Brevet FR2898286A1 — publié le 20070914

La présente invention se rapporte à un dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets, en particulier d'objets issus d'ordures ménagères ou de déchets industriels. Dans l'industrie du traitement des déchets, on cherche à valoriser les déchets, par exemple en les transformant en produit combustible. Pour cela, il est connu de broyer des objets issus des déchets pour obtenir des objets broyés d'un calibre donné, puis de compacter les objets broyés pour former des blocs combustibles. Par objets issus de déchets, on entend que les déchets peuvent subir un traitement préalable avant d'être broyés, par exemple un traitement thermique et/ou un traitement à la chaux pour assécher les déchets. Les déchets peuvent être des ordures ménagères et/ou des déchets industriels. On connaît un dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets, comprenant deux rangées de ciseaux rotatifs, et une grille munie d'orifices de calibrage fixée sous les ciseaux rotatifs. Les objets sont introduits par le haut entre les deux rangées de ciseaux rotatifs, sont broyés par les ciseaux et descendent jusqu'à la grille. Les objets broyés de dimensions inférieures aux dimensions des orifices de calibrage tombent en dessous de la grille. On obtient donc sous la grille des objets broyés calibrés. Ce dispositif présente plusieurs inconvénients. Les objets broyés de dimensions supérieures aux dimensions des orifices de calibrage restent entre la grille et les ciseaux rotatifs. La rotation des ciseaux crée un frottement entre les objets et la grille, ce qui provoque un échauffement et nécessite une puissance importante pour faire tourner les ciseaux. De plus, si la quantité d'objets restant entre les ciseaux et la grille devient trop importante, cela peut provoquer un blocage du dispositif On connaît un autre dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets, comprenant deux rangées de ciseaux rotatifs, et une grille munie d'orifices de calibrage agencée sous les ciseaux rotatifs. La grille est composée de deux demi-grilles pouvant être retirées pour évacuer les objets restant entre les ciseaux et la grille. On évite ainsi les risques de blocage. Toutefois, cette opération nécessite l'arrêt du fonctionnement du dispositif et la récupération des objets non-calibrés. Cela nuit à la productivité du dispositif 2 L'invention a pour but de fournir un dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets, qui ne présente pas au moins certains des inconvénients précités de l'art antérieur. Pour cela, l'invention fournit un dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets, caractérisé par le fait qu'il comprend : un trommel cylindrique de révolution d'axe incliné par rapport à l'horizontale, comprenant une paroi cylindrique présentant une pluralité d'orifices de calibrage, et un tube broyeur s'étendant à l'intérieur dudit trommel, sensiblement sur la majeure partie de la longueur du trommel, et muni d'au moins un organe de broyage s'étendant radialement, ledit dispositif comprenant un actionneur de trommel apte à entraîner ledit trommel en rotation autour de l'axe du trommel selon un premier sens de rotation et un actionneur de tube apte à entraîner ledit tube broyeur en rotation autour de l'axe du tube broyeur selon un deuxième sens de rotation opposé audit premier sens de rotation, de manière à broyer lesdits objets présents dans ledit trommel entre ladite paroi cylindrique et ledit au moins un organe de broyage. Ainsi, les objets qui sont broyés suffisamment, c'est-à-dire jusqu'à une taille suffisamment petite, entre la paroi cylindrique et ledit au moins un organe de broyage, tombent hors du trommel par les orifices de calibrage. De plus, grâce à ces caractéristiques, on évite, ou au moins on limite, les risques d'échauffement et de blocage. En effet, les objets qui ne sont pas suffisamment broyés ne restent pas entre la paroi cylindrique et ledit au moins un organe de broyage et ne peuvent donc créer un échauffement ou un blocage. Au contraire, en raison de l'inclinaison de l'axe du trommel, ils glissent vers le côté incliné vers le bas du trommel. La rotation du trommel contribue à faire glisser ces objets vers le bas. De préférence, ledit trommel présente, à son extrémité inclinée vers le bas, une ouverture inférieure présentant des dimensions plus grandes que les dimensions desdits orifices de calibrage pour l'évacuation des objets de dimensions supérieures à celles des orifices de calibrage. Ainsi les objets non suffisamment broyés peuvent être récupérés et évacués, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter le fonctionnement du dispositif. 3 Avantageusement, ledit trommel présente, à son extrémité inclinée vers le haut, une ouverture supérieure apte à recevoir lesdits objets en provenance d'une trémie d'introduction. Selon un mode de réalisation particulier, lesdits orifices de calibrage sont répartis sur ladite paroi cylindrique au moins le long de l'axe du trommel, ledit dispositif comprenant un convoyeur agencé sous ledit trommel pour la réception et le convoyage des objets broyés passant à travers lesdits orifices de calibrage. De préférence, l'axe du trommel et l'axe du tube broyeur 10 sont parallèles. Avantageusement, ledit tube broyeur s' étend entre un premier palier d'extrémité et un deuxième palier d'extrémité, la position desdits paliers d'extrémité par rapport audit trommel étant réglable. Grâce à ces caractéristiques, il est possible de régler la 15 distance entre ledit au moins un organe de broyage et la paroi cylindrique. Cela permet d'adapter cette distance aux objets à broyer et/ou au calibre à atteindre. Selon un mode de réalisation particulier, la position desdits paliers d'extrémité par rapport audit trommel est réglable par 20 déplacement desdits paliers horizontalement et perpendiculairement à l'axe du tube broyeur. De préférence, le dispositif comprend plusieurs organes de broyage répartis le long dudit tube broyeur. Ainsi, des objets non suffisamment broyés lors de leur 25 passage au niveau d'un premier organe de broyage peuvent être broyés suffisamment lors de leur passage au niveau d'un autre organe de broyage. Avantageusement, ledit au moins un organe de broyage présente une surface radialement extérieure comprenant au moins un 30 secteur en spirale, ledit secteur en spirale présentant une portion de plus grand rayon munie de dents de broyage et une portion de plus petit rayon non munie de dents de broyage. Selon un mode de réalisation particulier, ledit actionneur de trommel est apte à entraîner ledit trommel en rotation selon une vitesse 35 de rotation réglable. 4 La vitesse de rotation du trommel peut donc être adaptée pour que la rotation du trommel entraîne un maintien des objets à proximité dudit au moins un organe de broyage. L'invention fournit aussi une utilisation du dispositif pour le 5 broyage et le calibrage d'objets selon l'invention ci-dessus, lesdits objets étant issus d'ordures ménagères et/ou de déchets industriels. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de 10 l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique de face d'un dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets selon un mode de réalisation de l'invention ; 15 - la figure 2 est une vue de côté du dispositif de la figure 1 - la figure 3 est une vue de face du trommel et du tube broyeur du dispositif de la figure 1 ; - la figure 4 représente un détail du trommel du 20 dispositif de la figure 1 ; et - la figure 5 est une vue en coupe du dispositif de la figure 1. Le dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets 1 comprend un trommel 2 posé sur une charpente 4. La charpente 4 25 comprend un châssis rectangulaire 6 porté par quatre de pieds 5. Deux des pieds 5, ceux de gauche sur la figure 1, sont plus hauts que les deux autres de sorte que le châssis 6 est incliné par rapport à l'horizontale. Le trommel 2 est cylindrique de révolution et repose sur le châssis 6 par l'intermédiaire de quatre galets de caoutchouc 7 rotatifs, 30 représentés sur les figures 3 et 5. Les galets 7 sont tous de mêmes dimensions de sorte que l'axe A du trommel 2 est incliné par rapport à l'horizontale comme le châssis 6. La paroi cylindrique 3 du trommel 2 présente une pluralité d'orifices de calibrage 8. Seuls quelques orifices de calibrage 8 sont 35 représentés sur la figure 1. Toutefois les orifices 8 sont répartis sur une majeure partie de la surface de la paroi 3. Les orifices de calibrage 8 sont de forme carrée et alignés en rangées parallèles, en quinconce, comme représenté sur la figure 4. Bien entendu, les orifices de calibrage pourraient présenter d'autres formes et/ou être agencés différemment sur la paroi 3. Les dimensions des orifices 8 sont choisies en fonction du 5 calibre d'objet souhaité. Par exemple, pour des objets issus de déchets avec lesquels on souhaite réaliser des blocs combustibles pour une cimenterie, respectivement une centrale thermique, les orifices 8 sont des carrés de 70 mm, respectivement 40 mm, de côté. Le trommel 2 présente une ouverture supérieure 15 de son côté incliné vers le haut, ce qui permet l'introduction d'objets dans le trommel 2 en provenance d'un convoyeur d'introduction 20 et d'une trémie d'introduction 16. Le trommel 2 présente également une ouverture inférieure 14 de son côté incliné vers le bas, ce qui permet l'évacuation d'objets hors du trommel par une goulotte de sortie 18 et un convoyeur de refus 19. Les ouvertures 14 et 15 s'étendent sur toute la section circulaire du trommel 2. Le trommel 2 présente une couronne dentée 9 composée de dents soudées à la paroi 3. Une chaîne (non représentée) relie la couronne 9 à un actionneur de trommel (non représenté), apte à entraîner le trommel 2 en rotation sur les galets 7, selon un premier sens de rotation représenté par la flèche 24. Une trémie de réception 26 est agencée sous le trommel 2 de manière à guider des objets vers un convoyeur de réception 17. Le dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets 1 comprend également un tube broyeur 10. Le tube broyeur 10 comprend un noyau cylindrique 11 d'axe B et une pluralité d'organes de broyage 12 répartis le long du noyau 11. Chaque organe de broyage 12 présente la forme d'une plaque qui s'étend radialement et dont le périmètre est divisé en quatre secteurs en spirale. Plus précisément, comme on le voit sur la figure 5, le périmètre de l'organe de broyage 12 est divisé en quatre secteurs de 90 , et dans chaque secteur, le rayon r entre l'axe B et un point P du périmètre est une fonction croissante de l'angle e défini par le point Po, correspondant au plus petit rayon r du secteur en question, et le point P. Chaque secteur est lui-même divisé en une première portion, de rayon inférieur à un seuil rs, non munie de dents, et une deuxième portion, de rayon supérieur au seuil rs, munie d'une série de dents de broyage 23. Le tube broyeur 10 s'étend entre un palier supérieur 13, agencé en regard de l'ouverture supérieure 15, et un palier inférieur (non représenté) agencé en regard de l'ouverture inférieure 14, en passant à l'intérieur du trommel 2. Tous les organes de broyage 12 sont agencés à l'intérieur du trommel 2. Un actionneur de tube (non représenté) est agencé à proximité du palier inférieur et est apte à entraîner le tube broyeur 10 en rotation selon un deuxième sens de rotation, représenté par la flèche 25, opposé au sens de rotation du trommel 2. Dans l'exemple représenté, l'axe A du trommel 2 est parallèle à l'axe B du tube broyeur 2 et la distance minimale d entre la paroi 3 et un organe de broyage 12 est la même pour tous les organes de broyage 12. Dans une autre mode de réalisation, les axes A et B pourraient être non parallèles et la distance d différente pour chaque organe de broyage. Les paliers, supérieur 13 et inférieur, peuvent être déplacés horizontalement et perpendiculairement à l'axe B, comme représenté par la double flèche 21, ce qui permet de régler la distance d. Vu en coupe comme sur la figure 5, l'axe B est agencé en dessous de l'horizontale passant par l'axe A, et, par rapport à la verticale passant par l'axe A, du côté où la rotation du trommel 2 correspond à un mouvement vers le haut de la paroi 3. On va maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets 1. Des objets à broyer de manière calibrée, par exemple des objets issus de déchets ou un autre type d'objet, sont introduits dans le trommel 2 par le convoyeur d'introduction 20 et la trémie d'introduction 16. Le trommel 2 est entraîné en rotation selon un premier sens et le tube broyeur 10 est entraîné en rotation dans le sens opposé, chacun par son actionneur respectif La rotation du tube broyeur 10 a pour effet de broyer les objets présents entre les organes de broyage 12 et la paroi 3, et plus précisément entre les dents 23 des organes de broyage 12 et la paroi 3. La rotation du trommel 12 a plusieurs effets. Cette rotation engendre un mouvement de mélange des objets présent dans le trommel 7 2. En raison de ce mouvement, des objets suffisamment broyés se retrouvent en regard des orifices 8 et tombent à travers les orifices 8 sur le convoyeur de réception 17. Ils sont alors par exemple dirigés vers une presse pour former des blocs combustibles. De plus, en raison de ce mouvement et de l'inclinaison du trommel, les objets non suffisamment broyés lors de leur passage au niveau d'un premier organe de broyage 12 glissent vers le côté du trommel 2 incliné vers le bas. Ils peuvent donc être broyés par un autre organe 12. Si des objets non suffisamment broyés glissent jusqu'à l'ouverture inférieure 14, ils sont guidés par la goulotte de sortie 18 vers le convoyeur de refus 19. La rotation du trommel 2 a également pour effet de diriger les objets présents dans le trommel 2 vers la zone de broyage, c'est-à-dire la zone où la distance entre l'organe de broyage et la paroi 3 est inférieure à la taille moyenne des objets. La vitesse de rotation du trommel 2 est réglable. Ainsi, une personne peut régler cette vitesse pour que les objets situés à gauche du tube broyeur 10, comme vu sur la figure 5, ne soient pas entraînés excessivement vers le haut à distance de la zone de broyage. Au contraire, cette vitesse peut être réglée à une valeur suffisamment faible pour que ces objets restent dans ou à proximité de la zone de broyage. Par exemple, la vitesse de rotation du trommel 2 peut être réglée de 7 à 14 tours/minute et la vitesse de rotation du tube broyeur 10 est de 30 tours/minute. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le broyage et le calibrage d'objets (1), caractérisé par le fait qu'il comprend : un trommel (2) cylindrique de révolution d'axe (A) incliné par rapport à l'horizontale, comprenant une paroi cylindrique (3) présentant une pluralité d'orifices de calibrage (8), et un tube broyeur (10) s'étendant à l'intérieur dudit trommel, sensiblement sur la majeure partie de la longueur du trommel, et muni d'au moins un organe de broyage (12) s'étendant radialement, ledit dispositif comprenant un actionneur de trommel apte à entraîner ledit trommel en rotation autour de l'axe du trommel selon un premier sens de rotation (24) et un actionneur de tube apte à entraîner ledit tube broyeur en rotation autour de l'axe du tube broyeur (B) selon un deuxième sens de rotation (25) opposé audit premier sens de rotation, de manière à broyer lesdits objets présents dans ledit trommel entre ladite paroi cylindrique et ledit au moins un organe de broyage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit trommel présente, à son extrémité inclinée vers le bas, une ouverture inférieure (14) présentant des dimensions plus grandes que les dimensions desdits orifices de calibrage pour l'évacuation des objets de dimensions supérieures à celles des orifices de calibrage. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit trommel présente, à son extrémité inclinée vers le haut, une ouverture supérieure (15) apte à recevoir lesdits objets en provenance d'une trémie d'introduction (16). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdits orifices de calibrage sont répartis sur ladite paroi cylindrique au moins le long de l'axe du trommel (A), ledit dispositif comprenant un convoyeur (17) agencé sous ledit trommel pour la réception et le convoyage des objets broyés passant à travers lesdits orifices de calibrage. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'axe du trommel (A) et l'axe du tube broyeur (B) sont parallèles. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, 35 caractérisé par le fait que ledit tube broyeur s'étend entre un premierpalier d'extrémité (13) et un deuxième palier d'extrémité, la position desdits paliers d'extrémité par rapport audit trommel étant réglable. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la position desdits paliers d'extrémité par rapport audit trommel est réglable par déplacement desdits paliers horizontalement et perpendiculairement à l'axe du tube broyeur. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs organes de broyage répartis le long dudit tube broyeur. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que ledit au moins un organe de broyage présente une surface radialement extérieure comprenant au moins un secteur en spirale (22), ledit secteur en spirale présentant une portion de plus grand rayon munie de dents de broyage (23) et une portion de plus petit rayon non munie de dents de broyage. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que ledit actionneur de trommel est apte à entraîner ledit trommel en rotation selon une vitesse de rotation réglable. 11. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 pour le broyage et le calibrage d'objets, lesdits objets étant issus d'ordures ménagères et/ou de déchets industriels.