Brevet FR2815650A1 — publié le 20020426

Machine pour le traitement de terres et de matériaux analogues. La présente invention se rapporte à une machine de traitement de terres et de matériaux analogues, et plus particulièrement mais non exclusivement de matériaux considérés comme étant de manipulation difficile. Il s'agit en l'occurence de matériaux dont l'écoulement dans les circuits traditionnels ne peut pas se réaliser, soit parce qu'ils forment des voûtes dans les trémies d'alimentation, soit parce qu'ils colmatent les grilles des cribles en raison d'une adhérence naturelle trop importante ou d'un excès d'eau, soit encore parce qu'ils sont constitués par un conglomérat d'éléments agglomérés entre eux par un liant naturel ou non et qu'il est nécessaire de détruire leur structure afin de permettre un mélange intime avec des produits de traitement. Ces matériaux à traiter peuvent être, soit des sols naturels (sols argileux, craies, etc. ), soit des sols organiques ou des sous-produits industriels (par exemple sables de fonderies, mâchefers) dont les t propriétés géotechniques s'apparentent à celles des sols. Le traitement consiste à les mélanger avec des liants hydrauliques pour augmenter leur portance dans le cas du recyclage des déblais de chantiers, ou pour les solidifier et les stabiliser dans le cas de sols pollués, de façon à empêcher les polluants d'être entraînés par les eaux pluviales dans les nappes phréatiques. D'autres traitements sont envisageables, comme le mélange avec des bactéries ou des champignons pour dépolluer par exemple des terres imprégnées d'hydrocarbures. Les traitements de ce type sont normalement effectués sans excavation des matériaux, par malaxage en pleine masse après épandage sur place des différents produits ajoutés, ce qui donne un résultat médiocre dû à l'imprécision des dosages et à la mauvaise qualité du malaxage. On connaît par ailleurs, par le document FR-A-2 756 769, une machine mobile de traitement de matériaux tels que des terres naturelles, par exemple des terres d'excavation lors du creusement de tranchées, cette machine comprenant, sur une remorque au gabarit routier, une trémie d'alimentation des matériaux à traiter, des moyens de criblage et d'émottage des matériaux, au moins un réservoir de liants et un réservoir d'eau, un malaxeur et un transporteur qui amène les matériaux au malaxeur et qui comporte un système de pesage pour commander l'ajout de liants. Cette machine, du fait de l'organisation générale du circuit de traitement et du choix des différents composants du circuit, ne présente en particulier pas la souplesse requise pour pouvoir traiter de façon optimale des matériaux très différents, et notamment ne convient pas au traitement de matériaux de manipulation difficile, tels que définis ci-dessus. La présente invention vise une machine remédiant aux inconvénients des machines connues, et permettant en particulier de traiter des matériaux très divers, tels que des sols naturels ou des sousproduits industriels, de façon continue et avec précision. La machine conforme à l'invention pour le traitement de terres et de matériaux analogues comprend, sur un support, une trémie d'alimentation des matériaux à traiter, un dispositif extracteur pour extraire les matériaux de la trémie, un dispositif de criblage, un transporteur-peseur, un dispositif malaxeur, un transporteur de reprise et des moyens pour ajouter des adjuvants aux matériaux à traiter. L'un au moins des éléments comprenant le dispositif de criblage et le dispositif malaxeur est monté de façon mobile sur le support de manière à pouvoir être sélectivement placé dans le circuit des matériaux à traiter et hors dudit circuit. Les différents éléments sont arrangés dans le circuit de traitement de manière que lors de la mise hors circuit d'un desdits éléments, les matériaux passent directement sur l'élément suivant du circuit. De préférence, le dispositif de criblage peut être un crible à étoiles avec plusieurs arbres parallèles portant des rotors en étoile à doigts de préférence élastiquement déformables, les rotors des arbres successifs étant disposés en quinconce. Le dispositif de criblage peut également être un crible à disques, comprenant plusieurs arbres parallèles portant des rotors en forme de disques métalliques polygonaux qui peuvent comporter des pastilles antiusure, par exemple en carbure de tungstène, à leurs coins, les rotors des arbres successifs étant disposés en quinconce. De préférence, le crible peut être monté mobile en translation longitudinale en dessous de l'extrémité de décharge du dispositif extracteur de la trémie. Le transporteur-peseur peut comprendre un tapis transporteur passant sous l'extrémité de décharge du dispositif extracteur et sous le crible se trouvant en position d'utilisation, de manière à pouvoir recevoir les matériaux, soit à la sortie du crible, soit directement à l'extrémité de décharge du dispositif extracteur lorsque le crible est hors circuit. Le dispositif malaxeur peut être de préférence constitué par un malaxeur-émotteur à deux arbres parallèles équipé de fléaux et/ou de couteaux ou de lames fixes. De préférence, le malaxeur-émotteur peut être monté entre l'extrémité de décharge du transporteur-peseur et le transporteur de reprise, de manière à pouvoir être relevé pour être mis hors circuit, les matériaux véhiculés par le transporteur-peseur tombant alors directement sur le transporteur de reprise. Les éléments du circuit de traitement peuvent être avantageusement montés sur un châssis reposant au sol en position de travail, ce châssis étant équipé de béquilles permettant de le relever en vue du chargement sur une remorque. En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'une machine conforme à l'invention ; sur les dessins : - la figure 1 est une vue latérale de la machine conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus de la machine de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe suivant A-A de la figure 2 ; - la figure 4 est une coupe suivant B-B de la figure 2 ; - la figure 5 est une coupe suivant C-C de la figure 3 ; - les figures 6 et 7 représentent un crible à étoiles, en vue latérale et en vue de dessus ; - les figures 8 et 9 représentent un crible à disques, en vue latérale et en vue de dessus ; - la figure 10 est une vue latérale d'ensemble d'un mode de réalisation du malaxeur-émotteur entre le transporteur-peseur et le transporteur de reprise ; - la figure 11 est une coupe schématique d'un malaxeur-émotteur d'un autre type ; - la figure 12 est une vue de dessus du malaxeur-émotteur de la figure 10 ; - la figure 13 représente les deux arbres à fléaux du malaxeur- émotteur de la figure 10 ; - les figures 14a, 14b et 14c représentent trois modes de réalisation d'un arbre à couteaux ou à lames fixes du malaxeur-émotteur suivant la figure 11. La machine telle qu'illustrée dans son ensemble sur les figures 1 à 5, destinée au traitement de terres naturelles ou de sous-produits industriels, comprend cinq fonctions différentes, dissociables les unes des autres, à savoir : - une fonction alimentation, - une fonction criblage, - une fonction dosage de liants ou autres adjuvants pulvérulents, - une fonction malaxage et émottage, et - une fonction dosage d'eau ou autres adjuvants liquides. La fonction alimentation est assurée par une trémie de chargement 1 recevant les matériaux bruts à traiter, équipée d'une grille de scalpage 2 qui élimine les blocs supérieurs à par exemple 250 mm, de rehausses 3 permettant de mieux contenir les matériaux chargés, et d'un extracteur 4 constitué par un tapis transporteur permettant d'extraire les matériaux en un débit régulier et continu. La fonction criblage est assurée par un crible 5 qui assure également la destruction de la structure des conglomérats des matériaux à traiter et qui sera décrit plus en détail ci-après avec référence aux figures 6 à 9. Le crible 5 est monté en dessous de l'extrémité de décharge de l'extracteur 4 de la trémie 1 en étant mobile en translation longitudinale de manière à pouvoir être sélectivement retiré du circuit des matériaux à traiter. Un transporteur-peseur 6 comprenant un tapis équipé d'une table de pesée 7 au voisinage de son extrémité de décharge est installé en dessous de l'extracteur 4 et du crible 5, de manière à pouvoir recevoir, selon la position du crible 5, soit les matériaux criblés sortant du crible 5, soit directement les matériaux extraits de la trémie 1 par l'extracteur 4. La fonction de dosage des liants ou adjuvants pulvérulents est constituée par un distributeur 8 à vis de dosage à vitesse variable, asservie à la table de pesée 7 du transporteur 6, le distributeur 8 étant disposé audessus du transporteur 6, en dessous de l'extracteur 4, de manière à pouvoir distribuer le liant ou autre adjuvant pulvérulent sur les matériaux transportés par le transporteur 6, que le crible 5 soit en circuit ou non. La fonction de malaxage et d'émottage est assurée par un malaxeur-émotteur 9 décrit plus en détail par la suite avec référence aux figures 10 à 14. Le malaxeur-émotteur 9 disposé entre l'extrémité de décharge du transporteur-peseur 6 et un transporteur de reprise 10, est relevable de sa position basse active, dans laquelle il reçoit les matériaux à l'extrémité de décharge du transporteur-peseur 6 pour les transmettre, après malaxage et émottage, au transporteur de reprise 10, en position haute inactive dans laquelle les matériaux, à l'extrémité de décharge du transporteur-peseur 6, tombent directement sur le transporteur de reprise 10, sans passer dans le malaxeur-émotteur 9. La fonction de dosage d'eau ou d'autres adjuvants liquides est assurée par une rampe d'arrosage 11 disposée au-dessus du transporteur de reprise 10, en aval du malaxeur-émotteur 9, et alimentée par une pompe doseuse 12 avec débitmètre asservie à la table de pesée 7 et permettant de délivrer une quantité ajustée de liquide, proportionnelle au débit des matériaux à traiter, la pompe 12 étant elle-même alimentée par un réservoir de liquide 13. L'ensemble des composants décrits jusqu'à présent est monté sur un châssis 14 qui repose au sol en position de travail. Le châssis 14 est équipé de quatre béquilles hydrauliques 15 permettant de relever le châssis 14 pour être chargé sur une remorque. Le châssis 14 porte par ailleurs une centrale hydraulique 16 qui entraîne les béquilles 15 et le malaxeur-émotteur 9, un groupe électrogène 17 qui assure, par une armoire électrique 17a, l'alimentation en énergie de l'installation, ainsi qu'un silo 18 qui alimente la vis doseuse 8 en pulvérulent et qui peut soit être rempli à partir de sacs, soit être alimenté lui-même par un silo extérieur à la machine. Enfin, on reconnaît un transporteur d'évacuation 19 qui reprend, à l'extrémité du crible 5, les refus de criblage et les dépose au sol ou les envoie par exemple dans une installation de concassage extérieure à la machine. Le crible 5 peut, dans le cadre de la présente invention, être constitué avantageusement par un crible à étoiles 5a, selon les figures 6 et 7, ou par un crible à disques 5b, selon les figures 8 et 9. Le crible à étoiles 5 suivant les figures 6 et 7, est constitué d'une succession d'arbres transversaux 20 sur chacun desquels sont calés des rotors 2 la en étoiles. Les doigts de préférence élastiquement déformables des rotors en étoiles 2 da sont incurvés vers l'arrière (par rapport au sens de rotation des rotors 21 a) et, comme le montre la figure 7, les rotors en étoiles 2 a des arbres 20 successifs sont disposés en quinconce. Les arbres 20 couplés par une ou plusieurs chaînes d'entraînement, sont tous entraînés dans le même sens, par exemple par un moteur hydraulique ou électrique. Comme cela est schématisé sur la figure 6, les rebondissements répétés et rapides des matériaux sur les rotors en étoiles 21 a permettent l'émottage des parties molles des matériaux à traiter. Les refus sont portés par les rotors en étoiles jusqu'à l'extrémité du crible où ils sont repris par le transporteur d'évacuation 19. La granulométrie des parties fines récupérées en dessous des rotors en étoiles est définie par l'espace entre les étoiles en vis-à-vis, cet espace pouvant être déterminé par des rondelles intercalées entre les rotors en étoiles sur chaque arbre. Le crible à disques 5b suivant les figures 8 et 9 présente la même constitution générale que le crible à étoiles 5a suivant les figures 6 et 7, le principe de fonctionnement étant le même également. Les arbres 20 couplés par des chaînes et entraînés par un moteur, tel que cela apparaît sur la figure 9, portent ici des rotors 21b constitués par des disques polygonaux, par exemple octogonaux ou décagonaux, comme dans l'exemple illustré. Chaque disque 21b est équipé à ses coins de plaquettes 21c en matériau anti-usure, par exemple des pastilles en carbure de tungstène. Un avantage du crible à disques 5b selon les figures 8 et 9 par rapport au crible à étoiles 5a suivant les figures 6 et 7, consiste dans le fait qu'en raison de leur vitesse plus élevée, les disques permettent de mieux détruire la structure de matériaux agglomérés. Selon la figure 10, le malaxeur-émotteur 9 représenté en position active, c'est-à-dire en position abaissée, entre l'extrémité de décharge du transporteur-peseur 6 et le transporteur de reprise 10, comprend deux arbres 21a, 22b parallèles, entraînés en rotation dans le même sens, de préférence à des vitesses différentes. Le premier arbre 22a porte par exemple des fléaux 23, le deuxième arbre 22b pouvant porter, soit également des fléaux 23 (voir également figure 13), soit des couteaux ou lames fixes 24a, 24b, 24c, comme représenté sur les figures 14a, 14b et 14c. On reconnaît par ailleurs sur la figure 10 que le deuxième arbre 22b est monté sur deux disques excentriques 25 pouvant être immobilisés dans plusieurs positions, ce qui permet de rapprocher l'arbre 22b de l'arbre 22a et de l'éloigner de ce dernier, selon la grosseur des produits traités. Les éléments 23,24 montés sur les deux arbres 22a, 22b sont décalés d'un arbre à l'autre, tel que cela apparaît sur la vue de dessus de la figure 12. Il ressort par ailleurs de la figure 11 qui représente un malaxeur- émotteur 9 avec un premier arbre 22a à fléaux 23 et avec un deuxième arbre 22b à coûteaux ou lames fixes 24, que la chambre dans laquelle tournent les deux arbres et qui reçoit les matériaux à traiter est munie de deux volets articulés 25 et 26. L'entraînement des deux arbres 22a, 22b, par exemple par pignons et chaînes, est assuré par un motoréducteur ou un moteur hydraulique. En-dehors de la mise en circuit et de la mise hors-circuit du malaxeur-émotteur 9, par abaissement et relevage de ce dernier, par exemple à l'aide d'un treuil, et de la mise en circuit et hors-circuit du crible 5, par translation longitudinale de ce dernier sur des rails, il est également possible de mettre sélectivement en action et hors d'action la rampe 8 de distribution d'adjuvants pulvérulents ainsi que la rampe 11 de distribution d'adjuvants liquides. Par conséquent, en-dehors de la fonction d'alimentation (trémie 1) qui conditionne le fonctionnement de la machine, chacune des autres fonctions (criblage, dosage d'adjuvants pulvérulents, malaxage-émottage et dosage d'adjuvants liquides) peut être utilisée ou non. Il en résulte une souplesse permettant une adaptation parfaite aux différents matériaux à traiter. Par ailleurs, bien que le crible tel qu'illustré et décrit (crible à étoiles ou crible à disques) et le malaxeur-émotteur 9 (à deux arbres à fléaux et/ou à couteaux ou lames fixes) constituent des modes de réalisation particulièrement préférés de ces composants, notamment pour le traitement de matériaux de manipulation difficile, il serait possible, dans le cadre de l'invention, d'utiliser un crible et un malaxeur-émotteur d'autres types. REVENDICATIONS 1. Machine pour le traitement de terres et de matériaux analogues, comprenant, sur un support (14), une trémie (1) d'alimentation des matériaux à traiter, un dispositif extracteur (4) pour extraire les matériaux de ladite trémie, un dispositif de criblage (5), un dispositif transporteur-peseur (6), un dispositif malaxeur (9), un transporteur de reprise (10) et des moyens (8,11) pour ajouter des adjuvants aux produits à traiter, caractérisée par le fait que l'un au moins des éléments comprenant le dispositif de criblage (5) et le dispositif malaxeur (9) est monté de façon mobile sur le support (14) de manière à pouvoir être sélectivement placé dans le circuit des matériaux à traiter et hors dudit circuit et que les différents éléments sont disposés dans le circuit des matériaux à traiter de manière que lors de la mise hors-circuit d'un desdits éléments, les matériaux passent directement sur l'élément suivant du circuit. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de criblage est constitué par un crible à étoiles (5a) comportant plusieurs arbres (20) portant des rotors en étoiles (21), les rotors des arbres successifs étant disposés en quinconce. 3. Machine suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de criblage est un crible à disques (5b) comportant plusieurs arbres (20) portant des disques métalliques (21b) de forme polygonale, les disques des arbres successifs étant disposés en quinconce. 4. Machine suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que chaque disque (21b) porte des pastilles anti-usure (21c), par exemple en carbure de tungstène, à ses coins. 5. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le dispositif de criblage (5) est monté mobile en translation en dessous de l'extrémité de décharge du dispositif extracteur (4). 6. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le dispositif transporteur-peseur (6) comprend un tapis transporteur passant sous l'extrémité de décharge du dispositif extracteur (4) et sous le dispositif de criblage (5) lorsque ce dernier est en circuit, de manière à pouvoir recevoir les produits du dispositif de criblage lorsque ce dernier est en circuit ou directement les produits à l'extrémité de décharge du dispositif extracteur (4) lorsque le dispositif de criblage est hors-circuit. 7. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le dispositif malaxeur est monté entre l'extrémité de décharge du dispositif transporteur-peseur (6) et le transporteur de reprise (10) de manière à pouvoir être relevé pour sa mise hors-circuit et être abaissé pour sa mise en circuit. 8. Machine suivant la revendication 1 ou 7, caractérisée par le fait que le dispositif malaxeur est un malaxeur-émotteur (9) comprenant deux arbres (22) équipés de fléaux (23) ou de couteaux ou lames fixes (24). 9. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que tous les éléments intervenant dans le traitement sont montés sur un châssis (14) équipé de béquilles (15) permettant le relevage du châssis pour son chargement sur une remorque.