits à séparer Lorsque les particules conductrices (tout objet métallique) transportées par la bande, passent au dessus du tambour, le champ magnétique passant au travers des particules y induit des courants, étant donné que ces particules sont de forme aléatoires, le courant induit a des difficultés à les traverser de manière méthodique et les courants ont tendance à tourbillonner autour des particules créant ainsi des courants de Foucault qui permettent de procéder à la séparation La spécification du rotor réside en un choix d'une fréquence magnétique optimum avec laquelle on obtient une séparation de grande efficacité.Il est nécessaire de disposer d'un rotor à grande vitesse; La conception du circuit magnétique du rotor au moyen d'aimants en terres rares de grande qualité assure un flux magnétique de forte densité et un brusque changement de polarité combiné avec un champ en profondeur. Le rotor peut tourner dans les deux sens (avant et arrière) selon la granulométrie des éléments . Ainsi prend fm l'opération de tri Les divers matériaux obtenus, une fois séparés, glisseront selon leur type le long d'une glissière correspondante pour être récupérés dans un réceptacle où ils (les matériaux) seront compactés . Le mode de compactage est assuré d'une façon particulière et en raison des avantages et de la simplification, par un dispositif automatique approprié assurant un cycle périodique de compactage (exemple toutes les deux heures), cette opération est prise en charge par un pilon mobile verticalement le long d'un axe, un limiteur de couple stoppera ce mouvement lorsque l'effort de compactage deviendra considérable Les éventualités d'un compactage horizontal ou du bas vers le haut peuvent êtres envisagées Toutefois la forme de compactage proposée à savoir disposer le réceptacle dans la partie inférieure de la structure de base dans l'axe du pilon au dessous de ce dernier permet que ce pilon dans sa position basse, assure le compactage des éléments déchets, ce qui offre l'avantage de disposer les moyens de manoeuvre, de commande, ainsi que les organes mécaniques, hydrauliques électriques et électroniques à l'abri des contacts avec les déchets notamment les écoulements visqueux de ces derniers En respectant un mode précis de réalisation, le mouvement vertical du pilon sera assuré par au moins deux vis motrices montées dans au moins un écrou par vis Lesdites vis sont disposées symétriquement par rapport à l'axe de déplacement dudit pilon, deux paliers supportent et guident chaque vis en son extrémité. Un moteur placé dans l'axe du pilon assure l'entraînement rotatif des dites vis Le pilon semblable à un bac, soudé en ses extrémités aux écrous des vis, offre l'avantage pratique dans sa position haute de loger ledit moteur Les figures des planches annexées aideront à mieux comprendre le principe qui régit chaque opération constituant l'invention Sur la figure 1 un exemple non limitatif de forme simple d'enceinte (1) (simulant un conteneur d'une boîte de boisson ..) sur un socle en béton (4);; Cette enceinte, tout en comprenant une doublure de portes (3) telles que fermées épousent la forme de l'enceinte , ces portes en "PLEXIGLAS" serviront de support aux affiches publicitaires, enveloppera la structure de base La géométrie, les dimensions ainsi que les couleurs à associer à ladite enceinte peuvent être adaptées à la guise des initiatives, à condition toutefois de munir cdle-c d'un orifice obturable (2) à la hauteur du thorax d'une personne debout Sur les figures 2, 3, 4 le contenu de l'enceinte c'est à dire la structure de base (5) composée d'un pilon (6) et de trois réceptacles (7), (7'), (7") disposés à la partie inférieure de la structure, le pilon (6) est solidaire d'écrous 8 coopérants avec des vis (9) disposées le long des parois de la cage de la structure de base; Les vis sont supportées par des paliers tel que (10) solidaires à la cage, soit à l'enceinte elle-même; Un moteur (11) qui par l'intermédiaire d'un mécanisme à pignons chaîne (12) et les vis (9), peut faire monter et descendre le pilon (6). Le pilon est creux et peut ainsi en sa position haute loger le moteur (11). Un dispositif d'entrainement en rotation est prevu de sorte que les réceptacles puissent être véhiculés périodiquement pour amener leurs contenus à tour de rôle sous le pilon (6) de compactage. Ce mouvement périodique sera assuré par une transmission, par l'intermédiaire de systéme de pignons chaine (14) - disques dentés (13) et (15) relié par jonction (16) aux réceptacles, entraînés par un moteur(1fJlui-meme enveloppé afin de le preserver de tout contact avec les produits visqueux issus des déchets; Il est possible, par un système de pente et de tuyaux d'évacuer les produits visqueux vers un bac (17) ou vers l'égout directement Sur la figure 3 apparaît clairement en partie supérieure : le dispositif de détection et anti-incendie (18), l'orifice (2) qui peut être obturé par un volet (19) pivotant vers l'extérieur. Une grille (20) maintenue par deux barres (21) au chassis a été prevue pour faire glisser les déchets vers un espace (22) (formé par les tôles (22') en V) intermédiaire d'emmagasinage de déchets en attente de déchiquetage (23).Nous avons opté avantageusement pour cette grille par souci de sécurité et d'économie à la place d'un couloir obturable par un volet de manière automatique dés que l'opération de déchiquetage est entamée, les déchets déchiquetés resideront dans un espace (24) offrant un débit faible de petits éléments pour être véhiculés par un tapis (25), puis trier en tête de celui-ci sous l'influence de la vitesse dudit tapis et du courant de Foucault Sur la figure 4 les éléments séparés glisseront dans des glissières 26 vers les réceptacles (7) , (7') et (7") correspondants Sur la figure 5 un exemple non limitatif de système de déchiquetage des déchets à deux rangées de disques (27) à lames, ces disques sont emboîtés et intercalés entre eux pour assurer un déchiquetage adéquat des déchets cumulés dans l'espace (22) formé par les tôles (22') en V. Sur la figure 6 apparaît le tapis (25) avec les tambours (28), (29) et le rotor (30) mobile, ledit tambour (29) lié au moteur (29') assurant le mouvement du tapis, le tambour (28) sert de poulie et le rotor (30) éléctro-aimanté, est relié à un moteur (30') l'entraînant à grande vitesse dans le même sens ou en sens contraire que le tapis, engendrera un courant de Foucault qui procédera à la séparation des différents matériaux ferreux non ferreux et non métallique La figure 7 illustre cette séparation d'éléments suivant qu'en aval du tapis (25) et du dispositif de déchiquetage (23) sont disposées trois glissières (26), (26') et (26") transversalement dans le même prolongement de l'axe longitudinal dudit tapis (25);Lesdites glissières sont disposées de façon décalée à des hauteurs différentes telles que la plus éloignée (26) est la plus surélevée. Les éléments non ferreux (tel que l'aluminium) seront éjectés vers l'avant vers le réceptacle (7) correspondant à travers une glissière (26); Les éléments non métalliques (tel que le papier) tomberont en chute libre vers le réceptacle (7') correspondant à travers une glissière (26');Les éléments ferreux seront collés à la bande du tapis (25) du fait du champ magnétique engendré, et entraînés jusqu'à la zone où l'influence dudit champ magnétique s'annule, lesdits éléments ferreux tomberont ainsi vers le réceptacle (7") correspondant à travers une glissière (26") Selon l'invention et suivant des dispositions pratiques de combinaison d'opérations, on prevoit quelques versions de l'invention (non limitatives) illustrées au niveau des figures suivantes Sur la figure 8, une version assurant seulement les opérations de déchiquetage et de compactage.Un volet (29) assure la fermeture du sas (24) d'amené des produits déchiquetés dés que l'opération de compactage est entamée, ainsi cet espace (31) après déchiquetage servira de sas d'emmagasinage d'éléments de déchets; Ceci sous entend que lesdites opérations sont assurées par les principes décrits précédemment Sur la figure 9 la même structure de base n'assurant que l'opération de compactage selon le même principe que précédemment vis à vis du volet (29) et de l'espace (31); Selon cette version ainsi que la version précédente, il est possible de disposer d'un moteur qui assurera le mouvement périodique des différents réceptacles afin de les compacter à tour de rôle. Sur la figure 10 une version assurant les opérations de déchiquetage et de tri selon le même principe énoncé plus haut Sur la figure 11 sont illustrés les divers réceptacles (7) ,(7') et (7"), glissières (26) et le tapis (25) muni du rotor correspondant à la figure 10 Sur la figure 12 une version n'assurant que l'opération de déchiquetage Les dispositifs d'emmagasinage et de traitement de déchets urbains relatifs à ces versions comporteront les éventuels moyens de contrôle, de commande du fonctionnement des moyens de déchiquetage, tri, compactage et de véhiculamdes réceptacles Au passage des agents de service de nettoiement, les réceptacles pleins sont mis dans un camion par un moyen de manutention pratique. Les réceptacles vides et désinfectés seront déposés à la place des précédents pour y recevoir les déchets I1 est à noter toutefois que tous ces procédés su-citès, s'adaptant dans une poubelle publique, peuvent être extrapolés pour une exploitation industrielle par un choix de dimensions et capacités appropriées Revendications 1 ~ Dispositif d'emmagasinage et de traitement de déchets urbains, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison, un dispositif de déchiquetage (23) ou de broyage des déchets destiné à amener ces déchets sous forme d'éléments de faible granulométrie, vers un tapis roulant (25) alimentant en tête un dispositif de tri par courant de Foucault procuré par des aimants permanents, disposés dans un rotor relié à des moyens d'entrainement à grande vitesse, de sorte à générer au sein des particules métalliques ferreuses ou non un courant de Foucault induisant un champ magnétique secondaire réagissant avec le champ magnétique du rotor et ainsi provoquant des trajectoires différentes selon la nature des matériaux 2 ~ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tapis (25) est monté sur deux tambours : un premier tambour (29) d'entrainement et un second (28) servant de poulie dans laquelle est logé un rotor (30) muni d'un circuit d'aimants permanent en terres rares de sorte à procurer un courant de Foucault, qui éjecte les éléments déchets selon qu'ils sont constitués de matériaux ferreux, non ferreux et non métalliques, vers les réceptacles (7), (7') et (7") correspondants Ainsi, sous l'influence de la vitesse du tapis, du courant de Foucault généré et des caractéristiques des éléments déchets, on obtient une séparation adéquate 3 ~ Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'en aval du tapis (25) et du dispositif de déchiquetage (23), sont disposées jazz suena\tmen rois glissières (26), (26') et (26") dans le même axe longitudinal dudit tapis (25);Lesdites glissières sont disposées à des hauteurs différentes tel que la plus éloignée (26) est la plus surélevée, I es éléments non ferreux (tel que I'aluminium) seront éjectés vers l'avant vers le réceptacle (7) correspondant à travers une première glissière (26); Les éléments non métalliques (tel que le papier) tomberont en chute libre vers le réceptacle (7') correspondant à travers une deuxième glissière (26');Les éléments ferreux seront collés à la bande du tapis (25) du fait du champ magnétique engendré, et entraînés jusqu'à la zone où l'influence dudit champ magnétique s'annule, lesdits éléments ferreux tomberont ainsi vers le réceptacle (7") correspondant à travers une troisième glissière (26") 4 ~ Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce qu'il comporte en outre en aval du dispositif de triage, un dispositif de compactage par pilon (6) des éléments déchets contenus dans les réceptacles (7), (7') et (7"), Desdits réceptacles sont déplacables pour être amenés en vis à vis dudit pilon (6) afin de compacter leur contenu) Ce mouvement régulier sera effectué par des commandes automatiques 5 ~ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le pilon (6) de compactage des éléments déchets emmagasinés dans les réceptacles (7), (7') et (7") a un mouvement vertical assuré par au moins deux systèmes vis-écrou (8)-(9), activés par l'intermédiaire de pignons entraînés par un moteur (I 1) placé dans le même axe que ledit pilon et le réceptacle (7), disposé en alignement dudit pilon 6 ~ Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5 caractérisé: en ce qu'il comporte une enceinte (1) munie d'un orifice (2) pour introduire les déchets, ledit orifice (2) est disposé à la hauteur du thorax d'un homme debout;Ladite enceinte (1) est de dimension apte à comporter une structure de base (5) incorporant le dispositif de déchiquetage ou broyage (23) alimentant par le tapis (25) le dispositif de tri par courant de Foucault des éléments déchets issus de l'opération précédente, selon qu'ils sont constitués de matériaux ferreux, non ferreux et non métalliques; Lesdits éléments déchets glisseront sur les glissières (26), (26') et (26") vers les réceptacles (7), (7') et (7"). 7 ~ Dispositif selon les revendications 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que le dispositif de compactage par pilon (6) est ouvert en sa partie supérieure afin de définir un bac destiné à loger le moteur (11) lorsque ledit pilon arrive dans sa position haute, l'ensemble de compactage étant de dimensions et capacités aptes à être incorporé dans ladite enceinte (1). 8 ~ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé: en ce que l'ensemble des opérations de base relatives au déchiquetage, tri et compactage, est commandé à partir de moyens de commande automatique, disposés en partie haute à l'abri de contact des écoulements visqueux issus des déchets