EP0734790B1 - Machine de tri d'objets en plastique - Google Patents

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EP0734790B1
EP0734790B1 EP19960400652 EP96400652A EP0734790B1 EP 0734790 B1 EP0734790 B1 EP 0734790B1 EP 19960400652 EP19960400652 EP 19960400652 EP 96400652 A EP96400652 A EP 96400652A EP 0734790 B1 EP0734790 B1 EP 0734790B1
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EP
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sorting
objects
path
vessel
bottles
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EP19960400652
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German (de)
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EP0734790A1 (fr
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Agnès Lachambre
Christian Hamon
Sylvain Henrio
Pascal Perrot
Pierre Bossard
Jean Morlec
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Sydel Ste
Institut Regional des Materiaux Avances IRMA
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
Sydel Ste
Institut Regional des Materiaux Avances IRMA
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties

Definitions

  • the invention relates to a machine for sorting objects, for example glass, plastic or other similar material.
  • this type of machine comprises at least one sensor capable of recognizing said objects to be sorted, said sensor delivering, during the identification phase of said object, object start and end signals, when this object passes in front of the sensor.
  • the present invention therefore relates to an object sorting machine and more specifically relates to ways to properly scroll through objects to sort in a restricted area in front of said sensor.
  • the purpose of the system is to carry out the sorting of objects and for example here the sorting of plastic bottles appearing in the normal appearance of bottles but also in the form of clusters, or shredded bottles of conformation imprecise, heterogeneous in color and nature.
  • the sorting criterion depends on the sensor used chosen according to the properties of the objects to be identified (nature, color, conformation, chemical composition, physical properties).
  • Patent WO 92 / 07.232 describes a rectilinear mat for separating objects.
  • US Patent 3,900,107 describes a simple tank containing at its bottom a substantially horizontal disc requiring the use of various means to elevate the objects to be sorted from the disc to a separation mat objects.
  • WO 92 / 03.551 also describes a bottom tank in the shape of a disc relatively little tilted.
  • an object separation device consists of 5 sub-assemblies functional (reference numbers refer to figure 1 non-limiting of the invention.) which is described here for better understanding of the invention, the invention itself being only the means (centrifugal bowl) which allows the discharge of objects and send them one by one to the sensor.
  • This device includes:
  • the hopper is filled by means of handling (example a bucket loader).
  • an extraction conveyor regulates the flow of material sorting.
  • the screen is intended to evacuate the fragments as well as reduced-size objects not acceptable to the sorter.
  • At least one elevator (for example belt) (4)
  • At least one centrifugal bowl aligner separator (see Figure 2)
  • the cone is inscribed in the tank; his diameter is substantially equal to that of the tank at the operating clearance near.
  • the cone In its rotational movement the cone drives objects around it. Arrived at the "high" point of cone, the generator of it is at the level of the horizontal peripheral track. Objects are plated against the shore by the action of centrifugal force and reach a first track (3). The width of the track is such that only one object can be there. Each object is thus isolated on its track.
  • track sorting or firing track
  • At least one sorting track (8) substantially horizontal and tangent to said first track, therefore concentric with the tank (2) from which it is separated by said crown. (figure 2).
  • the sorting track is independently driven. Its rotation speed, greater than or equal to that of the tank increases the interval between Items.
  • the device according to the invention can be supplemented, for example, as follows:
  • the trajectory described by the sorting track is preferably divided into angular sectors.
  • a sector generally, the first sector, located immediately after the break in the shore, is reserved for the identification of the object.
  • the mesh structure of the mat allows positioning of the sensor (7) on either side of the object to be identified. Most of the other sectors are used to collect identified and separate objects. The number of the following sectors depends on the selectivity that one wishes to bring to the objects.
  • Each sector corresponds to a type of object to be sorted.
  • a sector for example the last, is a scrap zone for badly identified or unidentified objects or can be used for any other particular recovery of objects not selected in the other sectors.
  • the position of the sensor (7) on Figure 2 is not limiting.
  • An ejection system (10) (for example by forced air) is located under the carpet sorting at the level of each sector. Objects once ejected are guided to a specific silo.
  • the purity level of the batches constituted is generally greater than 98%.
  • the rates of sorted bottles can reach 18,000 bottles per hour.
  • the lots sorted by material are sent to different centers specialized recycling.
  • the sorting machine incorporates the sensor which allows to recognize the different materials.
  • the sensor used is for example, a near spectrometer infrared (NIR) with factorial filters from BUHLER.
  • NIR near spectrometer infrared
  • Bottles or other objects to be identified are illuminated with a source of light (for example with halogen lamps) and measured without contact physical with the sensor.
  • a source of light for example with halogen lamps
  • the ejection of bottles or other objects is done by air push compressed.
  • the blow guns used deliver a precise directional jet and measurable.
  • the entire installation is generally controlled by a PLC which mainly ensures the regulation of the bottle flow, the dialogue with the sensor as well as the control of the ejectors.
  • the sorter assigns the identified object to the specific silo.
  • the sorting track is equipped an angular position sensor.
  • the relative angular position of each receiving silo in relation to the reference position of the sensor identification is measured beforehand and then configured at the automaton.
  • the sensor delivers the signals to the PLC. start and end of object. These signals are synchronized by the PLC to information delivered by the angular position sensor in order to measure the length of the object. The precision of this synchronization allows also to delimit areas of the object to be ignored or treated particularly (bottle cap, label, ink, barcode, painting etc ). Knowing this length makes it possible to determine the optimum point of impact of the shot.
  • This device also comprises at least a second track called sorting track (8) concentric with the tank (2) and located at the periphery of said first previous track, substantially horizontal and tangent to said first track, of which it is separated by said crown, this sorting track being driven independently.
  • the device according to the invention applies to the separation of objects of size, shapes, colors, and variable masses.
  • the objects to be sorted are by example of glass or plastic bottles.
  • the device is particularly suitable for sorting bottles broken, shredded or crushed plastics (provided they are not not welded or glued, entangled together by procedures overwriting).
  • the device is also suitable for sorting packaging plastics of all kinds, e.g. laundry packaging, products cleaning products, food products (oil containers), products for cars, gardening products, fertilizers or all types of packaging similar. We can sort mixtures of all the objects mentioned above.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Description

L'invention concerne une machine de tri d'objets, par exemple en verre, en plastique ou tout autre matériau similaire. Généralement ce type de machine comporte au moins un capteur capable de reconnaítre lesdits objets à trier, ledit capteur délivrant, lors de la phase d'identification dudit objet, des signaux de début et de fin d'objet, lorsque cet objet défile devant le capteur. La présente invention concerne donc une machine de tri d'objets et plus précisément concerne des moyens de faire défiler correctement les objets à trier dans une surface restreinte devant ledit capteur.
La vocation du système est de réaliser le tri d'objets et par exemple ici le tri de bouteilles plastiques se présentant sous l'aspect normal de bouteilles mais également sous l'aspect d'amas, ou bouteilles déchiquetées de conformation imprécise, de couleur et nature hétérogènes.
Le critère du tri dépend du capteur utilisé choisi selon les propriétés des objets à identifier (nature, couleur, conformation, composition chimique, propriétés physiques...).
Par simplification, dans la suite de cette description, on décrit la séparation de bouteilles plastiques de compositions et/ou de couleurs différentes mais l'appareil décrit convient à la séparation de tous objets en plastique ou autres matériaux quelle que soit leur forme. On a déjà proposé des appareils pour séparer par détecteurs optiques des bouteilles de verre (EP-A-479756) ou par d'autres moyens (US-A-5314072).
Le brevet WO 92/07.232 décrit un tapis rectiligne de séparation d'objets.
Le brevet US 3,900,107 décrit une cuve simple renfermant en son fond un disque sensiblement horizontal obligeant à utiliser divers moyens pour élever les objets à trier depuis le disque jusqu'à un tapis de séparation des objets.
Le brevet WO 92/03.551 décrit également une cuve à fond en forme de disque relativement peu incliné.
A titre d'exemple, un dispositif de séparation d'objets se compose de 5 sous-ensembles fonctionnels (les numéros de référence se rapportent à la figure 1 non limitative de l'invention.) que l'on décrit ici pour une meilleure compréhension de l'invention, l'invention en elle-même étant uniquement le moyen (bol centrifuge) qui permet de recevoir le déversement des objets et de les envoyer un par un devant le capteur. Ce dispositif comporte :
Au moins une trémie de réception (1)
C'est le point d'approvisionnement du système ou dispositif de séparation d'objets ; le remplissage de la trémie s'effectue par un moyen de manutention (exemple un chargeur à godets). Dans la partie inférieure de la trémie un convoyeur d'extraction assure la régulation du débit de la matière à trier.
Au moins un crible
De longueur variable le crible est destiné à évacuer les fragments ainsi que les objets de dimension réduite non acceptables par le trieur.
Au moins un élévateur (à bande par exemple) (4)
Il assure l'alimentation, à débit constant, du séparateur.
Au moins un séparateur aligneur à bol centrifuge (voir figure 2)
Ce séparateur aligneur est l'objet de la présente invention, spécialement en combinaison avec la piste de tri décrite ci-dessous. Ce sous-ensemble se décompose en deux parties :
  • Une cuve (2) qui contrairement à la cuve décrite dans WO 92/03.551 n'est pas un disque mais est sensiblement troncosphérique ou sphérique ou en forme de tronc de cône, (cette cuve n'a donc pas la forme cylindrique habituelle) possédant dans sa partie supérieure une première piste (3) périphérique horizontale limitée par une couronne (5) extérieure fixe (ou rive), interrompue partiellement sur sa longueur. La couronne a l'aspect d'une paroi circulaire en forme de bande verticale cette bande agit comme un petit muret dont la hauteur est de 1 à 4 fois environ (par exemple) la hauteur des objets à séparer et elle sépare la première piste de la deuxième piste définie ci-dessous (8).
La cuve est entraínée en rotation selon un axe sensiblement vertical et reçoit les objets à trier.
  • Un élément (9) constitué par un cône dont le sommet est orienté vers le haut, et qui est entraíné en rotation selon un axe incliné généralement de 5 à 30°, de préférence 10 à 25° (de 15° par exemple) par rapport à la verticale et tournant à l'intérieur de la cuve.
Le cône, s'inscrit dans la cuve ; son diamètre est sensiblement égal à celui de la cuve au jeu de fonctionnement près.
Dans son mouvement de rotation le cône entraíne les objets à sa périphérie. Arrivés au point "haut" du cône, la génératrice de celui-ci est au niveau de la piste périphérique horizontale. Les objets sont plaqués contre la rive par l'action de la force centrifuge et atteignent une première piste (3). La largeur de la piste est telle qu'un seul objet peut s'y trouver. Chaque objet est ainsi isolé sur sa piste. L'interruption pratiquée dans la rive (5) permet le passage de l'objet isolé sur une deuxième piste (8) appelée piste de tri (ou piste de tir) définie ci-après :
(5) Au moins une piste de tri (8) sensiblement horizontale et tangente à ladite première piste, donc concentrique à la cuve (2) dont elle est séparée par ladite couronne. (figure 2).
La piste de tri est entraínée indépendamment. Sa vitesse de rotation, supérieure ou égale à celle de la cuve permet d'augmenter l'intervalle entre les objets.
Le dispositif selon l'invention peut être complété par exemple comme suit :
La trajectoire décrite par la piste de tri est de préférence divisée en secteurs angulaires. Un secteur, généralement, le premier secteur, situé immédiatement après l'interruption pratiquée dans la rive, est réservé à l'identification de l'objet. La structure maillée du tapis autorise un positionnement du capteur (7) de part et d'autre de l'objet à identifier. La majeure partie des autres secteurs sert à la collecte des objets identifiés et séparés. Le nombre des secteurs suivants est fonction de la sélectivité que l'on souhaite apporter aux objets. Chaque secteur correspond à un type d'objets à trier. Éventuellement, un secteur, par exemple le dernier, est une zone de rebut pour les objets mal ou non identifiés ou peut être utilisé pour toute autre récupération particulière d'objets non sélectionnés dans les autres secteurs.. La position du capteur (7) sur la figure 2 n'est pas limitative.
Un système d'éjection (10) (par exemple par air pulsé) est situé sous le tapis de tri au niveau de chaque secteur. Les objets une fois éjectés sont guidés vers un silo spécifique.
Le principe décrit précédemment s'applique notamment au tri des bouteilles plastiques constituées de différents matériaux : polychlorure de vinyle, polyéthylène téréphtalate, polyéthylène, polypropylène... et/ou de différentes couleurs.
Le taux de pureté des lots constitués est généralement supérieur à 98%. Les cadences des bouteilles triées peuvent atteindre 18.000 bouteilles par heure.
Les lots ainsi triés par matériau sont expédiés vers différents centres de recyclage spécialisés.
La machine de tri intègre le capteur qui permet de reconnaítre les différents matériaux. Le capteur utilisé est par exemple, un spectromètre à proche infrarouge (NIR) à filtres factoriels de BUHLER.
Les bouteilles ou autres objets à identifier sont illuminés avec une source de lumière (par exemple avec des lampes halogènes) et mesurés sans contact physique avec le capteur.
L'éjection des bouteilles ou autres objets s'effectue par poussée d'air comprimé. Les soufflettes utilisées délivrent un jet directionnel précis et mesurable.
L'ensemble de l'installation est piloté généralement par un automate qui assure principalement la régulation du débit de bouteilles, le dialogue avec le capteur ainsi que la commande des éjecteurs.
Le trieur affecte l'objet identifié au silo spécifique. La piste de tri est équipée d'un capteur angulaire de position. La position angulaire relative de chaque silo de réception par rapport à la position de référence du capteur d'identification est préalablement mesurée puis paramétrée au niveau de l'automate.
Lors de la phase d'identification le capteur délivre à l'automate les signaux de début et de fin d'objet. Ces signaux sont synchronisés par l'automate aux informations délivrées par le capteur angulaire de position afin de mesurer la longueur de l'objet. La précision de cette synchronisation permet également de délimiter des zones de l'objet à ignorer ou à traiter particulièrement (bouchon de bouteille, étiquette, encre, code barre, peinture etc....). La connaissance de cette longueur permet de déterminer le point d'impact optimum du tir.
Le dispositif selon l'invention, comporte donc au moins un séparateur aligneur à bol centrifuge, ce séparateur se décomposant en deux parties :
  • Une cuve sensiblement troncosphérique ou en forme de tronc de cône sphérique possédant dans sa partie supérieure une première piste périphérique horizontale limitée par une couronne extérieure fixe ou rive, interrompue partiellement sur sa longueur, la cuve étant entraínée en rotation selon un axe vertical et recevant les objets à trier.
  • Un cône dont le sommet orienté vers le haut, est entraíné en rotation selon un axe incliné par rapport à la verticale et tournant à l'intérieur de la cuve, le cône s'inscrivant dans la cuve; son diamètre étant égal environ à celui de la cuve au jeu de fonctionnement près.
Ce dispositif comporte en sus au moins une deuxième piste appelée piste de tri (8) concentrique à la cuve (2) et située à la périphérie de ladite première piste précédente, sensiblement horizontale et tangente à ladite première piste dont elle est séparée par ladite couronne, cette piste de tri étant entraíné indépendamment.
Le dispositif selon l'invention s'applique à la séparation d'objets de tailles, de formes, de couleurs, et de masses variables. Les objets à trier sont par exemple des bouteilles en verre ou en plastique.
Le dispositif convient en particulier très bien pour le tri de bouteilles plastiques cassées, déchiquetées ou écrasées (à condition qu'elles ne soient pas soudées ou collées, enchevêtrées ensemble par des procédures d'écrasement). Le dispositif convient également au tri d'emballages plastiques de toutes sortes, par exemple emballages de lessives, produits d'entretien, produits alimentaires (récipients d'huilé), produits pour automobiles, produits de jardinage, engrais ou tous types d'emballages similaires. On peut trier des mélanges de tous les objets cités ci-dessus.

Claims (10)

  1. Dispositif pour le tri de bouteilles plastiques ou d'emballages plastiques comportant :
    Au moins un séparateur aligneur à bol centrifuge, ce séparateur se décomposant en deux parties :
    Une cuve (2) sensiblement troncosphérique ou sphérique ou en forme de tronc de cône possédant dans sa partie supérieure une première piste (3) périphérique horizontale limitée par une couronne extérieure fixe (5) ou rive, interrompue partiellement sur sa longueur, la cuve étant entraínée en rotation selon un axe sensiblement vertical et recevant les objets à trier.
    Un élément (9) constitué par un cône, dont le sommet est orienté vers le haut et est entraíné en rotation selon un axe incliné par rapport à la verticale et tournant à l'intérieur de la cuve, le cône s'inscrivant dans la cuve, son diamètre étant égal environ à celui de la cuve au jeu de fonctionnement près.
    - Au moins une deuxième piste appelée piste de tri (8) concentrique à la cuve (2) et située à la périphérie de ladite première piste précédente, sensiblement horizontale et tangente à ladite première piste dont elle est séparée par ladite couronne, cette piste de tri étant entraíné indépendamment.
  2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel en outre la trajectoire décrite par le tapis de tri est divisée en secteurs angulaires, un secteur généralement situé immédiatement après l'interruption pratiquée dans la rive, étant réservé à l'identification de l'objet, la piste de tri ayant une structure maillée, la structure maillée du tapis autorisant un positionnement d'un capteur (7) de part et d'autre de l'objet à identifier, la majeure partie des autres secteurs servant à la collecte des objets identifiés et séparés.
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 appliqué à la séparation d'objets de tailles, de formes, de couleurs et de masses variables.
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, comportant, en outre en amont du séparateur aligneur :
    Au moins une trémie de réception,
    Au moins un crible destiné à évacuer les fragments ainsi que les objets de dimension réduite non acceptables par le trieur.
  5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4 dans lequel, lors de la phase d'identification desdits objets, le capteur délivre à un automate des signaux de début et de fin d'objet, ces signaux étant synchronisés par l'automate aux informations délivrées par le capteur angulaire de position afin de mesurer la longueur de l'objet.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 appliqué au tri des bouteilles.
  7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 appliqué au tri des bouteilles en plastique.
  8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 appliqué au tri des bouteilles en plastique, cassées, déchiquetée ou écrasées.
  9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 appliqué au tri des emballages plastiques pour lessives, produits alimentaires, produits d'entretien ou similaire.
  10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9 appliqué au tri de mélange d'objets.
EP19960400652 1995-03-30 1996-03-27 Machine de tri d'objets en plastique Expired - Lifetime EP0734790B1 (fr)

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EP0734790A1 EP0734790A1 (fr) 1996-10-02
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ES2154390T3 (es) 2001-04-01
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