Brevet FR2725661A1 — publié le 19960419

INSTALLATION POUR LA PRODUCTION CONTINUE ET A VITESSE CONTROLEE D'ARTICLES COMPACTES. ET PLUS PARTICULIEREMENT DE BRIQUETTES DE CHAUFFAGE La présente invention a pour objet une installation de compactage en continu et à vitesse contrôlée de matériaux, issus notamment du broyage ou du déchiquetage de déchets combustibles industriels ou ménagers. Elle concerne plus particulièrement une installation pour la production de briquettes de chauffage compactées. Dans le domaine de la valorisation des déchets combustibles industriels ou ménagers, il est connu d'utiliser les matériaux issus du broyage ou du déchiquetage de ces déchets, en les compactant , pour reconstituer des briquettes de chauffage. A la connaissance du demandeur, cette opération de compactage n'est pas effectuée en continue, mais est réalisée dans des presses permettant la fabrication unitaire de briquettes de chauffage, à chaque opération de compactage. Le but de la présente invention est de proposer une installation qui permet d'obtenir un compactage continu et à vitesse contrôlée de matériaux, qui sont issus notamment du broyage ou du déchiquetage de déchets. Selon l'invention, I'installation comprend une ou plusieurs machines de compactage, qui sont montées en série et constituent une filière continue de compactage, et des moyens d'alimentation des matériaux non compactés à l'entrée de la première machine de compactage ; chaque machine de compactage comporte au moins un jeu de plusieurs galets rotatifs, qui sont adjacents deux à deux en sorte de délimiter entre eux une section de compactage des matériaux, et qui sont entraînés en rotation avec la même vitesse linéaire périphérique, en sorte de faire progresser les matériaux compactés dans la filière de compactage; la première machine comprend en entrée, un goulot d'étranglement qui permet de canaliser les matériaux jusqu'à la section de compactage des galets rotatifs de cette première machine. Dans l'installation de l'invention, les moyens d'alimentation acheminent en continu les matériaux non compactés jusqu'à l'entrée du goulot d'étranglement de la première machine. A l'intérieur de ce goulot d'étranglement, les matériaux progressent jusqu'à la section de compactage, par effet de poussée. Ils subissent ainsi un effort de compression préalable entre les parois de ce goulot d'étranglement, et s'accumulent en amont de la section de compactage des galets de la première machine. Au niveau de cette section de compactage, les matériaux subissent une mise en forme au contact de la périphérie des galets.Les galets étant entraînés en rotation avec la même vitesse linéaire périphérique, il se forme, en sortie de ces galets, un boudin continu de matériaux compactés, dont le profil correspond à la section de compactage de la première machine, et qui est entraîné jusqu'à la sortie de la première machine de compactage, par les galets en rotation. II en résulte que la vitesse de production de ce boudin compacté correspond à la vitesse linéaire périphérique des galets de compactage. Le contrôle de la vitesse de rotation de ces galets permet donc de régler facilement la vitesse de production du boudin compacté.Le boudin compacté issu de la première machine de compactage peut soit être directement débité en articles unitaire à longueur voulue, soit être repris à l'entrée d'une autre machine de compactage à galets rotatifs, en vue d'une consolidation ou d'une mise en forme complémentaires. Plus particulièrement, les moyens d'alimentation comportent une vis sans fin qui est montée rotative dans une direction transversale à la section de compactage de la première machine, à l'intérieur d'un logement se prolongeant par le goulot d'étranglement à l'entrée de la première machine. Selon une variante préférée de réalisation, chaque machine de compactage comporte un jeu de quatre galets rotatifs dont les axes de rotation sont coplanaires et orthogonaux deux à deux. Dans cette, variante préférée de réalisation, les quatre galets ont avantageusement le même diamètre, et l'un des galets ,dit galet de commande, est couplé directement à un moteur-réducteur, pour son entraînement positif en rotation ; dans ce cas, les axes de rotation des quatre galets engrènent deux à deux par l'intermédiaire de pignons coniques, à l'exception de l'axe de rotation du galet de commande et de l'axe de rotation de l'un des deux galets adjacents à ce galet de commande. Ainsi , l'entraînement en rotation du galet de commande par le moteur-réducteur entraîne la rotation, avec la même vitesse des trois autres galets. Dans un premier mode particulier de réalisation permettant la production continue d'un boudin cylindrique de matière compactée, I'installation comporte deux machines de compactage successives, réalisées selon la variante préférée de réalisation précitée; les galets de la première machine ont un profil plat et délimitent entre eux une section de compactage carrée; les galets de la seconde machine de compactage d'une part présentent une gorge dont le profil forme sensiblement un quart de cercle , et d'autre part sont décalés angulairement de 45" par rapport aux galets de la première machine, de telle sorte qu'ils délimitent entre eux une section de compactage circulaire , qui peut s'inscrire dans la section de compactage des galets de la première machine. Dans un deuxième mode particulier de réalisation, pouvant avantageusement se combiner avec le premier mode particulier précité, I'installation comprend au moins deux machines de compactage successives, et les galets de la dernière machine de compactage sont équipés d'une ou plusieurs lames de prédécoupe des articles compactés; ces lames sont en nombre identique pour chaque galet et sont régulièrement réparties sur la périphérie des galets. Ainsi, lorsque les lames des galets arrivent simultanément au contact du boudin compacté, elles réalisent une ligne de prédécoupe sur toute la périphérie de ce boudin. Au niveau de chaque ligne de prédécoupe, ledit boudin pourra ensuite être facilement débité en articles unitaires. Avantageusement, afin de diviser le boudin prédécoupé en articles unitaires, I'installation comprend une butée , qui est placée en sortie de la dernière machine de compactage, à une distance sensiblement égale à la distance séparant deux lignes de prédécoupe successives, c'est-à-dire à une distance sensiblement égale, soit au périmètre des galets dans le cas de galets comportant une unique lame de prédécoupe, soit à la distance séparant deux lames successives d'un galet à lames multiples. Cette butée a pour fonction de faire fléchir le boudin continu de matériaux compactés, qui est issu de la dernière machine, en sorte de le rompre au niveau de chaque ligne de prédécoupe de ce boudin. Les articles unitaires compactés ainsi produits en continu peuvent avantageusement être réceptionnés par un transporteur à bande ou un plan incliné, qui est interposé entre la sortie de la dernière machine et la butée dans une direction transversale à la filière de compactage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus dairement à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple particulier de réalisation d'une installation de compactage, pour la production continue et à vitesse contrôlée, de briquettes de chauffage, laquelle description est donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue générale d'une installation de compactage, comportant deux machines à galets rotatif, - la figure 2 est une vue en coupe de la première machine de compactage de l'installation de la figure 1, - et la figure 3 est une représentation schématique en coupe des galets rotatifs de la seconde machine de compactage de la figure 1. L'installation de compactage de la figure 1 est constituée de deux machines de compactage la, lb à galets rotatifs , qui sont montées en série en sorte de constituer une filière de compactage continue, d'un système d'alimentation lc des matériaux à compacter, qui est monté à l'entrée de la première machine de compactage la d'une butée ld, qui est montée à une distance d de la sortie de la deuxième machine de compactage 1 b, et d'un transporteur à bande le, qui est interposé entre la sortie de la deuxième machine de compactage lb et la butée ld. Si l'on se réfère aux figures 1 et 2, la première machine de compactage la comporte quatre galets cylindriques 2,3,4,5 identiques, d'axes respectifs 2a 3a 4a et 5a. Ces axes 2a 3a 4a et 5a sont montés rotatifs par l'intermédiaire de roulements 8 sur des supports 7, de telle sorte d'une part que les axes 2a 3a, 4a et 5a sont coplanaires et orthogonaux deux à deux, et d'autre part que les galets 2,3,4 et 5 sont adjacents deux à deux et délimitent entre eux une section de compactage 9a.Dans l'exemple particulier de la machine de compactage la de la figure 2, le profil des galets étant plat, la section de compactage 9a est de forme carrée, chaque galet 2,3,4 et 5 correspondant respectivement à l'un des côtés de cette section de compactage 9a. Les axes de rotation 2a 3a 4a et 5a des galets 2,3,4,5 engrènent deux à deux au moyen de pignons coniques 10, à l'exception de l'axe de rotation 2a du galet 2 et de l'axe de rotation 5a du galet 5 qui lui est adjacent. L'axe de rotation 2a du galet 2, dit galet de commande, est couplé directement en rotation à un moteur-réducteur 11 (figure 1). Ce moteur réducteur permet un entraînement en rotation du galet 2, et par là-même l'entraînement, avec la même vitesse de rotation , des trois autres galets 3,4 et 5 par l'intermédiaire des pignons coniques 10. Les galets 2,3,4 et 5 ayant le même diamètre, leurs vitesses linéaires périphériques sont identiques.En outre, le sens de rotation des galets 2,3,4 et 5 par rapport à la section de compactage 9 est le même, et est orienté en direction de la sortie 12 de la première machine la. Si l'on se réfère à la figure 1, les moyens d'alimentation lc à l'entrée de la première machine de compactage la comportent une vis sans fin 13, d'axe de rotation 14, qui est montée dans un logement 15, dans une direction transversale à la section de compactage 9a. La vis 13 comporte une première portion 13a de diamètre constant, qui est montée dans une première partie cylindrique 15a du logement 15. Cette partie cylindrique 1Sa est alimentée avec les matériaux à compacter par l'intermédiaire d'une ouverture 16. La première partie 15a du logement 15 se prolonge par une deuxième partie 15b de forme tronconique, dont la section décroît en direction de la section de compactage 9a.Le diamètre de la deuxième portion 13b de la vis 13 à l'intérieur de la deuxième partie tronconique 15b du logement 15 décroît également de manière similaire, en sorte de s'adapter au profil convergent des parois de la partie tronconique 15b. Le logement 15 se prolonge par quatre flasques 18a qui ont sensiblement le même rayon de courbure que les galets 2,3,4 et 5, et qui sont fixés à l'extrémité 17 de la deuxième partie tronconique 15b du logement 15 en sorte de canaliser les matériaux, à l'entrée de la machine la, jusqu'à la section de compactage 9a. Les flasques 1 8a délimitent ainsi un goulot d'étranglement 18 sur le parcours des matériaux, à l'entrée de la première machine la. Dans une autre variante possible de réalisation, ces flasques 18a pourraient être fixés directement sur le bâti de la première machine la. Les matériaux à compacter sont initialement introduits de manière continue dans la première partie cylindrique 15a du logement 15, par l'ouverture 16, puis sont acheminés au fur et mesure par la vis 13 jusqu'à la sortie 17 de la deuxième portion tronconique 15b du logement 15. Compte-tenu de la section décroissante de cette deuxième partie tronconique 15b, ces matériaux s'accumulent en direction de la sortie 17 de cette deuxième portion tronconique i Sb, puis progressent entre les flasques 18a, par effet de poussée, jusqu'à la section de compactage 9a. Les matériaux subissent donc une première compression au contact des flasques 18a en amont de la section de compactage 9a. Au niveau de cette section de compactage 9a , les matériaux sont compactés par les galets en rotation, et forment un boudin continu à section carrée. En sortie de la section de compactage 9a, la machine la est équipée d'un plan horizontal 19 qui est fixé au niveau du galet inférieur 4, et qui sert de support au boudin continu issu des galets 2,3,4 et 5. Ce plan 19 se prolonge jusqu'à la section de compactage de la deuxième machine lb. Les galets 2,3,4 et 5 permettent donc d'une part de compacter les matériaux en sorte de former un boudin compacté dont le profil correspond à la section de compactage 9a , et d'autre part de faire progresser ce boudin compacté , à vitesse constante, jusqu'à la section de compactage de la deuxième machine lb. La deuxième machine de compactage lb se différencie de la première machine, qui a été décrite en référence à la figure 2, principalement par le profil et le positionnement angulaire de ses galets rotatifs 20. Si l'on se réfère à la figure 3, les galets 20 de la deuxième machine lb comportent une gorge 21, formant sensiblement un quart de cercle . De plus, ces galets 20 sont décalés angulairement d'un angle de 45 , par rapport aux galets de la première machine de compactage la de telle sorte qu'ils délimitent entre eux une section de compactage circulaire 9b, qui peut s'inscrire dans la section de compactage 9a de la première machine la, et qui est alignée avec cette section de compactage 9a.Sur la figure 1, ce décalage angulaire n'apparaît pas, car pour simplifier la représentation de cette deuxième machine, les galets 20 ont été ramenés de 45 dans le plan de la figure. Sur la figure 3, la section de compactage 9a a été représentée en pointillés. Lorsque le boudin compacté de section carrée , issu de la première machine la arrive au niveau de la seconde machine lb il vient en contact de la périphérie des galets 20 en rotation, par l'intermédiaire de ses quatre arêtes longitudinales. Les galets rotatifs 20 compriment simultanément les quatre arêtes de ce boudin, en le faisant passer à travers la section de compactage 9b. En sortie de la seconde machine 1b, le boudin compacté a donc une forme cylindrique.Les galets 20 sont entraînés en rotation avec sensiblement la même vitesse que les galets 2,3,4et 5 de la première machine, et acheminent le boudin compacté cylindrique avec la même vitesse, à la surface d'un plan horizontal 23 qui est fixé à la sortie des galets 20 et qui se prolonge en direction de la butée id par un guide tubulaire 24, dont la section est légèrement supérieure à la section du boudin compacté. Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 3, chaque galet 20 de la deuxième machine lb est en outre équipé d'une lame de prédécoupe 22, qui prolonge radialement la gorge 21 du galet. Au démarrage de l'installation, le positionnement angulaire de chaque lame est identique. Lorsque les galets 20 sont entraînés en rotation, les lames 22 arrivent donc simultanément au contact du boudin compacté issu de la première machine de compactage, et réalisent à chaque rotation des galets une ligne de prédécoupe continue sur toute la périphérie de ce boudin. la butée id est séparée de la sortie 25 du guide tubulaire 24, d'une distance d sensiblement égale à la distance séparant deux lignes de prédécoupe successives pratiquées par les lames 22 dans le boudin compacté, c'est à dire dans le cas présent sensiblement égale au périmètre des galets 20. Par ailleurs, la butée id comporte un partie supérieure 26 inclinée, qui permet de dévier légèrement vers le bas le boudin compacté issu de la première machine lb. Ainsi, lorsque le boudin compacté issu de la deuxième machine de compactage arrive au contact de la butée id il subit une légère flexion vers le bas par rapport à la sortie 25 du guide 24, et se rompt au fur et à mesure, au niveau de chaque ligne de prédécoupe, en briquettes cylindriques compactées, de longueur d. Chaque briquette est réceptionnée puis transportée par le transporteur à bande le, jusque par exemple un poste d'ensachage. L'installation qui a été d'être décrite permet de compacter toute type de matériaux pulvérulents ou granulaires. Etant donné d'une part que dans chaque machine de compactage, le contact entre les matériaux et les galets se trouve limité à une section, et d'autre part que ces galets sont en rotation, on évite en grande partie les phénomènes de frottements entre les galets et les matériaux compactés. Les machines de compactage à galets rotatifs de l'installation de l'invention permettent donc avantageusement de compacter des matériaux abrasifs, sans pour autant détériorer anormalement les galets de compactage. Dans un exemple précis de réalisation, le diamètre des galets des deux machines de compactage était de l'ordre de 280mm, et ces galets étaient entraînés en rotation à la vitesse de 10 tours/minute. La vitesse d'avancement du boudin compacté était de l'ordre de 148mm/seconde. les galets de la deuxième machine étaient équipée de deux lames de prédécoupe à 1800, ce qui permettait de produire des briquettes de longueur de l'ordre de 440mm, au rythme d'une briquette toutes les trois secondes.Les matériaux introduits dans la partie cylindrique 15a du logement 15 étaient issus du déchiquetage de déchets combustibles, et constituaient un mélange de déchets papiers, bois,cartons ....; la densité de ces matériaux à l'entrée de l'installation était de l'ordre de 200kg/m3, et la densité des briquettes en sortie étaient de l'ordre de 1200kg/m3. Les briquettes produites étant destinées à être utilisées comme combustible, les déchets métalliques à l'entrée de l'installation étaient préalablement retirés de manière connue par aimantation. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple non exhaustif. En particulier le profil des galets de chaque machine de compactage est choisi en fonction de la forme souhaitée pour la section transversale des matériaux compactés; il en est de même pour le décalage angulaire des galets entre chaque machine. REVENDICATIONS 1. Installation de compactage en continu et à vitesse contrôlée de matériaux, issus notamment du broyage ou du déchiquetage de déchets combustibles, caractérisée en ce qu'elle comprend une ou plusieurs machines de compactage (1a,1b), qui sont montées en série et constituent une filière continue de compactage, et des moyens d'alimentation (1g) des matériaux non compactés à l'entrée de la première machine de compactage (19), en ce que chaque machine de compactage (1a,1b) comporte au moins un jeu de plusieurs galets rotatifs, qui sont adjacents deux à deux en sorte de délimiter entre eux une section de compactage des matériaux, et qui sont entraînés en rotation avec la même vitesse linéaire périphérique, en sorte de faire progresser les matériaux compactés dans la filière de compactage, et en ce que la première machine (la) comprend en entrée, un goulot d'étranglement (18) qui permet de canaliser les matériaux jusqu'à la section de compactage (9a) des galets rotatifs de cette première machine. 2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens d'alimentation (1g) comportent une vis sans fin (13) qui est montée rotative dans une direction transversale à la section de compactage (9a) de la première machine (la), à l'intérieur d'un logement (15) se prolongeant par le goulot d'étranglement (18) à l'entrée de la première machine (la). 3. Installation selon la revendication 2 caractérisée en ce que le logement (15) de la vis sans fin (13) comporte une première partie (15a) à section constante, dans laquelle sont introduit les matériaux à compacter, et qui se prolonge, en direction de la première machine de compactage (la), par une deuxième partie (15b) à section décroissante. 4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que chaque machine de compactage (1a) comporte un jeu de quatre galets rotatifs (2,3,4,5) dont les axes de rotation (2a, 3a 4a 5a) sont coplanaires et orthogonaux deux à deux. 5. Installation selon la revendication 4 caractérisée en ce que les quatre galets d'une machine de compactage ont le même diamètre, en ce que l'un (2) des galets, dit galet de commande, est couplé directement à un moteurréducteur (11), pour son entraînement positif en rotation, et en ce que les axes de rotation des quatre galets engrènent deux à deux par l'intermédiaire de pignons coniques, à l'exception de l'axe de rotation (9a) du galet de commande (2) et de l'axe de rotation de l'un des deux galets adjacents à ce galet de commande (2). 6. Installation selon la revendication 4 ou 5 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux machines de compactage successives, en ce que les galets (2,3,4,5) de la première machine (1a) ont un profil plat et délimitent entre eux une section de compactage (9a) carrée, et en ce que les galets (20) de la seconde machine de compactage d'une part présentent une gorge (21) dont le profil forme sensiblement un quart de cercle, et d'autre part sont décalés angulairement de 45" par rapport aux galets de la première machine, de telle sorte qu'ils délimitent entre eux une section de compactage circulaire (9b), qui peut s'inscrire dans la section de compactage (9) carrée. 7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6, pour la production continue d'articles compactés, et plus particulièrement de briquettes de chauffage à partir de matériaux issus du broyage ou du déchiquetage de déchets combustibles, caractérisée en ce qu'elle comprend une ou plusieurs machines de compactage (1a, lb) successives, en ce que les galets (20) de la machine ou de la dernière machine de compactage sont équipés d'une ou plusieurs lames de prédécoupe (22) des articles compactés, lesquelles lames sont en nombre identique pour chaque galet et sont régulièrement réparties sur toute la périphérie des galets. 8. Installation selon la revendication 7 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une butée (1d), qui d'une part est placée en sortie de la machine ou de la dernière machine de compactage (lu), à une distance d sensiblement égale, soit au périmètre des galets dans le cas de galets comportant une unique lame de prédécoupe, soit à la distance séparant deux lames successives d'un galet, et qui d'autre part permet de faire fléchir le boudin continu de matériaux compactés, qui est issu de la machine ou de la dernière machine (1b), en sorte de le rompre au niveau de chaque ligne de prédécoupe et de le diviser au fur et à mesure en articles unitaires compactés. 9. installation selon la revendication 8 caractérisée qu'elle comprend des moyens du type transporteur à bande (lue), ou plans inclinés pour la réception et le transport des articles compactés, lesquels moyens sont interposés entre la sortie (25) de la machine ou de la dernière machine (1b) et la butée (1d), dans une direction transversale à la filière de compactage.