INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
On remarque en figures 3, 7, 9, et 10 que les moyens de plaquage de calotte 23 sont ici constitués d’une vis axiale de piston à double effet 153 qui d’une part, fixe le piston 2 à double effet sur la crosse 49, et qui d’autre part, plaque les calottes chaudes 19 inférieure et supérieure sur l’anneau d’étanchéité de piston 37 par l’intermédiaire de tubes de plaquage de calotte 154 et de ressorts de plaquage de calotte 155, lesdits ressorts 155 étant en l’occurrence constitués d’un empilement de rondelles « Belleville ».
Les figures 9 et 10 montrent que, qu’il s’agisse de la calotte chaude 19 inférieure ou supérieure, l’angle du cône concave que forme la surface conique concave de calotte 26 a été préalablement calculé pour que lorsque ladite surface 26 glisse sur l’arête circulaire de contact de piston 52 avec laquelle elle coopère, du fait de l’écart entre la dilatation thermique de ladite calotte 19 et celle du piston 2, la distance qui sépare la tête de la vis axiale de piston à double effet 153 du point d’appui des moyens de plaquage de calotte 23 sur la calotte chaude 19 reste approximativement constante toutes choses égales par ailleurs, de sorte que les ressorts de plaquage de calotte 155 ne se retrouvent ni davantage comprimés, ni davantage détendus.
La préforme d'aube de la est réalisée manière connue en matériau composite tissé suivant un tissage tridimensionnel de fibres, par exemple de fibres de carbone, par exemple selon une armure interlock 3D. .
La préforme d'aube de la est à un stade de fabrication où elle n'a pas encore été mise en forme et peut donc être qualifiée d'ébauche de préforme.
À l'extrémité supérieure, dans la deuxième zone Z2, le tissage débute par la réalisation d'une peau ou tronçon supérieur 32 qui formera la pale et l'échasse de l'aube. Cette zone Z2 de la préforme présente un tissage tridimensionnel monolithique.
Une zone de déliaison débute en dessous de ce tronçon 32 et comprend un première peau ou tronçon inférieur 34 et une deuxième peau ou tronçon inférieur 36 qui sont tissés conjointement de manière déliée avec un plan de déliaison 38. Des méthodes de tissage permettant de réaliser une telle déliaison sont bien connues dans le domaine du tissage 3D.
Les deux peaux ou tronçons inférieurs 34 et 36 sont écartés l'un de l'autre suivant la direction transversale X en raison de la déliaison réalisée dans le matériau tissé 3D. Comme représenté sur la , chaque peau inférieure 34,36 s'étend suivant la direction Y sur une partie seulement de la hauteur de la préforme d'aube 30 et qui correspond ici à la hauteur de la première zone Z1 correspondant au pied de l'aube.
Chaque peau inférieure 34,36 est destinée à former une portion du pied de l'aube.
On notera qu’une étape de mise en forme telle qu’une étape connue de découpage par jet d’eau pour les lisières et les bords non utiles du tissage peut être mise en œuvre sur l’ébauche de la ainsi qu’une étape de taille sur les fibres tissées (connue en terminologie anglo-saxonne sous le terme de « trimming »).
La représentation illustrée sur la laisse penser que le plan de déliaison 38 s'étend suivant la totalité de la dimension axiale (corde) ou longueur de l'ébauche de préforme d'aube, prise suivant la direction axiale Z.
Cette configuration peut en effet être envisagée en fonction de la configuration finale retenue pour l'aube et son système de fixation.
Toutefois, d'autres configurations peuvent être envisagées telles qu'une configuration où chacune des deux peaux inférieures 34 et 36 séparées l'une de l'autre par le plan de déliaison 38 s'étend sur une partie seulement de la dimension axiale (corde) de l'ébauche de préforme d'aube. Il en est de même pour le plan de déliaison 38.
L'exemple de tissage décrit ci-dessus n'est qu'un exemple parmi de nombreux autres exemples de tissage connus de l'homme du métier. En particulier, d'autres déliaisons d'autres techniques de tissage telles que des croisements de couches, des sorties de couches ou des transitions d'épaisseur pour obtenir une géométrie de préforme analogue peuvent être utilisées. L'homme du métier trouvera notamment de nombreux exemples de tissage dans le document WO 2014/076408.
L'ébauche de préforme d'aube peut ensuite être humidifiée pour l'assouplir et permettre un cadrage plus aisé des fibres. L'ébauche est ensuite introduite dans un moule de formage dont l'espace intérieur est ajusté à la géométrie recherchée pour la préforme d'aube.
La préforme d'aube ainsi mise en forme est disposée dans un moule d'injection, aux dimensions de l'aube finale souhaitée. Un ou plusieurs inserts peuvent en outre être insérés dans l'espace formé entre les deux peaux 34 et 36 afin de maintenir le volume interne de cet espace et d'empêcher la matrice de remplir ce volume. La matrice, par exemple une résine époxy, est alors injectée selon un procédé connu tel qu'un procédé connu sous la terminologie LCM (acronyme signifiant en terminologie anglo-saxonne «Liquid Composite Molding »).
la illustre en section transversale dans le plan défini par les directions X et Y une vue partielle agrandie d'un système de fixation d'aube 50 selon un mode de réalisation de l'invention.
Le système de fixation d'aube 50 comprend, d'une part, une aube 52 telle que celle obtenue comme décrit plus haut à partir de l'ébauche de préforme d'aube 30 de la et, d'autre part, au moins un élément de fixation ou d'attache métallique de l'aube 60. Cet élément d'attache peut provenir d'une pièce inférieure par exemple du disque de la turbomachine mentionné plus haut ou former une pièce rapportée, par exemple par fixation notamment au moyen de vis, servant à la fixation de l'aube à la turbomachine.
L'aube 52 comprend plus particulièrement un pied d'aube comprenant deux portions ou jambes 54 et 56 qui sont écartées l'une de l'autre suivant la direction transversale X de manière à ménager entre elles une cavité interne C. Les portions ou jambes 54 et 56 sont formées à partir des peaux inférieures écartées 34 et 36 de la et s'étendent axialement suivant la direction axiale (corde) Z de l'aube (l’écartement des peaux l’une de l’autre permet d’accroître la raideur). La cavité interne C est formée à partir de l'espace 38 entre les deux peaux 34 et 36 et s'étend également suivant la direction axiale Z de l'aube.
Avantageusement, l'installation selon l’invention peut comprendre en outre une conduite 21 de collecte des gaz de pyrolyse alimentant la chambre de combustion 2, et éventuellement, en sortie de la chambre de combustion, une chambre de contact 4 alimentée par un apport de charbon actif et un apport de bicarbonate de soude. La conduite de collecte des gaz de pyrolyse 21 alimente une chambre de combustion 2, qui est également alimentée par une conduite d'arrivée d'air (non représentée). La chambre de combustion 2 peut être du type chambre cylindrique métallique protégée par une ou plusieurs couches de briques.
Avantageusement, en sortie de la chambre de combustion 2, une conduite de collecte des produits de combustion alimente des moyens de refroidissement. Les moyens de refroidissement peuvent par exemple consister en une tour de refroidissement, alimentée par une injection d'eau pulvérisée, ou un échangeur refroidisseur de fumées (air-fumées ou eau-fumées). Une conduite de collecte des produits de combustion refroidis est connectée en sortie des moyens de refroidissement et alimente une chambre de contact. Un apport de charbon actif et un apport de bicarbonate de soude sont également prévus en entrée de la chambre de contact. La chambre de contact peut être du type cylindrique ayant un volume suffisant permettant d'avoir un temps de séjour des produits de combustion d'environ deux secondes. En sortie de la chambre de contact, une conduite de collecte de produits traités alimente un filtre en sortie duquel sont prévues une ligne de récupération de gaz épurés et une ligne de récupération d'halogènes. Le filtre peut être du type filtre à manches ou électro-filtre. On peut prévoir un système de refroidissement préliminaire en amont des moyens de refroidissement. Ce système de refroidissement préliminaire comprend une conduite de prélèvement en sortie de la chambre de combustion, qui alimente un échangeur, puis rejoint la conduite de collecte des produits de combustion. L'échangeur est également alimenté par une amenée de fluide caloporteur. La sortie du fluide caloporteur assure la récupération de l'énergie.
Avantageusement, l’installation selon l’invention peut comprendre un moyen de stockage positionné entre le moyen de broyage 3 et le four 1. Il peut s’agir d’un silo.
La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé simple et particulièrement économe en énergie, permettant d'obtenir un bon rendement en métaux recyclés.
La pyrolyse directe de matériaux préalablement broyés de façon seulement grossière (un broyage fin étant inutile) permet d'obtenir directement un mélange des différents constituants sous forme individualisée : notamment les résidus carbonés d'une part et les différents métaux d'autre part.
Le procédé selon l’invention permet en outre, grâce à la phase autothermique (étapes c, c’, d et d’), de limiter considérablement la consommation énergétique du traitement des matériaux contenant un mélange de matières plastiques et de matières métallique.
Avantageusement, l'invention présente également une ou plusieurs des caractéristiques avantageuses énumérées ci-dessous.
Le procédé selon l'invention permet d'éliminer les résines époxy et les plastiques constituants des cartes électroniques ainsi que le chlore et une grande partie du brome tout en évitant une perte en métaux par oxydation ou distillation compte tenu de la basse température et des conditions non- oxydantes de l'opération. La matière est ainsi concentrée en métaux. Le procédé selon l'invention permet lors du refroidissement des gaz de combustion des gaz produits pendant la pyrolyse de récupérer dans de bonnes conditions l'énergie contenue dans ces gaz. La matière ainsi pyrolysée peut être traitée avantageusement dans les outils classiques de la métallurgie du cuivre en s'affranchissant de certaines limites technologiques de ces outils et plus précisément de la teneur en matières volatiles (chaînes carbonées) et des halogènes. Dans le cas du traitement des cartes électroniques, la décomposition des résines époxy lors de la pyrolyse a pour effet de libérer tous les composants solidaires du support : le cuivre, les composants électroniques, les composants métalliques. Le procédé selon l'invention permet de maximiser le rendement de récupération des métaux, c'est-à-dire de minimiser les pertes de métaux au cours du processus. Et surtout, le fonctionnement en autothermie du procédé, grâce à la combustion partielle des gaz issus de la pyrolyse dans le four à pyrolyse afin d’en réguler la température, permet de rendre le procédé selon l’invention quasiment indépendant de l’énergie fossile lors de la mise en œuvre du procédé.
Le procédé selon l'invention permet en outre de séparer l'aluminium des autres métaux en cours de processus, de sorte à faciliter le traitement aval des métaux récupérés. Dans le cas des procédés pyro-métallurgiques, l'aluminium présente en effet un comportement néfaste à la fluidité des scories. Dans le cas des procédés hydro-métallurgiques, l'aluminium du fait de sa réactivité chimique entraîne une surconsommation de réactifs chimiques. Le traitement des gaz issus de la pyrolyse (comprenant une postcombustion) permet de rendre le procédé propre sans nécessiter de manipulation lourde d'halogènes, de composés soufrés ou d'émissions de métaux lourds.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La représente de manière schématique un exemple four à pyrolyse selon l’invention, les signes de références correspondant à ceux renseignés ci-dessus.
La représente de manière schématique une installation de traitement de matériaux contenant un mélange de matières plastiques et de matières métallique selon l’invention, les signes de références correspondant à ceux renseignés ci-dessus.
La représente la consommation de gaz de l’installation mise-en-œuvre dans l’exemple ci-dessous, sur une période s’étalant de janvier 2021 à décembre 2021 (kWh).
L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans l’exemple d’application suivant.
T raitement de déchets électroniques en autothermie .
En faisant référence aux figures 1 et 2, une installation de traitement de déchets électroniques selon l'invention comprend de manière schématique les éléments qui suivent. L’exemple correspond à l'utilisation de l'installation de traitement décrite sur la , en relation avec le four de la .
La composition de refroidissement selon l’invention peut comprendre de 0,01 à 2 % massique ou de 0,01 à 5 % massique, préférentiellement de 0,1 à 1,5 % massique ou de 0,1 à 2 % massique d’agent antimousse, par rapport au poids total de la composition.
La composition de refroidissement selon l’invention ou utilisée selon l’invention peut également comprendre au moins un additif abaisseur du point d’écoulement, (dits encore agents « PPD » pour « Pour Point Depressant » en langue anglaise).
La composition refroidissante selon l'invention ou utilisée selon l’invention peut en outre comprendre au moins un inhibiteur de radicaux.
De tels inhibiteurs de radicaux sont en soi connus de l'homme de l'art et peuvent avoir différentes natures chimiques et en particulier appartenir à différentes familles chimiques.
En termes de formulation de la composition selon la présente invention ou utilisée selon l’invention, toutes les méthodes connues de l'homme de l'art peuvent être utilisées pour cette additivation du fluide ou de l’huile.
Parmi les inhibiteurs de radicaux, on peut notamment citer les inhibiteurs de radicaux phosphorés.
Parmi les inhibiteurs de radicaux phosphorés on distingue les composés pour lesquels le phosphore est un P(V) ou phosphore pentavalent et les composés pour lesquels le phosphore est un P(III) ou phosphore trivalent.
Parmi ces composés se présentant sous la forme d'un phosphore pentavalent, P(V), on peut notamment citer la famille des phosphates et en particulier, le triéthylphosphate, le triméthylphosphate, les alkylphosphates éventuellement fluorés ou encore les arylphosphates.
A titre d'alkylphosphate fluoré on peut notamment citer le tris (2,2,2-trifluoroéthyl)phosphate.
A titre d'arylphosphates, on peut notamment citer le triphénylphosphate, le tricresylphosphate ou encore le trixylenylphosphate.
Toujours parmi ces composés se présentant sous la forme P(V), on peut notamment citer la famille des phosphazènes. Dans cette famille, qui se caractérise par le fait que ses représentants comportent au moins une double liaison entre un atome de phosphore pentavalent et un atome d'azote, on privilégie les composés cycliques. On peut notamment citer l'hexaméthoxycyclotriphosphazène.
Parmi ces composés se présentant sous la forme d'un phosphore trivalent, P(III), on peut notamment citer la famille des phosphites. Dans cette famille, on peut notamment citer le tris(2,2,2-trifluoroéthyl)phosphite.
Lorsque la composition de refroidissement est mise en œuvre dans un système de lubrification, la composition de refroidissement selon l’invention ou utilisée selon l’invention peut également comprendre en outre tous types d’additifs adaptés à une utilisation dans un lubrifiant pour système de propulsion d’un véhicule électrique ou hybride et pourra être appelée composition lubrifiante.
De tels additifs, connus de l’homme du métier dans le domaine de la lubrification des systèmes de propulsion de véhicules électriques ou hybrides, peuvent être choisis parmi, les modificateurs de frottements, les détergents, les additifs anti usure, les additifs extrême-pression, les dispersants, et leurs mélanges.
La composition utilisée selon l’invention ou utilisée selon l’invention peut être préparée par simple mélange des ingrédients.
Dans la formule précédente, σ est la constante de Stefan-Boltzmann, T gaz est la température de l’environnement extérieur au capteur, H la longueur de l’élément calorimétrique, λ est la conductivité thermique du matériau formant l’élément calorimétrique 201 et T ini est la température initiale (avant mesure) de l’élément calorimétrique 201.
Dans le cas où le flux thermique est un flux dit « flux total » comprenant à la fois une contribution radiative et une contribution convective, le nombre adimensionné à prendre en compte est la somme du nombre de Biot et du nombre de rayonnement.
Résistance du matériau à la fusion D’autre part, afin de se prémunir de toute dégradation irréversible de l’élément calorimétrique 201, on pourra chercher à ce que la température atteinte à l’instant final de mesure du flux thermique ne dépasse pas la température de fusion de l’élément calorimétrique 201. Ce second critère entraîne en pratique une longueur minimale pour l’élément calorimétrique 201 pour un matériau donné, en dessous de laquelle l’élément calorimétrique risque de fondre pendant la mesure de flux thermique.
Le déposant a montré que la longueur minimale de l’élément calorimétrique peut être déterminée à partir d’un bilan énergétique faisant intervenir des paramètres physiques de l’élément calorimétrique et des paramètres de la mesure de flux thermique, lesdits paramètres comprenant en particulier :
- la capacité thermique à pression constante de l’élément calorimétrique et la dépendance de cette capacité thermique avec la température, c’est-à-dire la fonction C p (T) ;
- la masse de l’élément calorimétrique (m), qui dépend en particulier de la masse volumique (ρ) de l’élément calorimétrique et du volume de l’élément calorimétrique ;
- la température initiale, T ini , de l’élément calorimétrique, c’est-à-dire avant la mesure, par exemple 20°c pour une température ambiante classique ;
- la température finale, T fin , acceptable de l’élément calorimétrique, c’est-à-dire une température strictement inférieure à la température de fusion de l’élément calorimétrique. Il est en particulier possible de définir une marge thermique de sécurité, par exemple environ 10%, afin d’assurer une température finale inférieure à environ 90% de la température de fusion de l’élément calorimétrique et ainsi assurer la robustesse du capteur.
- le flux maximal moyen, Φ moy , devant être mesuré par le capteur, ceci est par exemple un flux de l’ordre de 8 MW/m² ; et
- la durée maximale de mesure, Δt, c’est-à-dire le temps maximum pendant lequel le capteur sera exposé au flux thermique pour mesurer le flux thermique.
Le déposant a prouvé que ledit bilan thermique donne, en particulier, dans le cas d’un élément calorimétrique qui est un cylindre circulaire droit, une longueur minimale de l’élément calorimétrique s’exprimant selon la formule au paragraphe suivant.
Dans la formule précédente, est une moyenne intégrale de la capacité thermique à pression constante de l’élément calorimétrique ayant pour borne inférieure la température initiale, T ini , de l’élément calorimétrique et pour borne finale la température finale, T fin , de l’élément calorimétrique. Le déposant a observé que d’autres types de moyennes (par exemple la demi-somme des capacités thermiques à la température finale et à la température initiale) peuvent être utilisés mais que la moyenne intégrale est particulièrement avantageuse du fait de sa simplicité de calcul.
A titre d’exemple, lorsque le capteur est dimensionné pour mesurer un flux thermique sensiblement convectif environ égal à 8 MW/m 2 provenant d’une source de gaz à 2500°C pendant une durée au moins égale à environ 5 secondes, avec une température ambiante initiale d’environ 20°C, et que l’élément calorimétrique est un cylindrique circulaire droit en cuivre de masse volumique environ égale à 8920 kg/m 3 (cuivre pur de grade CuC2), alors il est acceptable que le cylindre ait une longueur comprise entre environ 10.9 mm et environ 11.5 mm pour que, d’une part, le nombre de Biot soit sensiblement inférieur ou égal à 0.1 et que, d’autre part, la température finale atteinte n’excède pas la température de fusion de l’élément calorimétrique 201, avec une marge de sécurité de 10%.
Dimensionnement de la face avant Dans l’équation [Math 4], la surface de la première portion non recouverte par l’élément isolant, qui peut dans certains exemples être confondue avec la face avant 203 de l’élément calorimétrique, n’apparaît pas. Ainsi, dans le cas d’un élément calorimétrique 201 qui est un cylindre circulaire droit, le dimensionnement de la surface de la face avant 203 de l’élément calorimétrique 201 peut en principe être choisi arbitrairement. Cependant, certaines contraintes peuvent être prises en compte pour choisir cette valeur, dont par exemple :
- la contrainte d’encombrement du capteur par rapport à l’environnement du capteur spécifiquement étudié. En particulier, il est possible de réduire la surface de la face avant 203 pour faciliter l’implantation du capteur ;
- la contrainte de fabrication et de manipulation. En particulier, une surface de la face avant 203 trop faible peut rendre la fabrication du capteur plus délicate, (du fait notamment d’une préhension moins aisée) ;
Le four à pyrolyse 1 est un four de type MHF (four à foyers multiples), dont le réacteur 13 a un volume égal à 100 m 3 .
En parallèle de l’étape a), l’étape a’) de préchauffe du four est mise en œuvre. Les bruleurs des différents foyers du four sont activés jusqu’à ce que la température interne atteigne la valeur de consigne de 500°C.
La puissance de l'installation est d'environ 1000 kW. Le réacteur 13 comprend 6 foyers 14.
La durée de l’étape a’) est de 60 heures : on chauffe le four jusqu'à une température comprise d'environ 500°C, dans le réacteur 13, et ce essentiellement en l'absence d'oxygène (en milieu réducteur ou neutre % O2 = 0). Plus précisément, les brûleurs des foyers 14 sont réglés avec un défaut d'air et le facteur d'air (rapport entre l'air de combustion et l'air théorique de combustion neutre) est compris entre 0,7 et 0,9. A la fin de l’étape a’), la température de pyrolyse de l’étape c) est de 500°C.
Lorsque la température dans le réacteur 13 atteint 500 degrés, l’étape a’) s’achève (les brûleurs sont coupés) et les étapes c) et d) sont mises en œuvre et les matériaux broyés peuvent ensuite être introduits dans le four.
La durée de la pyrolyse est ajustée afin d'obtenir une décomposition complète des chaînes carbonées composant la fraction plastique (notamment les chaînes des résines époxy). Par exemple, la durée est d’environ 30 minutes. L’arbre du four est en rotation constante (environ 2 tr/min, la matière broyée passe environ 7 minutes par foyer avant de descendre au foyer inférieur ou à la sortie.
On note qu’en pratique, un seul brûleur type pilote est maintenu en fonctionnement par foyer afin de respecter la norme EN 746-2. Ce brûleur ne participe pas au maintien de la température du four 1. Il est indépendant des étapes c) et d). Ce brûleur est une mesure de sécurité afin d’éviter toute explosion potentielle, il apporte uniquement une flamme et son apport calorifique est négligeable.
Le four à pyrolyse comprend les éléments décrits sur la .
Les gaz de pyrolyse générés dans le four à pyrolyse 1 ne s'échappent pas par la première entrée 11 car le four fonctionne en légère dépression - 5 mm CE. Cette dépression permet de limiter l'entrée d'air à l'intérieur du four, pouvant entrainer le passage d’atmosphère réductrice en atmosphère oxydante, suivie une forte montée en température du four pouvant entraîner des accidents (explosion).
La température, et le flux d’air injecté sont contrôlé selon l’algorithme indiqué dans la formule suivante ((T° consigne – T° Réelle ) / 100) * k*D max = D régulation . Dans le cade de l’exemple, le coefficient k est égal à 2.
Dans le cadre de cet exemple, le débit d’air total injecté dans un foyer du four à pyrolyse (D total ), ce débit étant la somme du débit d’air initial (au démarrage de la pyrolyse) et du débit d’air de régulation de l’étape de régulation.