Brevet FR3039083A1 — publié le 20170127

La présente invention concerne un séparateur de plusieurs fractions de particules à l'aide d'un grand tambour de séparation. Traditionnellement, les séparateurs utilisent les effets gravitaires et aérauliques afin de séparer deux types de particules de différentes formes, de différentes tailles ou de différents poids. La figure 1 montre un convoyeur en amont (A) qui jette les produits vers une paroi séparatrice (B). Souvent, cette paroi possède un rouleau (C) permettant d'éviter le séjour prolongé des produits au dessus de la paroi. Mais ce rouleau est normalement d'une taille réduite et ne joue pas un rôle propre dans la séparation de deux fractions de particules, tombant dans des convoyeurs (El) ) et (E2). Grâce à une soufflerie (D), les particules sont soutenues dans leur envol au dessus de la paroi séparatrice. Les produits lourds ou denses tombent devant la paroi, les produits légers ou d'une forme présentant une grande surface tombent derrière la paroi séparatrice (B) grâce à la soufflerie. La figure 2 montre une configuration dans laquelle la quantité de mouvement est utilisée. La particule tombe contre un clapet articulé (F) qui s'ouvre selon la force d'impact. La figure 3 montre une configuration similaire. L'impact est enregistré par un microphone (G) qui ouvre le clapet articulé (F) selon l'amplitude ou la fréquence du 20 signal acoustique. Il n'existe pas des configurations mécaniques qui utilisent les trois effets issus de la gravité, de l'aéraulique et de la quantité de mouvement au même moment. C'est la raison pour laquelle un séparateur mécanique se basant sur les trois principes au même moment est innovateur. 25 Le dispositif selon l'invention permet de faire une séparation mécanique selon la surface, la vitesse initiale et la masse d'une particule. Le dispositif selon l'invention comporte selon une première caractéristique un tambour (1) d'une taille très importante par rapport aux particules. Par exemple, le diamètre du tambour fait cinq fois la taille d'une particule. Il excède largement la taille des particules 30 pour profiter des interférences entre la rotation du tambour et l'envol des particules. Cette différence de taille permet d'utiliser les vecteurs tangentiels et radiaux de la force et de la vitesse des particules par rapport au diamètre du tambour. Le dispositif selon l'invention comporte selon une deuxième caractéristique un convoyeur à bande (2) positionné en amont du tambour dont la vitesse est réglable 35 idéalement selon la jetée des particules à obtenir. 3039083 2 Le dispositif selon l'invention comporte selon une troisième caractéristique une soufflerie (3) idéalement donnant un jet d'air parallèle à la prolongation du convoyeur positionné en amont (2). Le dispositif selon l'invention comporte selon une quatrième caractéristique un tambour 5 (1) qui n'est pas rond (11) mais qui possède une forme polygonale (12). Le dispositif selon l'invention comporte selon une cinquième caractéristique une aspiration en aval (4) qui permet de prolonger l'envol des particules au dessus de la crête et en aval du rotor. Le dispositif selon l'invention comporte selon une sixième caractéristique une 10 séparation en amont en deux fractions différentes sur les convoyeurs (61) et (62). Le dispositif selon l'invention comporte selon une septième caractéristique une séparation en aval en deux fractions différentes sur les convoyeurs (63) et (64). La figure 1 représente une vue de côté simplifiée d'un trieur aéraulique. La figure 2 montre une vue de côté simplifiée d'un séparateur par impact. 15 La figure 3 représente une vue de côté simplifiée d'un séparateur selon un signal acoustique. La figure 4 montre les équipements (2), (3), (63) et (7) du dispositif ainsi que la variante polygonale (12) du tambour (1). La figure 5 indique la variante ronde (11) du tambour. La figure 6 montre l'aspiration en aval (4). La figure 7 montre le toboggan (5) à la place du convoyeur à bande. La figure 8 montre deux fractions triées en amont du tambour sur les convoyeurs (61) et (62). La figure 9 montre deux fractions triées en aval du tambour sur les convoyeurs (63) et (64). En référence à ces dessins, le dispositif comporte un tambour (1) qui permet que les particules agissent en interaction avec la surface du tambour. La vitesse initiale du convoyeur à bande (2) permet que les particules seront jetées vers le tambour. Le convoyeur possède idéalement un réglage de vitesse d'avancement. Selon la distance horizontale entre convoyeur (2) et tambour (1) et selon la hauteur de chute entre convoyeur (2) et tambour (1), cette vitesse peut être adaptée. L'inclinaison du convoyeur par rapport à la horizontale peut être modifiée afin d'obtenir un atterrissage des particules proche du vecteur tangentiel de vitesse de rotation du tambour ou au contraire afin d'obtenir un atterrissage quasiment radial sur la surface 3039083 3 du tambour. Ainsi, les vecteurs de vitesse dans l'équation de la quantité de mouvement sont influencés par l'angle d'atterrissage des particules sur le tambour. Le jet d'air issu de la soufflerie (3) peut accentuer cet effet d'atterrissage radial ou 5 tangentiel. Au même moment intervient la quantité de mouvement. Lors de l'atterrissage, la particule rebondit selon l'équation de l'impulsion. En effet des particules lourdes projetées contre le tambour avec une vitesse initiale importante seront rejetées loin, surtout si leur angle d'atterrissage est proche de la 10 radiale. Des particules atterrissant plus vers la tangentielle sur le tambour avec moins de vitesse initiale rebondiront moins. Ainsi, une séparation de particules devant le tambour peut être effectuée en deux fractions. 15 Celle du rebond court et celle du rebond important. La fraction de particules rebondissant peu sera rejetée dans le convoyeur proche du tambour (61). La fraction de particules rebondissant beaucoup sera rejetée dans le convoyeur éloigné du tambour (62). 20 Si le jet d'air est paramétré pour emporter les particules facilement au dessus de la crête du tambour, une séparation en aval dans deux convoyeurs différents (63) et (64) est possible aussi. Les convoyeurs (61), (62), (63) et (64) peuvent être remplacés par des conteneurs ou bacs si la quantité des produits reste limitée. 25 Afin de faciliter l'envol des particules légères au dessus du tambour, la vitesse du tambour peut être augmentée dans la figure 4 dans laquelle le tambour tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Egalement, une aspiration par ventilateur axial (4) peut être installée pour faciliter l'envol au dessus de la crête du tambour. 30 Afin de privilégier l'enlèvement des particules vers l'amont du tambour, le tambour peut réaliser une inversion de rotation, c'est à dire dans la figure 4 il tournera dans le sens des aiguilles d'une montre. Si un toboggan (5) ou une table vibratoire est installée à la place du convoyeur à bande, la vitesse d'avancement sera moindre mais éventuellement suffisante pour utiliser les effets décrits ci-avant. 3039083 4 Un tambour polygonal (12) permet au jet d'air d'être altéré dans le temps. Ainsi, des zones mortes d'air ne peuvent pas s'installer. Un tambour rond (11) peut créer des flux d'airs stationnaires créant des effets secondaires non souhaitées sur l'envol des particules. 5 Le tambour est compris dans un capotage (7) qui évite l'envol libre des particules. 10 15 20 25 30