Brevet FR2696950A1 — publié le 19940422

INSTALLATION DE BROYAGE DE CORPS VOLUMIQUES, NOTAMMENT EN MATIèRE PLASTIQUE. La présente invention concerne le problème de la récupération de la matière constitutive de corps divers après leur utilisation et elle concerne, plus spécifiquement, les corps volumiques, de préférence creux réalisés en matière plastique tels que les fûts, tonneaux, barils. Dans la plupart des domaines d'utilisation industrielle, les matières premières, les matières additionnelles et les matières intermédiaires sous forme granuleuse, pulvérulente, plastique ou liquide, sont conditionnées dans des fûts ou analogues, généralement de grande capacité, qui permettent d'en faciliter le conditionnement initial, le stockage temporaire, ainsi que le transport. Si de tels conteneurs en matière plastique possèdent incontestablement de réels avantages, en revanche, ils posent un problème de pollution certaine pour deux raisons principales. La première est, bien entendu, le stockage à l'état vide qui nécessite des aires de grande surface, sur lesquelles des lits successifs de conteneurs doivent être établis. La seconde, qui découle de la première, tient à l'inattention, en raison du mode de stockage à l'état vide, généralement prêtée à l'existence d'une quantité résiduelle de produits d'origine qui sont ainsi abandonnés dans un milieu naturel fortement sujet à pollution. Lorsqu'un tel problème est ainsi posé, il pourrait être considéré qu'il suffit pour le résoudre, de faire appel à une technique de déchiquetage ou broyage à partir des machines de broyage qui sont disponibles sur le marché pour d'autres applications. En réalité, une telle démarche se heurte à un certain nombre de difficultés dont les principales sont les suivantes. Les expérimentations qui ont été faites, permettent de considérer qu'un broyeur, par exemple du type de celui enseigné par le brevet U.S. 4 773 602, ne convient pas pour fragmenter des conteneurs creux en matière plastique de grande capacité dont la forme générale de révolution a pour conséquence que la rotation des couteaux du broyeur induit un roulement des conteneurs sans qu'une action efficace de déchiquetage ou de broyage n'intervienne réellement. L'enseignement divulgué par la demande FR-81-20460 (2 515 568) n'est pas de nature non plus à régler le problème pour des raisons analogues. Le besoin se fait donc indubitablement sentir de disposer d'une installation qui permettrait de procéder au déchiquetage, broyage ou grignotage de corps divers et notamment de conteneurs volumiques creux en matière plastique, de manière, dans l'application préférée, à résoudre le problème du stockage à vide et celui de la pollution, tout en permettant un recyclage pour partie au moins de la matière première constitutive des corps volumiques. La présente invention fournit une proposition visant à résoudre le problème ci-dessus, dans l'optique supplémentaire d'offrir une installation de broyage de corps volumiques, notamment creux, qui soit à même de travailler avec une grande efficacité et un rendement horaire élevé à partir d'un seul poste d'alimentation pouvant être alimenté manuellement et de façon séquentielle ou encore automatiquement à partir d'une trémie de chargement. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, l'installation de broyage de corps volumiques, notamment en matière plastique est caractérisée en ce qu'elle comprend: - un poste d'alimentation, - un couloir de transfert faisant suite au poste, - un caisson de présentation prolongeant le couloir, - un broyeur-déchiqueteur tournant, dont la section d'entrée est raccordée au caisson. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous 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 de l'installation conforme à l'invention. La Fig. 2 est une coupe transversale prise selon la ligne II-II de la Fig. 1. La Fig. 3 est une coupe latérale prise, à plus grande échelle, d'un élément constitutif de l'invention. La Fig. 4 est une coupe prise selon la ligne IV-IV de la Fig. 3. La Fig. 5 est une coupe-élévation partielle montrant, à plus grande échelle, un autre organe constitutif de l'installation. L'installation de broyage de corps volumiques, notamment en matière plastique, et plus particulièrement creux, est composée à partir d'un certain nombre de sous-ensembles assumant des fonctions spécifiques, d'alimentation pour le sousensemble 1, au moins de transfert pour le sous-ensemble 2, de présentation pour le sous-ensemble 3 et de broyage-déchiquetage pour le sous-ensemble 4. L'ensemble des éléments constitutifs est porté par un bâti 5, par exemple composé de longerons 6 liés par des traverses-entretoises 7 et à partir desquelles s 'élèvent des potelets 8 et des portiques 9. Le sous-ensemble 1 comprend une table 10 à partir de laquelle les corps volumiques creux en matière plastique sont présentés pour être dirigés vers le sousensemble 2. Le poste d'alimentation 1 comprend, à cette fin, une table 10 qui peut être purement statique, voire vibrante et qui est portée, notamment, par les potelets 8 ou analogues, afin de comporter une partie terminale 11, dite avale par rapport au sens de déplacement des corps creux dans le sens de la flèche fi, s'engageant par recouvrement en partie à l'intérieur du sous-ensemble 2.Dans cette construction, les corps volumiques creux en matière plastique à déchiqueter peuvent être chargés manuellement en étant déposés sur la table 10 qui est de préférence, bordée par deux parois latérales 12, éventuellement grillagées et réunies par un toit 13 et définissant un volume protecteur pour l'environnement et de confinement pour les corps déposés. Dans une variante de réalisation, il doit être considéré que le sousensemble 1 peut comporter des moyens d'alimentation automatique, en prévoyant de remplacer la table 10 par un convoyeur ou transporteur sans fin 14 pourvu d'une motorisation propre et porté par les potelets 8 pour s'étendre à la base d'une trémie 15 dans laquelle les corps volumiques peuvent être chargés en vrac. Le sous-ensemble 2, chargé d'assumer une fonction, au moins de transfert des corps volumiques, comprend, entre les parois 12 qui peuvent se prolonger à cette fin dans le sens correspondant, deux transporteurs sans fin à défilement continu motorisé, désignés dans leur ensemble par respectivement, les références 16 et 17. Dans l'application préférée au broyage de corps creux, les transporteurs 16 et 17 sont disposés pour que les brins ou nappes en vis-à-vis 16a et 17a, définissent un angle de convergence as depuis le poste ou sous-ensemble d'alimentation 1 en direction du sous-ensemble de transfert 3. De cette manière, le sous-ensemble 2 est prévu pour assumer, par les transporteurs 16 et 17, une fonction supplémentaire d'écrasement-compactage des corps volumiques creux en matière plastique. Le transporteur 16 est constitué, comme cela ressort de la Fig. 2, par une succession de segments élémentaires 20 qui sont articulés entre eux à la façon d'une chaîne ou d'une chenille et qui sont solidarisés à des liens articulés 21 d'entraînement en défilement sans fin, pris en charge par des moyens de motorisation propre 22. Les moyens 22 peuvent, par exemple, être constitués par des roues à chaînes calées angulairement et axialement sur deux arbres extrêmes 23 et 24, respectivement dits menant et de renvoi, et portés par une structure 25 ou un châssis adapté sur le bâti 5 et, plus particulièrement, sur des traverses 26 constitutives des portiques 9.L'arbre menant 23 porte, extérieurement à la structure 25, un pignon 27 qui est lié par une courroie, une chaîne ou analogue 28 à un pignon 29 calé sur l'arbre de sortie d'un groupe moto-réducteur électrique 30 fixé sur la structure 25. Le groupe motoréducteur 30 est, de préférence, du type réversible et à vitesse variable, et chargé d'entralner normalement le transporteur 16 dans le sens de la flèche f2 pour ce qui concerne son brin ou sa nappe supérieure 16a. Le transporteur 16 est pourvu, en partie inférieure de la structure 25, de galets ou organes analogues 31 réservés à l'appui du brin ou de la nappe inférieure 16b. Des membrures ou poutres de réaction 32 sont également portées par la structure 25, de manière à être placées sous le brin ou la nappe supérieure 16a. Les membrures 32 peuvent consister, par exemple, en longerons, lisses ou règles 33, s'étendant, de préférence, de façon continue en appui sur des profilés 34 pour servir d'organes de support et de glissement aux segments élémentaires 20 maintenus ainsi sans fléchissement sensiblement dans un même plan. Les segments élémentaires 25 sont, de préférence, munis sur leur face extérieure d'accidents de surface 35 qui peuvent être des empreintes négatives ou positives, dans un tel cas avantageusement amovibles et interchangeables. Le transporteur 17 est constitué de semblable façon en étant composé de segments élémentaires 20 articulés entre-eux et adaptés sur des liens d'entraînement 36 qui sont pris en charge par des roues 37 calées angulairement et axialement sur deux arbres extrêmes 38 et 39, respectivement dits menant et de renvoi, et portés par une structure ou un châssis 40. L'arbre menant 38 est mû en rotation par l'intermédiaire d'un pignon extrême 41 lié par une chaîne ou analogue 42 au pignon 43 de l'arbre de sortie d'un groupe moto-réducteur 44 adapté sur la structure porteuse 40. Comme le moto-réducteur 30, le groupe 44 est de type réversible à vitesse variable. Le transporteur 17 présente la caractéristique supplémentaire d'être monté sur le bâti 1, et plus particulièrement le portique 9 arrière, par la structure 40 au moyen de pivots 47 définissant une hauteur d'entrée déterminée pour un couloir d'écrasement C qui est délimité entre les brins ou nappes sans fin en vis-à-vis 16a et 17a des transporteurs 16 et 17. A cette fin, les pivots 47 peuvent être prévus à position réglable. La structure 40 est, par ailleurs, suspendue en partie aval à un organe 48 de réglage permettant de faire varier l'angle a.L'organe 48 est, de préférence, constitué par un vérin hydraulique du type à double effet dont l'une des chambres est pourvue d'un capteur de pression chargé d'asservir l'alimentation directe ou indirecte du vérin 48, de manière à faire varier l'angle a en relation avec la pression d'écrasement à l'intérieur du couloir C. Comme dans l'exemple précédent, les segments élémentaires 20, constitutifs du transporteur sans fin 17 coopèrent avec des glissières 50 de soutien du brin ou de la nappe inférieure 17a. Les glissières 50 sont fixées sur la structure 40 qui porte aussi des membrures ou poutres de réaction 51 disposées pour coopérer avec la face interne du brin ou de la nappe 17a. Les membrures 51 comprennent des longerons, lisses ou règles 52 adaptés sur des profils 53 s'étendant sur toute la longueur de la nappe ou du brin inférieur, parallèlement au sens d'entraînement conféré au transporteur 17 par le groupe moto-réducteur 44, dans le sens de la flèche f3 pour ce qui concerne la nappe ou le brin inférieur 17a. Le sous-ensemble 3 est constitué par un caisson en forme de gaine ou de conduit, de structure rigide, qui est adapté par une bride 61 sur une contrebride 62 formée par les extrémités des parois 12 et par une platine de connexion 63 solidaire de ces dernières, pour s'étendre sensiblement dans le plan du brin ou de la nappe supérieure 16a du transporteur 16. La gaine ou le conduit 60 est avantageusement pourvu en partie inférieure, voire aussi en partie supérieure d'une porte de visite 64 éventuellement associée à un détecteur 65 de corps étrangers, notamment métalliques. Selon une technique connue, le détecteur 65 peut être placé le plus en amont possible de la gaine ou conduit 60 pour permettre, le cas échéant, l'adaptation d'un organe de tri ou de prélèvement agissant en amont du sous-ensemble de broyage 4. La gaine ou conduit 60 est avantageusement pourvu intérieurement d'une porte effaçable 66 (fig. 3 et 4), de préférence composée de languettes souples 67. La porte 66, quelle que soit sa structure, est prévue pour occuper naturellement une position de fermeture entre le couloir C et le caisson, et pour y être automatiquement ramenée, dès qu'une action tendant à l'en écarter cesse. Le sous-ensemble de broyage 4 comprend un rotor broyeur logé dans un carter ou stator 70 définissant une section d'entrée 71, sur laquelle est raccordée, par une bride 72, la gaine ou le conduit 60. La Fig. 5 montre que le rotor est formé d'un arbre tournant 75 d'orientation générale horizontale, entraîné en rotation, dans le sens de la flèche f4, par une motorisation 76 directe ou indirecte. La motorisation 76 fait, de préférence, intervenir un moteur électrique 77, une chaîne ou des courroies 78 et une roue volant d'inertie 79 adaptée sur l'arbre 75. L'ensemble carter 70 et moteur électrique 77 est adapté sur le bâti 5 par une embase 80. L'arbre 75 porte à sa périphérie au moins un couteau dit mobile composé d'un porte-lame 81 fixé de façon amovible sur l'arbre 75 et formant un talon 82 pour l'adaptation d'une lame amovible 83 serrée et maintenue par une contre-lame fixe 84 pour s'étendre sensiblement parallèlement à l'axe de l'arbre 75.Dans le cas de pluralité de couteaux, les lames 83 sont réglées pour définir par leurs arêtes, une même enveloppe géométrique L de forme cylindrique centrée sur l'axe de l'arbre 75. Le carter 70 comporte, intérieurement, au moins un couteau fixe composé d'un porte-lame fixe 85 assurant le maintien et la fixation, en coopération avec une contre-lame 86, d'une lame fixe 87 susceptible de pouvoir être réglée de manière à affleurer le lieu géométrique L. Dans l'hypothèse où le carter 70 ne comporte qu'une lame fixe, celle-ci est située dans la zone frontière de raccordement avec la gaine 60, pour être disposée à proximité de la section d'entrée 71. De préférence, le carter 70 comporte plusieurs lames fixes 87 qui, dans un tel cas, sont choisies selon un nombre différent de celui des lames mobiles 83 de façon à présenter un écartement angulaire différent de ces dernières. Cette disposition est choisie au sens de l'invention de manière qu'en aucun cas, la rotation de l'arbre 75 n'amène deux lames mobiles 83 en regard simultanément avec deux lames fixes 87. La Fig. 5 montre qu'il est avantageux de constituer la partie inférieure au moins du carter 70 par un segment d'enveloppe 90 de forme ajourée, dont la maille est déterminée pour que ce segment d'enveloppe constitue une grille de criblage ou de calibrage à travers laquelle les fragments de matière plastique possédant la granulométrie souhaitée, sont évacués par gravité. Le segment 90 est, de préférence, monté pivotant sur un axe 91, pour offrir une accessibilité directe au broyeur et plus particulièrement à l'arbre 75 et aux lames mobiles 83 et fixes 87. La Fig. 5 montre clairement que le rotor définit entre ses lames mobiles 83 et le carter 70, des chambres 100 en forme de secteurs annulaires dont la fonction apparaît dans ce qui suit. L'installation de broyage de corps volumiques, notamment creux et en matière plastique, telle que décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante. Les corps volumiques creux en matière plastique, sont fournis d'une façon ou d'une autre au poste d'alimentation 1, de manière à être pris en charge dans le couloir de transfert C par le défilement dans le sens des flèches f2 et f3 des brins ou nappes en vis-à-vis 17a et 16a qui présentent entre eux l'angle de convergence a en direction du caisson 3. Au fur et à mesure de leur progression dans le couloir C, les corps volumiques creux, le cas échéant entraînés positivement par l'intermédiaire des accidents de surface 35, 45, sont progressivement compactés et aplatis par l'action des segments élémentaires 20 qui prennent appui contre les poutres de réaction 32 et 51. Chaque corps volumique creux est ainsi amené sous une forme aplatie sur la platine 63, pour être engagé dans le caisson 3 de présentation après avoir poussé la porte 66. La progression continue s'effectue par l'apport successif des corps volumiques aplatis qui se poussent successivement pour forcer le passage dans la section d'entrée 71. Chaque corps volumique aplati est ainsi amené à traverser progressivement le lien géométrique L défini par la rotation de l'arbre 75, de sorte qu'à chaque passage d'une lame mobile 83, une tranche de corps volumique est sectionnée par appui contre la lame fixe 87. La tranche sectionnée est prise en charge par la chambre 100 dans laquelle elle est soumise à déplacement par l'effet centrifuge qui lui est imparti par la rotation du rotor. La tranche se présente ainsi dans un état favorable à un sectionnement subséquent chaque fois que la lame mobile qui l'a générée vient coopérer avec une lame fixe 87.Ces sectionnements successifs produisent des fragments qui sont brassés par la rotation rapide du rotor et qui sont progressivement subdivisés en particules ou granulés élémentaires naturellement évacués par la grille 90 dès que leur granulométrie globale est inférieure à la maille de la grille. Les fragments broyés ayant traversé la grille, sont reçus dans une trémie de chargement temporaire ou tombent sur un transporteur chargé de les évacuer hors de l'installation. La présence de la porte 66 permet de constituer un écran enveloppant chaque corps pénétrant dans le caisson 3 et s'opposant à toute rétro-projection de fragment de matière, par l'action de chaque lame mobile, amenée à coopérer avec la lame fixe 87. Le fonctionnement décrit ci-dessus peut être entretenu de façon manuelle ou de façon automatique dans le cas où le poste 1 est équipé de la trémie 15. n peut être prévu de faire fonctionner l'installation avec des conditions ou des paramètres fixes ou éventuellement adaptatifs lorsque, par exemple, les corps volumiques creux à déchiqueter sont de forme, de nature constitutive et de dimensions différentes. Dans un tel cas, il peut être prévu d'adapter l'angle a de façon automatique, par l'intermédiaire du capteur de pression assurant en boucle l'asservissement d'alimentation du vérin 48, en fonction de la pression de réaction qui est développée par l'écrasement des corps volumiques réagissant sur l'équipage mobile que constitue le transporteur sans fin 17. il peut aussi être envisagé, de faire défiler l'un des transporteurs 16 ou 17 à une vitesse différente de l'autre, ou encore de monter le transporteur 16 d'une manière analogue au transporteur 17, en prévoyant de les faire coopérer tous les deux de manière mobile pour définir l'angle a. il doit être considéré que l'un ou l'autre des transporteurs 16, 17 peut aussi être animé d'une vitesse de défilement en sens inverse des flèches f2 et f3 lorsqu'il est souhaité, par exemple, procéder au dégagement d'un corps volumique creux aplati et qui, pour des raisons d'acheminement défectueux dans le caisson 3, constitue un obstacle au bon fonctionnement de l'installation. il est possible aussi de mettre en oeuvre, pour les groupes 30 et 44, des moteurs couples dont l'alimentation est subordonnée ou régulée par l'appel d'intensité du moteur 77. Ainsi, dès lors que le moteur 77 est confronté à une demande élevée en raison de la matière à broyer, l'alimentation des groupes 30 et 44 est momentanément interrompue pour freiner ou arrêter la progression du ou des corps dans le caisson de présentation. Lorsque la demande du moteur 77 est redevenue normale et après une durée de temporisation, l'alimentation des groupes 30 et 44 est rétablie. 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 - Installation de broyage de corps volumiques, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un poste d'alimentation (1), - un couloir au moins de transfert (2) faisant suite au poste, - un caisson de présentation (3) prolongeant le couloir, - un broyeur-déchiqueteur tournant (4) dont la section d'entrée (71) est raccordée au caisson. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poste d'alimentation (1) est constitué par une table d'approvisionnement (10). 3 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poste d'alimentation (1) est constitué par la base d'une trémie ou d'un magasin (15) de stockage de corps volumique creux chargés en vrac. 4 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le couloir (2) assume une fonction de transfert et d'écrasement et, à cette fin, est constitué par deux transporteurs sans fin (16, 17) à défilement continu motorisé, dont les brins ou nappes (16a - 17a) disposés en vis-à-vis, définissent un angle de convergence a depuis le poste d'alimentation (1) en direction du caisson de présentation (3) et sont normalement entraînés en défilement dans le sens poste d'alimentation - caisson de présentation. 5 - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque transporteur est pourvu d'un moyen (30, 44) d'entraînement propre en défilement. 6 - Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que l'un au moins des transporteurs est associé à au moins un organe (47 et/ou 48) de réglage de l'angle de convergence par rapport au second. 7 - Installation selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que chaque transporteur est constitué par des segments élémentaires (20) articulés entre eux et sur des liens d'entraînement en défilement (21, 36) pris en charge par les moyens de motorisation propres. 8 - Installation selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que chaque transporteur est constitué par des segments articulés qui coopèrent, lors de leur passage le long de la nappe ou du brin inférieur, avec des organes de support (31, 50) du type à gallets ou à règles. 9 - Installation selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que les brins ou nappes en vis-à-vis (16a, 17a) des transporteurs défilent sur des règles d'appui (32, 51). 10 - Installation selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisée en ce que les transporteurs présentent des accidents de surfaces (35, 45) sur leur face dirigée vers l'extérieur par rapport aux organes de support et d'entraînement. 11 - Installation selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisée en ce que les transporteurs sont entraînés par des moteurs-couples 30, 44, dont l'alimentation est placée sous la dépendance de la demande de couple du moteur d'entraînement du broyeur. 12 - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'organe (48) de réglage de l'angle de convergence de l'un au moins des transporteurs est constitué par un vérin hydraulique à partir de l'une des chambres duquel un détecteur de pression asservit une alimentation automatique dudit vérin. 13 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le caisson de présentation (3) constitue une gaine ou un conduit (60) d'accès au broyeur ainsi qu'un poste (65) de triage et de prélèvement de corps étranger. 14 - Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que le caisson de présentation (3) comporte intérieurement une porte (66) effaçable antirétroprojection. 15 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le broyeur comporte un arbre (75) tournant dans un carter (70) et à la périphérie duquel est implantée au moins une lame (83) s'étendant sensiblement parallèlement à l'arbre et destinée à coopérer avec au moins une lame fixe (86) portée par le carter. 16 - Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que le carter (70) comporte un nombre de lames fixes (86) inférieur à celui des lames de l'arbre tournant et dont l'écartement angulaire est différent et non multiple de celui des lames mobiles. 17 - Installation selon l'une des revendications 1, 15 ou 16, caractérisée en ce que le carter (70) du broyeur est constitué au moins pour partie de sa périphérie inférieure se développant à partir du caisson (60), par une grille de criblage (90). 18 - Installation selon l'une des revendications 1, 13, 15 ou 16, caractérisée en ce que le carter (70) comporte une lame fixe (86) implantée dans la zone de raccordement entre la section d'entrée (71) et le caisson (3). 19 - Installation selon la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce que la grille-carter est formée par un segment d'enveloppe articulée sur un axe (91) parallèle à l'arbre du broyeur.