Brevet FR2799406A1 — publié le 20010413

DISPOSITIF ET PROCEDE RECYCLAGE DE DECHETS COMPRENANT AU MOINS UNE MATIERE SYNTHETIQUE La présente invention concerne un dispositif de recyclage de déchets comprenant au moins une matiere synthétique telle que du caoutchouc. Elle concerne également un procédé de recyclage de tels déchets. On connaît déjà divers dispositifs et procédés de recyclage de déchets tels que définis ci-dessus. Cependant, les techniques connues ne permettent pas d'obtenir une poudre de matière synthétique propre à partir de ces déchets. La matière synthétique récupérée est mélangée à des composants étrangers. Par conséquent, celle-ci ne peut être utilisée que pour fabriquer des produits à exigences techniques faibles tels que par exemple des revêtements de routes. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif et procédé améliorés de recyclage de déchets comprenant au moins une matière synthétique telle que du caoutchouc, ce dispositif et ce procédé permettant de récupérer la matière synthétique sous la forme d'une poudre de matière synthétique propre pouvant être utilisée dans la fabrication de tout produit en matière synthétique, en particulier des produits à exigences techniques élevées, nécessitant des matériaux de qualité. Ce but est atteint par un dispositif de recyclage tel que défini en préambule et caractérisé en ce qu'il comporte au moins un module de pulvérisation approvisionné en déchets, ce que ce module de pulvérisation comporte des disques de pulvérisation qui coopèrent pour réduire lesdits déchets en particules de taille déterminée. Les particules pulvérisées par les disques de pulvérisation peuvent avoir une taille comprise entre 100 microns et 3 mm et de préférence comprise entre 600 700 microns. Selon une forme de réalisation préférée, les disques de pulvérisation sont superposés, au moins l'un des disques de pulvérisation comportant un orifice d'admission de déchets, et au moins l'un des disques de pulvérisation étant rotatif. Chaque disque de pulvérisation comporte avantageusement des dents, les dents disque de pulvérisation étant orientées en direction des dents d'au moins autre disque de pulvérisation. Les dents de deux disques de pulvérisation adjacents peuvent coopérer pour former paires de dents, les dents de chaque disque de pulvérisation étant espacées de sorte que l'écartement entre deux dents d'une même paire diminue lorsque la distance entre la paire de dents et l'axe des disques augmente. Les dents de chaque disque de pulvérisation sont de préférence concentriques et coaxiales à l'axe du disque. Les dents peuvent avoir une forme sensiblement annulaire. Le module de pulvérisation peut comprendre un ensemble de transmission de puissance comportant un arbre d'entraînement en rotation couplé au disque de pulvérisation rotatif. Selon une forme de réalisation préférée, au moins l'un disques de pulvérisation est mobile axialement de manière à permettre réglage de l'écartement entre les disques de pulvérisation. Le module de pulvérisation comporte avantageusement des moyens de refroidissement d'au moins l'un des disques de pulvérisation, agencés pour maintenir une température des particules inférieure à 200'C et de préférence inférieure ' 160'C. Le module de pulvérisation comporte de préférence des moyens de ventilation gaz froid. Le but de la présente invention est également atteint par procédé de recyclage déchets tel que défini en préambule et caractérisé en ce qu'il comprend moins une étape consistant à pulvériser lesdits déchets en particules de taille déterminée au moyen d'un module pulvérisation comportant des disques de pulvérisation. Selon un mode d'exécution préféré, on pulvérise lesdits déchets en particules ayant taille comprise entre 100 microns et 3 mm et préférence comprise entre 600 et 700 microns. De maniere avantageuse, on refroidit au moins l'un des disques de pulvérisation lors de l'étape de pulvérisation des déchets pour maintenir une température des particules inférieure à 200'C et de préférence inférieure à 160"C. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un mode de réalisation d'un dispositif de recyclage et d'un procédé de recyclage, ainsi qu'aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique illustrant un dispositif de recyclage selon l'invention, et - la figure 2 est une vue latérale partiellement en coupe illustrant un module de pulvérisation du dispositif de la figure 1. Le dispositif de recyclage 10 selon l'invention est conçu pour recycler des déchets comprenant au moins matière synthétique, telle que du caoutchouc par exemple. Plus particulièrement, il est conçu pour récupérer la matière synthétique contenue initialement dans ces déchets mélangés et la délivrer sous la forme d'une poudre matière synthétique propre. Le mode de réalisation décrit ci-dessous peut en particulier être utilisé pour recycler des pneus, tels que des pneus en caoutchouc vulcanisé. Les pneus sont principalement constitués caoutchouc formant une enveloppe extérieure qui est supportée par structure de fils d'acier et de fibres textiles. Le dispositif 10 est conçu principalement pour récupérer le caoutchouc contenu dans ces pneus et pour fournir une poudre de caoutchouc propre. Le dispositif est également conçu pour récupérer séparément les autres composants des pneus, c'est-à-dire les fils d'acier et les fibres textiles. En référence à la figure 1, ce dispositif de recyclage 10 de pneus comporte un module d'alimentation 11 approvisionné en pneus ou en morceaux de pneus. Ces morceaux contiennent caoutchouc mélangé et aggloméré à des fils d'acier et à des fibres textiles. Le dispositif 10 comporte un module de trituration et de broyage 12 de morceaux de pneus. Ce module 12 alimenté, par gravité par exemple, par le module d'alimentation 11. Il est destiné à réduire les morceaux depneus en granules ayant une granulométrie déterminée. La taille de ces granules peut par exemple être comprise entre 12 et 30 mm. Le module de trituration et de broyage 12 comporte de préférence plusieurs unités de trituration et de broyage couplées en série et agencées pour réduire progressivement la taille des granules. est à noter que la totalité des fils d'acier présents dans les pneus sont arrachés et libérés des granules lors de la trituration et du broyage. De meme, une partie des fibres textiles présentes dans les pneus sont également arrachées et libérées des granules. Par conséquent, ce module 12 délivre en sortie un mélange désuni qui se compose de fils d'acier, de fibres textiles et de granules de caoutchouc mélangé et aggloméré à des fibres textiles. Le dispositif 10 comporte un premier module de séparation et de récupération de fibres textiles libres 13. Ce module peut être constitué par un dispositif d'aspiration. module de séparation 13 est disposé à la sortie du module de trituration et broyage 12. Il est agencé pour aspirer les fibres textiles déjà libérées des granules dans le module de trituration et de broyage 12, de manière à les séparer et à les récupérer. Le dispositif 10 comporte aussi un module de séparation et de récupération de fils d'acier libres 14. Ce module peut être constitué par un dispositif à aimantation, est disposé à la sortie du module de trituration et broyage 12. Ce module de séparation 14 est agencé pour prélever attraction magnétique fils d'acier, libérés des granules dans le module trituration et de broyage 12, de manière à les séparer et à les récupérer. Le dispositif 10 comporte un module de pulvérisation 15 illustré détail par la figure 2 et décrit ci-dessous. Les granules de caoutchouc mélangé et aggloméré à des fibres textiles provenant du module de trituration et de broyage 12 sont introduits, par gravité par exemple, dans le module de pulvérisation 15. Ce dernier est agencé pour réduire les granules en fines particules de taille déterminée et délivrer en sortie une poudre. particules obtenues peuvent être de très petites dimensions, c'est-à-dire de tailles comprises entre approximativement 600 et 700 microns. Les fibres textiles initialement contenues dans les granules qui sont pulvérisés particules, ayant les dimensions mentionnées ci-dessus, sont . automatiquement arrachées et libérées de celles-ci au cours de la pulvérisation. pratique, tous les granules introduits dans ce module de pulvérisation 15 sont pas pulvérisés en particules ayant la dimension correcte choisie. Généralement, environ % des granules introduits dans le module de pulvérisation 15 sont directement réduits à la taille correcte. Il faut souligner également qu'une partie seulement des fibres textiles contenues initialement dans les' granules qui ne sont pas réduits à la taille correcte sont arrachées et libérées de ceux- ci au cours de la pulvérisation. Par conséquent, le module de pulvérisation 15 délivre sortie un mélange composé de fibres textiles libres, de particules de caoutchouc mélangé et aggloméré à des fibres textiles et ayant des dimensions supérieures à la taille correcte, ainsi que de particules de caoutchouc propre dont la taille est correcte. Le dispositif de recyclage 10 comporte un second module de séparation et de récupération de fibres textiles libres 16. Ce module peut être constitué par un dispositif d'aspiration. Ce module de séparation 16 est disposé à la sortie du module de pulvérisation 15 et est agencé pour aspirer les fibres textiles déjà libérées des particules dans le module de pulvérisation 15, de manière à les séparer et à les récupérer. Le dispositif de recyclage 10 comporte un module de calibrage 17 constitué par exemple par un tamis. Ce module de calibrage 17 est couple la sortie du second module de séparation et de récupération de fibres textiles libres 16. Le module de calibrage 17 est agencé pour diviser les particules en deux catégories selon leurs dimensions, à savoir une première categorie de particules ayant des dimensions correctes, c'est-à-dire inférieures à une taille de référence, et une seconde catégorie de particules n'ayant pas des dimensions correctes, c'est-à-dire supérieures à la taille de référence. La taille de référence est choisie avantageusement entre 600 microns et et est de préférence égale à approximativement 700 microns. Le dispositif de recyclage 10 comporte une ligne de renvoi 18 de particules de la seconde catégorie vers l'entrée du module de pulvérisation 15. Cette ligne de renvoi 18 comprend des moyens de transport du type convoyeur. Elle est couplée à une première sortie du module de calibrage 17 et est agencée pour réintroduire, à l'entrée du module de pulvérisation, les particules sortant module de calibrage 17 et ayant des dimensions de grains supérieures calibre de reférence. Finalement, le dispositif 10 comporte un module de récupération 19 poudre de caoutchouc propre, tel qu'un bac de récupération muni d'un filtre. Le module récupération 19 est couplé à une seconde sortie du module de calibrage 17 et est agencé pour récupérer les particules de caoutchouc propre sortant du module de calibrage 17 et ayant des dimensions de grains inférieures calibre de référence. En référence à la figure 2, le module de pulvérisation 15 comprend au moins une unité pulvérisation 20 comportant un bâti 21 et une bouche d'entrée ou d'alimentation 22, agencée pour recevoir des granules de caoutchouc provenant du module de trituration et de broyage 12. Cette bouche d'alimentation 22 communique avec une chambre de pulvérisation 23. Cette chambre est de forme sensiblement cylindrique et s'étend approximativement dans un plan horizontal. La bouche d'alimentation 22 débouche dans la chambre de pulvérisation 23 par une ouverture d'admission 24 ménagée sensiblement coaxialement dans la surface supérieure de cette chambre 23. Un dispositif de pulvérisation 25 est logé à l'intérieur de la chambre de pulvérisation 23. Ce dispositif 25 comporte un couple de disques de pulvérisation formé par un disque supérieur 26 et un disque inférieur 27 de diamètres sensiblement égaux, superposés l'un à l'autre, disposés sensiblement horizontalement et coaxialement dans la chambre de pulvérisation 23. Ils sont de préférence réalisés en une matière rigide et résistante à l'usure, telle qu'une fonte perlitique par exemple. Le disque supérieur 26 est fixé à la surface supérieure de la chambre de pulvérisation 23. Il comporte un orifice d'admission 28 ménagé en son centre. Cet orifice 28 le traverse verticalement et est disposé sensiblement en regard et dessous de la bouche d'alimentation 22. Le disque inférieur 27 est rotatif et est couplé à une extrémité arbre d'entraînement 29. L'arbre d'entraînement 29 est couplé à un ensemble de transmission de puissance 30, tel qu'un ensemble moteur-réducteur électrique, qui commande la rotation de l'arbre d'entraînement 29 et ce fait du disque pulvérisation inférieur 27. Chaque disque 26, 27 comporte des dents 31, 32 concentriques, coaxiales à l'axe du disque et de forme sensiblement annulaire. Les dents 31 disque supérieur font saillie vers le bas depuis sa surface inférieure et les dents 32 du disque inférieur 27 font saillie vers le haut depuis sa surface supérieure. Les dents 31 du disque supérieur 26 coopèrent avec les dents 32 du disque inférieur 27 pour former des paires de dents 31, 32. Les dents de chaque disque sont espacées de telle manière que l'écartement entre deux dents 31, 32 d'une même paire diminue lorsque la distance entre la paire de dents et l'axe des disques 26, 27 augmente. Avec cet arrangement, les granules de caoutchouc mélangé à des fibres textiles introduits à travers la bouche d'alimentation 22 sont entraînés radialement par la force centrifuge, générée par la rotation du disque inférieur 27, entre les paires de dents successives des deux disques 26, 27 depuis une zone intérieure vers une zone extérieure et sont réduits par cisaillement en particules de dimensions de plus en plus petites. L'unité de pulvérisation 20 comporte également un orifice de sortie 33 ménagé dans la chambre de pulvérisation 23 et débouchant à travers la paroi laterale du bâti 21. Cet orifice de sortie 33 permet d'évacuer de la chambre de pulvérisation 23 les particules ayant traversé le dispositif de pulvérisation 25. L'unité de pulvérisation 20 comporte également des moyens de refroidissement 34 de l'intérieur de la chambre de pulvérisation 23. Ces moyens de refroidissement 34 peuvent être formés de circuits de refroidissement à air, à eau ou à liquide caloporteur et être disposés au moins partiellement à l'intérieur du disque de pulvérisation supérieur fixe 26 par exemple. Ils sont agencés pour refroidir les granules lors. de leur passage dans la chambre de pulvérisation 23 et empêcher que la température de ces granules n'excède une température critique à laquelle ils pourraient fondre et s'agglomérer ou s'enflammer, entravant ainsi le bon fonctionnement la sécurité du module de pulvérisation 15. Les moyens de refroidissement 34 sont agencés pour maintenir une température à l'intérieur de la chambre de pulvérisation 23 inférieure à approximativement 200'C et de piréférence inferieure à 1600C. Pour améliorer la performance de ce module 15, l'unite de pulvérisation 20 comporte avantageusement des moyens de ventilation ' gaz froid 35. La température initiale de ce gaz froid de ventilation est par exemple comprise entre approximativement 5'C et 10'C. Ces moyens de ventilation à froid 35 sont placés à la sortie de la chambre de pulvérisation en amont ou en aval de l'orifice de sortie 33, pour évacuer et refroidir rapidement les particules. L'unité de pulvérisation 20 est agencée pour pulvériser des granules ayant une dimension initiale, à l'entrée de l'unité, relativement grande, typiquement entre 12 et 30 mm, et pour délivrer en sortie une poudre dont la dimension des particules est d'environ quelques centaines de microns, typiquement à 700 microns. Cette unité de pulvérisation 20 est caractérisée par un rapport de pulvérisation, c'est-à-dire par le rapport de la dimension des granules à l'entrée à la dimension des particules à la sortie de l'unité de pulvérisation 20. rapport de pulvérisation peut prendre des valeurs généralement comprises entre 2 et 25. Comme mentionné précédemment, les particules pulvérisées dans le module pulvérisation 15 n'ont pas toutes la granulométrie choisie et théoriquement definie par les caractéristiques constructives du dispositif de pulvérisation 25. A titre d'exemple, lorsque le module de pulvérisation 15 est alimenté par des granules d'environ 16 mm de diamètre et que son rapport de pulvérisation théorique est égal à 25, approximativement 50% des particules pulvérisées un diamètre de grains à la sortie du module 15 compris entre 600 et 700 microns. Les 50% restant de ces particules ont un diamètre de grain pouvant atteindre 2 à 3 mm. Le module de calibrage 17 coopérant avec la ligne de renvoi 18 permet de renvoyer les particules de cette seconde categorie vers l'entrée du module de pulvérisation 15 pour une nouvelle pulvérisation. Selon une forme de réalisation préférée, le disque de pulvérisation inférieur est mobile axialement de manière à permettre un réglage de l'ecartement entre les deux disques 26, 27 et donc de l'écartement entre les dents 31, 32 des paires de dents. Ce montage particulier permet d'obtenir un rapport de pulvérisation réglable, par exemple entre approximativement 2 et 25. Cela permet de produire des particules de granulométrie choisie. Pour ce faire, l'arbre d'entraînement 29 du disque inférieur 27 rotatif est coulissant sur un palier 36. Il est en outre couplé à un mécanisme de commande en translation 37, tel qu'un ensemble moteur-réducteur électrique d'actionnement à crémaillère ou à excentrique qui comprend ou fonctionne conjointement avec système de commande et d'asservissement. Ce mécanisme de commande en translation 37 du disque inférieur 27 rotatif permet de régler en continu l'écartement des deux disques 26, 27 et ainsi de fixer avec précision rapport de pulvérisation recherché. Le dispositif de recyclage 10 tel que décrit ci-dessus a de nombreux avantages. permet de recycler entièrement des pneus usés, en particulier des pneus caoutchouc vulcanisé, en séparant proprement leurs différents composants constitutifs, à savoir le caoutchouc, les fils d'acier et les fibres textiles. Les dispositifs de recyclage de l'art antérieur permettent déjà de séparer les fils d'acier des granules de caoutchouc melangé à des fibres textiles. Cependant, les techniques de pulvérisation connues ne permettent pas d'obtenir une poudre de caoutchouc propre, sans fibres textiles, comme il est possible de la produire avec le dispositif de recyclage 10 de l'invention. Cette poudre est sensiblement homogène, raffinée et qualité constante dans le temps. Le module de pulvérisation 15 du dispositif selon l'invention permet aisément de pulvériser des granules en particules dont la dimension peut être de quelques centaines de microns seulement. Cela permet de séparer facilement et mécaniquement les fibres textiles des particules et d'obtenir ainsi une poudre de caoutchouc propre. Cette poudre de caoutchouc propre peut être utilisée dans la fabrication de toutes sortes de produits en caoutchouc, en particulier des produits à exigences techniques élevées et nécessitant du caoutchouc propre, telles que la fabrication de pneus neufs ou de chapes pour des pneus rechapés par exemple. En outre, le dispositif de recyclage 10 selon l'invention peut recycler divers déchets mélangés composés au moins partiellement d'une matière synthétique, telle que du caoutchouc ou similaire. En particulier, des déchets tels que des articles moulés, des tapis de sol ou de véhicule, des semelles de chaussure par exemple, peuvent être recyclés dans ce dispositif de recyclage 10, La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment, mais s'étend à toutes modifications ou variantes évidentes pour l'homme du métier. En particulier, le module de pulvérisation 15 de l'invention peut comporter plusieurs unités de pulvérisation 20 telles que décrites précédemment couplées en parallèle ou en série. Dans le cas d'un couplage en parallèle, chaque unité pulvérisation 20 est alimentée en granules le module de trituration et broyage 12 et peut avoir un rapport de puiverisation fixe ou réglable. unités de pulvérisation 20 peuvent avoir rapports de pulvérisation différents. Dans le cas d'un couplage en série, granules de caoutchouc mélangé provenant du module de trituration et broyage 12 sont introduits dans la première unité de pulvérisation 20 puis traversent consécutivement les autres unités de pulvérisation 20. granules ou particules sont progressivement réduites en taille dans ces différentes unités qui ont de préférence un écartement de disques 26, 27 décroissant. Le dispositif de pulvérisation 25 pourrait prendre des formes de réalisation différentes. En particulier, les profils, les hauteurs et la répartition des dents des deux disques peuvent être différents. Ce dispositif de pulvérisation peut également comporter plusieurs disques superposés, par exemple au nombre de trois. Le disque intermédiaire est rotatif et les deux disques extérieurs sont fixes par exemple. Le disque intermédiaire comporte alors des dents sur ces deux côtés en regard respectivement d'un des disques extérieurs. En outre, le dispositif de recyclage 10 selon l'invention n'est pas nécessairement pourvu du module de trituration et de broyage du premier module de séparation et de récupération de fibres textiles libres 3'ainsi que du module séparation de fils d'acier libres 14. En effet le module de pulvérisation 5 peut directement être alimenté par le module d'alimentation 11 si celui est chargé uniquement avec des granules caoutchouc mélangé à des fibres textiles, prétriturés et prébroyés dans des installations séparées ou externes. REVENDICATIONS 1 . Dispositif de recyclage de déchets comprenant au moins une matière synthetique telle que du caoutchouc, caractérisé en ce qu'il comporte moins un module de pulvérisation (15) approvisionné en déchets, et en que module de pulvérisation comporte des disques de pulvérisation (26, 27) qui coopèrent pour réduire lesdits déchets en particules de taille déterminée. 2. Dispositif de recyclage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules pulvérisées par les disques de pulvérisation (26, 27) ont une taille comprise entre 100 microns et 3 mm et de préférence comprise entre 600 et 700 microns. 3. Dispositif de recyclage selon la revendication 1, caractérisé en ce les disques de pulvérisation (26, 27) sont superposés, en ce qu'au moins (26) des disques de pulvérisation comporte un orifice d'admission (28) déchets, et en ce qu'au moins l'un (27) des disques de pulvérisation rotatif. 4. Dispositif de recyclage selon la revendication 3, caractérisé en ce chaque disque de pulvérisation (26, 27) comporte des dents (31, 32), dents (31) d'un disque de pulvérisation (26) étant orientées en direction des dents (32) d'au moins un autre disque de pulvérisation (27). 5. Dispositif de recyclage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les dents (31, 32) de deux disques de pulvérisation (26, 27) adjacents coopèrent pour former des paires de dents, et en ce que les dents (31, 32) chaque disque de pulvérisation (26, 27) sont espacées de sorte l'écartement entre deux dents (31, 32) d'une même paire diminue lorsque distance entre la paire de dents et l'axe des disques (26, 27) augmente. Dispositif de recyclage selon la revendication 4, caractérisé en ce que dents (31, 32) de chaque disque de pulvérisation (26, 27) sont concentriques et coaxiales à l'axe du disque. 7. Dispositif de recyclage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dents (31, 32) ont une forme sensiblement annulaire. 8. Dispositif de recyclage selon la revendication 3, caractérisé en ce le module de pulvérisation (15) comprend un ensemble de transmission puissance (30) comportant un arbre d'entraînement (29) en rotation couplé au disque de pulvérisation rotatif (27). 9. Dispositif de recyclage selon la revendication 1, caractérisé en ce moins l'un (27) des disques de pulvérisation est mobile axialement manière à permettre un réglage de l'écartement entre les disques pulvérisation (26, 27). 10. Dispositif de recyclage selon la revendication 1, caractérisé en ce que module de pulvérisation (15) comporte des moyens de refroidissement (34) moins l'un (26) des disques de pulvérisation. 11. Dispositif de recyclage selon la revendication 10, caractérisé en ce lesdits moyens de refroidissement (34) sont agencés pour maintenir température des particules inférieure à 200'C et de préférence inférieure à 160 C. Dispositif de recyclage selon la revendication 10, caractérisé en ce module de pulvérisation (15) comporte des moyens de ventilation à froid (35). 13. Procedé de recyclage de déchets comprenant moins une matière synthétique telle que du caoutchouc, caractérisé en qu'il comprend au moins une etape consistant à pulvériser lesdits déchets particules de taille déterminée au moyen d'un module de pulvérisation (15) comportant des disques de pulvérisation (26, 27). 14. Procédé de recyclage selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on pulvérise lesdits déchets en particules ayant une taille comprise entre 100 microns et 3 mm et de préférence comprise entre 600 et 700 microns. 15. Procédé de recyclage selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on refroidit au moins l'un des disques de pulvérisation (26) lors de l'étape de pulvérisation des déchets pour maintenir une température des particules inférieure à 200'C et de préférence inférieure à 1600C.