CH628837A5 - Procede de compression separatrice de dechets, appareil pour la mise en oeuvre de ce procede, brique et boue resultant de ce procede et utilisation de cette boue. - Google Patents

Description

La présente invention concerne un procède de compression séparatrice de déchets, notamment de déchets composés au moins partiellement de matières organiques, afin d'en extraire, d'une part, sous forme liquide ou pâteuse, des boues contenant de l'eau avec des matières organiques et/ou des matières biologiquement utiles et, d'autre part, sous forme solide et formées de déchets comprimés, des briques suffisamment peu friables pour permettre un stockage et diverses manutentions d'utilisation, notamment en tant que briquettes combustibles. L'invention concerne également un appareil pour la mise en œuvre de ce procédé; elle concerne également les briques solides et les boues liquides ou pâteuses résultant de ce procédé; et elle concerne aussi l'utilisation de cette boue comme additifs de sol.

On a déjà proposé des machines et procédés pour séparer les déchets en boues liquides ou pâteuses, d'une part, et en corps pratiquement dépourvus d'humidité, d'autre part. On peut citer notamment à ce sujet un appareil offert sur le marché et au moins partiellement décrit dans l'exposé de brevet français N° 2309577.

Toutefois, ces machines connues travaillaient d'une façon qui provoquait un broyage intensif des déchets. En effet, un piston de compression venait comprimer seulement une partie d'une masse de déchets contenue dans un réceptacle, puis on avait un phénomène de récurrence, c'est-à-dire que le piston se retirait, et un autre piston venait modifier la forme de pot établie par la première compression en une forme de galette dans laquelle le premier piston revenait établir une nouvelle compression, et ainsi de suite. Il est clair qu'une partie de la masse, située en face du piston de compression, était comprimée avec une grande pression, tandis que la partie de la masse située à côté de ce piston de forme cylindrique ne subissait pratiquement pas son action. Il faut en effet bien comprendre que des déchets de tout ordre n'obéissent aucunement aux lois de l'hydrostatique (qui donnerait la même pression en tous les endroits), pas plus, du reste, qu'ils n'obéissent aux lois de la mécanique des corps rigides, dans laquelle les forces sont calculées sans tenir compte des effets de fluage. Les lois qui régissent le phénomène de compression d'une masse de déchets sont par contre les lois de la mécanique des sols, science dont les principes et les détails sont développés par exemple dans le manuel « Soils and Soil Engineering» de R.H. Karol, paru aux éditions Prentice-Hall Inc. à Englewood Cliffs, New Jersey, USA 1960.

Cette mécanique des sols comporte du reste différents cas: l'un est celui de la répartition des pression dans un sol dont le volume est supposé infini, et un autre est celui de la répartition des pression dans un sol admis comme entouré de parois rigides. Les champs de courbes isobares, appliqués aux pistons selon la conception particulière que l'on va proposer, sont de la forme représentée par exemple aux fig. 1 et 2 annexées. On pourra également, à ce sujet, considérer avec intérêt la fig. 13.3, p. 127, du manuel précédemment mentionné.

On comprend dans ce cas qu'un appareil, s'il doit extraire véritablement toutes les matières liquides pâteuses ou fluables d'une masse de déchets, doit être agencé pour établir au moins dans une certaine mesure une pression homogène dans la masse de déchets. Les appareils selon la technique antérieure ne répondaient pas à cette condition, du moins pas dans le cas de la première opération d'enfoncement d'un piston dans une masse de matériau à traiter. Cette première opération donnait à cette masse une forme de pot dont le fond était fortement comprimé, mais dont les bords ne l'étaient pratiquement pas. Une opération intermédiaire de reformage d'une galette était nécessaire, ensuite de quoi une nouvelle opération de compression avait lieu, et ces opérations de reformage avaient pour conséquence un broyage de la masse qui empêchait celle-ci de conserver une certaine ténacité. De ce fait, les briques obtenues à l'aide des machines antérieurement connues étaient très friables. Par ailleurs, dans les machines connues selon l'art antérieur, les boues liquides ou pâteuses (dénommées aussi parfois phases liquides) s'échappaient par des stries établies le long du piston de compression. Ainsi, l'échappement débutait dès que la compression s'exerçait, et il n'y avait pas de phase préparatoire de compression sans échappement. Cela, semble-t-il, contribuait également à rendre les briques plus friables, et il n'était guère possible d'en envisager l'utilisation comme combustible, sinon comme combustible sous forme de déchets de très petites dimensions qui résultaient d'un effritement des briques intervenant lors de leur stockage ou de leur manutention.

Le but de la présente invention est de fournir un procédé et un appareil du type en question qui présentent une construction et un mode de mise en œuvre différents de ce que connaissait l'art antérieur et qui permettent d'obtenir aisément des produits de bonne qualité, notamment en ce qui concerne les briques solides que l'on destine à servir de combustible.

Conformément à l'invention, ce but susmentionné est atteint par la présence des caractères mentionnés dans les revendications indépendantes 1, 8,14 et 15. Les revendications qui leur sont subordonnées définissent des formes de mise en œuvre ou d'exécution particulièrement avantageuses, notamment en ce qui concerne la construction, l'homogénéité de la compression, la facilité de mettre en œuvre le procédé et de desservir la machine destinée à cette mise en œuvre, etc.

Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention; dans ce dessin:

la fig. 1 illustre la répartition des pressions dans un matériau de la nature d'un sol ou d'une masse de déchets, sous l'action d'un organe de pression à surfaces tronconiques et coniques, dans le cas où le volume de fluage du sol ou de la masse est supposé infini,

la fig. 2 est une vue explicative schématique semblable à celle de la fig. 1, mais appliquée, toujours selon les principes de la mécanique des sols, au cas où le sol ou la masse ne peut fluer que dans un espace strictement limité,

la fig. 3 est une vue schématique d'un appareil complet pour la mise en œuvre d'un procédé de compression séparatrice de déchets du type selon la conception particulière proposée,

la fig. 4 est une vue en coupe d'un agencement à pistons comprenant deux pistons coaxiaux qui constituent un élément important de l'appareil selon la fig. 3,

les fig. 5a à 5i illustrent la succession des phases du fonctionnement de l'appareil selon la fig. 3, et la fig. 6 représente le schéma de commande hydraulique des pistons et contre-piston qui équipent l'appareil selon la fig. 3.

Les fig. 1 et 2 ont déjà été brièvement mentionnées pour expliquer l'application des règles de la mécanique des sols dans le cas de la compression d'une masse de déchets. On reviendra sur ces figures plus loin, en liaison avec les explications concernant la forme de la tête du piston de compression.

La fig. 3 représente schématiquement un appareil pour le traitement de compression séparatrice des déchets, conforme à la conception particulière proposée. On voit que cet appareil comprend une trémie 1 dans laquelle sont déversés les déchets et au bas de laquelle se trouve un alimentateur à vis sans fin 2 entraîné en rotation par un dispositif d'entraînement classique, par exemple à l'aide d'une poulie 3. Cet alimentateur 2 amène les déchets déversés dans la trémie jusque dans une chambre de gavage 4 dont la partie inférieure est formée par un réceptacle 5 établi dans une table tournante 6 qui

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comprend, régulièrement espacés au voisinage de sa périphérie, un certain nombre de tels réceptacles 5. Au-dessus de la chambre de gavage (ou chambre de tassement préalable) se trouve un piston de gavage 7 monté dans un cylindre 8 et qui vient tasser une certaine masse de déchets dans le réceptacle. On remarque que la table tournante 6 s'appuie sur une surface plane 9 d'un bâti 10 représenté seulement d'une façon relativement schématique. La table tournante 6 comprend une partie inférieure tubulaire 11 qui tourne dans un alésage vertical du bâti et qui comporte, en dessous de cet alésage, une roue à vis sans fin avec dispositif d'indexage, par laquelle la table tournante est entraînée en rotation par une vis sans fin 13 et est également arrêtée dans les positions indexées voulues.

Par la rotation de la table tournante 6, un réceptacle 5 rempli de déchets à traiter est amené en une position de traitement qui est celle où se trouve le réceptacle 5 montré le plus à droite de la fig. 3 et marqué 5 (tr), cette désignation indiquant qu'il s'agit du réceptacle en position de traitement.

Les réceptacles 5 sont de forme cylindrique. On remarque que leur partie qui est formée dans la table tournante ne consiste qu'en leur paroi latérale cylindrique, formée d'une chemise (interchangeable si nécessaire) 14 engagée dans un alésage vertical de la table tournante 6. Dans toutes les positions autres que la position de traitement, le fond du réceptacle 6 est constitué par la surface plane 9 du bâti, comme on peut le voir à l'endroit du réceptacle 5 dessiné le plus à gauche de la fig. 3. Ainsi, lorsque la table tournante tourne, les déchets contenus dans le réceptacle glissent sur la surface plane 9.

Toutefois, à l'endroit du poste de traitement, la surface plane 9 comprend une ouverture 15 à travers laquelle s'engage la tête d'un contre-piston (ou piston de réaction) 16. Le dessus de ce piston présente une surface plane et l'on comprend bien que, au moment de la rotation de la table tournante 6, cette surface plane supérieure de la tête du contre-piston 16 est amenée juste à fleur de la surface plane 9 du bâti. Cette situation est du reste représentée sur la fig. 5i illustrant la phase finale du procédé de traitement.

Dans la situation selon la fig. 3, le contre-piston 16 a déjà été relevé d'une certaine quantité à travers l'ouverture 15 pour pénétrer par le fond dans le réceptacle 5. Ce faisant, il soulève légèrement la masse de déchets à traiter, mais cela se fait sans encombre car, à ce moment-là, le haut du réceptacle est encore ouvert (le remplissage et le tassage préalable des déchets dans le réceptacle n'est effectué que presque jusqu'au bord supérieur du réceptacle).

En variante, le haut du réceptacle pourrait, à ce moment-là, être déjà obturé complètement par les pistons 17 et 18 se trouvant alors au ras de la table 6. Dans ce cas, indépendamment du remplissage et du tassage préalables des déchets dans le réceptacle, la montée du contre-piston 16 (pour obturer des orifices d'échappement de boue, comme on le verra plus loin) n'aura eu d'autre effet qu'un léger tassage supplémentaire des déchets à traiter dont le débordement sera empêché par les pistons 17 et 18.

On considérera plus loin, en liaison avec la fig. 5, les différentes phases du procédé de traitement de compression séparatrice de la masse des déchets.

Au-dessus du réceptacle 5 se trouvant en position de traitement se trouve un agencement à pistons qui comprend deux pistons coaxiaux (ou différentiels), l'un extérieur 17 et l'autre intérieur 18. Ces deux pistons 17 et 18 sont conduits dans les cylindres présentés par le bâti; cette construction de l'agencement à pistons de compression sera expliquée plus en détail en liaison avec la fig. 4. Le piston intérieur 18, qui est le plus actif pour la compression des déchets à comprimer, comprend une tige supérieure de visualisation 19 qui ressort du bâti vers le haut et dont la position permet de connaître exactement l'avancement du cycle de traitement des déchets.

Comme on le verra en liaison avec la fig. 5, l'agencement à pistons 17,18 pénètre dans le réceptacle rempli de déchets à traiter d'une façon qui aboutira à l'extraction hors de la masse de déchets des matières liquides, pâteuses ou fluables, et à l'obtention d'une brique pratiquement sèche et tenace, constituant un agglomérat des déchets solides. Au cours et à la fin du traitement de compression par l'agencement à pistons 17,18, le contre-piston 16 redescend presque jusqu'au niveau de la surface plane 9 du bâti, puis notablement au-dessous, de façon que la brique de déchets agglomérés susmentionnée sorte du réceptacle par le bas de celui-ci et vienne se placer au niveau d'un dispositif pivotant d'éjection de briques, ou extracteur de briques, 20. Un pivotement de cet extracteur ou éjecteur de briques 20 autour de son axe vertical 21 amène la brique agglomérée de déchets sur un plan incliné de réception de briques 22; en glissant sur ce plan incliné, les briques sont amenées jusqu'à un déversoir de briques 23, au-dessous duquel les briques peuvent être recueillies dans des récipients de stockage ou de manutention.

On remarque par ailleurs, comme cela sera expliqué plus en détail en liaison avec la fig. 5, que les chemises 14 formant la paroi latérale de chaque réceptacle 5 comportent à leur partie inférieure des orifices d'extraction de boues 24. Au niveau de ces orifices, chaque alésage de la table tournante 6, dans lequel est engagée une chemise, présente une chambre en retrait circulaire 25 reliée, par un canal radial d'évacuation 26, avec le canal tubulaire vertical 27 qui se trouve au centre de la partie inférieure tubulaire formant le pivot 11 de la table tournante 6, ce canal vertical 27 étant ouvert vers le bas et constituant, dans la table tournante 10, un canal collecteur des boues échappées des réceptacles par les orifices 24. Un canal coudé de sortie de boues 28 est établi dans le bâti et présente une extrémité intérieure au bâti qui forme un manchon 29 dans lequel s'engage, de façon pivotante, l'extrémité inférieure de la partie inférieure tubulaire 11 de la table 6. Ainsi, les boues échappées par les orifices 24 sont recueillies a la sortie extérieure 30 du canal fixe 28 de recueillement des boues.

On vient de décrire ainsi, en liaison avec la fig. 3, la constitution générale et l'essentiel du fonctionnement du dispositif de compression séparatrice de déchets conforme à la conception proposée.

La fig. 4 représente le détail de l'agencement à pistons de compression 17,18,19, de la fig. 3. Sur cette fig. 4, on voit une partie du bâti 10 qui forme un double cylindre pour les deux pistons 17 et 18 formant l'agencement à pistons de compression. Le piston intérieur 18 comprend une tête supérieure de coulissement 31 qui coulisse dans une partie cylindrique de bâti 32. Ce piston intérieur comprend également une partie amincie 33 qui coulisse à la fois dans un alésage correspondant ménagé dans une paroi intermédiaire du bâti et dans un alésage correspondant de la tête 35 du piston extérieur 17. Cette tête 35 coulisse elle-même dans un alésage cylindrique 36 du bâti. On note que le piston intérieur 18 est muni d'une tête de compression interchangeable 34, à surfaces de compression tronconique et conique respectivement 37 et 38 (à la fig. 3, dessinée à plus petite échelle, la surface conique 38 est remplacée par une surface plate pour simplifier l'illustration).

On voit que la partie inférieure du piston 18 est quelque peu plus large que la partie amincie 33 et présente un épaulement 40 qui vient en appui contre un épaulement correspondant 39 présenté par le piston extérieur 17. Lorsque ces deux épaulements 39 et 40 sont en appui l'un contre l'autre, un mouvement vers le bas du piston extérieur 17 entraîne un mouvement égal vers le bas du piston intérieur 38, et, corollairement, un mouvement vers le haut du piston intérieur 18 provoque un mouvement égal vers le haut du piston extérieur 17.

Un bossage central 45 du haut du cylindre 32 empêche la tête 31 du piston intérieur 18 de remonter au-delà d'une certaine hauteur. En dessus de la hauteur maximale à laquelle peut venir le dessus de cette tête 31, le cylindre 32 comprend une entrée de pression d'huile 41; de même qu'il comprend, dans sa partie la plus basse, juste au-dessus de la cloison intermédiaire séparant les cylindres 32 et 36, une ouverture 42 par où l'huile peut sortir à basse pression, lorsque le piston 18 est contraint de se déplacer vers le bas. Cela est effectué par l'application d'une haute pression d'huile à l'entrée d'huile 41, alors que l'huile peut sortir à basse pression par la sortie 42. Dans ce cas, le piston intérieur 18 descend seul, le piston extérieur restant en position haute. Lorsque l'on applique une pression d'huile élevée à l'entrée d'huile 43, dans le cylindre 36, au-dessus de la tête de

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coulissement 35 du piston extérieur 17, celui-ci est pressé vers le bas, de l'huile ou de l'air susceptible de se trouver au-dessous de cette tète 35 pouvant s'échapper alors par l'ouverture 44 du cylindre 36. Lorsque le piston extérieur 17 est ainsi pressé vers le bas, il commence par rattraper le piston intérieur 18 (si celui-ci a déjà été abaissé d'une certaine quantité); puis, lorsque les deux épaule-ments 39 et 40 sont en contact, il entraîne avec lui vers le bas le piston intérieur 18.

Pour faire remonter le piston intérieur 18, on inverse la direction de la différence de pression entre les entrées 41 et 42, ce qui repousse vers le haut la tête supérieure de coulissement 31 du piston 18. Par l'appui des épaulements 39 et 40, la remontée du piston intérieur 18 provoque également une remontée du piston extérieur 17, de sorte que l'on n'a jamais à inverser la direction de la différence de pression agissant sur le piston extérieur 17. (Tout au plus doit-on libérer la sortie d'huile par l'ouverture 43.)

Sur la fig. 4, on voit également que la tige de visualisation 19 est solidaire du piston 18 et traverse le centre de la paroi supérieure du cylindre 32.

Différents joints d'étanchéité sont disposés aux endroits voulus pour assurer le fonctionnement des pistons à l'aide d'huile sous pression; la fig. 4 montre la position de ces différents joints d'étanchéité pour lesquels on n'a pas introduit de signes de référence. Il faut noter tout de même que la disposition représentée des joints d'étanchéité est prévue pour le cas où l'espace situé en dessous de la tête supérieure de coulissement 35 du piston extérieur 17 est rempli d'air; s'il était rempli d'huile, un joint supplémentaire d'étanchéité devrait être disposé dans l'alésage inférieur du cylindre 36, où coulisse le piston extérieur 17.

Les surfaces tronconique et conique 37 et 38 sont déterminées en fonction des règles de la mécanique des sols, en correspondance avec ce que montre la fig. 2, afin d'assurer une compression relativement constante des déchets situés dans le réceptacle en position de traitement.

On note que, suivant le genre de déchets à traiter, on peut changer la tête de compression amovible 34, pour avoir des surfaces de compression conique et tronconique aussi bien adaptées que possible aux caractéristiques de fluage des déchets à traiter.

La fig. 5, composée de neuf vues 5a à 5i, illustre le processus de compression des déchets. La fig. 5a représente la phase qui vient immédiatement après celle qui est représentée à la fig. 3. Le contre-piston 16 est déjà remonté à l'intérieur du réceptacle 5 et sa paroi latérale cylindrique obture les orifices d'échappement de boues 24. Par ailleurs, l'agencement à pistons 17,18 a déjà commencé de s'engager par le dessus dans le réceptacle 5, et il commence de comprimer les déchets qui y sont contenus. Une pression d'huile appliquée à l'entrée d'huile 43 (fig. 4) fait descendre simultanément les deux pistons 17 et 18 pour comprimer notablement les déchets contenus dans le réceptacle 5, sans possibilité d'échappement par les orifices 24 obturés par le contre-piston 16, et cette phase est représentée à la fig. 5b. Ensuite, une pression d'huile appliquée à l'entrée d'huile sous pression 41 (fig. 4) fait descendre le seul piston central 18 dont les surfaces 37 et 38 opèrent une compression pratiquement uniforme dans toute la masse de déchets, conformément à ce qu'illustre la fig. 2. Le contre-piston 16 est commandé par pression d'huile d'une façon qui sera examinée plus en détail à la fig. 6. Les vannes de commande d'arrivée d'huile dans le cylindre commandant le piston 16 sont des vannes parfaitement étanches; du fait de l'incompressibilité de l'huile, une position quelconque donnée au contre-piston 16 reste fixe, quelle que soit la pression qui lui est imposée tant qu'aucune huile ne peut s'échapper hors du cylindre qui le commande. Sur le circuit d'huile commandant ce cylindre, des détecteurs de pression détectent la pression qui règne dans le réceptacle 5. Lorsqu'une certaine pression donnée (de l'ordre de 100 kg/cm2 à 500 kg/cm2) est atteinte, le fonctionnement d'un de ces détecteurs de pression, par exemple le détecteur de pression 46, ouvre une vanne d'échappement d'huile qui permet au contre-piston 16 de descendre légèrement, ce qui fait qu'une partie des orifices 24 sont maintenant ouverts. Dès que cette descente du contre-piston 16 a légèrement fait diminuer la pression, l'huile est à nouveau bloquée dans son cylindre de commande, ce qui fait que la phase durant laquelle le piston 16 commence à descendre, phase représentée à la fig. 5c, se fait pratiquement à pression constante. Dans la situation représentée à la fig. 5d, on a fait descendre encore un peu plus le cylindre extérieur 17, de façon qu'il rattrape le piston intérieur 18 (appui des épaulements 39 et 40), ce qui fait que la partie de déchets éventuellement moins bien comprimée, autour du piston 18, dans la position représentée à la fig. 5c, subit également une compression du même ordre de grandeur que tout le reste des déchets. Cette suite d'opérations par laquelle le piston intérieur 18 est avancé seul, puis est rattrapé par le piston extérieur 17, et ainsi de suite, se poursuit comme le montre la fig. 5e, et il arrive un moment où le contre-piston 16 se trouve suffisamment bas pour que tous les orifices d'échappement 24 soient libérés, ce qui est visible à la fig. 5e. Sous l'effet de la pression, à partir de la situation représentée à la fig. 5c, et d'une manière progressivement toujours plus prononcée jusqu'à la situation représentée à la fig. 5e, les substances liquides, pâteuses ou fluables situées dans les débris traités s'échappent par les orifices 24 et sont collectés par l'intermédiaire de la chambre 25, des conduits 26 et 27, et du canal d'écoulement 28 (fig. 3). A partir du moment où le contre-piston 16 a pris la position représentée à la fig. 5e (tous les orifices 24 ouverts), position qui est détectée par des moyens de détection de position non représentés, le détecteur de pression qui avait permis l'abaissement progressif de ce contre-piston 16 jusque-là (par exemple le détecteur de pression 46, fig. 6), cesse d'être actif et le contre-piston 16 se maintient dans cette position. Le jeu de mouvement de descente alternée des pistons 17 et 18 se poursuit jusque dans la position représentée à la fig. 5f, dans laquelle pratiquement toutes les matières liquides, pâteuses ou fluables se seront échappées de la masse de déchets par l'intermédiaire des orifices d'échappement de boues 24. Cette position de la fig. 5f, c'est-à-dire la position dans laquelle on admet que toutes les matières liquides, pâteuses ou fluables à extraire ont été extraites, est détectée par une valeur de pression, notablement plus élevée, par exemple à l'aide du détecteur de pression 47 de la fig. 6. Une fois que ce degré de pression est acquis, l'échappement d'huile hors du cylindre commandant le contre-piston 16 peut reprendre et, sous l'action de l'agencement à pistons 17,18, le contre-piston 16, supportant une brique de déchets maintenant pratiquement débarrassée de toute substance liquide, pâteuse ou fluable, descend jusque dans une position (représentée à la fig. 5g) dans laquelle la briquette de déchets agglomérés est sortie de la partie cylindrique du réceptacle 5 par le bas de celle-ci, a traversé l'ouverture adéquate 15 de la plaque de bâti, et se trouve dans une ouverture ménagée dans l'extracteur de briques 20.

A ce moment-là, la différence de pression est inversée entre les entrées d'huile 41 et 42 (fig. 4) et le piston central 18 remonte, entraînant avec lui le piston extérieur 17. En même temps, dès que la pression de l'agencement à pistons a cessé, l'extracteur de briques 20 se déplace, comme cela est illustré à la fig. 5h, et fait passer la brique de déchets agglomérés du dessus de la tête du contre-piston 16 sur la surface inclinée de réception des briques 22. Ensuite, comme le montre la fig. 5i, le piston 16 remonte jusqu'à ce que sa surface supérieure se trouve à fleur de la surface plane 9 (après que l'agencement d'éjection de briques 20 a ramené une ouverture en alignement avec l'ouverture 11 du bâti) et l'agencement à pistons 17, 18 est remonté jusqu'au-dessus de la surface supérieure de la table 6 et des chemises formant paroi de réceptacle 5.

Dans cette situation représentée à la fig. 5i, la table 6 peut tourner de façon à amener au poste de traitement un nouveau réceptacle préalablement rempli d'une nouvelle quantité de déchets à traiter. Cela est représenté en traits pointillés à la fig. 5i; on voit que le réceptacle A, vide, s'en va, tandis qu'un réceptacle B, rempli,

s'avance pour venir occuper la position de traitement. Pendant ce temps, la brique de déchets agglomérés glisse sur la planche inclinée 22 pour être recueillie sous le déversoir de briques 23 (fig. 1). Ensuite, le contre-piston 9 pourra remonter de façon à obturer les

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orifices 24 du nouveau réceptacle, tandis que l'agencement à pistons 17,18 viendra s'enfoncer par le haut sur ce nouveau réceptacle, cette position pouvant par exemple être détectée par une pression inférieure, à l'aide du détecteur 48 de la fig. 6. L'appareil se retrouve alors dans la situation représentée à la fig. 5a, et le même cycle se reproduit.

On notera que, pour simplifier le fonctionnement de l'éjection des briques, l'éjecteur de briques 20 comprend deux ouvertures qui viennent alternativement se placer dans l'axe du réceptacle contenant les déchets à traiter. L'autre ouverture entraîne la brique agglomérée pour la débarrasser, ce débarras se faisant une fois par la gauche et l'autre fois par la droite, ce qui n'est nullement gênant, les briques finissant de toute façon dans le déversoir de briques 23. Par ailleurs, durant toute la partie des opérations de compression allant de la situation de la fig. 5c à celle de la fig. 5f, des boues contenant de l'eau avec des matières organiques et/ou des matières pouvant être utiles à l'enrichissement des sols, c'est-à-dire des matières biologiquement utiles, sont recueillies à l'orifice de sortie de boues 30. Conditionnées sous une forme adéquate, partiellement séchées, ou mises en sacs ou en récipients, ces boues constitueront des substances d'enrichissement de sols fort intéressantes. Par ailleurs, les briques déchargées par le déversoir de briques 23 seront constituées de déchets agglomérés ayant une bonne ténacité, c'est-à-dire étant peu friables, ce qui permettra leur stockage, puis leur manutention, notamment pour servir de combustible dans des installations de chauffage. Ces briques ou briquettes combustibles, ne contenant presque plus d'eau, seront bien supérieures, comme matériaux de chauffage, aux déchets bruts que l'on incinère souvent dans les usines d'incinération et dont résultent le plus souvent davantage de fumées nuisibles que de chaleur.

La fig. 6 représente le schéma de commande hydraulique de l'appareil. On y voit à nouveau l'agencement à pistons comprenant les deux pistons, central et extérieur 17 et 18, de même que le contre-piston 16. On voit que ce dernier est commandé par un cylindre hydraulique 49 auquel de l'huile est amenée par une entrée d'huile 50. Les vannes hydrauliques commandées électriquement que l'on va dénommer ci-après, pour raison de commodité, électrovannes, ne sont pas des électrovannes au sens actuel du terme (qui implique un certain défaut d'étanchéité), mais des vannes absolument étanches commandées par des relais ou moteurs électriques. On voit que l'on a une électrovanne 32 pour mettre de l'huile sous la pression atmosphérique (pression sur un réservoir d'huile ouvert 51) dans le conduit 41. Trois électrovannes 53,54 et 55 sont prévues pour laisser échapper l'huile respectivement du conduit 41, du conduit 43, et du conduit 50. Vu la position basse du cylindre 49 et du conduit 50, une pompe 60 est prévue pour l'évacuation de cette huile. D'autre part, deux électrovannes 56 et 57 amènent respectivement de l'huile à haute pression HP, respectivement dans les conduits 41 et 43. Enfin, une électrovanne 58 amène au conduit 50 de l'huile sous une pression dénommée BP, supérieure à la pression d'huile dans le réservoir d'huile 51 mais inférieure à la haute pression d'huile HP. Cette même basse pression d'huile BP est appliquée en permanence en 59, au conduit 42. On comprend que, par une commande sélective des relais ou des moteurs électriques qui commandent les différentes électro-vannes, le fonctionnement qui vient d'être expliqué en détail en liaison avec les fig. 5a à 5i peut être aisément réalisé. On remarque que le cylindre 18, par sa tête supérieure de coulissement 31, est commandé toujours à l'encontre de la pression moyenne constante BP, l'application au conduit 41 de la haute pression HP faisant descendre ce cylindre, et l'application à ce conduit 41 de la pression très voisine de la pression atmosphérique que l'on a dans le réservoir d'huile 51 faisant remonter ce cylindre 18. Par ailleurs, le piston extérieur 17 ne doit être commandé que dans le sens de la descente; dans le sens de la remontée (laquelle est sans importance pour le processus de compression), ce piston extérieur 17 est tiré par le piston intérieur 18.

On remarque que dans le processus qui vient d'être décrit, on n'a jamais de redistribution importante de la masse de déchets au cours de sa compression de séparation des particules liquides, pâteuses ou fluables, ce qui fait que la brique de déchets solides que l'on obtient après extraction de ces matières est très peu friable. Cela est obtenu par une compression fort uniforme que l'on obtient de la manière représentée schématiquement à la fig. 2. Sur celle-ci, comme du reste sur la fig. 1, il faut se représenter les champs de compression dessinés sous formes de traits comme étant des tores passant en dessus et en dessous du plan de la figure, autour d'un axe vertical situé dans le plan de la figure. Cette compression à pression relativement constante, de même que le non-broyage de la masse en compression (le broyage, établi par des machines selon l'art antérieur, est remplacé par des contractions ou cisaillements internes des particules de déchets) assurent une qualité de ténacité remarquable aux briques obtenues par le procédé mis en œuvre par l'appareil. Par ailleurs, on obtient un maximum de boues sous forme pâteuse, plus ou moins liquide selon la nature des déchets, qui contiennent des matières organiques et/ou des matières biologiquement utiles aptes à constituer des additifs de sols très appréciés.

Revenant à la fig. 4, on remarque que le profil des surfaces tronconiques et coniques de la tête de compression 34 sont établies selon les règles de la théorie de la mécanique des sols et de celle de l'élasticité des matériaux (selon Herz). Cette tête de compression pourrait également avoir d'autres formes géométriques, par exemple une forme de paraboloide ou une forme composée de différentes surfaces de révolution, réglées ou non réglées, ces formes répondant toujours aux règles de la mécanique des sols, compte tenu de la nature des déchets à traiter et des dimensions du réceptacle. Comme cette tête de compression 34 est interchangeable, on peut de cette façon adapter facilement l'appareil au traitement de déchets de différentes natures, présentant différentes caractéristiques de fluage.

On rappelle également que, par l'interchangeabilité des chemises 14, on peut avoir des orifices d'échappement de boues 24 de différentes grandeurs, également adaptés à la nature des déchets à traiter, et, le cas échéant, à certaines caractéristiques des boues que l'on désire recueillir (par exemple dimension maximale des petites particules solides que l'on peut admettre dans ces boues).

6

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

R

7 feuilles dessins

Claims (16)

1. 628837

   2

   REVENDICATIONS

   1. Procédé de compression séparatrice de déchets, composés au moins partiellement de matières organiques afin d'en extraire, d'une part, sous forme liquide ou pâteuse, des boues contenant de l'eau avec des matières organiques et/ou des matières biologiquement utiles et, d'autre part, sous forme solide et formées de déchets comprimés, des briques suffisamment peu friables pour permettre un stockage et diverses manutentions d'utilisation, notamment en tant que briquettes combustibles, caractérisé en ce qu'on introduit une certaine quantité de déchets à traiter dans un réceptacle, en ce qu'on bouche le réceptacle rempli au moyen d'un agencement à piston, en ce qu'on provoque, par un déplacement de l'agencement à piston réduisant le volume fermé du réceptacle, une première compression des déchets à traiter contenus dans le réceptacle, sans permettre aucun échappement de matière hors de celui-ci, en ce qu'on provoque ensuite l'ouverture d'orifices d'échappement de boues dimensionnées pour interdire l'échappement à travers eux de particules non fluables dont les dimensions dépassent certaines limites déterminées par la section des orifices, et en ce qu'on poursuit alors la compression des déchets dans le réceptacle au moyen de l'agencement à piston jusqu'à échappement, par les orifices, de la quasi-totalité des matières liquides, pâteuses ou fluables, l'atteinte de cet état étant assuré par l'atteinte d'un certain degré de pression dans le réceptacle, ce réceptacle, conjointement avec l'agencement à piston, présentant une conformation structurelle telle que toute la masse de déchets comprimée dans le réceptacle se trouve sujette à une pression substantiellement uniforme, au moins dans la mesure voulue pour qu'on ait contraction et cisaillement internes et non pas broyage dans la masse de déchets, donc notamment pour que soit évitée la formation de zones marginales si peu comprimées qu'elles nécessiteraient, pour un plein traitement d'extraction des boues, une récurrence de l'action de compression de l'agencement à piston.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avant de boucher le réceptacle au moyen de l'agencement à piston, on tasse les déchets à l'intérieur du réceptacle et on complète le remplissage du réceptacle, en tassant également le complément de remplissage, approximativement jusqu'au bord supérieur du réceptacle.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise un agencement à piston constitué de deux pistons coaxiaux, l'un intérieur et l'autre extérieur, le réceptacle étant cylindrique et ayant, à un jeu de coulissement près, un diamètre intérieur correspondant au diamètre extérieur du piston extérieur, et en ce qu'on fait avancer les deux pistons intérieur et extérieur tout d'abord simultanément, puis alternativement, en faisant avancer une fois le piston intérieur et une fois le piston extérieur, de façon que la distance entre leurs extrémités ne dépasse jamais une certaine mesure inférieure au diamètre du piston intérieur.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour assurer la substantielle uniformité des pressions dans la masse de déchets, on utilise un réceptacle de forme cylindrique dont le diamètre intérieur est égal, à un jeu de coulissement près, au diamètre extérieur d'un unique piston constituant l'agencement à piston ou d'un piston extérieur faisant partie d'un agencement à piston comprenant deux pistons, l'un intérieur et l'autre extérieur, et en ce que l'on donne à la tête de l'unique piston ou du piston intérieur une forme qui comprend une surface tronconique.
5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la forme de la tête de piston comprend, au-delà de sa partie de surface tronconique, une surface conique faisant avec l'axe du piston un angle plus grand que la surface tronconique.
6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, le réceptacle comprenant un fond formé d'un contre-piston et présentant les orifices d'échappement de boues dans la partie inférieure de sa surface latérale, on enfile le fond formé du contre-piston depuis le bas dans le réceptacle cylindrique de façon à boucher tout d'abord les orifices, puis on fait descendre progressivement le contre-piston, de façon à ouvrir les orifices, sous l'action de pression de l'agencement à piston qui lui fait face.
7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lorsque la compression des déchets a atteint le degré auquel la quasi-totalité des matières liquides, pâteuses ou fluables s'est échappée, le contre-piston sort par le bas de l'enceinte cylindrique formant le réceptacle, l'agencement à piston continuant à descendre jusqu'à ce que la brique de matière solide résultant de la compression se situe au-dessus du niveau inférieur de la partie cylindrique du réceptacle, à l'intérieur d'une ouverture pratiquée dans un levier d'éjection, auquel on fait effectuer alors un mouvement de basculement qui éjecte la brique hors du dessus du contre-piston, tandis que l'agencement à piston remonte à l'intérieur du réceptacle de façon à en sortir par le haut.
8. 8. Appareil pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un réceptacle apte à être rempli d'une certaine quantité de déchets à traiter, des orifices d'échappement de boues, la partie inférieure de la paroi latérale du réceptacle présentant un agencement à piston, en dessous duquel vient se situer un réceptacle rempli de déchets, et qui est apte à pénétrer dans ce réceptacle pour effectuer la compression des déchets, l'agencement à piston comprenant soit un unique piston,

   soit un ensemble de deux pistons coaxiaux, l'un extérieur et l'autre intérieur, et le réceptacle étant de forme cylindrique, son diamètre intérieur correspondant au diamètre extérieur de l'unique piston ou du piston extérieur de l'agencement à piston, et un contre-piston apte à former le fond du réceptacle, ce contre-piston étant positionnable en une position avancée où il obture les orifices d'échappement de boue et une position non avancée où il libère ces orifices.
9. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'agencement à piston comprend deux pistons coaxiaux, l'un extérieur et l'autre intérieur, le piston intérieur étant muni d'une tête de pression dont la forme comprend une surface tronconique faisant un certain angle avec l'axe du piston, et, à l'extrémité de cette surface tronconique, une surface conique faisant avec l'axe du piston un angle plus grand que la surface tronconique, les dimensions et les angles de ces surfaces coniques et tronconiques étant déterminés, relativement aux dimensions du réceptacle cylindrique, de façon à maintenir, en vertu des règles de la mécanique des sols, appliquée dans le cas d'un volume de fluage limité, une pression substantiellement uniforme dans toute la masse de déchets dans le réceptacle.
10. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les dimensions et les angles des surfaces coniques et tronconiques sont établis, en vertu des principes de la mécanique des sols dans le cas d'un espace de fluage limité, de façon que la pression s'établissant dans les endroits où règne la pression la plus faible soit au moins égale à approximativement la moitié de la pression régnant dans les endroits ayant la pression la plus élevée.
11. 11. Appareil selon l'une des recendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une table tournante dans laquelle un certain nombre d'alésages sont munis de chemises, constituant des parois latérales de réceptables cylindriques, un poste, sur cette table tournante, servant au remplissage des réceptacles, le fond du réceptable étant formé par une plaque fixe sur laquelle la table tourne, et un autre poste de cette table tournante constituant le poste de traitement proprement dit, l'agencement à piston se trouvant juste au-dessus de l'endroit où le réceptacle se situe dans cette position-là de la table tournante, et le fond du réceptacle étant formé par le contre-piston.
12. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend, à l'endroit du poste de traitement de compression de la table tournante, un levier basculant d'éjection de briquettes comprimées, le contre-piston étant agencé pour se dégager, par le bas de la paroi latérale cylindrique du réceptable, d'une quantité suffisante pour que toute la masse de déchets comprimés reposant sur le contre-piston sorte également de la paroi cylindrique du réceptacle par le bas de celle-ci et vienne s'engager dans une ouverture du levier d'éjection, lequel effectue alors un mouvement qui dégage la brique comprimée du dessus du contre-piston.

    5

    10

    15

    20

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    45

    50

    55

    60

    65

    3

    628837
13. 13. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les pistons de l'agencement à piston et le contre-piston sont commandés hydrauliquement.
14. 14. Brique solide combustible obtenue par le procédé selon la revendication 1.
15. 15. Boue liquide ou pâteuse obtenue par le procédé selon la revendication 1, comprenant des matières organiques et/ou des matières biologiquement utiles.
16. 16. Utilisation de la boue liquide ou pâteuse selon la revendication 15 comme additif de sol pour l'agriculture.