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"Procédé de traitement d'un produit hétérogène, en particulier ordures ménagères, et déchiqueteur propre à la mise en oeuvre d'un tel procédé"
La présente invention concerne d'une manière générale le traitement d'un quelconque produit hétérogène, c'est-à-dire d'un quelconque produit formé d'au moins deux composants, ledit traitement impliquant la séparation l'un de l'autre desdits composants.
Elle vise plus particulièrement, mais non nécessairement exclusivement, le cas où le produit à traiter est constitué d'ordures ménagères.
Ainsi qu'on le sait, les ordures ménagères sont globalement composées de deux grandes catégories de matériaux.
Il y a tout d'abord des matériaux inertes ou peu fermentescibles, c'est-à-dire des matériaux qui n'évoluent pas du tout ou peu dans le temps, tels que, par exemple, les textiles, les matières organiques synthétiques dites ci-après plus simplement matières synthétiques, le verre, et les métaux.
Il y a ensuite des matériaux organiques non synthétiques ou fermentescibles, c'est-à-dire des matériaux qui, suivant un processus de dégradation plus ou moins lent, évoluent dans le temps.
Il s'agit notamment des papiers, des cartons, des matières végétales et des matières animales.
Grâce à cette deuxième catégorie de matériaux, les ordures ménagères présentent un intérêt non négligeable en agriculture, en tant que produits d'amendement organiques, et c'est pourquoi elles font maintenant de plus en plus systématiquement l'objet d'une certaine récupération.
Mais, pour répondre au mieux aux exigences en la matière de l'agriculture, il faut au préalable leur appliquer un traitement, d'une part pour favoriser une évolution vers une certaine stabilisation de la fraction fermentescible, et d'autre part pour en retirer la fraction inerte.
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De manière usuelle, la stabilisation de la fraction fermentescible se fait par compostage, par exemple en disposant en andains, c'est-à-dire en tas allongés, la matière, convenablement humidifiée, à traiter, et en retournant à temps réguliers ces andains en alternance avec des phases de repos de ceux-ci.
De manière également usuelle, l'élimination des matériaux inertes se fait par un tri.
En pratique, les techniques de tri usuellement mises en oeuvre exploitent les caractéristiques physiques qui distinguent les uns des autres les matériaux à trier.
S'agissant des matériaux lourds, tels que par exemple le verre et les métaux, c'est leur densité qui est à cet effet prise en compte.
S'agissant des matériaux légers, tels que par exemple les plastiques, c'est leurs dimensions, ces matériaux se présentant le plus souvent sous la forme de sacs plus ou moins importants ou de bouteilles ou de feuilles plus ou moins grandes.
L'opération correspondante est donc une simple opération de criblage propre à la séparation de tels composants.
La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant d'optimiser cette opération de criblage, en exploitant une autre caractéristique physique, à savoir la résistante mécanique, des matériaux traités.
Elle est en effet fondée sur l'observation que, si les matériaux inertes, tels que les matières synthétiques, présentent usuellement une résistance mécanique non négligeable qui se conserve normalement dans le temps, il n'en est pas de même pour les matériaux fermentescibles, soit que ceux-ci présentent dès l'origine une résistance mécanique relativement médiocre, soit que, en raison même de leur humidification et de leur évolution par fermentation, cette résistance mécanique se dégrade progressivement dans le temps.
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De manière plus précise, la présente invention a tout d'abord pour objet un procédé de traitement d'un produit hétérogène, du genre impliquant l'application à ce produit d'une opération de criblage en vue de le séparer en deux composants, ce procédé étant d'une manière générale caractérisé en ce qu'on fait précéder ladite opération de criblage d'une opération de déchiquetage conduite, de manière à affecter sélectivement lesdits composants, à l'aide d'un déchiqueteur comportant un tambour rotatif dont le diamètre est au moins égal à 1 m et qui porte en saillie des doigts ;
elle a encore pour objet un déchiqueteur propre à la mise en oeuvre d'un tel procédé, ce déchiqueteur étant d'une manière générale caractérisé en ce qu'il comporte un tambour qui, monté rotatif sur un bâti, en étant disposé transversalement à l'extrémité aval d'un convoyeur, a un diamètre au moins égal à 1 m et porte en saillie des doigts.
Appliqué aux ordures ménagères, le déchiquetage ainsi caractéristique de l'invention est sélectif, car, en pratique, compte tenu de leur résistance mécanique propre, il n'affecte pour l'essentiel que les matériaux fermentescibles que contiennent celles-ci.
En pratique, et l'expérience le confirme, les matériaux en matière synthétique ne s'humidifiant que faiblement au cours du compostage et conservant au contraire pour l'essentiel leur résistance mécanique, un déchiquetage pratiqué suivant les conditions de l'invention ne les affecte que peu et leur taille reste importante, tandis que les matériaux fermentescibles, eux, se déchiquettent rapidement et voient donc rapidement leur taille diminuer de manière importante, leur humidification, qui est forte, compte tenu de leur grand pouvoir d'absorption, conduisant rapidement à une dégradation de leur propre résistance mécanique.
Ainsi, le déchiquetage sélectif suivant l'invention, qui s'apparente en fait a une simple trituration, se distingue, déjà, par lui-même, d'un broyage qui affecterait indifféremment l'ensemble des matériaux traités.
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A fortiori, il se distingue d'un broyage qui réduirait systématiquement ceux-ci en des débris indistinctement de mêmes dimensions pour tous.
Comme indiqué, le tambour du déchiqueteur mis en oeuvre à cet effet a un diamètre au moins égal à 1 m, voire supérieur à une telle dimension.
Le diamètre de ce tambour est, donc, suivant l'invention, relativement grand.
Préférentiellement, s'agissant du traitement d'ordures ménagères, la vitesse de rotation qui lui est appliquée reste elle, au contraire, modérée.
En pratique, cette vitesse de rotation est inférieure à 500 t/mn, en étant par exemple de l'ordre de 200 à 300 t/mn, afin que les matériaux inertes à éliminer ne se trouvent effectivement pas sensiblement affectés par l'opération de déchiquetage correspondante.
En tout cas, elle est bien inférieure aux vitesses de rotation usuelles des broyeurs, qui, elles, sont toujours supérieures à 500 t/mn, en étant par exemple de l'ordre de 1000 à 1500 t/mn.
Ainsi, comme recherché, seuls sont concernés par l'opération de déchiquetage les matériaux fermentescibles, et la granulométrie de ceux-ci se trouve ainsi progressivement réduite à une valeur relativement faible, de nature à en faciliter la sélection lors de l'opération de criblage ultérieure.
Le taux en matière organique du compost finalement obtenu se trouve dès lors avantageusement relevé.
Conjointement, la mise en oeuvre, suivant l'invention, pour le déchiqueteur, d'un tambour de relativement grand diamètre, évite que, par enroulement autour de ce tambour, les matières synthétiques en feuille ou en sac ne viennent progressivement occulter en tout ou partie celui-ci, au détriment de son efficacité.
L'expérience montre, en effet, que la présence dans les ordures ménagères de tels matériaux en matière synthétique présentant une longueur supérieure au
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développement d'une circonférence de diamètre supérieur à 1 m est quasi exclue.
S'agissant du compostage d'ordures ménagères, l'opération de déchiquetage suivant l'invention est avantageusement associée à une opération de reprise d'un tel matériau, telle que celle nécessaire au retournement d'un andain, ou celle intervenant entre une trémie d'alimentation et une chaîne d'affinage.
En effet, dans l'un et l'autre cas, le déchiqueteur correspondant s'intègre tout à fait dans la logique du processus de traitement correspondant.
S'agissant d'ordures ménagères en andain (s), il en facilite le retournement, le convoyeur à l'extrémité aval duquel est disposé transversalement son tambour formant alors le plancher d'un véhicule dont le châssis porte le bâti de ce tambour et dont la mobilité permet la reconstitution à l'avancement d'un tel andain.
Et, s'agissant d'ordures ménagères en trémie, il en facilite l'émottage avant l'affinage.
En pratique, plusieurs passages des ordures ménagères dans un tel déchiqueteur sont prévus, un premier passage assurant par exemple la préparation de celles-ci, tandis que plusieurs passages ultérieurs sont, comme indiqué, associés chacun respectivement à un cycle de leur compostage.
Dans tous les cas, que le tri densimétrique nécessaire à l'élimination des matériaux lourds intervienne avant de tels passages, après ces passages, ou entre deux de ceux-ci, le tri final par criblage permet d'obtenir la séparation en deux composants des ordures ménagères traitées, à savoir un composant constitué de refus inertes à éliminer, et un composant constituant un compost de qualité particulièrement riche en matière organique.
En pratique, la teneur en matière organique de ce compost peut, grâce à l'invention, être usuellement avantageusement supérieure à au moins 65 %.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à
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titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un déchiqueteur suivant l'invention, représenté installé sur un véhicule ; la figure 2 en est une vue latérale, suivant la flèche II de la figure 1 ; la figure 3 en est une vue partielle en élévation, suivant la flèche III de la figure 2 ; la figure 4 reprend, à échelle supérieure, le détail de la figure 3 repéré par un encart IV sur celle-ci ; la figure 5 est une vue partielle en coupe transversale, suivant la ligne V-V de la figure 4 ; la figure 6 est un diagramme illustrant les résultats obtenus avec le déchiqueteur suivant l'invention ;
la figure 7 est une vue latérale, qui, analogue à celle de la figure 2, se rapporte à une variante de réalisation.
Dans la forme de mise en oeuvre illustrée sur ces figures, le déchiqueteur 10 suivant l'invention équipe àdemeure un véhicule 11.
Ce véhicule 11 est par exemple constitué par une remorque à fond mouvant, c'est-à-dire une remorque dont le plancher est constitué par un convoyeur.
Ce véhicule 11 ne faisant pas par lui-même partie de la présente invention, il ne sera pas décrit ici.
Il suffira d'indiquer que le déchiqueteur 10 suivant l'invention est disposé à l'extrémité aval du convoyeur formant le fond mouvant correspondant.
En pratique, il est donc disposé à l'extrémité arrière du véhicule 11 concerné.
Globalement, le déchiqueteur 10 suivant l'invention comporte, monté rotatif sur un bâti 12 lui-même porté par le châssis 13 d'un tel véhicule 11, un tambour 14, dont le diamètre D est au moins égal à 1 m, et qui porte en saillie des doigts 15.
Dans la forme de réalisation représentée, le bâti 12
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comporte deux montants latéraux 16, qui sont convenablement solidarisés, à leur partie inférieure, au châssis 13 du véhicule 11, par exemple par boulonnage, et qui, à leur partie supérieure, sont reliés l'un à l'autre par une traverse 17.
Les montants latéraux 16 et la traverse 17 peuvent par exemple être réalisés à l'aide de tronçons de profilé en caisson, comme représenté.
En variante, il peut aussi bien s'agir de fers en U.
Quoi qu'il en soit, les montants latéraux 16 portent, chacun respectivement, les paliers 18 nécessaires au support du tambour 14, et l'implantation de l'ensemble sur le châssis 13 du véhicule 11 est telle que, avec ses doigts 15, ce tambour 14 se situe largement au-dessus du convoyeur formant le fond mouvant de ce véhicule 11, à une distance par exemple de l'ordre de 10 cm de celui-ci, en étant bien entendu disposé transversalement par rapport à ce convoyeur.
Dans la forme de réalisation plus spécifiquement représentée sur les figures 1 à 5, il est en outre prévu deux déflecteurs latéraux 20, en métal par exemple, qui, chacun respectivement, sont solidaires des montants latéraux 16 correspondants, un capotage supérieur 21, qui, solidaire de la traverse 17, est, en pratique à l'image de celle-ci, incliné sur l'horizontale, en se rapprochant du fond mouvant du véhicule 11 en direction de l'avant de celui-ci, et une tôle inférieure de protection 22, qui, suspendue à la partie basse de l'ensemble, est destinée à protéger d'éventuelles projections l'essieu arrière d'un tel véhicule 11.
L'assemblage de l'ensemble, qui peut par exemple se faire par soudage, relève de l'homme de l'art, et il ne sera donc pas décrit en détail ici.
De même, suivant des dispositions relevant de l'homme de l'art, les déflecteurs latéraux 20 et/ou le capotage supérieur 21 peuvent, si désiré, être renforcés par des raidisseurs.
De préférence, et tel que schématisé par un trait interrompu sur les figures 1 et 2, la partie inférieure des
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déflecteurs est amovible, pour faciliter l'accès à l'arbre 24 du tambour 14, en vue par exemple de son nettoyage.
Extérieurement, l'arbre 24 du tambour 14 porte, latéralement, à l'une de ses extrémités, un pignon 25 sur lequel est passée une chaîne 26 également passée en boucle sans fin sur un pignon d'entraînement 27 solidaire, lui, d'un quelconque arbre moteur 28.
Intérieurement, chacun des déflecteurs latéraux 20 porte, en saillie, autour de l'extrémité correspondante du tambour 14, un garde-boue 30, qui, formé par exemple d'un simple fer plat convenablement rapporté par soudage sur un tel déflecteur latéral 20, est destiné à protéger de tout enroulement de produit l'arbre 24 dudit tambour 14.
Si le diamètre D du tambour 14 est, suivant l'invention, au moins égal à 1 m, en étant par exemple précisément égal à 1 m, sa longueur L est indifférente.
En pratique, elle est évidemment adaptée à la largeur du véhicule 11 concerné.
Elle est donc par exemple de l'ordre de 2 m.
Bien entendu,. ces valeurs numériques ne sont données ici qu'à titre d'exemple, et elles ne sont pas nécessairement limitatives de l'invention.
Il en est de même pour les autres valeurs numériques qui seront données ultérieurement.
En pratique, les doigts 15 du tambour 14 sont disposés par rangées, suivant des génératrices de celui-ci.
Dans les formes de réalisation représentées, huit rangées de doigts 15 sont ainsi prévues, en étant régulièrement réparties circulairement autour de l'axe du tambour 14, et, d'une rangée à une autre, les doigts 15 sont alternés.
En pratique, également, les doigts 15 d'une même rangée sont portés par une barre 32, qui leur est commune, et qui est rapportée de manière amovible sur le tambour 14.
Par exemple, et tel que représenté, une barre 32 portant ainsi une rangée de doigts 15 est en prise à coulissement avec des glissières 33, qui, formées en
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pratique de simples cavaliers, sont solidaires du tambour 14 en étant échelonnées de place en place le long de la génératrice correspondante de celui-ci, et, pour son maintien longitudinal sur le tambour 14, il est prévu, à l'une au moins des extrémités d'une telle barre 32 et, de préférence, à l'une et l'autre de ses extrémités, des moyens d'arrêt appropriés, par exemple des boulons avec contre-écrous.
Dans la forme de réalisation représentée, chaque barre 32 ainsi mise en oeuvre porte ainsi dix-sept doigts 15, et l'espace entre ces derniers est de l'ordre de 10 cm.
De préférence, et tel que représenté, les doigts 15 sont chacun inclinés dans le même sens par rapport à la direction radiale R du tambour 14'passant par leur racine, en s'écartant de cette direction radiale R du côté amont de celle-ci par rapport au sens de rotation de ce tambour 14.
Ce sens de rotation a été repéré par une flèche F sur les figures 2 et 5.
Il s'agit en pratique du sens horaire.
L'angle d'inclinaison des doigts 15 par rapport à la
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direction radiale R correspondante est compris entre 0 et 90.,
Par exemple, il est voisin de 45*, tel que représenté.
Quoi qu'il en soit, il est le même pour tous les doigts 15.
Dans la forme de réalisation représentée, chacun de ces doigts 15 se présente sous la forme d'une plaquette à contour parallélépipédique dont le plan s'étend transversalement par rapport à l'axe du tambour 14.
Il s'agit en pratique d'une plaquette métallique.
Son épaisseur est par exemple de l'ordre de 1 cm.
Quoi qu'il en soit, ces doigts 15 sont convenablement rapportés sur la barre 32 qui les porte, par exemple par soudage, et la hauteur de la saillie qu'ils forment à la surface du tambour 14, et qui est la même pour tous, est, bien entendu, inférieure, barre de support 32 et glissière
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33 comprises, à la distance séparant ce tambour 14 du fond mouvant du véhicule 11.
Cette hauteur, donc, est, en l'espèce, inférieure à 10 cm.
Enfin, dans la forme de réalisation plus spécifiquement représentée sur les figures 1 à 5, le tambour 14 porte encore, suivant une génératrice, entre deux barres 32, un fer en U 35 propre au guidage d'une lame de coupe si la mise en oeuvre d'une telle lame de coupe s'avère nécessaire en raison d'un enroulement partiel de quelconques matériaux autour du tambour 14.
En service, et s'agissant par exemple du retournement d'un andain, un quelconque engin de reprise attaque cet andain et en déverse la matière sur le fond mouvant du véhicule 11, qui, suivant la flèche F'de la figure 2, la dirige alors systématiquement, pour son déversement, vers l'arrière de ce dernier.
Au passage, cette matière est travaillée par les doigts 15 du tambour 14 du déchiqueteur 10 suivant l'invention.
Ainsi qu'on le notera, il résulte du sens de rotation horaire de ce tambour 14 que ces doigts 15 travaillent à contre courant.
En pratique, ils assurent pour l'essentiel le déchiquetage des seuls matériaux fermentescibles de la matière travaillée, sans affecter sensiblement les matériaux en matière synthétique contenus par celle-ci.
Il résulte en outre de l'inclinaison propre des doigts 15, qui sont en quelque sorte"fuyants"par rapport à la matière qu'ils traversent, que la tendance qu'ils pourraient avoir à entraîner intempestivement les matériaux en matière synthétique de celle-ci, au risque de favoriser leur enroulement autour du tambour 14, se trouve minimisée, ces matériaux en matière synthétique retombant plus facilement, par gravité, grâce à cette obliquité, avant d'atteindre la partie sommitale dudit tambour 14.
Du fait de l'avance du véhicule 11, l'andain
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travaillé se reconstitue de lui-même à la sortie de celui-ci.
En pratique, il est préférentiellement appliqué plusieurs passages du déchiqueteur suivant l'invention à la masse d'un tel andain.
Par exemple, l'enchaînement des étapes du traitement d'ensemble des ordures ménagères constituant un tel andain peut être le suivant : un premier passage, de préparation, dans le déchiqueteur 10 suivant l'invention ; - l'élimination, par tri densimétrique, des matériaux lourds initialement présents ; trois nouveaux passages successifs dans le déchiqueteur 10 suivant l'invention, en alternance avec des phases de repos de l'ordre par exemple d'une semaine ; - l'élimination, par une opération de criblage, des matériaux en matière synthétique volumineux encore présents.
Mais, en variante, le tri densimétrique peut aussi bien intervenir dès l'origine, ou, au contraire, être pratiqué après le criblage.
Il s'avère en effet, dans ce dernier cas, que, parmi les matériaux lourds concernés, le verre conserve de toute façon une granulométrie suffisante pour qu'un tel tri densimétrique reste efficace.
Les résultats obtenus sont illustrés par le diagramme de la figure 6.
Sur celui-ci, qui concerne l'analyse granulométrique d'un compost dont le processus de traitement a impliqué trois passages successifs dans un déchiqueteur suivant l'invention, sont portés, en abscisses, la dimension, en mm par exemple, de la maille du tamis utilisé pour l'opération de criblage de ce processus de traitement, et en ordonnées le pourcentage, en poids sec, des produits retenus sur un tel tamis.
Les courbes I et I'se rapportent aux matériaux synthétiques légers et volumineux, la courbe I pour une vitesse circonférentielle moyenne à la pointe des doigts 15
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du tambour 14 égale à 375 m/mn, et la courbe I'pour une vitesse circonférentielle moyenne à la pointe de ces doigts 15 égale à 750 m/mn.
Les courbes II et II'se rapportent, dans les mêmes conditions, aux matériaux organiques recherchés, c'est-à-dire aux matériaux organiques non synthétiques ou fermentescibles, et les courbes III, III'aux matériaux lourds, soit, pour l'essentiel, au verre.
Pour une maille carrée de 20 mm de côté par exemple, la quasi totalité, soit plus de 95 %, des matériaux synthétiques est retenue, quelle que soit la vitesse de rotation du tambour 14, tandis que passent 45 % des matériaux fermentescibles lorsque cette vitesse est de 100 t/mn, soit 325 m/mn à la pointe des doigts 15, et 60 % lorsqu'elle est de 200 t/mn, soit 750 m/mn à la pointe des doigts 15, et que, conjointement, passe, dans l'un et l'autre cas, la quasi totalité, soit 90 %, du verre.
Ces résultats, qui ne concernent qu'un cas particulier donné ici à titre d'exemple, montrent que le déchiquetage suivant l'invention facilite la sélection des matériaux fermentescibles recherchés, car tout en réduisant leur granulométrie, il laisse quasiment inchangée celle des matériaux synthétiques à éliminer, et que, d'un certain point de vue, il y a intérêt à augmenter la vitesse de travail du tambour du déchiqueteur mis en oeuvre.
Mais, en pratique, une augmentation de cette vitesse de travail risque d'étendre intempestivement aux matériaux synthétiques légers et volumineux les effets du déchiquetage correspondant.
C'est pourquoi, suivant l'invention, elle est préférentiellement limitée à au plus 1800 m/mn à la pointe des doigts 15, en étant préférentiellement de l'ordre de 750 à 1100 m/mn, et, par exemple, voisine de 1000 m/mn.
Dans la variante de mise en oeuvre illustrée par la figure 7, le tambour 14 du déchiqueteur 10 suivant l'invention est disposé à l'abri d'un capotage plus développé que précédemment.
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1 J 1 1 En pratique, dans cette forme de réalisation, ce capotage comporte une partie rigide 38, qui, à l'arrière du capotage supérieur 21 et des déflecteurs latéraux 20, est rapportée en auvent sur ceux-ci.
Le capotage comporte, en outre, latéralement, suspendues aux côtés de cette partie rigide 38, aussi bien qu'aux déflecteurs latéraux 20 auxquels elle fait suite, des bavettes 39, en matière souple.
Des bavettes 40 sont prévues, de manière semblable, à l'arrière, le long de la tranche d'extrémité supérieure de la partie rigide 38.
Pour faciliter l'accès, si désiré, au tambour 14, certaines au moins de ces bavettes 39,40, voire même la totalité de celles-ci, peuvent être amovibles.
Par exemple leur suspension se fait très simplement à l'aide d'ensembles vis-écrou.
En outre, dans la forme de réalisation représentée, il est également prévu une bavette 42 à l'avant, le long de la tranche correspondante du capotage supérieur 21.
Enfin, dans cette forme de réalisation, un capotage est aussi prévu autour de la transmission assurant la liaison entre l'arbre du tambour 14 et l'arbre moteur correspondant.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution.
En particulier, bien que préférentiellement mis en oeuvre sur un véhicule ou autre engin mobile, lorsqu'il s'agit du traitement d'ordures ménagères dont le compostage se fait en andains, le déchiqueteur suivant l'invention peut tout aussi bien équiper une installation fixe, et cela peut être plus particulièrement le cas lorsqu'il s'agit d'ordures ménagères à faire transiter d'une trémie de stockage à une chaîne de traitement.
Bien entendu, également, le domaine d'application de l'invention n'est pas d'ailleurs nécessairement limité à celui des seules ordures ménagères, mais il s'étend de
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manière plus générale à celui de tout autre matériau hétérogène formé d'un mélange de produits dont la rigidité n'est pas susceptible d'entraver le fonctionnement du déchiqueteur à mettre en oeuvre.
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"Process for treating a heterogeneous product, in particular household waste, and shredder suitable for the implementation of such a process"
The present invention relates generally to the treatment of any heterogeneous product, that is to say of any product formed from at least two components, said treatment involving separation from each other of said components.
It relates more particularly, but not necessarily exclusively, to the case where the product to be treated consists of household waste.
As we know, household waste is generally made up of two main categories of materials.
First of all, there are inert or not very fermentable materials, that is to say materials which do not evolve at all or little over time, such as, for example, textiles, so-called synthetic organic materials. hereinafter more simply plastics, glass, and metals.
Then there are non-synthetic or fermentable organic materials, that is to say materials which, according to a more or less slow degradation process, evolve over time.
These include paper, cardboard, plant materials and animal materials.
Thanks to this second category of materials, household waste presents a significant interest in agriculture, as organic amendment products, and that is why they are now more and more systematically subject to a certain recovery.
However, in order to best meet the requirements in terms of agriculture, it is first necessary to apply a treatment to them, on the one hand to promote an evolution towards a certain stabilization of the fermentable fraction, and on the other hand to withdraw the inert fraction.
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Usually, the stabilization of the fermentable fraction is done by composting, for example by placing in swaths, that is to say in elongated heaps, the material, suitably humidified, to be treated, and turning these swaths at regular times. alternating with rest phases thereof.
Also usually, the elimination of inert materials is done by sorting.
In practice, the sorting techniques usually used exploit the physical characteristics which distinguish the materials to be sorted from one another.
In the case of heavy materials, such as glass and metals, for example, their density is taken into account.
With regard to light materials, such as for example plastics, it is their dimensions, these materials most often being in the form of more or less large bags or more or less large bottles or sheets.
The corresponding operation is therefore a simple screening operation specific to the separation of such components.
The present invention generally relates to a provision making it possible to optimize this screening operation, by exploiting another physical characteristic, namely the mechanical resistance, of the materials treated.
It is in fact based on the observation that, while inert materials, such as synthetic materials, usually have a non-negligible mechanical resistance which is normally preserved over time, it is not the same for fermentable materials, either that these have a relatively poor mechanical resistance from the start, or that, by reason of their humidification and their evolution by fermentation, this mechanical resistance gradually degrades over time.
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More specifically, the present invention firstly relates to a method of treating a heterogeneous product, of the kind involving the application to this product of a screening operation in order to separate it into two components, this process being generally characterized in that said screening operation is preceded by a shredding operation carried out, so as to selectively affect said components, using a shredder comprising a rotary drum whose diameter is at least equal to 1 m and which has protruding fingers;
it also relates to a shredder suitable for the implementation of such a method, this shredder being generally characterized in that it comprises a drum which, rotatably mounted on a frame, being arranged transversely to the 'downstream end of a conveyor, has a diameter at least equal to 1 m and carries projecting fingers.
Applied to household waste, the shredding thus characteristic of the invention is selective, because, in practice, taking into account their own mechanical resistance, it essentially only affects the fermentable materials which they contain.
In practice, and experience confirms, synthetic materials only slightly moistening during composting and, on the contrary, essentially retaining their mechanical strength, shredding carried out according to the conditions of the invention does not affect them. that little and their size remains important, while the fermentable materials, them, shred quickly and therefore quickly see their size decrease significantly, their humidification, which is strong, given their great absorption power, quickly leading to degradation of their own mechanical strength.
Thus, the selective shredding according to the invention, which is in fact akin to a simple crushing, is distinguished, already, by itself, from a grinding which would indifferently affect all of the materials treated.
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A fortiori, it is distinguished from a grinding which would systematically reduce these in debris without distinction of the same dimensions for all.
As indicated, the drum of the shredder used for this purpose has a diameter at least equal to 1 m, or even greater than such a dimension.
The diameter of this drum is therefore, according to the invention, relatively large.
Preferably, with regard to the treatment of household waste, the speed of rotation applied to it remains, on the contrary, moderate.
In practice, this speed of rotation is less than 500 rpm, for example being of the order of 200 to 300 rpm, so that the inert materials to be eliminated are not effectively affected by the operation of corresponding shredding.
In any case, it is much lower than the usual rotational speeds of grinders, which themselves are always greater than 500 rpm, for example being of the order of 1000 to 1500 rpm.
Thus, as sought after, only the fermentable materials are concerned by the shredding operation, and the particle size thereof is thus progressively reduced to a relatively small value, such as to facilitate selection during the screening operation. later.
The organic matter content of the compost finally obtained is therefore advantageously raised.
At the same time, the implementation, according to the invention, for the shredder, of a drum of relatively large diameter, avoids that, by winding around this drum, the synthetic materials in sheet or in bag do not gradually come to obscure altogether or part of it, to the detriment of its effectiveness.
Experience has shown, in fact, that the presence in household waste of such synthetic material having a length greater than
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development of a circumference of diameter greater than 1 m is almost excluded.
With regard to the composting of household waste, the shredding operation according to the invention is advantageously associated with an operation for taking up such a material, such as that necessary for turning over a swath, or that intervening between a hopper feed and a refining chain.
Indeed, in both cases, the corresponding shredder fits perfectly into the logic of the corresponding processing process.
In the case of household swath (s), it facilitates the reversal, the conveyor at the downstream end of which its drum is arranged transversely then forming the floor of a vehicle whose chassis carries the frame of this drum and whose mobility allows the reconstruction to the advancement of such a swath.
And, in the case of household refuse in the hopper, it facilitates the clipping before ripening.
In practice, several passages of household waste in such a shredder are provided, a first passage ensuring for example the preparation thereof, while several subsequent passages are, as indicated, each associated respectively with a cycle of their composting.
In all cases, whether the densimetric sorting necessary for the elimination of heavy materials occurs before such passages, after these passages, or between two of them, the final sorting by screening makes it possible to obtain the separation into two components of the treated household waste, namely a component consisting of inert refuse to be eliminated, and a component constituting a quality compost particularly rich in organic matter.
In practice, the organic matter content of this compost can, thanks to the invention, usually be advantageously greater than at least 65%.
The characteristics and advantages of the invention will become apparent from the description which follows,
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By way of example, with reference to the appended schematic drawings in which: FIG. 1 is a perspective view of a shredder according to the invention, shown installed on a vehicle; Figure 2 is a side view, along arrow II of Figure 1; Figure 3 is a partial elevational view, along arrow III of Figure 2; Figure 4 shows, on a larger scale, the detail of Figure 3 identified by an insert IV thereon; Figure 5 is a partial view in cross section along the line V-V of Figure 4; Figure 6 is a diagram illustrating the results obtained with the shredder according to the invention;
Figure 7 is a side view, which, similar to that of Figure 2, relates to an alternative embodiment.
In the embodiment illustrated in these figures, the shredder 10 according to the invention is fitted to a vehicle 11.
This vehicle 11 is for example constituted by a moving floor trailer, that is to say a trailer whose floor consists of a conveyor.
This vehicle 11 not being in itself part of the present invention, it will not be described here.
It will suffice to indicate that the shredder 10 according to the invention is disposed at the downstream end of the conveyor forming the corresponding moving floor.
In practice, it is therefore arranged at the rear end of the vehicle 11 concerned.
Overall, the shredder 10 according to the invention comprises, rotatably mounted on a frame 12 itself carried by the chassis 13 of such a vehicle 11, a drum 14, whose diameter D is at least equal to 1 m, and which protruding door 15.
In the embodiment shown, the frame 12
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comprises two lateral uprights 16, which are suitably secured, at their lower part, to the chassis 13 of the vehicle 11, for example by bolting, and which, at their upper part, are connected to each other by a cross member 17.
The lateral uprights 16 and the crosspiece 17 can for example be produced using sections of box profile, as shown.
Alternatively, it may as well be U-shaped irons.
Anyway, the lateral uprights 16 each carry the bearings 18 necessary for supporting the drum 14, and the installation of the assembly on the chassis 13 of the vehicle 11 is such that, with its fingers 15, this drum 14 is situated largely above the conveyor forming the moving floor of this vehicle 11, at a distance for example of the order of 10 cm from the latter, being of course arranged transversely relative to this conveyor.
In the embodiment more specifically shown in FIGS. 1 to 5, two lateral deflectors 20, for example of metal, are provided, which, each respectively, are integral with the corresponding lateral uprights 16, an upper cowling 21, which, integral with the cross member 17, is, in practice like the latter, inclined to the horizontal, approaching the moving floor of the vehicle 11 towards the front thereof, and a lower sheet of protection 22, which, suspended from the lower part of the assembly, is intended to protect against possible projections the rear axle of such a vehicle 11.
The assembly of the assembly, which can for example be done by welding, is within the skill of the art, and it will therefore not be described in detail here.
Likewise, according to provisions relating to those skilled in the art, the side deflectors 20 and / or the upper cowling 21 can, if desired, be reinforced by stiffeners.
Preferably, and as shown diagrammatically by a broken line in FIGS. 1 and 2, the lower part of the
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deflectors is removable, to facilitate access to the shaft 24 of the drum 14, for example for cleaning.
Externally, the shaft 24 of the drum 14 carries, laterally, at one of its ends, a pinion 25 on which is passed a chain 26 also passed in an endless loop on a drive pinion 27 secured to it. any motor shaft 28.
Internally, each of the side deflectors 20 carries, projecting around the corresponding end of the drum 14, a mudguard 30, which, for example formed from a simple flat iron suitably attached by welding to such a side deflector 20, is intended to protect the shaft 24 of said drum 14 from any winding of product.
If the diameter D of the drum 14 is, according to the invention, at least equal to 1 m, for example being precisely equal to 1 m, its length L is indifferent.
In practice, it is obviously adapted to the width of the vehicle 11 concerned.
It is therefore for example of the order of 2 m.
Of course,. these numerical values are given here only by way of example, and they are not necessarily limitative of the invention.
It is the same for the other numerical values which will be given later.
In practice, the fingers 15 of the drum 14 are arranged in rows, according to generatrices thereof.
In the embodiments shown, eight rows of fingers 15 are thus provided, being regularly distributed circularly around the axis of the drum 14, and, from one row to another, the fingers 15 are alternated.
In practice, too, the fingers 15 of the same row are carried by a bar 32, which is common to them, and which is removably attached to the drum 14.
For example, and as shown, a bar 32 thus carrying a row of fingers 15 is slidably engaged with slides 33, which, formed in
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practice of simple jumpers, are integral with the drum 14 by being staggered from place to place along the corresponding generatrix thereof, and, for its longitudinal retention on the drum 14, it is provided, in at least one of the ends of such a bar 32 and, preferably, at one and the other of its ends, suitable stop means, for example bolts with locknuts.
In the embodiment shown, each bar 32 thus implemented thus carries seventeen fingers 15, and the space between the latter is of the order of 10 cm.
Preferably, and as shown, the fingers 15 are each inclined in the same direction relative to the radial direction R of the drum 14 'passing through their root, away from this radial direction R on the upstream side thereof relative to the direction of rotation of this drum 14.
This direction of rotation has been identified by an arrow F in FIGS. 2 and 5.
In practice, this is clockwise.
The angle of inclination of the fingers 15 relative to the
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corresponding radial direction R is between 0 and 90.,
For example, it is close to 45 *, as shown.
Either way, it's the same for all 15 fingers.
In the embodiment shown, each of these fingers 15 is in the form of a plate with a parallelepipedic outline, the plane of which extends transversely with respect to the axis of the drum 14.
In practice, this is a metal plate.
Its thickness is for example of the order of 1 cm.
Anyway, these fingers 15 are suitably attached to the bar 32 which carries them, for example by welding, and the height of the projection which they form on the surface of the drum 14, and which is the same for all , is, of course, lower, support bar 32 and slide
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33 included, at the distance separating this drum 14 from the moving floor of the vehicle 11.
This height, therefore, is, in this case, less than 10 cm.
Finally, in the embodiment more specifically shown in FIGS. 1 to 5, the drum 14 still carries, along a generatrix, between two bars 32, a U-shaped iron 35 suitable for guiding a cutting blade if the setting work of such a cutting blade is necessary due to a partial winding of any material around the drum 14.
In service, and with regard for example to the reversal of a swath, any recovery machine attacks this swath and pours the material onto the moving floor of the vehicle 11, which, according to the arrow F'in FIG. 2, the then systematically directs, for its discharge, towards the rear of the latter.
In passing, this material is worked by the fingers 15 of the drum 14 of the shredder 10 according to the invention.
As will be noted, it follows from the direction of clockwise rotation of this drum 14 that these fingers 15 work against the current.
In practice, they essentially ensure the shredding of only the fermentable materials of the material worked, without appreciably affecting the synthetic materials contained therein.
It also results from the proper inclination of the fingers 15, which are in some way "leaky" with respect to the material through which they pass, that the tendency they may have to inadvertently entrain the plastic materials of this material. Ci, at the risk of favoring their winding around the drum 14, is minimized, these synthetic materials falling more easily, by gravity, thanks to this obliquity, before reaching the top part of said drum 14.
Due to the advance of vehicle 11, the swath
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worked gets reconstituted of itself at the exit of this one.
In practice, it is preferably applied several passages of the shredder according to the invention to the mass of such a swath.
For example, the sequence of steps in the overall treatment of household waste constituting such a swath can be as follows: a first pass, of preparation, in the shredder 10 according to the invention; - the elimination, by densimetric sorting, of the heavy materials initially present; three new successive passages in the shredder 10 according to the invention, alternating with rest phases of the order of, for example, a week; - the elimination, by a screening operation, of bulky synthetic materials still present.
However, as a variant, the densimetric sorting can also take place from the outset, or, on the contrary, be carried out after screening.
It turns out, in the latter case, that, among the heavy materials concerned, the glass retains in any case a particle size sufficient for such a densimetric sorting to remain effective.
The results obtained are illustrated by the diagram in FIG. 6.
On this one, which relates to the particle size analysis of a compost whose treatment process involved three successive passages in a shredder according to the invention, are shown, on the abscissa, the dimension, in mm for example, of the mesh of the sieve used for the screening operation of this treatment process, and on the ordinates the percentage, by dry weight, of the products retained on such a sieve.
Curves I and I'relate to light and bulky synthetic materials, curve I for an average circumferential speed at the tips of the fingers 15
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of the drum 14 equal to 375 m / min, and the curve I'p for an average circumferential speed at the tip of these fingers 15 equal to 750 m / min.
Curves II and II ′ relate, under the same conditions, to the desired organic materials, that is to say non-synthetic or fermentable organic materials, and curves III, III ′ to heavy materials, that is, for the essential, by the glass.
For a 20 mm square mesh, for example, almost all, more than 95%, of synthetic materials is retained, whatever the speed of rotation of the drum 14, while 45% of fermentable materials pass when this speed is 100 rpm, i.e. 325 m / min at the tip of the fingers 15, and 60% when it is 200 rpm, or 750 m / min at the tips of the fingers 15, and that, jointly, passes , in both cases, almost all, or 90%, of the glass.
These results, which relate only to a particular case given here by way of example, show that the shredding according to the invention facilitates the selection of the fermentable materials sought, because while reducing their particle size, it leaves that of synthetic materials almost unchanged. to eliminate, and that, from a certain point of view, there is interest in increasing the working speed of the drum of the shredder used.
However, in practice, an increase in this working speed risks inadvertently extending the effects of the corresponding shredding to light and bulky synthetic materials.
This is why, according to the invention, it is preferably limited to at most 1800 m / min at the tip of the fingers 15, being preferably of the order of 750 to 1100 m / min, and, for example, close to 1000 m / min.
In the variant of implementation illustrated by FIG. 7, the drum 14 of the shredder 10 according to the invention is arranged in the shelter of a casing more developed than previously.
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1 J 1 1 In practice, in this embodiment, this cowling comprises a rigid part 38, which, at the rear of the upper cowling 21 and side deflectors 20, is attached as a canopy thereon.
The cowling also comprises, laterally, suspended alongside this rigid part 38, as well as from the lateral deflectors 20 to which it follows, flaps 39, made of flexible material.
Mud flaps 40 are provided, in a similar manner, at the rear, along the upper end edge of the rigid part 38.
To facilitate access, if desired, to the drum 14, at least some of these flaps 39, 40, or even all of them, can be removable.
For example, their suspension is very simple using screw-nut assemblies.
Furthermore, in the embodiment shown, a flap 42 is also provided at the front, along the corresponding edge of the upper cowling 21.
Finally, in this embodiment, a cowling is also provided around the transmission ensuring the connection between the shaft of the drum 14 and the corresponding drive shaft.
Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown, but encompasses any variant.
In particular, although preferably implemented on a vehicle or other mobile machine, when it comes to the treatment of household waste whose composting is done in windrows, the shredder according to the invention can just as easily equip an installation fixed, and this can be more particularly the case when it comes to household waste to be passed from a storage hopper to a processing line.
Of course, also, the field of application of the invention is not necessarily limited to that of household waste alone, but it extends from
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more generally than that of any other heterogeneous material formed from a mixture of products whose rigidity is not liable to hinder the operation of the shredder to be used.