Brevet FR2787043A1 — publié le 20000616

Machine de tri automatique pour piles électriques usagées. Domaine technique de l'invention L'invention est relative à une machine de tri automatique pour des piles électriques usagées, comprenant une trémie de réception des piles à trier, et un dispositif élévateur d'acheminement des piles vers un mécanisme de sélection destiné à répartir les différentes piles en fonction de la composition électrochimique et de l'état électrique. Etat de la technique La machine pour piles usagées décrite dans le document FR-A-2736565 permet d'effectuer une discrimination entre les piles cylindriques de différentes tailles et diamètres grâce à une série de rouleaux ayant des décalages successifs décroissants. Cette machine est néanmoins incapable de distinguer les différents types électrochimiques de piles, notamment des piles salines, alcalines, cadmium-nickel, lithium, etc. Les procédés connus à ce jour pour réaliser cette discrimination sont compliqués et difficiles à mettre en oeuvre. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser une machine de tri automatique des piles usagées, capable de répartir les différents types de piles selon un procédé simple et peu coûteux. La machine de tri selon l'invention est caractérisée en ce que le mécanisme de sélection comporte: - un premier convoyeur destiné à effectuer un tri mécanique dimensionnel par rapport à un diamètre prédéterminé des piles, - un deuxième convoyeur équipé de moyens de test composés d'un dispositif de pesée pour déterminer le poids représentatif de la composition électrochimique de chaque pile, et d'un dispositif de mesure de la tension aux bornes de chaque pile, - et un automate connecté par une liaison électrique aux moyens de test, et à des actionneurs de manoeuvre d'une pluralité de trappes d'aiguillage susceptibles de répartir les piles vers des moyens individuels de stockage, chaque trappe d'aiguillage étant bistable en occupant une position fermée ou une position ouverte en fonction de l'état de l'actionneur associé. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens individuels de stockage comportent des caisses de réception des piles usagées non régénérables et réparties en fonction de leur composition électrochimique, et un troisième convoyeur de récupération des piles régénérables. Le deuxième convoyeur est intercalé dans le sens de la hauteur entre le premier convoyeur et les moyens individuels de stockage, de manière à autoriser le transfert des piles par gravité par l'intermédiaire d'au moins un organe de distribution. Chaque convoyeur comporte une succession de réceptacles constituant une chaîne articulée sans fin, entraînée pas à pas par un motoréducteur à une vitesse de défilement constante, chaque réceptacle ayant un logement cylindrique correspondant au diamètre des piles. Le dispositif élévateur est connecté à l'étage supérieur à un dispositif de positionnement et de guidage pour aligner des piles cylindriques bout à bout avant leur introduction dans le premier organe de distribution orienté vers le premier convoyeur. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de pesée comporte une balance électronique dotée d'un plateau placé horizontalement sous les réceptacles du deuxième convoyeur, et à un endroit prédéterminé de la trajectoire o un orifice est ménagé dans l'embase fixe de guidage des piles. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure de tension comporte des électrodes agencées sur un corps en forme de U enfourchant un tronçon du deuxième convoyeur, pour venir en contact avec les bornes opposées d'une série de piles. Chaque actionneur est équipé d'un électro-aimant dont l'armature mobile est accouplée à la trappe correspondante, I'excitation de la bobine de commande de I'électro-aimant étant pilotée par l'automate. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une machine de tri automatique des piles usagées selon l'invention; - la figure 2 montre une vue de détail à échelle agrandie du dispositif de pesée selon la figure 1; - la figure 3 représente une vue de détail à échelle agrandie du dispositif de mesure de tension selon la figure 1; - la figure 4 montre une vue en perspective d'un actionneur de manoeuvre d'une trappe, laquelle est montrée en position de fermeture à gauche, et en position d'ouverture à droite. Description d'un mode de réalisation préférentiel En référence aux figures 1 à 4, une machine de tri 10 pour piles électriques usagées, comporte une trémie 12 de réception des piles 14 à trier, et un dispositif élévateur 16 à godets utilisant une rampe 18 inclinée destinée à amener avec un cadencement prédéterminé le piles 14 vers un mécanisme de sélection comprenant un dispositif de positionnement et de guidage 20. Les piles 14 de la trémie 12 présentent toutes des formes cylindriques de mêmes 1 5 diamètres, triées préalablement par tailles dans la machine de tri diamétral décrite dans le document FR-A-2736565. Le dispositif de positionnement et de guidage 20 est disposé à l'étage supérieur et comprend deux rouleaux (non représentés) parallèles s'étendant selon une direction inclinée vers le bas pour aligner bout à bout les piles 14 en une file continue. La sortie 22 du dispositif de positionnement et de guidage 20 est reliée à un premier organe de distribution 24 destiné à alimenter pile par pile les réceptacles 26 successifs articulés d'un premier convoyeur 28. L'entraînement pas à pas du convoyeur 28 est assuré par un motoréducteur 30 situé entre deux galets 32, 34 de renvoi de la chaîne sans fin du convoyeur 28. Chaque réceptacle 26 élémentaire est doté d'un logement cylindrique vertical dans lequel tombe par gravité une pile en provenance de l'organe de distribution 24. Les diamètres des logements des différents réceptacles 26 sont tous identiques et légèrement supérieurs à celui des piles 14. Toutes les piles 14 hors normes, ne présentant pas le bon diamètre, ou ayant un profil endommagé sont automatiquement éliminées et acheminées vers un bac de récupération (non représenté) pour un traitement manuel. Les piles 14 sélectionnées qui pénètrent dans les réceptacles 26 du premier convoyeur 28 tombent ensuite par gravité par l'intermédiaire d'un deuxième organe de distribution 36 dans des réceptacles 38 élémentaires d'un deuxième convoyeur 40, lequel est situé à un étage intermédiaire sous le premier convoyeur 28. L'entraînement pas à pas du deuxième convoyeur 40 sans fin intervient également grâce à un motoréducteur 42 associé à des galets 44, 46 d'extrémités. Le convoyeur 28 de l'étage supérieur effectue un premier tri mécanique dimensionnel des piles 14, tandis que le deuxième convoyeur 40 est équipé de moyens de test pour déterminer les paramètres d'état électriques et électrochimiques des piles 14. Les moyens de test du deuxième convoyeur 40 comportent un dispositif de pesée 48, et un dispositif de mesure 50 de la tension aux bornes des piles 14. Le dispositif de pesée 48 (figure 2) est munie d'une balance 52 électronique, dont le plateau est placé horizontalement sous la trajectoire de défilement des réceptacles 38. A cet endroit, l'embase 55 fixe du convoyeur 40 est munie d'un orifice 56 permettant la venue en butée de l'extrémité inférieure de la pile 14 sur un palpeur 58 posé sur le plateau. Toutes les piles 14 glissent sur l'embase 55 lors de l'avancement du convoyeur 40, et viennent prendre appui sur le palpeur 58 à l'endroit prédéterminé de l'orifice 56 pour effectuer l'opération de pesée. Le poids des piles 14 permet de déterminer les différents types de piles, par exemple salines, alcalines, nickel-cadmium. Le dispositif de mesure 50 (figure 3) comporte une pluralité d'électrodes 60, 62, réparties le long d'un corps 64 isolant en forme de U, et destinées à venir en contact avec les bornes opposées avec les piles 14. Le passage des piles 14 dans le corps 64 permet ainsi de mesurer la tension présente aux bornes d'une série de piles 14 pour déterminer l'impédance ou l'état de charge individuel de chacune d'elle. La balance 52 et le dispositif de mesure 50 sont connectés par une liaison électrique 54 à un automate 56 industriel destiné à gérer une série d'actionneurs 68, dont un exemple est illustré schématiquement à la figure 4. Chaque actionneur 68 comporte à titre d'exemple un électro-aimant 70 associé à une armature mobile, laquelle est accouplée par une tige 72 à une trappe d'aiguillage 74 susceptible d'occuper une position fermée (à gauche sur la figure 4) ou une position ouverte (à droite sur figure 4). Dans la position fermée, la 1 0 trappe 74 obture l'orifice 76 de l'embase 78 fixe, et empêche l'échappement de la pile 74 vers le bas. Dans la position ouverte, l'orifice 76 est libéré et autorise la chute par gravité de la pile 14 à son passage. Le deuxième convoyeur 40 est équipé à cet effet de trois trappes d'aiguillage 1 5 74A, 74B, 74C et d'un trou additionnel d'évacuation des piles non conformes. Sous la trappe 74A se trouve un récipient pour récupérer les piles salines. Sous la trappe 74B est positionné un récipient pour recevoir les piles alcalines hors service. La troisième trappe 74C coopère avec un troisième organe de distribution 80 destiné à récupérer les piles alcalines régénérables pour les répartir sur un troisième convoyeur 82 agencé à l'étage inférieur. Le trou d'évacuation permet d'éliminer les piles ayant un poids ou une tension en dehors des limites admissibles. La commande des actionneurs 68 de manoeuvre des différentes trappes 74A, 74B, 740 du deuxième convoyeur 40 est piloté automatiquement par l'automate 66 en fonction des différentes données transmises par le dispositif de pesée 48 et le dispositif de mesure 50 de la tension. Il est clair que des trappes supplémentaires peuvent être utilisées en fonction de la nature électrochimiques des piles. Le troisième convoyeur 82 comprend des réceptacles 83 cylindriques et est entraîné pas à pas d'une manière similaire par un autre motoréducteur 84 associé à deux galets d'extrémités 86, 88. Plusieurs trappes 74D de sortie sont associées au troisième convoyeur 82 pour aiguiller les piles alcalines à régénérer vers des caisses ou des fûts de stockage. L'automate 66 conserve en mémoire les données des piles mesurées par le dispositif de mesure 50, et pilote les actionneurs 68 des différentes trappes 74D du troisième convoyeur 82 pour effectuer une répartition des piles 14 en fonction des paramètres de charge et de tension. L'automate 66 contrôle également l'alimentation des motoréducteurs 30, 42, 84 pour réguler la vitesse de défilement des trois convoyeurs. Les dernières piles peuvent ensuite être rechargées et reconditionnées. 1 0 Les trois organes de distribution 24, 36, 80 sont formés à titre d'exemple par un clapet conformé selon un balancier à masselotte. Les actionneurs des trappes d'aiguillage peuvent bien entendu être commandés par voie pneumatique ou hydraulique. REVENDICATIONS 1. Machine de tri automatique pour des piles électriques usagées, comprenant une trémie (12) de réception des piles (14) à trier, et un dispositif élévateur (16) d'acheminement des piles (14) vers un mécanisme de sélection destiné à répartir les différentes piles en fonction de la composition électrochimique et de l'état électrique, caractérisée en ce que le mécanisme de sélection comporte: - un premier convoyeur (28) destiné à effectuer un tri mécanique dimensionnel par rapport à un diamètre prédéterminé des piles (14), - un deuxième convoyeur (40) équipé de moyens de test composés d'un dispositif de pesée (48) pour déterminer le poids représentatif de la composition électrochimique de chaque pile (14), et d'un dispositif de mesure (50) de la tension aux bornes de chaque pile (14), - et un automate (66) connecté par une liaison électrique (54) aux moyens de test, et à des actionneurs (68) de manoeuvre d'une pluralité de trappes d'aiguillage (74, 74A, 74B, 74C, 74D) susceptibles de répartir les piles (14) vers des moyens individuels de stockage, chaque trappe d'aiguillage étant bistable en occupant une position fermée ou une position ouverte en fonction de l'état de l'actionneur (68) associé. 2. Machine de tri selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens individuels de stockage comportent des caisses de réception des piles (14) usagées non régénérables et réparties en fonction de leur composition électrochimique, et un troisième convoyeur (82) de récupération des piles (14) régénérables. 3. Machine de tri selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le deuxième convoyeur (40) est intercalé dans le sens de la hauteur entre le premier convoyeur (28) et les moyens individuels de stockage, de manière à autoriser le transfert des piles par gravité par l'intermédiaire d'au moins un organe de distribution (24, 36, 80). 4. Machine de tri selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque convoyeur (28, 40, 82) comporte une succession de réceptacles (26, 38, 83) constituant une chaîne articulée sans fin, entraînée pas à pas par un motoréducteur (30, 42, 84) à une vitesse de défilement constante, chaque réceptacle ayant un logement cylindrique correspondant au diamètre des piles (14). 5. Machine de tri selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le dispositif élévateur (16) est connecté à l'étage supérieur à un dispositif de positionnement et de guidage (20) pour aligner des piles (14) cylindriques bout à bout avant leur introduction dans le premier organe de distribution (24) orienté vers le premier convoyeur (28). 6. Machine de tri selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de pesée (48) comporte une balance (52) électronique dotée d'un plateau placé horizontalement sous les réceptacles (38) du deuxième convoyeur (40), et à un endroit prédéterminé de la trajectoire o un orifice (56) est ménagé dans l'embase (55) fixe de guidage des piles. 7. Machine de tri selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de mesure (50) de tension comporte des électrodes (60, 62) agencées sur un corps (64) en forme de U enfourchant un tronçon du deuxième convoyeur (40), pour venir en contact avec les bornes opposées d'une série de piles (14). 8. Machine de tri selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque actionneur (68) est équipé d'un électro-aimant (70) dont l'armature mobile est accouplée à la trappe (74, 74A, 74B, 74C, 74D) correspondante, I'excitation de la bobine de commande de l'électro-aimant (70) étant pilotée par l'automate (66). 9. Machine de tri selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque organe de distribution (24, 36, 80) est muni d'un clapet conformé selon un balancier à masselotte. 10. Machine de tri selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'automate (66) est connecté aux motoréducteurs (30, 42, 84) pour réguler la vitesse de défilement des convoyeurs (28, 40, 82).