Brevet FR2765857A1 — publié le 19990115

La présente invention concerne le domaine technique du traitement et du conditionnement de produits divers, susceptibles de faire l'objet d'une réduction de volume par compactage notamment, tels que, par exemple, du carton, du papier, des produits végétaux, des produits métalliques, des produits en matière plastique, des ordures ménagères ou analogues. Dans le domaine technique ci-dessus, il est connu de soumettre les produits à une opération de compactage pour former un bloc compact de produits qui, après adjonction d'un liant ou cerclage, forme un bloc unitaire ou balle apte à être manutentionné et stocké en vue de son traitement ultérieur notamment. La demande FR 2 274 440 décrit une installation pour la réduction du volume et le conditionnement de déchets en de telles balles. L'installation selon cette demande comprend une trémie verticale d'alimentation d'une chambre de compression à l'intérieur de laquelle se déplace, horizontalement, un piston de compactage dont la tête définit une paroi transversale de la chambre de compression. Ce piston, actionné par un ensemble de vérins hydrauliques double effet, porte une jupe d'obturation de la section de sortie de la trémie dans la chambre de compression. Le piston possède, également, sur une arête supérieure, un organe de coupe apte à coopérer avec une contrepartie fixe située au niveau de la section de sortie de la trémie. Enfin, la chambre de compression présente une paroi mobile, à l'opposé de la tête de piston, pour permettre l'éjection du bloc de produits compactés. L'installation ci-dessus fonctionne de la manière suivante. La chambre de compression est alimentée par la trémie en déchets à compacter. Lorsque la chambre est pleine, les vérins hydrauliques sont actionnés pour compresser, au moyen du piston, les déchets contenus dans la chambre. Lors du déplacement du piston, l'organe de coupe, porté par la partie supérieure de la tête du piston, et sa contrepartie fixe sectionnent les déchets situés entre la trémie et la chambre de compression. Au fur et à mesure de l'avancée du piston, la jupe de ce dernier obture la section de sortie de la trémie dans la chambre, de manière à empêcher une accumulation de déchets en arrière du piston. L'opération de compactage est répétée autant de fois que nécessaire, afin de constituer un bloc unitaire de déchets compactés qui sera évacué de la chambre de compression par la paroi mobile. L'art antérieur connaît des appareils de différentes tailles et capacités faisant tous intervenir un organe de coupe solidaire du piston de compactage, pour cisailler les déchets lors de l'avancement du piston dans la chambre de compression. Ces systèmes connus permettent tous d'assurer effectivement le conditionnement de produits divers en blocs unitaires en vue, notamment, de leur transport et/ou leur stockage temporaire ou définitif. Toutefois, ces systèmes présentent un inconvénient majeur, lié à la mise en oeuvre d'un organe de coupe solidaire du piston de compactage. En effet la présence de cet organe de coupe au niveau d'une arête périphérique du piston entraîne l'apparition d'un effort déporté par rapport à l'axe du piston et du vérin de compression. Cette contrainte désaxée implique de mettre en oeuvre, d'une part, un piston particulièrement robuste et, d'autre part, un vérin de compression et une installation hydraulique de forte puissance. Or, ces deux dispositions techniques augmentent, de manière non négligeable, le coût de fabrication d'une installation telle que ci-dessus. De plus, l'organe de coupe, porté par le piston, ne permet pas d'éliminer tous les risques de bourrage susceptibles d'être engendrés par l'interposition de produits à conditionner entre le piston et le bord opposé de la section de sortie de la trémie d'alimentation. Or, lorsqu'un bourrage intervient, il est nécessaire d'arrêter complètement l'installation, afin de procéder au retrait des produits à l'origine de l'incident. Une telle immobilisation temporaire de l'installation entraîne alors un surcoût d'exploitation. L'art antérieur a proposé, pour réduire la durée des périodes d'immobilisation, d'équiper l'installation de dispositifs spécifiques du type débourreur ou éclateur de paquet. Or, de tels dispositifs spécifiques, qui possèdent une simple fonction curative, ne peuvent, d'une part, empêcher le phénomène de bourrage et contribuent, d'autre part, à l'augmentation du coût de fabrication de l'installation. Compte tenu des inconvénients de la technique antérieure, il est apparu le besoin de disposer d'un nouveau procédé pour la réduction du volume et le conditionnement de produits divers qui permettent d'éliminer, de manière certaine, tous les risques de bourrage, afin de fiabiliser le fonctionnement de l'installation et d'en réduire les coûts d'exploitation. L'invention a donc pour objet un nouveau procédé pour la réduction du volume et le conditionnement de produits divers, notamment des déchets, qui consiste à - déverser, par un puits d'alimentation, des produits à conditionner dans une chambre, - compacter les produits dans la chambre, - et répéter ces opérations autant de fois que nécessaire pour permettre le conditionnement des produits. Selon l'invention, ce nouveau procédé est caractérisé en ce qu'il consiste, avant l'opération de compactage, à séparer les produits à compacter du reste des produits à conditionner, au moyen d'un obturateur mobile en translation dissociant les produits s'inscrivant dans le volume de la chambre de ceux contenus par le puits, et obturant la section de sortie du puits dans la chambre, de manière à définir une paroi de ladite chambre. De même, il est apparu le besoin d'une installation qui permette d'obvier aux inconvénients ci-dessus de la technique antérieure et qui possède une grande fiabilité de fonctionnement, tout en mettant en oeuvre des moyens techniques permettant d'en réduire le coût de fabrication. Un autre objet de l'invention est donc une nouvelle installation pour la réduction du volume et le conditionnement de produits divers, qui comporte - un puits d'alimentation débouchant dans une chambre, - un piston de compactage qui est actionné par des moyens moteurs et dont la tête constitue une paroi de la chambre, mobile en translation selon une direction parallèle à la section de sortie du puits dans la chambre, - et une unité de commande assurant le fonctionnement des moyens moteurs du piston de compactage, Selon l'invention, cette nouvelle invention est caractérisée: - en ce qu'elle comprend un obturateur mobile fermant la section de sortie du puits dans la chambre, qui est actionné en translation par des moyens moteurs pilotés par l'unité de commande, qui présente, en partie frontale par rapport à un mouvement de fermeture, un organe de coupe et dont la face, orientée vers la chambre, définit, en position de fermeture, une paroi de ladite chambre, - et en ce que l'unité commande une fermeture de l'obturateur avant tout mouvement du piston dans la chambre. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous 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 vue d'ensemble d'une forme de réalisation d'une nouvelle installation selon l'invention. La fig. 2 est une coupe longitudinale partielle de l'installation selon l'invention. Les fig. 3 à 5 sont des vues, analogues à la fig. 2, montrant différentes phases de fonctionnement de l'installation conforme à l'invention. La fig. 6 est une vue de côté, partiellement arrachée, d'un obturateur objet de l'invention. La fig. 7 est une coupe partielle de l'installation selon la ligne Vll-Vfl de la fig. 3. L'installation, désignée dans son ensemble par la référence 1 à la fig. 1, correspond à une installation, dite à canal, pour la réduction du volume et le conditionnement de produits divers. Comme cela ressort des fig. 1 à 5, l'installation 1 comprend un puits d'alimentation 2 vertical qui débouche dans une chambre de compression 3 horizontale de forme sensiblement parallélépipédique. La chambre 3, matérialisée en trait mixte à la fig. 2, est, d'une part, prolongée par un canal de compression 4 horizontal et, d'autre part, délimitée, à l'opposé du canal 4, par un piston de compactage 5 dont la tête 6 définit une paroi mobile de la chambre 3. Le piston 5 est actionné en translation horizontale à l'intérieur de la chambre 3 et éventuellement du canal 4 par des moyens moteurs 7. Selon l'exemple illustré, le piston de compactage 5 est réalisé sous la forme d'un chariot muni de roues de guidage prenant appui sur les parois longitudinales de la chambre 3. Ce chariot est actionné par des moyens moteur constitués par un vérin hydraulique double effet. Bien entendu, les moyens moteurs 7 pourraient être constitués par tout autre dispositif adapté à la fonction de compactage du piston 5 au sein de l'installation 1. Enfin, le canal de compression 4, ouvert à une extrémité opposée à la chambre 3, est équipé de moyens 8 de liage ou de cerclage dont la fonction apparaîtra par la suite. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, I'installation 1 comprend un obturateur 15 mobile en translation pour fermer la section de sortie du puits d'alimentation 2 dans la chambre 3. L'obturateur 15 est actionné par des moyens moteurs 16 selon une direction sensiblement parallèle à la section de sortie du puits 2 et, dans l'exemple illustré, horizontale. L'obturateur 15 est déplaçable entre une position d'ouverture, représentée à la fig. 2, et une position de fermeture, illustrée à la fig. 4. L'obturateur 15 possède une face 17 orientée vers la chambre 3 qui, selon l'exemple illustré, peut être qualifiée d'inférieure 17, et qui, en position fermée, définit une paroi de la chambre 3, située dans le prolongement de la paroi supérieure du canal 4. Enfin, l'obturateur 15 possède, en partie frontale ou avant, par rapport à un mouvement de fermeture, un organe de coupe 18. Selon une forme d'exécution préférée, plus particulièrement illustrée aux fig. 6 et 7, l'obturateur 15 est réalisé sous la forme d'un caisson constitué d'une plaque inférieure 19 orientée vers la chambre 3 et d'une plaque supérieure 20 orientée vers le puits d'alimentation 2. Les plaques 19 et 20 sont maintenues à distance l'une de l'autre par deux cloisons périphériques longitudinales 21 et au moins une, et de préférence deux, membrures de reprise longitudinales 22 qui définissent un compartiment central 23. Selon cet exemple, l'organe de coupe 18 est constitué par une lame droite disposée à l'avant, dans le prolongement de la plaque inférieure 19. L'obturateur 15 présente une partie frontale en forme de sifflet s'étendant à partir de la lame 18 jusqu'à la plaque supérieure 20. L'obturateur 15 possède, également, à proximité de sa partie frontale, une membrure transversale interne 24 de renfort et de reprise. Le guidage longitudinal de l'obturateur 15 est assuré par deux coulisseaux portés par les cloisons 21 et s'étendant, à partir de l'extrémité avant de la lame 18, sur au moins la longueur de la portion de la plaque inférieure 19, qui définit, en position fermée, la paroi de la chambre 3. Les deux coulisseaux 25 coopèrent avec deux glissières 26 ménagées dans la partie basse des parois correspondantes du puits d'alimentation 2. De manière préférée, les faces supérieure et inférieure de chaque coulisseau 25 sont recouvertes de garnitures d'usure 27 destinées à glisser sur les faces en regard des glissières 26. Ces garnitures 27 peuvent être réalisées en bronze ou tout autre matériau approprié. Selon l'exemple illustré, les moyens moteurs 16 de l'obturateur 15 sont constitués par un vérin hydraulique double effet. De manière avantageuse, le corps du vérin 16 est, au moins partiellement, engagé dans le compartiment central 23 lorsque l'obturateur 15 est en position d'ouverture. Cette disposition avantageuse de l'invention permet de réduire l'encombrement de l'installation. Dans le même sens, le vérin 16 de l'obturateur 15 est parallèle au vérin 7 actionnant le piston de compactage 5. Enfin, les deux vérins hydrauliques, 16 et 7 sont alimentés par une centrale hydraulique 30 pilotée par une unité de commande 31 qui assure, également, le pilotage des moyens 8 de liage. L'unité de commande 30 assure, de la manière suivante, le fonctionnement séquentiel de l'installation 1 à partir d'une position initiale représentée fig. 2, dans laquelle l'obturateur 15 est en position d'ouverture et le piston 5 dans une position de retrait. Tout d'abord, le puits 2 est alimenté en produits à conditionner P tels que, par exemple mais non exclusivement, des vieux papiers ou cartons qui se déversent par gravité, suivant le sens de la flèche f1, dans la chambre 3. Lorsque la chambre 3 est pleine, l'unité 31 commande la fermeture de l'obturateur 15 par les moyens moteur 16. La détection du remplissage de la chambre 3 est effectué par un dispositif de contrôle, non représenté, raccordé à l'unité 31. Ce dispositif de contrôle peut, par exemple, être constitué par une cellule photo-électrique barrage. Pendant ce mouvement de fermeture dans le sens de la flèche f2, plus particulièrement illustré à la fig. 3, la partie frontale en sifflet de l'obturateur 15 refoule les produits excédentaires vers le puits 2. En fin de course, la lame 18 sectionne, en coopération avec une contrepartie fixe 32 portée par la paroi basse en regard du puits, comme le montre la fig. 4, les produits situés à l'interface de la chambre 3 et du puits 2. Ainsi, l'obturateur 15 sépare les produits à compacter contenus par la chambre 3 du reste des produits à conditionner contenus par le puits 2, en dissociant les produits s'inscrivant dans le volume de la chambre de ceux dans le puits. De plus, l'obturateur 15 ferme la section de sortie du puits 2 dans la chambre 3 en définissant, par sa face inférieure 17, une paroi de cette chambre 3. Lorsque l'obturateur 15 est fermé, la lame 18 étant en butée sur la contrepartie fixe 32, l'unité 31 commande l'avancée du piston de compactage 5 sous l'action des moyens moteurs 7. Lors de cette opération de compactage, les produits contenus dans la chambre 3 sont compactés en étant contenus par les parois périphériques de la chambre et, notamment, par sa paroi supérieure 17 formée par l'obturateur 15. Les produits sont également expulsés vers le canal 4 et comprimés contre un bouchon ou un bloc de produits compactés obturant le canal 4. Selon une disposition largement connue pour les installations, dites presse à canal, et ne nécessitant pas de description particulière, l'avancement de ce bloc de produits compactés est ralenti par un dispositif de tabliers articulés commandés par un vérin hydraulique. De manière avantageuse, la délimitation de la chambre 3 par l'obturateur 15 permet de réduire la course du piston de compactage 5 à l'intérieur du canal 4. Lorsque le piston 5 est arrivé en bout de course en position d'extension, comme le montre la fig. 5, I'installation commande le retour du piston 5 à sa position de retrait initiale, puis l'ouverture de l'obturateur 15. Afin d'éviter I'entraînement de produits hors du puits, lors du mouvement d'ouverture de l'obturateur 15, l'installation possède un système de racleur 33 qui coopère avec la face de l'obturateur orientée vers le puits. Selon l'exemple illustré, le système de racleur 33 coopère plus particulièrement avec la plaque supérieure 20 de l'obturateur. Ce déroulement séquentiel, des opérations de fermeture de l'obturateur 15 et de compactage des produits contenus dans la chambre 3, se répète autant de fois que nécessaire pour constituer, au sein du canal 4, un bloc compact de produits à conditionner présentant une longueur donnée, prédéterminée par l'utilisateur de l'installation 1. A la fin du mouvement de compactage pour lequel cette longueur a été atteinte, l'unité 31 commande le maintien du piston 5 en position d'extension et de l'obturateur 15 en position de fermeture. L'unité 31 déclenche alors le fonctionnement des moyens 8 de liage, afin de former une balle unitaire à partir de la longueur, de bloc de déchets compactés, ainsi obtenue. Une fois le liage de la balle effectué, l'unité 31 commande le retrait du piston 5, puis l'ouverture de l'obturateur 15. Les opérations de remplissage, de fermeture et de compactage peuvent alors reprendre comme dit précédemment, jusqu'à obtention d'une nouvelle longueur donnée de bloc. De manière avantageuse, ce mode de fonctionnement de l'installation permet, par la mise en oeuvre de l'obturateur 15, d'éviter tout risque de bourrage et de blocage du piston 5 dans la chambre 3 lors des opérations de compactage. Cette disposition avantageuse permet alors, d'une part, de ne pas équiper l'installation 1 d'un système de débourrage et d'un dispositif éclateur de papier et, d'autre part, de ne pas surdimensionner le piston de compactage 5 ainsi que les moyens moteur 7 de ce dernier. L'obturateur selon l'invention peut, également, être mis en oeuvre sur une installation, dite presse à coffre, qui differe de l'installation, dite presse à canal, en ce que la chambre 3 débouche dans une enceinte fermée ou coffre, à l'intérieur de laquelle les déchets sont compressés et expulsés par le piston 5 lors de l'opération de compactage. Lors du fonctionnement de cette installation, le déroulement séquentiel des mouvements de fermeture de l'obturateur 15, de compactage et de retour du piston 5 et d'ouverture de l'obturateur 15, s'effectue comme expliqué précédemment. Lorsque le coffre est plein, l'unité de commande de l'installation maintient l'obturateur 15 en position de fermeture et le piston 5 en position d'extension pendant une opération de liage ou de conditionnement du contenu du coffre. Cette opération effectuée, l'unité 31 commande, tout d'abord, l'expulsion hors du coffre du bloc unitaire ainsi formé, puis le retrait du piston 5 et, ensuite, l'ouverture de l'obturateur 15. L'installation est alors prête à assurer un nouveau remplissage du coffre pour la confection d'un nouveau bloc de produits compactés. Dans les exemples ci-dessus, le puits d'alimentation possède une orientation verticale et débouche dans la chambre 3 par une section de sortie qui occupe une position supérieure. Bien entendu, le puits 2 pourrait présenter une autre orientation et déboucher dans la chambre 3 par une face latérale de cette dernière. L'obturateur 15 définirait alors, en position fermée, une paroi latérale de la chambre 3. De même, dans les exemples ci-dessus, la chambre 3 débouche dans une enceinte disposée à l'opposé du piston de compactage et à l'intérieur de laquelle les déchets à conditionner sont compressés et expulsés. Toutefois, l'obturateur selon l'invention pourrait être mise en oeuvre sur une installation ne comportant pas une telle enceinte et dans laquelle le compactage serait effectué, successivement, dans la chambre jusqu'à remplissage complet de cette dernière. De manière préférée, l'obturateur 15 est réalisé sous la forme d'un caisson, mais il pourrait être réalisé sous toute autre forme adaptée à sa fonction dans l'installation 1. Ainsi, l'obturateur pourrait être constitué d'une simple plaque guidée par des glissières, équipée à une extrémité, d'une lame de coupe et fixée à une extrémité opposée à un piston de vérin hydraulique. Par ailleurs, le mode de fonctionnement de l'installation, conformément au procédé selon l'invention, a été décrit comme faisant intervenir, d'une part, le mouvement de compactage après la fermeture complète de l'obturateur et, d'autre part, l'ouverture de l'obturateur après retour complet du piston à sa position de retrait. Toutefois, le déroulement de ces différents mouvements pourrait connaître des variations dans leur enchaînement ou leur organisation séquentielle, dans la mesure où, au sens de l'invention, lors des mouvements de fermeture et de compactage l'obturateur précède le piston et, de manière préférée, lors des mouvements de retrait et d'ouverture, inversement, le piston précède l'obturateur. Bien entendu, ces variantes des conditions de déroulement des mouvements s'appliquent à une installation dans laquelle l'obturateur et le piston présentent des mouvements parallèles et de même sens lors, d'une part, de la fermeture et du compactage et, d'autre part, du retrait et de l'ouverture. En effet, selon des variantes de réalisation de l'installation, non représentées, le piston et l'obturateur pourraient posséder des mouvements de même direction, mais de sens différents, lors des mouvements de compactage et de fermeture ou, encore, des mouvements de directions différentes. Pour assurer la fiabilité du fonctionnement de telles installations, le mouvement de fermeture devra alors, à chaque cycle, être achevé avant le commencement du mouvement de compactage. 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- Procédé pour la réduction du volume et le conditionnement de produits divers, notamment des déchets, du type consistant à: - déverser, par un puits d'alimentation (2), des produits à conditionner dans une chambre (3), - compacter les produits dans la chambre (3), - et répéter ces opérations autant de fois que nécessaire pour permettre le conditionnement des produits, caractérisé en ce qu'il consiste, avant l'opération de compactage, à séparer les produits à compacter du reste des produits à conditionner, au moyen d'un obturateur mobile en translation dissociant les produits s'inscrivant dans le volume de la chambre (3) de ceux contenus par le puits (2), et obturant la section de sortie du puits dans la chambre, de manière à définir une paroi de ladite chambre. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à obturer la section de sortie du puits (2) pendant au moins toute l'opération de compactage. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à: - alimenter, à partir de la chambre (3), un canal de compression (4) ouvert dans lequel les produits à conditionner sont expulsés et compressés lors des opérations de compactage, de manière à, successivement, constituer un bloc compact de produits, - lorsque le bloc a atteint une longueur donnée * interrompre le compactage, * maintenir obturée la section de sortie du puits, * lier la longueur de bloc pour constituer une balle de produits conditionnés, - reprendre ensuite les opérations d'alimentation et de compactage pour former une nouvelle longueur de bloc compact et expulser, progressivement, la balle formée hors du canal de compression. 4 - Procédé selon la revendication l ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à - alimenter, à partir de la chambre, un coffre fermé dans lequel les produits à conditionner sont expulsés et compressés lors des opérations de compactage, - lorsque le coffre est plein * interrompre le compactage, * maintenir obturée la section de sortie du puits, * lier le contenu du coffre pour constituer une balle de produits conditionnés, * extraire la balle ainsi constituée hors du coffre, - et reprendre les opérations d'alimentation et de compactage pour remplir à nouveau le coffre. 5 - Installation pour la réduction du volume et le conditionnement de produits divers, du type comportant - un puits d'alimentation (2) débouchant dans une chambre (3), - un piston de compactage (5) qui est actionné par des moyens moteurs (7) et dont la tête (6) constitue une paroi de la chambre (3), mobile en translation selon une direction parallèle à la section de sortie du puits (2) dans la chambre (3), - et une unité de commande (31) assurant le fonctionnement des moyens moteurs (7) du piston de compactage (5), caractérisée: - en ce qu'elle comprend un obturateur mobile (15) fermant la section de sortie du puits (2) dans la chambre (3), qui est actionné en translation par des moyens moteurs (16) pilotés par l'unité (31), qui présente, en partie frontale par rapport à un mouvement de fermeture, un organe de coupe (18), et dont la face (17), orientée vers la chambre, définit, en position de fermeture, une paroi de ladite chambre (3), - et en ce que l'unité (31) commande une fermeture de l'obturateur (15) avant tout mouvement de compactage du piston (5) dans la chambre (3). 6 - Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'organe de coupe (18) est une lame adaptée sur toute la largeur de la partie frontale de l'obturateur (15), pour coopérer avec une contrepartie (32) adaptée dans la paroi du puits d'alimentation (2). 7 - Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un système de racleur (33) qui coopère avec la face de l'obturateur orientée vers le puits, de manière à interdire I'entraînement de produits hors du puits lors d'un mouvement d'ouverture de l'obturateur. 8 - Installation selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que les moyens moteurs (77) de l'obturateur (15) sont constitués par un vérin hydraulique double effet. 9 - Installation selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que l'obturateur (15) est réalisé sous la forme d'un caisson qui présente une partie frontale s'étendant en sifflet à partir de l'organe de coupe (18) pour refouler les produits excédentaires vers le puits (2) lors de la fermeture de l'obturateur. 10 - Installation selon les revendications 8 et 9, caractérisée en ce qu'en position d'ouverture, le corps du vérin hydraulique (15) est engagé, au moins partiellement, à l'intérieur du caisson formant l'obturateur (15). il - Installation selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisée en ce qu'elle est du type presse à canal. 12 - Installation selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisée en ce qu'elle est du type presse à coffre.