Brevet FR2939703A1 — publié le 20100618

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine du traitement de matériaux de toutes origines, en particulier par déchiquetage au moyen de concasseurs ou de broyeurs à marteaux, ou analogues et a pour objet un broyeur de faible encombrement muni d'un rotor incliné par rapport à l'axe de la goulotte d'alimentation. La récupération de produits métalliques à partir d'objets hors d'usage, en particulier de véhicules automobiles, au moyen de concasseurs ou de broyeurs, s'effectue généralement par introduction des objets dans un broyeur à marteaux, par l'intermédiaire d'une rampe d'introduction équipée d'un tambour écraseur ; ledit broyeur à marteaux arrache et déchiquette la matière y entrant, par interaction avec une ou plusieurs enclumes, qui éjecte et/ou évacue à travers des parois criblantes les déchets mécaniques obtenus présentant un calibre déterminé. Ces déchets sont ensuite traités en vue d'une élimination des matières impropres à la réutilisation et d'un tri des matières restantes en fonction de leurs caractéristiques métallurgiques. Les broyeurs à marteaux connus à ce jour, dont les marteaux sont généralement montés sur un rotor constitué par un assemblage de disques et sont éclipsables dans le rotor permettent, généralement, un broyage correct des produits suivant une densité prédéterminée. Cependant, ces broyeurs connus sont généralement sous forme d'unité de grandes dimensions, capables de réaliser un rendement journalier très important et ne sont adaptés qu'à des centres de traitement dimensionnés en conséquence. Il en résulte que, pour rentabiliser des installations d'une telle taille, celles-ci doivent nécessairement être en nombre réduit pour couvrir une zone d'approvisionnement importante. Toutefois, si la taille même de telles installations de broyage permet une réduction de leur nombre, elle exige forcément des trajets de transport relativement importants pour amener des produits à broyer à ces installations. Or, un transport à grande échelle de déchets, en vue de leur traitement, entraîne forcément une importante pollution correspondante par les moyens de transport et donc une incidence écologique très défavorable. En outre, les installations de broyage existantes sont extrêmement énergivores, du fait que l'entraînement des rotors de broyage -2- nécessite des moteurs de très forte puissance. En effet, du fait que les rotors sont de grande dimension et s'étendent sur toute la largeur des goulottes d'alimentation, ces rotors ont tendance à tirer sur la matière à broyer de sorte qu'il existe un risque de bourrage entraînant une demande importante de puissance instantanée. Il a également été proposé, dans un souci de réduction de l'encombrement, de réaliser des broyeurs verticaux, dans lesquels le rotor est disposé verticalement dans une enceinte de broyage, qui est alimentée par le haut. Cependant, dans de tels broyeurs, les inconvénients cités plus haut subsistent, du fait que la maîtrise de l'alimentation ne peut pas être assurée, de sorte que les pics de puissance instantanée très élevés subsistent. Par ailleurs, ce type de broyeur ne peut recevoir que des produits de taille réduite, prédécoupés ou prébroyés. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un broyeur de faible encombrement permettant, de traiter ces matériaux directement sur leur lieu de collecte, sans nécessiter de transport supplémentaire et avec une dépense d'énergie réduite. A cet effet, le broyeur de faible encombrement, qui est essentiellement constitué par une goulotte d'alimentation débouchant sur un rotor muni de marteaux de broyage et/ou de découpe coopérant avec une enceinte de broyage munie de parois criblantes, un élément écraseur pouvant être prévu en amont du rotor, au-dessus de la goulotte d'alimentation et à distance de celle-ci, caractérisé en ce que le rotor est incliné par rapport à l'axe de la goulotte d'alimentation en formant avec cette dernière un angle aigu. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation latérale et partiellement en coupe d'un broyeur conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, d'une variante de réalisation de l'invention, et les figures 3 et 4 sont des vues analogues à celle de la figure 1 d'autres variantes de réalisation de l'invention. La figure 1 des dessins annexés représente, à titre d'exemple, un broyeur de faible encombrement, qui est essentiellement constitué par une -3- goulotte d'alimentation 1 débouchant sur un rotor 2 muni de marteaux de broyage et/ou de découpe 3 coopérant avec une enceinte de broyage 4 munie de parois criblantes 5. Ce broyeur peut éventuellement être muni, en amont du rotor 2, d'un élément écraseur 6 s'étendant au-dessus de la goulotte d'alimentation 1 et à distance de celle-ci. De manière connue, la goulotte 1 est, de préférence, inclinée pour faciliter l'alimentation du rotor 2 par gravité. De même, le rotor 2 peut être entraîné par un ou des moteurs hydrauliques, par un moteur thermique ou par un ou des moteurs électriques. En outre, le rotor 2 peut être équipé par un panachage de marteaux ou d'outils 3 fixes et articulés. L'élément écraseur 6 peut être monté sur bras articulé 6' ou sur des coulisseaux disposés latéralement à la goulotte d'alimentation 1 et être mû par des vérins hydrauliques. L'écraseur 6 peut être constitué, en lui-même, soit sous forme d'un rouleau animé par un mouvement de rotation réversible qui permet d'écraser mais également de réguler et de doser l'alimentation (figures 1 et 2), soit par un élément en forme de plaque ou de barre actionnée par un piston perpendiculairement au plan de la goulotte d'alimentation 1. Par ailleurs, l'enceinte de broyage 4 est judicieusement pourvue, outre les grilles criblantes 5, d'enclumes, de contre-outils, d'écrans de chocs et de clapets d'éjection non représentés en détail et connus en soi. Conformément à l'invention et comme le montre plus particulièrement la figure 1 des dessins annexés, le rotor 2 est incliné par rapport à l'axe de la goulotte d'alimentation 1 en formant avec cette dernière un angle aigu. Ainsi, du fait de l'inclinaison du rotor 2 en direction de la goulotte d'alimentation 1, en formant à sa base un angle aigu, les produits à broyer, amenés sur la goulotte d'alimentation 1 et éventuellement préalablement compactés par l'élément écraseur 6, sont traités progressivement, ce qui permet d'éviter les bourrages et les demandes importantes de puissance instantanée. Bien entendu, dans un mode de réalisation particulier, il peut être envisagé de réaliser un broyeur dans lequel l'axe du rotor 2 est vertical. Dans un tel cas, les produits à traiter seront freinés, dans leur progression en direction du rotor, par des aménagements correspondants. Selon une caractéristique de l'invention, l'espace biseauté compris entre le rotor incliné 2 et le fond de la goulotte 1 sert de chambre de broyage et de déchiquetage et est garni d'écrans ou d'éléments de choc (non représentés). -4- Sur les représentations des figures 1 et 2, l'extrémité inférieure de la goulotte 1 tangente l'extrémité inférieure de l'espace d'action des outils 3 du rotor 2. Cependant, l'extrémité inférieure de la goulotte 1, du côté du rotor, peut également se situer à n'importe quelle hauteur par rapport à la longueur du rotor. Toutefois, de manière préférentielle, la jonction entre le fond de la goulotte et le rotor est effectuée au point le plus bas de ce dernier ou à proximité immédiate, pour assurer au produit à traiter un broyage progressif Selon une caractéristique de l'invention, le rotor présente un diamètre utile de travail, c'est-à-dire correspondant au déploiement des outils, qui est au plus égal à la largeur de la goulotte d'alimentation 1. La goulotte d'alimentation 1 peut présenter une forme angulaire, déterminée par un fond plat et des parois latérales verticales, au moins jusqu'à proximité de l'écraseur 6, cette forme angulaire se prolongeant par un cintrage progressif des parties latérales de jonction entre les parois latérales et le fond, ainsi que desdites parois latérales et du fond pour aboutir à une section et une forme sensiblement correspondantes à celles du rotor 2, près de l'extrémité de jonction entre le fond de la goulotte d'alimentation 2 et ledit rotor 1. Il en résulte que la partie de la matière à traiter, qui est compactée par l'écraseur 6 sur la partie amont de la goulotte d'alimentation 1 et se trouvant près des parois latérales, est progressivement rapprochée de l'espace balayé par les outils 3 du rotor 2 et est ainsi également broyée. Bien entendu, il est également possible de réaliser la goulotte d'alimentation 1 entièrement avec une section transversale cintrée, régulière ou irrégulière, c'est-à-dire dont la section se rapproche progressivement de celle correspondant à l'espace balayé par les outils du rotor 2. Dans un tel cas, il conviendra, évidemment, d'assurer un compactage des produits à traiter par l'intermédiaire de dispositifs adaptés tels que, par exemple, une ou plusieurs barres longitudinales appliquées sur le produit suivant l'axe longitudinal médian de la goulotte 1. Il est également possible, selon un autre mode de réalisation de l'invention non représenté aux dessins annexés, de munir le fond de la goulotte 1 de profils ou de protubérances fixes, amovibles ou escamotables, délimitant par leur génératrice, une section cintrée progressive. Ainsi, il peut être obtenu un effet analogue à celui décrit précédemment. -5- Selon une autre variante de réalisation de l'invention, non représentée aux dessins annexés, la partie inférieure de la goulotte 1 proche du rotor 2 peut être équipée d'un coulisseau déplaçable au moyen d'un vérin et présentant une forme cintrée ou des saillies sur ses bords et à la jonction de ses bords et de la partie de fond. Ainsi, lors d'un déplacement du coulisseau, en direction du rotor 2, les parties de produits n'entrant normalement pas dans le champs d'action des outils 3 du rotor 2, sont déplacées dans ce champ d'action et broyées. Bien entendu, un tel coulisseau doit être affecté d'un mouvement alternatif relativement rapide pour permettre une poursuite du mouvement du produit à traiter en direction du rotor 2. Selon une autre caractéristique de l'invention, non représentée aux dessins annexés, la goulotte d'alimentation 1 ou le rotor 2 peut être monté sur une articulation de manière à permettre leur basculement mutuel l'un en direction de l'autre, afin de réaliser une variation de l'angle aigu d'inclinaison entre le rotor 2 et la goulotte d'alimentation 1. Il en résulte la possibilité, lors d'une réduction de l'angle aigu entre la goulotte 1 et le rotor 2, de réaliser une attaque plus progressive des produits à traiter par les outils du rotor 2, de sorte que la puissance nécessaire au traitement peut encore être réduite. Conformément à une autre caractéristique de l'invention et comme le montrent les figures 3 et 4 des dessins annexés, la goulotte 1 peut également être équipée, à sa partie supérieure, perpendiculairement (figure 3) ou parallèlement (figure 4) à son axe longitudinal, d'au moins deux arbres de déchiquetage 8 en vue de la réduction de la taille des éléments à traiter. Un tel déchiquetage, préalablement au broyage, permet une réduction de la puissance nécessaire pour le broyage, ainsi qu'une amélioration du rendement dudit broyage, une réduction préalable de la taille des déchets étant déjà effectuée. Selon un autre mode réalisation de l'invention, représentée à la figure 2 des dessins annexés, le broyeur peut être muni, en outre, en amont du rotor 2 et, le cas échéant, en amont ou en aval de l'écraseur 6, d'un dispositif 7 de densification et de cisaillage, ou uniquement d'un dispositif de cisaillage, sous forme d'une cisaille guillotine pour la réduction de la longueur des matières à traiter, ce dispositif débouchant dans la goulotte d'alimentation 1, latéralement, par le dessus ou par son fond à travers une ouverture munie ou non d'un volet de fermeture amovible ou éclipsable -6- (non représenté). Un tel dispositif permet, notamment, d'éviter la pénétration de produits de trop grande longueur dans le champs d'action des outils 3 du rotor 2 et, ainsi, un éventuel bourrage par entraînement de ces produits. Par ailleurs, il est également possible d'équiper la goulotte d'alimentation 1, en amont de l'élément écraseur 6, latéralement, soit d'un côté, soit des deux côtés, de poussoirs débouchant à travers les parois latérales, pour réduire les dimensions des matières à traiter par compactage. Dans un tel cas, il est possible de mettre en oeuvre un rotor 2 d'un diamètre réduit par rapport à la largeur de la goulotte d'alimentation 1. De tels poussoirs peuvent avantageusement se présenter sous forme de coulisseaux actionnés individuellement pas des vérins et affectés d'un mouvement de va-et-vient. Il serait également possible de réaliser les poussoirs sous forme d'éléments de parois latérales articulées. La mise en oeuvre de tels poussoirs permet d'assurer un flux continu de matières et le rapprochement de la matière se trouvant dans les parties de coins vers le champs d'action des outils 3 du rotor 2. Selon une autre caractéristique de l'invention, la goulotte d'alimentation 1 peut être pourvue, dans sa partie inférieure à proximité immédiate de l'entrée de l'enceinte de broyage 4 et avant les enclumes de cette dernière, de portes d'accès pouvant également servir de clapets d'éjection des produits non broyables et étant garnies ou non intérieurement des éléments de grilles de calibrage. L'enceinte de broyage 4 peut, en outre, être équipée, dans sa partie opposée à la goulotte d'alimentation 1 d'un capot, pouvant ou non être garni d'éléments de grilles de calibrage, articulé dans sa partie supérieure et pouvant s'ouvrir à sa partie inférieure par l'intermédiaire de vérins hydrauliques, permettant ainsi d'assurer la maintenance du rotor 2 ou encore de former un clapet d'éjection des éléments non broyables. Il est également possible de monter le capot, équipant l'enceinte de broyage 4, dans sa partie opposée à la goulotte d'alimentation 1, sur ladite enceinte de broyage 4, de manière pivotable, indifféremment autour d'un axe de rotation supérieur ou autour d'un axe de rotation inférieur, par prévision de moyens d'articulation et de verrouillage escamotables. En effet, il suffit, dans un tel cas, de prévoir le montage d'un capot de manière pivotante successivement mais non simultanément autour de deux axes, c'est-à-dire de réaliser la jonction de la partie haute et de la partie basse du -7- capot à l'enceinte du broyage, au moyen de broches démontables, le démontage de la broche correspondant à la partie inférieure permettant un basculement du capot vers le haut et, inversement, le démontage de la broche correspondant à la partie supérieure, permettant un basculement du capot vers le bas. Dans le premier cas, le capot sert de clapet d'éjection et, dans l'autre cas, le basculement du capot peut être réalisé pour des besoins de maintenance. Selon une autre caractéristique de l'invention, les grilles criblantes 5 de l'enceinte de broyage 4 peuvent, soit être disposées à équidistance des outils 3 du rotor 2 sur toute la hauteur du rotor 2, soit à une distance diminuant progressivement à partir du haut du rotor. Dans ce dernier cas, il est obtenu un espace de broyage et de densification progressif Selon une autre variante de réalisation de l'invention, non représentée aux dessins annexés, le rotor 2 peut également être disposé obliquement par rapport au plan vertical passant par l'axe du fond de la goulotte et de manière inclinée par rapport à l'axe de la goulotte d'alimentation 1 en formant avec cette dernière un angle aigu. Une telle disposition permet de balayer avec les outils 3 du rotor 2 toute la largeur de la goulotte 1, ce avec un rotor de diamètre inférieur à la largeur de la goulotte 1, le cercle de battement des outils 3 étant utilisé plus judicieusement. Cette disposition du rotor 2 permet, en outre, une pénétration progressive des matières entre l'espace formé par le rotor 2 et le fond de la goulotte 1, du fait d'un diamètre de rotor moins important que la largeur de la goulotte. La disposition des outils de découpe 3 du rotor 2 sur ce dernier peut être effectué avec prévision d'outils 3 mobiles aux deux extrémités du rotor et d'outils fixes dans la partie médiane du rotor, les outils prévus partie en basse étant fixés sur la face extérieure du rotor 2, ou encore, par une disposition en quinconce d'outils fixes et d'outils mobiles. Une prévision d'outils mobiles aux extrémités permet d'optimiser le déchiquetage et l'entraînement des produits vers les enclumes et vers les grilles de calibrage 5, alors que la prévision d'outils analogues à la partie basse permet de racler les produits situés tout en bas du rotor 2. Enfin, conformément à une autre caractéristique de l'invention, la paroi inférieure de l'enceinte de broyage 4, correspondant à l'extrémité -8- inférieure du rotor 2, est avantageusement munie d'ouvertures d'évacuation des produits permettant d'éviter un blocage du rotor ou une usure prématurée par friction. Il est également possible, suivant une autre variante de réalisation de l'invention non représentée aux dessins annexés, de disposer le rotor 2 de telle manière que sa partie inférieure s'étend sous le niveau de la goulotte d'alimentation 1 et de pourvoir ledit rotor 2, sur sa face supérieure, d'outils de coupe et/ou de déchiquetage. Ainsi, la matière compactée arrivant sur la goulotte d'alimentation 1 peut subir, à sa partie supérieure, une action de fraisage par les outils disposés sur la face supérieure du rotor 2 et être entraînés dans l'enceinte de broyage 4, alors que la partie inférieure du rotor 2, située sous le niveau de la goulotte d'alimentation 1, formera, avec l'enceinte de broyage 4, une zone de densification. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser un broyeur de faible encombrement permettant une alimentation progressive de l'enceinte de broyage, de sorte que la puissance nécessaire pour le moteur d'entraînement du rotor peut être sensiblement réduite, les à-coup de charge résultant d'un engorgement ou bourrage étant évités. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Broyeur de faible encombrement, essentiellement constitué par une goulotte d'alimentation (1) débouchant sur un rotor (2) muni de marteaux de broyage et/ou de découpe (3) coopérant avec une enceinte de broyage (4) munie de parois criblantes (5), un élément écraseur (6) pouvant être prévu en amont du rotor (2), au-dessus de la goulotte d'alimentation (1) et à distance de celle-ci, caractérisé en ce que le rotor (2) est incliné en formant avec la goulotte d'alimentation (1) un angle aigu. 2. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle aigu compris entre le rotor incliné (2) et le fond de la goulotte (1) 10 sert de chambre de broyage et de déchiquetage et est garni d'écrans ou d'éléments de choc. 3. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (2) présente un diamètre utile de travail, c'est-à-dire correspondant au déploiement des outils, qui est au plus égal à la largeur de la goulotte 15 d'alimentation (1). 4. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la goulotte d'alimentation (1) présente une forme angulaire, déterminée par un fond plat et des parois latérales verticales, au moins jusqu'à proximité de l'écraseur (6), cette forme angulaire se prolongeant par un cintrage 20 progressif des parties latérales de jonction entre les parois latérales et le fond, ainsi que desdites parois latérales et du fond pour aboutir à une section et une forme sensiblement correspondantes à celles du rotor (2), près de l'extrémité de jonction entre le fond de la goulotte d'alimentation (2) et ledit rotor (1). 25 5. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la goulotte d'alimentation (1) est entièrement réalisée avec une section transversale cintrée, régulière ou irrégulière, c'est-à-dire dont la section se rapproche progressivement de celle correspondant à l'espace balayé par les outils du rotor (2). 30 6. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fond de la goulotte (1) est muni de profils ou de protubérances fixes, amovibles ou escamotables, délimitant par leur génératrice, une section cintrée progressive.-10- 7. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie inférieure de la goulotte (1) proche du rotor (2) peut être équipée d'un coulisseau déplaçable au moyen d'un vérin et présentant une forme cintrée ou des saillies sur ses bords et à la jonction de ses bords et de la partie de fond. 8. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la goulotte d'alimentation (1) ou le rotor (2) est monté sur une articulation de manière à permettre leur basculement mutuel l'un en direction de l'autre, afin de réaliser une variation de l'angle aigu d'inclinaison entre le rotor (2) et la goulotte d'alimentation (1). 9. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la goulotte (1) est équipée, à sa partie supérieure, perpendiculairement ou parallèlement à son axe longitudinal, d'au moins deux arbres de déchiquetage (8) en vue de la réduction de la taille des éléments à traiter. 10. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni, en outre, en amont du rotor (2) et, le cas échéant, en amont ou en aval de l'écraseur (6), d'un dispositif (7) de densification et de cisaillage, ou uniquement d'un dispositif de cisaillage, sous forme d'une cisaille guillotine pour la réduction de la longueur des matières à traiter, ce dispositif débouchant dans la goulotte d'alimentation 1, latéralement, par le dessus ou par son fond à travers une ouverture munie ou non d'un volet de fermeture amovible ou éclipsable. 11. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la goulotte d'alimentation (1) est équipée, en amont de l'élément écraseur (6), latéralement, soit d'un côté, soit des deux côtés, de poussoirs débouchant à travers les parois latérales, pour réduire les dimensions des matières à traiter par compactage. 12. Broyeur, suivant la revendication 11, caractérisé en ce les poussoirs se présentent sous forme de coulisseaux actionnés individuellement pas des vérins et affectés d'un mouvement de va-et-vient. 13. Broyeur, suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les poussoirs sont sous forme d'éléments de parois latérales articulées. 14. Broyeur, suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la goulotte d'alimentation (1) est pourvue, dans sa partie inférieure à proximité immédiate de l'entrée de l'enceinte de broyage (4) et avant les enclumes de cette dernière, de portes d'accès pouvant également servir de-11- clapets d'éjection des produits non broyables et étant garnies ou non intérieurement des éléments de grilles de calibrage. 15. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte de broyage (4) est équipée, dans sa partie opposée à la goulotte d'alimentation (1) d'un capot, pouvant ou non être garni d'éléments de grilles de calibrage, articulé dans sa partie supérieure et pouvant s'ouvrir à sa partie inférieure par l'intermédiaire de vérins hydrauliques. 16. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte de broyage (4) est équipée, dans sa partie opposée à la goulotte d'alimentation (1) d'un capot, monté de manière pivotable, indifféremment autour d'un axe de rotation supérieur ou autour d'un axe de rotation inférieur, par prévision de moyens d'articulation et de verrouillage escamotables. 17. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les grilles criblantes (5) de l'enceinte de broyage (4) sont, soit disposées à équidistance des outils (3) du rotor (2) sur toute la hauteur du rotor (2), soit à une distance diminuant progressivement à partir du haut du rotor. 18. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (2) est disposé obliquement par rapport au plan vertical passant par l'axe du fond de la goulotte et de manière inclinée par rapport à l'axe de la goulotte d'alimentation (1) en formant avec cette dernière un angle aigu. 19. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi inférieure de l'enceinte de broyage (4), correspondant à l'extrémité inférieure du rotor (2), est munie d'ouvertures d'évacuation des produits. 20. Broyeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (2) est disposé de telle manière que sa partie inférieure s'étend sous le niveau de la goulotte d'alimentation (1) et est pourvu, sur sa face supérieure, d'outils de coupe et/ou de déchiquetage, la partie inférieure du rotor (2), située sous le niveau de la goulotte d'alimentation (1), formant, avec l'enceinte de broyage (4), une zone de densification.