Brevet FR3085009A1 — publié le 20200221

L'invention concerne un broyeur compacteur de « produits d'emballage ». De nombreux produits et appareils sont commercialisés dans des conditionnements, en carton ou en matières rigides équivalentes, qui coopèrent avec des produits de calage et diverses enveloppes et éléments assurant la protection du contenu. Dès que chaque emballage est débarassé de son contenu, il reçoit les produits l'accompagnant décrits ci-dessus, tels que cales et enveloppes, puis est stocké temporairement, avant d'être traité sur place par un broyeur, ou envoyé vers une installation assurant la réduction de son volume. Dans la présente description, l'expression « produits d'emballage » désigne l'emballage, ses éléments de calage, les enveloppes de protection et tous autres éléments ayant servis à la présentation et à la protection du produit emballé. Comme les emballages et les « produits d'emballage » ont des encombrements différents, des dimensions très différentes et sont empilés au gré 15 des arrivages et non de manière organisée, ils forment un volume important qu'il faut réduire rapidement pour libérer la zone de stockage. Actuellement, la réduction du volume dans la zone de stockage temporaire est obtenue en démontant manuellement chaque emballage pour le mettre à plat, puis en le posant sur une pile. Celle-ci est ensuite compactée puis enveloppée, 20 par des liens ou autres, pour former un paquet facilitant les manipulations ultérieures. Ces opérations, qui réduisent l'encombrement des « produits d'emballage » par un coefficient de 2 à 3, sont effectuées manuellement et exigent une présence humaine, pour assurer la mise à plat de chaque emballage, organiser son 25 empilage et le solidariser par des liens avec d'autres emballages à plat pour constituer un paquet stable, stockable et transportable. Ces tâches nécessitent du temps et générent des frais, auxquels s'ajoute la rémunération du personnel. Les paquets sont ensuite déplacés vers une station de traitement et/ou de récupération où ils subissent une transformation, dépendant de l'usage final des 30 résidus obtenus. Par exemple, chaque emballage conformé à plat est engagé dans un broyeur qui le déchiquette, soit en lanières, soit en grands confettis. Un premier objet de l'invention est de réduire le volume des « produits d'emballage », composés de carton, plastique, papier et autres déchets, qu'ils soient de grandes tailles et/ou en grandes quantités, sans nécessité 2 préalablement de les mettre à plat, ni de les réunir avant déchiquetage, tout en réduisant les manipulations, les transports et les coûts de traitement et/ou de récupération. L'état de la technique fournit de nombreux broyeurs pouvant déchiqueter la 5 matière constitutive des emballages engagés à plat et manuellement dans une trémie de chargement. L'invention concerne plus particulièrement les broyeurs munis de lames, de couteaux, de marteaux ou de disques controrotatifs, s'entrecroisant et montés en vis-à-vis sur deux arbres parallèles motorisés. De tels broyeurs sont très 10 sensibles à la charge fournie par la trémie d'alimentation, et aux efforts résistants générés par le broyage et dépendants de la constitution de chaque emballage. Ainsi, une surchage de la trémie peut bloquer la rotation de l'un ou l'autre des arbres rotatifs et modifier les conditions du déchiquetage, donc altérer le taux de réduction. Un second objet de l'invention est d'aménager les broyeurs connus afin qu'ils fournissent une production régulière de résidus, déchiquetés en lanières ou confettis, en limitant les manipulations et les interventions humaines et en gérant automatiquement les sources de blocage, telles que bourrage ou trop plein, tout parvenant à un taux de réduction de volume très important. L'invention concerne donc un broyeur B comprenant des couteaux rotatifs entrecroisés sur deux arbres parallèles, une trémie d'alimentation A et un conduit inférieur d'évacuation des déchiquetages obtenus. Selon l'invention, à ces moyens s'ajoutent des moyens d'entrainement venant en contact avec les « produits d'emballage » déposés dans la trémie pour les pousser dans le broyeur, tandis que le conduit d'évacuation du broyeur débouche dans une chambre de collecte communiquant avec une goulotte de sortie, la dite chambre de collecte étant délimitée longitudinalement : - en amont, par la face en bout d'un piston de compression, déplaçable entre une position de repos, hors de cette chambre, et une position d'éjection, dans laquelle il remplit cette chambre, et, - en aval, par des moyens de retenu montés dans la chambre et déplaçable entre une position d'obstruction, dans laquelle ils retiennent les produits déchiquetés et favorisent leur compactage par le piston, et 3 une position d'évacuation, dans laquelle ils dégagent la chambre et permettent l'éjection hors de celle-ci d'une briquette compacte. Ainsi, avec l'agencement selon l'invention, pour détruire les « produits d'emballage », stockés à l'état de boite parallélipipédique, donc non mis à plat, il 5 suffit d'en prélever manuellement un, ou plusieurs s'ils sont de petites dimensions, de l'engager dans la trémie jusqu'à ce qu'ils soient en contact avec les moyens d'entrainement, et déplacés par ceux ci. Tout ou partie des « produits d'emballage » est ainsi précomprimé et poussé vers le broyeur avec un effort qui s'ajoute à l'effort de traction procuré par les couteaux qui happent ces produits. Il 10 en résulte que l'alimentation, le broyage et l'évacuation sont continues, ce qui garantit la régularité du déchiquetage et des déchets obtenus. Ces déchets empruntent de manière régulière le conduit d'évacuation du broyeur pour remplir progressivement la chambre de collecte. A un certain niveau de remplissage de cette chambre par les déchets, la compression est déclenchée 15 afin que le piston les comprime contre les moyens de retenu, jusqu'à l'effacement de ceux-ci. Il en résulte que les déchets contenus dans la chambre de collecte et de compactage, sont d'abord compactés pour former un paquet parallélipipédique, en forme de briquette ayant les dimensions de cette chambre, puis cette briquette est poussée hors de la chambre. La poussée se communique, 20 de proche en proche, aux différentes briquettes contenues dans la goulotte d'évacuation, et est ressentie sur celle extrême, qui est ainsi chassée de cette goulott et est distribuée dans un réceptacle de réception. Hormis l'introduction des « produits d'emballage » dans la trémie du broyeur, l'ensemble du cycle de précompression, déchiquetage, compactage, éjection et 25 distribution des briquettes ne nécessite aucune intervention humaine, est très rapide et conduit à une réduction du volume de l'ordre de 70% à 90 %, selon la nature des matériaux. Dans une forme d'exécution, la trémie délimite un espace en forme de pyramide inversée dont chacune de deux des faces opposées est formée par le 30 brin intérieur d'un convoyeur sans fin, tel que tapis roulant ou chaines motorisées, ces brins portant des barrettes ou redans aptes à venir en contact avec chaque produit d'emballage pour lui communiquer un mouvement de poussée assurant une précompression et s'ajoutant aux mouvements de tirage communiqués par les couteaux du broyeur. 4 Cet aménagement permet d'exercer sur les produits d'emballage engagés dans la trémie des efforts positifs, de poussée et de traction, donc sans possibilité de glissement par rapport au broyeur. Avantageusement, la partie de l'appareil disposée au dessus de la trémie 5 comporte des joues verticales formant, en vue de dessus, un carter en U de limitation du basculement des parties arrière des emballages engagés dans la trémie. Ce carter libère l'opérateur d'une surveillance particulière et lui permet de concentrer son attention sur l'engagement dans la trémie. 10 Dans une réalisation, les moyens de retenu disposés dans la chambre de collecte sont constitués par un volet de retenu disposé dans la chambre de collecte, en amont de la goulotte de sortie, ce volet pouvant pivoter entre une position de retenue, dans laquelle il obture au moins partiellement la goulotte, et favorise le compactage des produits déchiquetés, et une position d'évacuation, 15 dans laquelle il dégage celle-ci, le dit volet étant maintenu en position de retenue par des moyens de rappel, à ressorts ou à piston hydraulique, fournissant un effort résistant régulé inférieur à l'effort de compression maximal du piston de compression. Cette construction simple et peu onéreuse, fonctionne automatiquement et 20 de manière souple, sans générer de discontinuité, alors même qu'elle segmente en briquettes indépendantes le flux de déchets quittant la chambre de collecte et de compactage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, donnée en référence au dessin schématique annexé, 25 représentant une forme d'exécution du broyeur compacteur selon l'invention. Figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble de l'appareil ; Figure 2 est une vue en coupe verticale et longitudinale passant par le plan médian du broyeur et par le plan médian du compacteur ; Figure 3 est une vue en coupe verticale et transversale selon III-III de figure 30 2, montrant l'aménagement de la trémie et la section transversale de la chambre de collecte ; Figure 4 est une vue partielle en plan par-dessus, en coupe horizontale et à échelle agrandie, de la chambre de collecte quand le piston de compression, en position de repos, libère la chambre de collecte ; 5 Figure 5 est une vue en coupe montrant, à échelle plus grande, les moyens de retenu de la chambre de collecte et leurs moyens d'actionnement ; Figure 6 est une vue similaire à la figure 5, montrant le piston en fin de compression et le volet en position d'éjection. 5 L'appareil représenté aux figures comprend un bâti 1 portant ses composants principaux superposés, à savoir, en partant du haut, une trémie A, un broyeur B, un ensemble C, assurant le compactage en briquette D des produits issus du déchiquetage du broyeur, et une goulotte E d'évacuation. Les figures 2 et 3 montrent que la trémie A délimite un espace en forme de 10 pyramide retournée et comprend des moyens 2 d'entrainement des « produits d'emballage » 15, introduits sans avoir été mis à plat, sans vidage de leur contenu et quelles que soient leurs dimensions extérieures. Dans la forme d'exécution représentée, ces moyens d'entrainement 2 sont portés par le châssis 1 et sont disposés sur deux des parois opposées de la 15 trémie A. Ils sont constitués chacun par un convoyeur sans fin motorisé 3a et 3b, tel que tapis roulant avec barrettes transversales 3c, ou chaines avec taquets ou crans. Le brin intérieur à la trémie de chacun de ces moyens est déplacé dans le sens des flèches 4 de figure 3, afin de pousser les produits d'emballage en direction du broyeur B. 20 Les figures 1 à 3 montrent que la partie de l'appareil, qui est disposée au dessus de la trémie A, comporte des joues verticales 5 formant, en vue de dessus, un carter en U 6, ouvert vers l'avant de l'appareil et vers le haut. Ce carter 6 a pour fonction d'empêcher le basculement hors de la trémie de la partie postérieure de tout emballage long, dont l'extrémité antérieure est engagée dans 25 cette trémie, mais n'est pas encore happée par le broyeur B. Ainsi, ce carter 6 dispense l'opérateur de surveiller en permanence l'alimentation de la trémie et contribue à un fonctionnement continu, sans interruption consécutive à un défaut d'orientation conduisant à une mauvaise alimentation. Le broyeur B, montré en détail aux figures 2 et 3 comprend deux arbres 7a 30 et 7b, horizontaux, parallèles et de section tanversale polygonale, par exemple hexagonale. Ces arbres sont montés libres en rotation dans un boitier 8 qui, porté par le châssis 1, est ouvert vers le haut et vers le bas. Il est disposé en dessous de la trémie A et au dessus d'un conduit vertical 9, d'évacuation des produits déchiquetés 11, en forme de lanières ou confettis. 6 Le déchiquetage est assuré par des couteaux 10 taillés sur la périphérie de disques 12a et 12b, comportant des alésages axiaux de forme hexagonale par lesquels ils sont calés en rotation sur les arbres 7a et 7b, comme le montre plus en détail la figure 3. Les disques 12a et 12b s'entrecroisent et s'interpénètrent et 5 leurs deux arbres sont entrainés en rotation par des motoréducteurs planétaires 13a et 13b, pilotés par des variateurs de vitesse, constituant l'intelligence de la gestion du broyeur. L'alimentation électrique de l'appareil et de chacun de ces motoréducteurs est aussi sous la dépendance d'un boîtier de commande et de contrôle G qui, 10 visible figure 1, est relié à : - un capteur F1 de détection de l'introduction de « produits d'emballage » dans la trémie A, déclenchant l'alimentation des moyens d'entraînement 2, - un capteur F2 de bourrage dans cette trémie, déclenchant la 15 régulation des moyens d'entrainement 2 dans la trémie et des motoréducteurs 13a et 13b, - des capteurs Fia et F3b de mesure des couples instantanés des motoréducteurs 13a et 13b, non représentés car avec les moyens de contrôle des motoréducteurs, 20 - d'un capteur F4, disposé, comme montré figure 3, dans le bas du conduit vertical 9 et au dessus de la chambre de collecte 20, ce capteur déclenchant le cycle de fonctionnement du compacteur C dès que des déchiquetages 11 débordent vers le haut de la chambre de collecte, 25 - et, d'un capteur F5 de mesure de la force de compression des moyens de compression C, ce capteur n'étant pas représenté car disposé sur le circuit hydraulique des moyens 23 assurant le compactage. Avec ces moyens, quand un arbre « maître » tournant à une vitesse lente, 30 en raison par exemple d'un bourrage dans la trémie, par exemple celui 7a, demande plus de couple et plus de courant pour mieux déchiqueter, les moyens de commande peuvent : - soit satisfaire à la demande en augmentant le courant délivré sur le motoréducteur 13a entrainant l'arbre 7a, 7 - soit réduire le courant de ce motoréducteur 13a entrainant l'arbre 7a jusqu'à son arrêt, avant reprise temporaire en sens inverse, pour parvenir à un déblocage, - soit augmenter le courant allant au motoréducteur entrainant l'arbre 5 voisin 7b pour obtenir le glissement des couteaux 10 sur le matériau de l'emballage et former des lanières au lieu de confettis. Il apparait que la régulation des courants d'alimentation des deux groupes motoréducteurs 13a et 13b permet, avec l'aide des capteurs et des moyens du boitier G d'ajuster de manière automatique les couples et vitesses des deux 10 arbres 7a et 7b pour débloquer le broyeur, mais aussi pour modifier la forme des déchiquetages obtenus, par exemple en confettis ou lanières, en fonction du matériau constitutif de l'emballage ou des couples requis. L'ensemble de compactage C comprend une chambre de collecte et de compactage 20 dans laquelle débouche le conduit d'évacuation 9, qui dans cette 15 réalisation présente deux parois opposées en pente vers le bas formant une trémie, montrée figure 2. La chambre 20 communique avec la partie horizontale 21a de la goulotte de sortie E comprenant aussi un coude 21b de raccordement à une partie inclinée 21c s'étendant vers le haut et débouchant au dessus d'un bac de réception 22. 20 L'inclinaison entre la partie horizontale 21a et la partie inclinée 21c est comprise entre 110 et 140 degrés, et par exemple est de 115 degrés. Les extrémités de la chambre 20 sont délimitées longitudinalement : - coté amont, par la face en bout du piston 23a d'un vérin hydraulique 23, et, 25 - coté aval, par un moyen d'obturation et de retenu constitué, dans cette forme d'exécution, par un volet pivotant 24. Les figures 5 et 6 montrent que le volet 24 est articulé en 25 sur la partie supérieure de la chambre 20, et est maintenue en position de fermeture de cette chambre par des moyens de rappel. Dans la forme d'exécution représentée, ces 30 moyens de rappel sont constitués par des ressorts 26, à tarage réglable manuellement, et offrant un effort résistant inférieur à l'effort de compression maximal du piston 23a. 8 Dans une variante non représentée, ces moyens de rappel sont constitués par un vérin hydraulique dont l'alimentation est contrôlée par un régulateur de pression. Cet aménagement permet d'ajuster la puissance du vérin déterminant la 5 retenue exercée par le volet en fonction de la résistance des matériaux déchiquetés, afin qu'elle soit plus forte en présence de papier et plus faible en présence de produits cartonnés, mais aussi pour déterminer, respectivement, la formation de confettis ou de lanières. Le piston 23a est déplaçable entre une position de repos et une position de 10 fin de compactage et d'éjection. En position de repos, montrée figure 4, il est hors de la chambre de collecte 20 qui est ainsi totalement dégagée pour recevoir les produits déchiquetés 11, provenant du broyeur, d'autant que le volet 24 est abaissé par ses moyens de rappel 26. 15 Le déplacement du piston assure le compactage des produits déchiquetés 11 s'accumulant contre le volet 24, alors en position de retenue. Dès que l'effort de compactage devient supérieur à la résistance procurée par les moyens de retenue 26, le volet 24 pivote vers le haut et vient dans sa position d'évacuation, montrée figures 2 et 6, position dans laquelle il laisse passer le paquet ou bloc 20 compacté, formant une briquette D. Ce déplacement, dans le sens de la flèche 30 des figures 2 et 6, se transmet de proche en proche aux briquettes D suivantes, contenues dans les parties 21b et 21c de la goulotte, jusqu'à la briquette extrême Dn qui chute dans le bac 22. Le frottement de chaque briquette D dans la partie coudée 21b de la 25 goulotte, offre une résistance qui maintient la compacité de ces briquettes avant leur passage dans la partie inclinée verticale 21c et s'oppose au délitage de leurs composants déchiquetés 11. Ainsi, avec cet appareil, chaque emballage parallélépipédique engagé dans la trémie A, avec ou sans ses éléments complémentaires, déclenche le 30 fonctionnement des moyens d'entrainement 3a et 3b et des motoréducteurs 13a et 13b, et est donc successivement tiré, précomprimé, poussé et déchiqueté. Dès que les produits de déchiquetage 11 sont compactés en briquettes D, ils sont poussés mécaniquement dans le bac de réception 22, par la seule action du vérin de compression 23, donc sans intervention d'autres moyens. 9 L'ensemble de la procédure ne nécessite qu'un opérateur pour le chargement des « produits d'emballage », puis est entièrement automatique, même pour la détection et la gestion des éventuels bourrages ou trop pleins. Il en résulte qu'elle fait gagner du temps, de la main d'ceuvre tout en réduisant 5 l'encombrement des produits d'emballage de 70 à 90%, selon la nature des matériaux déchiquetés. L'appareil est applicable au déchiquetage d'emballages en carton ou en matières similaires découpables par un broyeur, REVENDICATIONS1.) Broyeur compacteur de « produits d'emballage » comprenant une trémie d'alimentation A, un broyeur B à couteaux rotatifs (10), dont les disques porteurs (12a-12b) sont entrecroisés et portés par deux arbres parallèles (7a-7b), et un conduit inférieur (9) d'évacuation des déchiquetages (11) obtenus, caractérisé en ce que, à ces moyens s'ajoutent des moyens d'entrainement (2) apte à venir en contact avec chaque produit d'emballage (15) déposé dans la trémie A pour le pousser dans le broyeur B, tandis que le conduit d'évacuation (9) du broyeur débouche dans une chambre de collecte (20) communiquant avec une goulotte de sortie E, la dite chambre (20) étant délimitée longitudinalement : - en amont, par la face en bout d'un piston de compression (23a), déplaçable entre une position de repos, dans laquelle il est hors de cette chambre (20), et une position d'éjection, dans laquelle il remplit cette chambre (20), et, - en aval, par des moyens de retenue (24) déplaçables dans la chambre (20) entre une position de retenue, dans laquelle ils retiennent les produits déchiquetés (11) et favorisent leur compactage en briquette D par le piston (23a), et une position d'évacuation, dans laquelle ils dégagent la chambre (20) et permettent l'éjection hors de celle-ci d'une briquette compacte D. 2.) Broyeur compacteur de « produits d'emballage » selon la revendication 1 caractérisé en ce que la trémie A délimite un espace en forme de pyramide retournée dont chacune de deux des faces opposées est formée par le brin, intérieur à cette trémie, d'un convoyeur sans fin (3a-3b), tel que tapis roulant ou chaînes motorisées, ces brins portant des barrettes transversales (3c), des crans ou taquets, aptes à venir en contact avec chaque « produit d'emballage » (15) pour lui communiquer un mouvement de poussée, assurant une précompression et s'ajoutant aux mouvements de tirage communiqués par les couteaux (10) du broyeur B. 3.) Broyeur compacteur de « produits d'emballage » selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de retenue disposés dans la chambre de collecte (20) sont constitués par un volet de retenue (24) monté pivotant entre une position de retenue, dans laquelle il obture au moins partiellement la chambre (20) et favorise le compactage des produits déchiquetés, et une position 11 d'évacuation, dans laquelle il dégage l'accès à la goulotte de sortie E, le dit volet étant maintenu en position de retenue dans la chambre (20) par des moyens de rappel, à ressorts (26) ou à piston hydraulique, fournissant un effort résistant régulé inférieur à l'effort de compression maximal du piston de compression 5 (23e). 4.) Broyeur compacteur de « produits d'emballage » selon la revendication 1 caractérisé en ce que la goulotte de sortie E présente, en sortie de la chambre de collecte (20), une partie horizontale (21a) qui est raccordée, par une partie coudée (21b), à une partie (21c) inclinée vers le haut et débouchant au dessus 10 d'un bac de réception (22), l'angle formé entre la partie horizontale et la partie inclinée étant compris entre 110 et 140 degrés. 5.) Broyeur compacteur de « produits d'emballage », selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les couteaux rotatifs (10) du broyeur B sont ménagés sur la périphérie de disques (12à-12b) 15 calés en rotation sur deux arbres parrallèles (7a-7b), les disques d'un arbre s'entrecroisant avec ceux de l'autre arbre, tandis que chaque arbre (7a-7b) est entrainé en rotation par un motoréducteur électrique planétaire (13a-13b) piloté par un variateur de vitesse indépendant, réagissant à un boitier de commande G et à des capteurs F1, d'introduction dans la trémie, F2 de bourrage dans celle-ci, 20 et F3a et F3b de mesures des couples instantanés des arbres (7a-7b) pour ajuster le couple d'entrainement de chaque arbre (7a-7b). 6.) Broyeur compacteur de « produits d'emballage », selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte, au dessus de la trémie A, des joues verticales (5) formant en vue de dessus un carter en U de limitation 25 du basculement des emballages hors de la trémie A.