Brevet FR2783724A1 — publié le 20000331

DISPOSITIF DE BROYAGE, COMPACTAGE et PRE-TRAIEMENT DE MATIERES PLASTIQUES ORGANIQUES O.U AUTRES La présente invention concerne un dispositif de broyage, compactage et pré- traitement des matières plastiques, organiques et autres, et est particulièrement adaptée au traitement de divers déchets. Le traitement de ces matières est généralement effectué en plusieurs étapes, sur plusieurs sites de traitemenL Un compactage par des systèmes classiques de bennes avec compacteurs est effectué sur le site de production des matières. Ces matières compactées sont acheminées soit directement vers des décharges ou ineinérateurs, soit triées et recyclées dans des centres adaptés. Il est comnnu d'autre part de procéder au tri des déchets pour ensuite les valoriser. D'une façon généralc les déchets ainsi triés doivent être traités avec des dispositifs différents ce qui complique et rend plus onéreux le traitement des déchets. Le présent dispositif permet de traiter séparément divers produits tels par exemple que des remballages on polystyrène ou des déchets organiques humides tels que des déchets de fruits ou légumes. Le dispositif selon la présente invention est constitué par un broyeur à axe vertical comportant un rotor conico-cylindrique placé dans un stator également conico-cylindrique, la partie conique du stator étant en deux portions de conicités différentes, celle de la partie supérieure étant plus importante que celle de la partie inférieure. L'invention comporte on outre tout ou partie des dispositions suivantes: a) Les parois des portions médiane et inférieure du stator sont parallèles à celles des portions correspondantes du rotor de telle sorte que le dispositif comporte trois parties: une partie, supérieure, pour rentrée des matières, dans laquelle le cône du stator est plus ouvert que celui du rotor; une deuxième partie, médiane, dans laquelle le stator et le rotor ont même conicité; une troisième portion, inférieure, dans laquelle le stator et le rotor sont cylindriques. b) Le rotor comporte des éléments en saillie qui sont disposés en hélice. c) Le pas de l'hélice varie dans la portion conique du rotor de telle sorte que les spires soient de plus en plus rapprochées, la variation du pas et l'angle d'inclinaison étant fonction de la matère à traiter. d) Les éléments en saillie constituent une surface continue. e) Les éléments en saillie sont des couteaux séparés les uns des autres. f) La dimension des éléments en saillie diminue progressivement de haut vers le bas dans la partie supérieure du dispositif. g) La conicité de la partie supérieurc du stator est irrégulière de façon que l'espacc ménagé entre la paroi du stator et celle du rotor soit plus large d'un côté que de l'autre. h) Lc cne de la partie supéricurc du stator est polygonal. i) Des moyens de chauffage sont disposés dans la partie inférieure du dispositif. j) Une filière est disposée à la base de la partie inférieure. k) Des couteaux rotatifs sont disposés en aval de la filière. A titre d'exemple non limitatif et pour faciliter la compréhension de linvention on a représenté aux dessins annexés: Figure 1 une vue schématique en élévation latérale d'un mode de réalisation de l'invention; Figure 2 une vue de détail à échelle agrandie et en coupe partielle du broyeur de l'installation de la figure 1; Figure 3 une vue du rotor de la figure 2 Figure 4 une vu en plan de la filière; Figure 5 une vue de dessus du stator; Figure 6 une vue en perspective du stator muni d'une vis d'Archimède dont la surface comporte une multitude de micro-perforations. La figure 1 est une vue générale du dispositif qui comporte un châssis A dont la partie supérieure comporte des moyens B par lesquels sont amenés les déchets à traiter, le châssis A porte en outre le broyeur/compacteur C et les moyens D d'entraînement de l'arbre du broyeur C. Le broyeur C comporte un rotor 1 muni d'un arbre vertical 2 (entraîné en rotation par les moyens D). Le rotor I est en dexm parties une partie supérieure la qui est conique, et une partie inférieure lb, qui est cylindrique. La surface externe du rotor I est munie d'éléments en saillie 3 qui sont disposés hélicoidalemcnt. Dans l'exemple représenté, les éléments en saillie 3 sont continua, d'une façon analogue à une vis d'Archimède, mais ils peuvent être constitués par des couteaux séparés, suivant la nature des matières à traiter. Dans la partie conique la, le pas de l'hélice varie de façon que les spires soient de plus en plus rapprochées jusqu'à un écartement minimum "e", qui est de l'ordre de 1 cm. Dans la partie inférieure, cylindrique lb, le pas de l'hélice est régulier, l'espacement entre les spires étant égal à "e". Le rotor 1 est placé dans un stator 10 qui, lui, est en trois parties: une partie supérieure 10a, conique, dont la conicité est supérieure à celle de la partie la du rotor 1; une partie médiane 0lob, conique, dont la conicité est égale à celle de la partie la du rotor 1; une partie inférieure 10c, qui est cylindrique, comme la partie inférieure lb du rotor 1 et qui a la même hauteur. Dans les parties médiane et inférieure 10b, 10c du stator 10, les éléments hélicoïdaux 3 font saillie d'une dimension pratiquement égale et légèrement inférieure à l'espace séparant les parois. Des moyens de chauffage sont disposés dans la partie inférieure cylindrique c et, éventuellement, également dans tout ou partie de la partie médiane 10b. Du fait de la différence de conicité entre la partie supérieure 10a du stator et la partie supérieure la du rotor, l'espace compris entre ces deux éléments constitue une sorte d'entonnoir qui facilite l'introduction des matières. De préférence, comme cela est représenté aux figures 2 et 5, la partie conique supérieure 10a du stator 10 est dissymétrique de sorte que respace situé entre la paroi interne du stator 10 et la paroi externe du rotor 1 soit plus important d'unm côté, 11, que de l'aulre, 12. Dans la zone 12 on dispose de préférence sur la paroi interne du stator des éléments en saillie 13, qui immobilisent la matière ou la ralentissent. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est décrit ci-après. Dans le cas o la matière à traiter est constituée des emballages en polystyrène expansé (emballages couramment employés pour le conditionnement d'appareils électroménagers ou électroniques) les éléments en saillie 3 sont des couteaux séparés. Les éléments d'emballage sont introduits dans la zone 11; ils sont poussés jusque dans la zone 12 dans laquelle ils sont arrètés ou, à tout le moins, ralentis par les obstacles 13, ce qui permet aux couteaux 3 de les déchiqueter. Les couteaux 3 étant disposés de façon hélicoïdale repoussent vers le bas les morceaux d'emballages et, comme lespace entre les différentes spires dinminue de façon continue, la dimension des morceaux diminue de façon constante. Le déchiquetage en morceaux de plus en plus petits se poursuit dans la partie du broyeur C o les parois du rotor et du stator sont parallèles, c'est-à-dire dans la partie médiane 1Ob du stator 1. La dimension des morceaux diminue ainsi progressivement jusqu'à être légèrement inférieure à la distance minimale "e" entre les spires, distance qui est d'environ 1 cLm. Les morceaux arrivent alors dans la partie cylindrique (lb-10c) du dispositif o ils ne sont plus déchiquetés en morceaux plus petits mais compactés. Pour cela, les éléments en saillie 3 ne sont plus des couteaux mais une surface continue faisant vis d'Archimède. Des moyens de chauffage sont disposés en O10c de sorte que les petits morceaux d'emballage en polystyrène expansé sont ramollis. A rextrémité inférieure de la partie 10c est disposée une filière 20 munie d'une pluralité d'orifices 21 (figure 4). Cette filière constitue un obstacle que provoque le compactage des morceaux de matière rendus mous par le chauffage et qui sont pressés contre la filière par la vis d'Ahimède. La matière sort des orifices 21 en une pluralité de cordons tubulaires continus de matire compactée. On peut éventuellement disposer en aval de la filière 20 des couteaux 30 qui coupent ces cordons en petits morceaux. On transforme ainsi avec un appareillage très simple, consommant peu d'énergie, les emballages en polystyrène expansé qui sont volumineux en fiagments de matière extrudée, qui peut être faicilement recyclée. Le même dispositif peut être employé pour traiter des rebuts organiques humides, tels que des fruits et légumes (notanmment de supermnnarchés). Dans ce cas, seulement mune portion de la partie conique la du rotor 1 est munie de couteaux 3 de déchiquetage, le reste étant constitué par une vis d'Archimède. Comme cela est représenté i la figure 6, la surface de la vis d'Archimède peut avantageusement être munie d'une multitude de trous de petites dimensions afin de pcrmettre le dégazage. Dans ce cas, des moyens de chauffage additionnels sont disposés sur la portion 10b du stator 10 afin d'obtenir un séchage complet des matières organiques relativement humides qui sont introduites dans l'appareiL Dans ce cas d'utilisation, l'emploi des couteaux 30 situés en aval de la filitère peut ne pas être utile. Suivant la nature des déchets organiques employés, le produit final broyé, séché et compacté peut servir de tencau ou pour l'alimentation animale. A titre de variante, non représentée, afin de faciliter la fabrication de l'appareil, on peut disposer les spires à intervalles réguliers dans la partie la du rotor 1; mais il faut des spires à faible intervalle dans la partie lb. La partie MOa du stator dont les dimensions sont sup&rieures à celles de la partie haute du rotor 1 peuvent être polygonales comnme illustre figure 5. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif pour le broyage, l'essorage, le compactage et l'extrusion de déchets, matières plastiques, organiques ou autres, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un broyeur (C) à axe vertical (2) comportant un rotor (1) conico- cylindrique, placé dans un stator (10) également conico-cylindrique; la partie conique du stator (10) étant en deux portions (lOa-lOb) de conicités différentes, celle de la partie supérieure (10a) étant plus importante que celle de la partie inférieure (lob). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les parois des portions médiane (10b) et inférieure (10o) du stator (10) sont parallèles à celles des portions correspondantes du rotor (1) de telle sorte que le dispositif comporte trois parties: une première partie, supérieure, pour rentrée des matières, dans laquelle le cône (10a) du stator (10) est plus ouvert que celui du rotor (1); une deuxième partie, médiane, dans laquelle stator (0lb) et rotor (la) ont même conicité; une troisième partie, inférieure, dans laquelle le stator (10c) et le rotor (lb) sont cylindriques. 3 ) Dispositif selon la revendication 2 dans lequel le rotor (1) comporte des éléments en saillie (3) disposés hélicoldalement 4 ) Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le pas de l'hélice varie dans la portion conique (la) du rotor (1) de telle sorte que les spires sont de plus en plus rapprochées. ) Dispositif selon les revendications 3 ou 4 dans lequel les éléments en saillie (3) constituent une surface continue, conmme une vis d'Archimède. 6 ) Dispositif selon les revendications 3 ou 4, dans lequel les éléments en saillie (3) sont des couteaux séparés les uns des autres. 7 ) Dispositif selon les revendications 3 ou 4 dans lequel les éléments en saillie (3) sont d'abord des couteaux séparés puis une surface continue. 8 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7 dans lequel la dimension des éléments en saillie (3) diminue progressivement dans la partie supérieure dudit dispositif. g 9 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la conicité de la partie supérieure (10a) du stator (10) est irrégulière de façon que l'espace ménagé entre les parois du stator (10) et du rotor (1) soit plus important d'un côté (11) que de lautre (12). 10 ) Dispositif selon la revendication 9, dans lequel la paroi interne du stator (10a) comporte des obstacles (13) dans la zone (12) de plus faible largeur. 11 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie supérieure (10a) du stator est polygonale. 12 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de chauffage sont placés à la partie inférieure cylindrique (O10c) du stator. 13 ) Dispositif selon la revendication 12, dans lequel les moyens additionnels de chauffage sont disposés dans tout ou partie de la portion médiane (10b) du stator (10). 14 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel mune filièrce 20 est disposée à l'rextrémité inférieure de la partie cylindrique (lb- loc). ) Dispositif selon la revendication 14, dans lequel des couteaux (30) sont disposés en aval de la filière (20).