La présente invention a pour objet une installation de fragmentation de ferrailles composée d'un tunnel de refroidissement muni d'une porte d'entrée et d'une porte de sortie, d'un dispositif de convoyage, d'un dispositif de broyage et d'un dispositif de triage.
Le brevet belge N 718599 expose les problèmes posés par la récupération des matériaux constitutifs des ferrailles de toutes provenances comme les voitures automobiles hors d'usage, les appareils ménagers et industriels déclassés, les sous-produits industriels, etc. Indépendamment de l'intérêt économique d'une telle récupération, l'impérieuse nécessité de l'élimination systématique de ces rebuts dont les quantités ne cessent de croître, impose la recherche de solutions pratiques et économiques.
Et l'on a proposé de résoudre ce problème au moyen d'un procédé de fragmentation de la ferraille, caractérisé par une opération de précompression en vue d'en réduire le volume apparent de ces ferrailles pour les soumettre ensuite à un refroidissement par contact avec de l'azote liquide jusqu'à des températures comprises entre 60 C à 120'C et de préférence entre 80 C et lOO5C, puis à ces températures, fragmenter les ferrailles par une simple opération de faible compression ou de pilonnage ou de battage.
Le but de l'invention est d'apporter des perfectionnements à cette installation.
A cet effet, l'installation de fragmentation de ferrailles selon l'invention est caractérisée en ce que le tunnel de refroidissement est constitué d'une enceinte d'introduction fermée par la porte d'entrée. et est muni d'une aspiration avec cheminée d'évacuation, d'une enceinte de prérefroidissement comportant des éléments formant ensemble un caisson calorifugé.
d'une enceinte de refroidissement entièrement calorifugée comprenant un bac de mouillage placé à un niveau inférieur à celui du tunnel et un dispositif d'alimentation du liquide de refroidissement, et terminée par une porte de sortie, elle-même précédée d'une enceinte de convoyage munie de rouleaux pour l'entraînement des bottes, en ce que le dispositif de convoyage comprend un convoyeur composé d'un palier à rouleaux amenant les bottes du tunnel de refroidissement vers un broyeur à marteaux et grilles qui rejette les non-ferreux de grande dimension à sa partie supérieure et les ferrailles fragmentées à sa partie inférieure et en ce que le dispositif de triage comprend un tambour de triage magnétique des ferrailles fragmentées.
Cette installation comporte éventuellement un dispositif de compactage placé à l'entrée du tunnel pour la préparation des bottes, mais selon une forme préférée de l'installation ce dispositif de compactage est indépendant de l'installation proprement dite.
Une forme d'exécution de l'installation, objet de l'invention, sera décrite. à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé sur lequel:
La fig. 1 est une vue schématique de la première partie de l'installation représentée avec le dispositif de compactage qui est normalement indépendant de l'installation proprement dite.
La fig. 2 est une vue schématique de la deuxième partie de l'installation, et
la fig. 3 est une vue schématique de la troisième partie de l'installation.
A la fig. 1, on voit une presse à botteler 1 comportant trois pistons 2, 2' et 2" agissant chacun dans une direction, le piston 2 ramenant la ferraille introduite dans un entonnoir 3 par l'ouverture 4 munie d'un couvercle 5, dans l'axe d'un tunnel de refroidissement 6, l'entrée de celui-ci étant commandée par une porte soulevable 7 actionnée par un mécanisme propre ou au moyen d'un grappin 8 sur un portique 9 du dispositif de convoyage; bien entendu, dans ce cas le portique dépasse en longueur le tunnel de refroidissement et prend place de part en part du tunnel.
Le premier piston 2 de la presse 1 est placé à l'extrémité latérale de l'entonnoir 3 et agit perpendiculairement et horizontalement par rapport au tunnel 6 de manière à ramener et compresser latéralement les ferrailles dans l'axe du tunnel 6. Le deuxième piston 2' agit perpendiculairement et verticalement par rapport au tunnel 6 de manière à compresser de haut en bas les ferrailles une fois que celles-ci sont dans l'axe du tunnel; le troisième piston 2" est placé-dans le plan et l'axe du tunnel 6 et compresse donc les ferrailles dans une troisième direction.
On obtient des bottes d'une présentation plus ou moins constante dont les éléments sont parfaitement chiffonnés. Bien entendu, ce résultat peut s'obtenir par une presse mobile ou une presse fixe située en un endroit différent de celui de l'installation proprement dite, comme l'on peut concevoir que, pour la facilité du transport des ferrailles, et cela par exemple principalement dans le cas des vieilles voitures, l'on peut avoir intérêt à réduire le volume à l'endroit du ramassage, pour en parfaire la compression à un centre de collectage principal, ou à l'endroit même où se trouve l'installation proprement dite.
Dans le cas où l'installation ne comporte pas une presse fixe, on prévoira simplement au tunnel une porte d'entrée escamotable pour l'introduction des bottes ainsi qu'un dispositif de poussoir pour les faire avancer dans le tunnel, alors qu'au contraire, lorsqu'une presse fixe est prévue dans l'installation, le piston placé dans le plan et l'axe du tunnel fait avancer les bottes dans le tunnel.
Le tunnel de refroidissement 6 est constitué des parties suivantes (fig. 1 et 2): - une enceinte d'introduction 9' des bottes dans le tunnel, pour
vue d'une porte d'entrée 7 et un dispositif d'aspiration 10' avec
une cheminée d'évacuation 10; - une enceinte de prérefroidissement 11 composée d'un certain
nombre d'éléments formant ensemble un caisson calorifugé
d'une certaine longueur; - une enceinte de refroidissement 12 composée d'un bac de
mouillage 16 et d'un dispositif d'alimentation du liquide de
refroidissement, cette enceinte étant terminée par une porte de
sortie escamotable 22; - une enceinte de convoyage; - un dispositif de commande et de régulation de l'ensemble de
l'installation de refroidissement.
L'enceinte d'introduction 9' est généralement de section rectangulaire car elle est destinée à canaliser les bottes dans le tunnel, elle est constituée en tôle d'acier de bonne épaisseur; il n'est cependant pas nécessaire de calorifuger cette partie du tunnel.
Afin de faciliter le déplacement des bottes, on peut prévoir un plan incliné qui amène les bottes sur des rails de guidage disposés tout le long du tunnel.
Le dispositif d'aspiration 10' est fixé à la partie supérieure de cette enceinte 9', il est chargé d'évacuer les gaz du liquide de refroidissement venant du bac de mouillage; l'aspiration dont est pourvu ce dispositif est muni d'une clef de réglage qui permet de jouer sur le débit du courant gazeux existant à l'intérieur du tunnel, et l'on peut ainsi régler l'importance du prérefroidissement.
L'enceinte de prérefroidissement 11 qui fait suite à l'enceinte d'introduction 9' est composée d'un certain nombre d'éléments soudés les uns aux autres et formant un long couloir en tôle d'acier de bonne épaisseur entièrement isolé par exemple par une couche de mousse de polyuréthanne, elle-même entourée par une enveloppe en tôle d'acier également de bonne épaisseur mais cependant généralement moindre que celle de la première.
Chacun des éléments est muni de rails servant au guidage des bottes, mais toute autre aspérité intérieure est soigneusement évitée.
On prévoit pour chacun des éléments à la partie inférieure deux portes de visite 14 qui sont utilisées pour l'extraction des crasses qui viendraient à se détacher des bottes. En outre, à la partie supérieure de chacun de ces éléments, on prévoit au moins un large couvercle 15 enlevable permettant d'extraire les bottes du tunnel 6 en cas par exemple de défectuosité momentanée de l'installation ou, par exemple, en cas de blocage accidentel des bottes dans le tunnel 6.
L'enceinte de refroidissement 12 est composée d'un bac de mouillage 16, placé à un niveau inférieur à celui de l'ensemble du tunnel 6 dont deux côtés sont inclinés, l'un par lequel entrent les bottes, l'autre par lequel sortent les bottes; en outre, la forme de ce bac est prévue de manière à assurer éventuellement une immersion complète des bottes.
Ce bac qui reçoit le liquide réfrigérant qui est habituellement de l'azote liquide, est réalisé entièrement en acier austénitique de bonne épaisseur dont l'isolation est assurée par exemple, par une épaisse couche de mousse de polyuréthanne et une paroi extérieure en tôle d'acier de préférence nervurée afin d'assurer la parfaite tenue de l'ensemble.
De toute manière, la couche d'isolation doit être suffisamment épaisse de manière à éviter les pertes frigorifiques et empêcher tout givrage de la paroi extérieure. D'autre part, la régulation de la hauteur d'immersion est assurée par un puits extérieur en communication avec le niveau d'azote liquide.
Pour la vidange totale du bac, un orifice placé au point bas du bac est réglé par une vanne; en outre, pour permettre le contrôle de l'encrassement du bac et son nettoyage éventuel, on prévoit à un niveau inférieur aux bottes, une porte de visite 21 permettant de retirer les crasses qui se seraient détachées des bottes.
L'alimentation en liquide réfrigérant de ce bac est assurée par une rampe 17 démontable ou non, placée à la partie supérieure de l'enceinte de refroidissement 12; la diffusion proprement dite étant obtenue par une série de gicleurs répartis sur toute la longueur de la rampe 17 et assurant le refroidissement des bottes depuis l'entrée jusqu'à la sortie du bac de mouillage. La rampe démontable est reliée à un tank 18 de stockage du liquide réfrigérant, ce tank est placé latéralement au tunnel, le conduit d'amenée 19 étant muni d'une vanne 20 réglant l'arrivée du liquide réfrigérant.
A la partie supérieure de l'enceinte de refroidissement 12 plusieurs couvercles 15 de grande dimension, c'est-à-dire suffisant pour le passage d'une botte, donnent la possibilité de retirer éventuellement celle-ci en cas d'avarie ou d'incident au dispositif.
L'enceinte de refroidissement 12 se termine par un nouveau petit couloir 13 à niveau avec le premier couloir 11 (enceinte de prérefroidissement), pourvu d'un certain nombre de rouleaux de préférence crénelés en acier austénitique ou autre matériau susceptible de résister à la température des bottes, rouleaux qui entraînent les bottes qui remontent du bac d'immersion, qui sont commandés par un moteur et assurent ainsi le cheminement des bottes vers la porte de sortie 22 qui termine l'enceinte de refroidissement.
Afin de protéger ces rouleaux en cas de blocage accidentel, on peut prévoir un accouplement électromagnétique qui limite le couple d'entraînement prévu.
La manoeuvre de la porte de sortie 22 est réalisée par un vérin qui assure une fermeture correcte de l'enceinte de refroidissement ce qui est indispensable si l'on veut éviter des pertes frigorifiques.
Cette manoeuvre est réalisée de préférence en deux temps; le décollement par une première manoeuvre de déplacement latéral, le dégagement complet par une deuxième manoeuvre de déplacement horizontal.
En outre, pour éviter la détérioration du vérin et des attaches par des interpositions de débris métalliques qui pourraient s'accumuler à la partie inférieure de la porte de fermeture, on protège ceux-ci par un dispositif à ressort.
Afin de pouvoir nettoyer le petit couloir comportant les rouleaux, on place sous ceux-ci un tiroir actionné par un vérin qui recueille les crasses détachées des bottes lors du passage de cellesci sur les rouleaux. If suffira donc de retirer de temps en temps le tiroir pour évacuer facilement ces crasses.
Un convoyeur 23 recueille les bottes sortant du tunnel composé d'un palier situé à niveau avec le reste du tunnel et portant un certain nombre de rouleaux 24, de préférence crénelés, dont les premiers au moins sont en acier austénitique ou autre matériau résistant à la température des bottes et du froid qui sort du tunnel au moment de l'ouverture de la porte de sortie 22. Ces rouleaux sont entraînés par un moteur, et protégés contre le risque de blocage accidentel par un dispositif limitant le couple d'entraînement identique à celui prévu pour les rouleaux du petit couloir.
Un bras mobile de construction robuste actionné par un vérin identique par exemple à celui qui équipe la porte de sortie, éjecte latéralement les bottes du palier. On peut cependant prévoir un palier se terminant par un plan incliné 25 qui conduit directement les bottes vers l'entonnoir 26 du broyeur 28. On veillera particulièrement à ce que le mouvement du bras n'entraîne aucune détérioration du palier portant les rouleaux.
Un autre dispositif de convoyage, composé d'un portique 9 sur lequel se déplace sur toute la longueur du tunnel, un grappin 8 est utilisé pour les différentes manoeuvres de déplacement et d'ouverture tant de la porte d'entrée 7 que de la porte de sortie 22 du tunnel, le soulèvement des couvercles 15 placés tout au long de la partie supérieure du tunnel, l'extraction éventuelle des bottes du tunnel et leur dépose d'un côté ou de l'autre de ce tunnel.
Il est donc nécessaire de prévoir un portique 9 suffisamment solide pour ces différentes manoeuvres. Il est bien certain que l'on peut soit prévoir un portique mobile se déplaçant tout au long du tunnel de manière à amener le moyen d'agrippage au-dessus de l'élément à déplacer, ou au contraire, de prévoir un élément d'agrippage se déplaçant tout au long de la poutre d'un portique fixe. Un dispositif de commande et de régulation de l'ensemble de l'installation de refroidissement est placé dans une armoire électrique laquelle regroupe les différents appareils de mise en marche et de commande et notamment un lecteur de température qui permet de connaître la courbe thermique en chaque point du tunnel de refroidissement.
Un dispositif de broyage 28 composé d'un entonnoir 26 recueille les bottes éjectées du palier par le bras mobile, qui est placé sur le côté du tunnel, ou placé dans l'axe du tunnel lorsque les bottes tombent simplement par le plan incliné qui termine le palier.
L'entonnoir 26 est de forme allongée et amène les bottes sous l'action d'un poussoir mécanique 27 ou hydraulique, agissant axialement vers un broyeur 28 à marteaux et à grilles. Ce broyeur 28 rejette à sa partie supérieure 29, les non-ferreux de grande dimension tels que fils, câbles, ressorts de siège, etc., sur une bande transporteuse 30 qui conduit ces éléments rejetés vers un lieu d'évacuation. A sa partie inférieure 31, le broyeur 28 refoule les ferrailles fragmentées qui sont amenées par une autre bande transporteuse 32 vers la zone de triage où l'on prévoit un tambour à triage 33 magnétique qui classe les ferrailles en deux catégories, les non-ferreux broyés fins et les ferreux broyés fins, c'est-à-dire le produit appelé mitraille cryogénique .
Le broyeur 28 fonctionne grâce à un moteur 34 indépendant qui commande également les bandes transporteuses 32, de plus le broyeur 28 comporte une cheminée d'aspiration 35 pour l'évacuation des poussières.
Afin de faciliter l'action du broyeur, on peut prévoir d'introduire en même temps que les bottes refroidies, une certaine quantité de tournures.
La presse 1 peut être fixe et faire partie du dispositif, comme cela vient d'être décrit, ou au contraire, elle peut être mobile et l'on prépare alors en différents endroits au moyen de presses mobiles ou de presses fixes indépendantes, des bottes qui sont acheminées vers le dispositif de fragmentation proprement dit.