FR2460551A1 - Procede et dispositif pour la fragmentation de batteries - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR LA FRAGMENTATION DE BATTERIES AU PLOMB EN VUE DE RECUPERER CE METAL A PARTIR DES DECHETS D'ACCUMULATEURS. CE DISPOSITIF EST CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UNE OU PLUSIEURS CHEMINEES D'ALIMENTATION PAR GRAVITE5 POUR L'ARRIVEE DES BATTERIES6, UNE OU PLUSIEURS LAMES MOBILES1, 1A AU DEBOUCHE DE LADITE OU DESDITES CHEMINEES, LE PLAN DE COUPE DE CHAQUE LAME ETANT SENSIBLEMENT PERPENDICULAIRE A L'AXE DE CHAQUE CHEMINEE5, AINSI QU'UN OU PLUSIEURS PLATEAUX3, 3A MOBILES, DONT CHACUN EST SENSIBLEMENT PARALLELE AU PLAN DE COUPE DE LA LAME MOBILE1, 1A MAIS SITUE EN AVAL DE CELUI-CI, DANS LE SENS DE L'AVANCEMENT DES BATTERIES, D'UNE CERTAINE DISTANCE D, LE MOUVEMENT DU PLATEAU ETANT SOLIDARISE AVEC CELUI DE LA LAME POUR SOUTENIR LA BATTERIE PENDANT L'OPERATION DE SECTIONNEMENT.

Description

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la frag-

mentation de batteries au plomb en vue de récupérer ce métal à partir des

déchets d'accumulateurs.

Les accumulateurs modernes au plomb-acide, par exemple les batteries de démarreurs, comprennent, en poids, environ 55 % de plomb ou de composés de plomb. L'acide qui y est contenu en constitue environ

%. Le reste du poids correspond au matériau des bacs et aux sépara-

teurs.

La récupération du plomb des batteries prend donc une impor-

tance considérable, tant pour des raisons économiques que pour la pro-

tection de l'environnement.

De ce fait, des procédés nombreux ont été élaborés au cours du

temps pourtraiter les déchets d'accumulateurs.

Or, l'une des opérations les plus importantes de toute méthode de traitemrent consiste à ouvrir les batteries. Il existe une seule exception à cette règle: c'est le procédé de fusion de batteries entières dans un four

à cuve verticale (procédé VARTA). Toutefois, l'application de cette mné-

thode est limitée à quelques entreprises travaillant dans des conditions de marché particulières pour la vente de plomb d'oeuvre provenant de la fusion. En outre, remine dans ce cas, il est indispensable d'ouvrir les

batteries afin de laisser s'écouler l'acide, qui pertuberait considérable-

ment le processus de fusion au four.

La cuve, qui est en ébonite, en bakélite ou en une matière plas-

tique et qui entoure la batterie proprement dite, doit être suffisamment découpée pour permettre d'extraire le matériau contenant du plomb, soit

par gravité, soit par expulsion forcée par percussion.

La méthode la plus simple et plus ancienne consiste à briser les cuves des batteries en les laissant tomber ou, le cas échéant, en se

servant d'une masse ou d'une hache.

Ce procédé ne peut plus 9tre utilisé aujourd'hui que dans des

cas exceptionnels et pour de très faibles quantités, compte tenu de l'ef-

fort physique qu'il impose et des nuisances d'hygiène qu'il provoque (présence de poussières de plomb). Il deviendra de plus en plus difficile,

à l'avenir, de trouver du personnel pour ce travail.

Il convient d'ajouter que les batteries de démarrage modernes

sont pourvues, en majorité, de cuves en matières plastiques (polypropy-

lène par exemple). Ce matériau est à la fois si élastique et si résistant qu'il devient impossible de briser les cuves par percussion, ou du moins

que cette opération entraile une forte dépense d'énergie.

Compte tenu de ces difficultés, on a tenté depuis plusieurs décen-

nies d'élaborer des procédés mécaniques pour ouvrir, voire pour décom-

poser les vieilles batteries.

Des dispositifs connus depuis assez longtemps sont constitués par

des scies, (circulaires, à rubans), et des cisailles à lames guidées verti-

calement (ou des guillotines), permettant de séparer le capot de la batterie.

Le contenu est extrait ensuite de la cuve à la main, par basculement ou

par percussion, et le capot est déchiqueté dans un broyeur.

Mais l'utilisation de cisailles et de scies entrafhe avant tout les problèmes suivants: d'abord, pour chaque opération de coupe, la batterie doit etre rigidement fixée dans sa position. C'est là un travail sujet à dérangements lorsqu'il est entièrement mécanisé. Les batteries avariées

sont encombrantes et peuvent entraver le grippage du dispositif de coupe.

D'autre part, on ne peut procéder qu'à une seule coupe; en effet, après un premier sectionnement, la batterie ne peut plus être positionnée

et bloquée. Il est donc souvent pénible de faire sortir par le choc le con-

tenu de la batterie de sa cuve, dont le reliquat peut présenter encore des bords très élevés, car les blocs de plaques humides adhèrent à ladite cuve par effet de ventouse. En hiver, il est totalement impossible d'expulser

des cuves les blocs de plaques gelées.

D'autres problèmes spécifiques surgissent encore lorsqu'on procède par sciage: usure rapide des dents, obligeant à un réaffutage fréquent, nuisances olfactives lorsque les lames ou rubans sont émoussés, nuisances acoustiques. D'autre part, le passage rapide de la lame de scie ou du ruban provoque la formation de brouillards acides. Enfin, une

grande quantité de boues de sciage se dépose.

La pratique montre donc que, pour les raisons précitées, une

exploitation de longue durée utilisant des scies n'est pas avantageuse.

En recherchant une solution à ce problème de déchiquetage, on avait construit une cisaille fonctionnant avec une lame à section verticale et effectué avec ce dispositif des essais exhaustifs. Les résultats ne furent pas davantage satisfaisants dans leur totalité. En effet, tout comme dans le procédé de sciage, les batteries doivent être placées individuellement, à la main, dans la zone d'action de la lame, puis orientées selon le sens

de la coupe recherchée et bloquées dans cette position. Ensuite, le dé-

coupage proprement dit ne présente plus de difficulté. Mais l'enlèvement des morceaux de batteries de la zone de coupe et l'expulsion du contenu

des bas des cuves constitue, à nouveau, un travail pénible.

Lorsqu'il s'agit d'un débit limité à quelques centaines de tonnes de batteries par an, ce travail resterait acceptable, au point de vue du

prix de revient, dans certaines conditions. Aussi, ces cisailles à batte-

ries sont-elles en service chez un grand nombre de ferrailleurs, notam-

ment aux Etats-Unis. Toutefois, leur fonctionnement n'est pas exempt de danger, car les mains de l'exécutant passent constamment dans la zone d'action de la lame de la cisaille. Il convient d'ajouter encore le risque de lésions par projection d'acide et par exposition au plomb. Les brevets N' 3 736 823, 3 453 150, 3 152 504 et 3 269 870 des Etats-Unis diAm-.rique

décrivent complètement ce type de cisailles à plomb oh une laire -à mou-

vement rectiligne ou une lame fixe -auquel cas les batteries sont poussées contre ladite lame. par un piston mobile-sectionne le capot des batteries

suivant un plan passant entre les connexions des bornes et les bords su-

périeurs des plaques. On expulse ensuite le contenu des cuves de ces dernières, ainsi ouvertes, soit à la main, soit à l'aide d'un dispositif mécanique. Le procédé décrit par le brevet britannique 892 411, procédé qui consiste à faire passer d'abord les batteries dans un tunnel de chauffage pour faire ramollir la masse moulée du couvercle en bitume de la batterie, puis à soulever ledit couvercle hors de la cuve, ainsi que les plaques à grille qui y adhèrent, est dépassé aujourd'hui par suite d'un changement de fabrication des batteries de démarreurs. Actuellement, le capot de la batterie est, en règle générale, soudé en une pièce monobloc avec la

cuve proprement dite.

Pour des débits plus'importants, on a tenté de mettre en oeuvre

des cisailles à batteries largement mécanisées, A cet effet, l'Entre-

prise PENARROYA de Paris/St Denis avait élaboré une cisaille à entrar-

nement hydraulique, capable de découper simultanément sept batteries positionnées sur une bande transporteuse. Les batteries étaient bloquées

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par des vérins hydrauliques. Après le sectionnement, les bas des batte-

ries étaient poussés sur une bande transporteuse par une barre àr mouve-

ment hydraulique. Au bout de cette bande, plusieurs personnes étaient

chargées d'expulser par percussion les plaques des cuves.

Cette installation a été déposée au bout de plusieurs années de

fonctionnement pour défaut de rentabilité et à la suite de plaintes du person-

nel qui y travaillait.

On ne pouvait donc pas attendre une solution satisfaisante du

problème suivant cette direction. On ne peut obtenir un plus grand ren-

dement et des conditions de travail meilleuresqu'en mécanisant totalement

cette installation de cisaillement. Or, les pièces en mouvement qui se-

raient indispensables à cet effet et qui seraient en partie assez complexes présenteraient, sous l'influence de l'écoulement d'acide en provenance des batteries, de gros risques de dérangement. D'autre part, le mécanisme serait constamment bloqué par des débris encombrants de cuves et des

boues d'éléments de batteries.

Ces difficultés sont évitées selon l'invention grâce à un procédé de déchiquetage de batteries en plomb au moyen d'une lame, ledit procédé étant caractérisé en ce que chaque batterie arrive verticalement, sous l'effet de la gravité, sur une lame se déplaçant dans un plan sensiblement

horizontal, que ladite batterie est ensuite bloquée dans une position déter-

minée par rapport à la lame et sectionnée par cette dernière, une ou plu-

sieurs fois, et que les éléments solides et liquides de l'accumulateur sont

finalement séparés de la manière usuelle pour subir un traitement ulté-

rieur.

Un mode d'exécution avantageux du procédé selon l'invention

consiste à donner à la lame mobile un mouvement rotatif.

Le point crucial des considérations qui ont conduit à la présente proposition était la certitude qu'il y aurait avantage à monter une laine sur un arbre rotatif. Toutefois, la création d'un dispositif à rotor, tel qu'il existe dans les hacheuses agricoles, pour réaliser le procédé ainsi

proposé, se heurtait encore à quelques difficultés de principe.

Parmi ces dernières, les plus graves concernaient le problème de l'arrivée des batteries à découper, celui du réglage de la distance de coupe (à partir du bord supérieur de la batterie), celui de la fixation de

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la batterie pour éviter qu'elle ne bascule pendant son sectionnement et

celui de l'éjection des parties inférieures des batteries après l'opération.

Les solutions courantes de ces problèmes, -convoyeurs à palet-

tes, longerons mobiles, systèmes hydrauliques, -seraient, en l'occurren-

ce, techniquement complexes, donc sujettes aux avaries, sans préjudice

de la corrosion par l'acide sulfurique.

C'est ce qui a conduit à envisager une lame tournante horizontaleet une alimentation par chute des batteries à découper. Restait à régler le problème de réception de la batterie en bout de chute de façon à lui donner une position assignée (hauteur) et de son blocage pour le sectionnement. Des griffes ou des palettes commandées par la position de la

lame, venant s'introduire horizontalement dans la cheminée d'alimenta-

tion, auraient constitué, une fois de plus, des pièces très sujettes aux avaries, la présence de batteries partiellement écrasées entrafiant des

engorgements de la cheminée.

La solution de tous ces problèmes a été trouvée dans le dispo-

sitif selon l'invention pour l'exécution du procédé présenté ci-dessus en prévoyant pour l'arrivée des batteries une ou plusieurs cheminées de

descente aboutissant à une lame mobile qui se déplace dans un plan trans-

versal, substantiellement perpendiculaire à ladite cheminée, tandis qu'une ou plusieurs lames antagonistes fixes sont disposées au débouché de la

cheminée et qu'un ou plusieurs plateaux se déplacent dans des plans sen-

siblenient parallèles au plan de coupe dont ils sont séparés par une cer-

taine distance dans le sens de la chute, chacun desdits plateaux se dépla-

çant solidairement avec la lame à laquelle il est associé afin de soutenir

les batteries pendant leur sectionnement.

Là encoreil est particulièrement avantageux d'utiliser comme

lame mobile une lame rotative et comme plateau associé un plateau tour-

nant.

Donc, si l'on dispose dans les intervalles des pales d'une lame rotative double, tournant sur un axe vertical, des plateaux tournant ou des disques rotatifs rigidement solidaires de l'arbre des lames, décalés vers le bas d'une distance convenable, on obtient, sans aj outer d'autres pièces mobiles, de faire descendre une batterie, préalablement

introduite dans la cheminée d'alimentation dans une position voulue, jus-

qu'au niveau précis permettant à la lame qui suit le plateau tournant de sectionner la batterie au point souhaité. La galette ainsi découpée tombe

alors librement. Quant au reliquat de la batterie, il poursuit son mouve-

ment descendant dans la cheminée après le sectionnement, jusqu'à ce qu'il rencontre le plateau suivant. La seconde pale de la lame sectionne alors la galette suivante,et ainsi de suite. Le niveau des plateaux tournants peut être réglé à volonté à l'aide d'un filetage, permettant de choisir la hauteur des coupes ou l'épaisseur des galettes. Un effet supplémentaire

produit par l'application de ce principe est une fixation idéale de la batte-

rie pendant le processus de coupe. A sa base, la batterie est supportée par le plateau tournant. La lame rotative la pousse vers l'angle formé par deux parois de la cheminée, ce qui la fixe remarquablement pendant tout le processus de coupe. Au sommet, les batteries suivantes, tombant dans

la cheminée, exercent un effort de compression adéquat. Les débris section-

nés des batteries tombent en chute libre, à travers une trémie tronconique formée par des tôles déflectrices et de guidage résistant à l'acide, sur une bande transporteuse à faible vitesse. Celle-ci comporte une première

partie présentant une pente suffisante pour que l'acide libéré puisse s'écou-

ler à contre-sens jusqu'à un réservoir collecteur.

Au cours des recherches concernant une cisaille pour batteries à très fort rendemement horaire, il s'est avéré en outre que le principe

décrit ci-dessus, qui était à la base de la mise en oeuvre d'une lame rota-

tive, pouvait être également appliqué avec succès à une lame ayant un mouvement de translation, suivie par un plateau de support (correspondant

au plateau tournant ci-dessus).

Un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention est

donc caractérisé en ce que la lame mobile effectue un mouvement alterna-

tif de translation rectiligne. L'exécution correspondante du dispositif selon l'invention est caractérisée en ce que la lame mobile effectue un

mouvement rectiligne de va-et-vient, le plateau conjugué avec elle effec-

tuant également un tel mouvement. Dans cette version, la distance entre le plan de coupe de la lame mobile et la plaque-support peut également

gtre rendue réglable.

Il est bien certain que l'entrafnement hydraulique ou excentrique nécessaire pour un tel mouvement de translation présente, par rapport à un entraihement rotatif, certains inconvénients, mais la cisaille à batteries fonctionnant à l'aide d'une lame à va-et-vient rectiligne comporte aussi certains avantages. Ainsi, par exemple, dans un dispositif à mouvement rectiligne de la cisaille, les éléments moteurs se trouvent entièrement à l'extérieur de la partie de l'installation o s'écoulent des matériaux; la protection de l'élément moteur contre les substances corrosives pose donc

moins de problèmes que dans le cas d'un entraffiement rotatif qui, ration-

nellement, ne peut se placer que sous la lame tournante. De plus, la vites-

se de coupe est la même en translation qu'en rotation, de telle sorte que, dans la coupe en translation, il suffit de multiplier les lames et les

cheminées d'alimentation pour obtenir, d'une manière simple, une augmen-

tation du débit.

Ainsi, un mode d'exécution particulièrement avantageux du procédé

selon l'invention est caractérisé en ce que chaque batterie est bloquée, pen-

dant le processus de sectionnement, à une certaine distance en amont du

plan de coupe (en suivant le sens de l'alimentation).

A cet égard, un avantage substantiel de l'invention réside dans le mode de blocage de la batterie, qui ne nécessite aucun dispositif spécial susceptible de subir des avaries. Pendant la coupe, le blocage s'effectue automatiquement sous la pression de la lame qui pousse le matériau dans un angle contre une lame antagoniste, ainsi que sous le poids de la colonne

de batteries à l'arrivée, qui repose sur celle en cours de découpage.

De cette manière, qu'il s'agisse d'une cisaille rotative ou d'une cisaille à translation (dite "rabot de batteries"), le principe de l'invention, consistant dans un mouvement sensiblement horizontal de la lame conjugué avec celui d'un plateau-support se déplaçant en synchronisme avec elle pour

soutenir, pendant la coupe, les batteries tombant par la cheminée d'alimen-

tation sous l'effet de la gravité, se trouve utilisé avec succès.

Le procédé précité et le dispositif correspondant produisent donc des débris sous forme de galettes. Au cas o il apparaîtrait souhaitable, en vue d'opérations ultérieures de préparation, d'obtenir des débris de

batteries réduits à des dimensions plus petites, on peut, selon un dévelop-

pement de l'invention, amener, de préférence en utilisant la gravité, les parties solides des batteries provenant du premier sectionnement vers

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un autre rotor à lames fonctionnant en rouleau découpeur, afin de section-

ner ces débris-suivant une direction sensiblement perpendiculaire à celle

de la première lame; les éléments ou galette3produits par le premier sec-

tionnement tombent alors dans les interstices qui séparent les lames du second rotor découpeur, puis sont poussés par la lame suivante vers la lame antagoniste supérieure afin d'gtre cisaillés. L'exécution du dispositif correspondant est caractérisée en ce que la lame mobile prévue au débouché de la cheminée d'alimentation est suivie, en aval, d'un second dispositif à rotor en rouleau-garni de lames, dont L'arbre est orienté à peu

près parallèlement au plan de coupe de la première lame.

D'autres caractéristiques et d'autres avantages de l'invention

ressortent de la description suivante, expliquant l'invention à l'aide d'exem-

ples d'exécution sans aucun caractère limitatif, illustrés aux dessins annexés.

La figure 1 est un schéma de principe de l'ensemble de l'installa-

tion correspondant au procédé selon l'invention, sous une première forme

d'exécution à lame rotative.

La figure 2 est une vue en coupe du dispositif selon l'invention,

dans sa version à. lame rotative.

La figure 3 est une vue plane correspondante.

La figure 4 est une représentation schématique en coupe du prin-

cipe d'un second mode d'exécution du dispositif selon l'invention, compor-

tant une lame à mouvement rectiligne de va-et-vient, suivant la trace I-I

de la figure 5.

La figure 5 est la vue plane correspondante.

La figure 6 est une vue en coupe suivant la trace M-M de la

figure 4.

La figure 7 est une représentation schématique en coupe d'une

variante du second mode d'exécution du dispositif selon l'invention, sui-

vant la trace IV-IV de la figure 8.

La figure 8 est une vue plane correspondante.

La figure 9 est une vue en coupe suivant la trace VI-VI de la

figure 8.

La figure 10 est une vue schématique latérale, partiellement écorchée, d'un rotor à lames, vu suivant la direction de son axe et disposé, le cas échéant, en aval de l'installation illustrée aux figures 2 à 9. La figure 11 est une vue en coupe suivant un plan perpendiculaire

à celui de la figure 10.

La figure 12 est la vue plane correspondante, capot enlevé. Dans ces figures, les pièces ayant les meSmes fonctions sont

désignées par les mêrmes numéros de repère.

Dans le dispositif selon les figures 1 à 3, des batteries usagées 6 de dimensions différentes sont acheminées, suivant la direction de la flèche 17, du silo à batteries 16 vers le dispositif de déchiquetage à lame

rotative; ce transport s'effectue, de préférence, par gravité, éventuelle-

ment en combinaison avec un convoyeur.

Dans ledit dispositif, une lame horizontale 1 à deux pales est montée sur un arbre 7 avec lequel elle tourne suivant la direction de la flèche 9 (/î'igure 3). L'entrafhement de l'arbre 7 s'effectue à partir de sa base, à l'aide d',ui moteur 15, du pignon 19 et de la roue den.tée conique 18. Le dispositif de coupe comprend aussi la contre-lame fixe 2 et le plateau tournant 3 (ou rOisque rotatif), également monté str l'arbre 7 et

unsla:nt avec lui.

La contre-lame 2 présente, vue en plan (Figure 3), oun angle 10 orienté sensiblement vers la direction de la trajectoire, indiquée par la

flèche 9, de la lame rotative 1. C'est vers cet angle 10 de la contre-

lame 2 qu'est poussée la batterie à découper 6a sous l'effet de la rota-

tion de la lame, ce qui a pour résultat de bloquer ladite batterie en inter-

disant tout décalage radial ou périphérique. A sa base, la batterie 6a est soutenue par le plateau tournant 3 qui se déplace parallèlement à la lame rotative 1, mais à une distance d de cette dernière suivant la direction de la chute des batteries. Au sommet, la batterie 6a est maintenue par

le poids des batteries 6 suivantes (Figure 2).

La première pale de la lame rotative 1 découpe d'abord, dans la batterie 6a, une galette 6b dont l'épaisseur correspond à la distance d entre le plan du plateau tournant 3 et celui de la lame rotative 1. Cette distance peut ttre réglée à volonté à l'aide d'un écrou 4. La seconde pale de la lame 1 découpe ensuite une seconde galette 6b etc. Toute la

batterie se trouve- donc découpée en galettes 6b d'épaisseur réglable,.

ce qui justifie le nom de "hachoir à batteries" donné à l'appareil. Les

galettes 6b tombent, à travers des entailles 8 en forme de secteurs (Fi-

gure 3) pratiquées dans le plateau tournant 3, jusque sur une bande trans-

porteuse Il qui les achemine, suivant la direction de la flèche 12, éven-

tuellement vers un dispositif de découpage en aval qui est décrit plus loin.

L'acide et les boues d'accumulateur s'écoulent vers un réservoir collec-

teur 14 suivant la flèche 13 (Figure 1).

A la figure 2, le numéro de repère 5 désigne, par ailleurs, la cheminée d'alimentation en forme de trémie par laquelle les batteries 6,

6a sont acheminées, à l'aide de la gravité, vers la lame rotative 1 dispo-

sée au bout de ladite cheminée dans un plan de rotation normal à cette dernière. La contre-lame 2 est, elle aussi, située au bout de la cheminée

5. Le repère 6' désigne les bornes des batteries.

Dans les deux modes-d'exécution du dispositif selon l'invention

illustrés aux figures 4 et 9, des batteries de rebut 6 de dimensions diffé-

rentes, provenant par exemple d'un silo à batteries non représenté, -sont acheminées, suivant la direction indiquée par la flèche B, vers les deux cheminées d'alimentation d'un dispositif de cisaillement à lame effectuant un va-et-vient rectiligne; l'alimentation est réalisée, de préférence, par gravité, combinée éventuellement avec un convoyeur. Le repère 6' désigne

les bornes des batteries.

Le dispositif de découpage proprement dit comporte, dans les deux versions présentées, un cadre robuste 31 en profilés d'acier. Les

poutres latérales portent les organes de guidage pour le chariot porte-

lame 30 qui coulisse alternativement dans un plan horizontal, sensible-

ment normal aux cheminées 5 et situé à la sortie de ces dernières. Ces organes de guidage sont visibles aux figures 6 et 9; le chariot portelame se déplace sur deux rails 32 à profil rectangulaire, placés à un niveau

réglable, ainsi que sur des coussinets 33 disposés latéralement et au-

dessus des rails.

Bien entendu, on peut prévoir d'autres systèmes de guidage, par

exemple par tiges lisses ou par queues d'aronde.

Le chariot 30 est entraffié, par l'intermédiaire d'une transmis-

sion adéquate, par un vérin hydraulique ou pneumatique 7a, par un ex-

centrique (bielle et manivelle) etc., pour effectuer son mouvement il

rectiligne de va-et-vient. Sur ce chariot sont montées deux lames jux-

taposées la dont chacune est affectée à l'une des deux cheminées d'alimenta-

tion 5 disposées perpendiculairement au plan du châssis 31 qu'elles sur-

plombent. Ainsi, pour une vitesse d'avancement donnée du chariot 30, donc pour une vitesse de coupe donnée des lames la montées sur ledit chariot, le rendement de l'appareil est double de celui qui ne comporte qu'une seule lame. A l'extrémité aval de chacune des cheminées 5 se trouve une

contre-lame fixe 2. Les lames la sont obliques par rapport aux contre-

lames ou à la direction du mouvement alternatif, afin de mieux répartir les

efforts de cisaillement (Figures 5 et 8). Les contre-lames 2 peuvent pré-

senter un angle 1 0 orienté suivant une perpendiculaire à la lame correspond dante. La batterie 6 à découper est poussée par la lame mobile la vers cet angle 10 de la contre-lame 2 ou vers l'angle de la cheminée 5, ce qui a pour résultat de la bloquer fermement, interdisant tout décalage pendant le processus de coupe (l'angle 10 a pour fonction unique le blocage et n'intervient pas dans le sectionnement). A sa base, la batterie en cours de sectionnement est soutenue par le plateau-support 3a, parallèle aux lames

la, mais situé à une distance d desdites lames, dans le sens du chemine-

ment des batteries. Au sommet, la batterie à découper est bloquée par le poids des batteries 6 suivantes (Figures 4 et 7). La distance d entre le

plateau-support 3a et le plan des lames la, 2 peut être réglable.

Le plateau-support 3a peut 8tre rigidement lié au chariot 30 (Figures 4 à 6) ou bien articulé avec ce dernier (Figures 7 à 9) de telle manière que ledit plateau 3a ne se déplace parallèlement au plan de coupe que dans la zone des cheminées 5, basculant ensuite pour s'effacer vers le bas de manière à éjecter les matériaux ténus qui peuvent y rester

adhérents; (ce dispositif est explicité plus loin).

Ainsi, dans le dispositif selon l'invention, si l'on monte, à une distance d convenable au-dessous des lames la et précédant ces dernières

dans leur mouvement, un plateau-support 3a solidaire du chariot porte-

lames 30 et si l'on fait passer ledit chariot 30 sous la cheminée d'alimen-

tation 5 dans laquelle les batteries 6 se déplacent uniquement sous l'effet de la gravité, on obtient qu'une batterie 6 introduite dans la cheminée 5 tombe jusqu'à ce qu'elle repose sur le plateau-support 3a; que la lame mobile la qui suit le mouvement du plateau 3a sectionne la batterie au point souhaité, c'est-à-dire.qu'elle découpe dans la batterie une galette

d'épaisseur d. Cette tranche de batterie, ainsi découpée, tombe libre-

ment par l'entaille 8a ménagée au bord du plateau 3a orienté perpendicu-

lairement au sens du mouvement du chariot 30 (comparer notamment les

vues planes des figures 5 et 8); ultérieurement, les galettes ainsi pré-

parées peuvent encore etre acheminées, le cas échéant par un convoyeur, jusqu'à un dispositif de fractionnement (décrit plus loin) ou d'autres postes opératoires de traitement. L'acide et les boues d'accumulateurs sont également recueillis et acheminés vers un réservoir collecteur deboues, non représenté. Après avoir atteint le bout de sa course avant, peu après la fin du processus de coupe, - le chariot porte-lames 30 revient vers sa position de départ. Pendant ce temps, la batterie 6 qui se trouve au bout de la cheminée 5 avance jusqu'à ce qu'elle vienne reposer de nouveau sur

1 5 le plateau 3a. La course avant suivanlède la lame provoque alors le sec-

tionnement de la galette suivante etc. Il est évident que les lames la et la contre-lame 2 sont réglables

*et interchangeables.

Une autre augmentation du débit peut être obtenue en dédoublant

le. chariot 30 et le plateau 3a, symétriquement par rapport a un axe nor-

mal à la direction de la coupe, de telle sorte que ledit chariot 30 porte au total 4 lames la dont les deux antérieures effectuent leur opération de sectionnement pendant l'avance du chariot, les deux lames postérieures effectuant la coupe pendant son retour. Il va de soi qu'en pareil cas, la cheminée ou les cheminées 5 sont pourvues de deux contre-lames à l'opposé l'une de l'autre et que les timoneries d'entrathement, qui sont alors démultipliées, (piston 7a), devront rationnellement etre décalées vers le c8té afin d'égaliser l'impact des forces, en d'autres termes

pour éviter que le chariot 30 ne se cothce.

La variante d'exécution du dispositif selon les figures 4 à 6 ne se distingue de celle des figures 7 à 9 que par le procédé utilisé pour nettoyer le plateau-support 3a après la coupe. En effet, notamment

lorsque la.machine est alimentée avec des batteries de rebut déjà dé-

truites en grande partie, une couche de matériaux déchiquetés reste souvent sur le plateau-support 3a et réduit par sa présence la différence de niveau d entre celle-ci et le bord supérieur de la lame, différence de

niveau qui donne la hauteur maximale des galettes découpées.

C'est pourquoi, pour atteindre un débit maximal de dé coupage, le plateau 3a doit ttre débarrassé, après chaque opération de coupe,des débris qui ont pu y rester. Ce résultat est obtenu, dans la variante des figures 4 à 6, grâce à

une barre râcleuse 34, montée sur le chassis 31, pouvant pivoter latérale-

ment en surmontant la force d'un ressort de rappel et pouvant ainsi se sou-

lever pour éviter les blocages (cf. les flèches doubles de la figure 4). Les matériaux découpés sont raclés par la barre 34 dans le sens de la flèche F (Figure 4.) Dans la variante selon les figures 7 à 9, le plateau 3a est articulé

en 35 avec le chariot 30 et guidé par des barres latérales 36 qui sont paral-

lèles à la direction de coupe dans la zone de la cheminée 5, pour s'incurver

ensuite vers le bas (Figures 7 et 9).

De cette manière, peua avant la fin du processus de coupe, au mo-

ment o le support à la base devient inutile, le plateau 3a bascule et s'efface, provoquant la chute des matières qui s'y trouvaient, dans le sens de la

flèche F (Figure 7).

lorOqu'on ne tient pas spécialement à effectuer le sectionnement en un point précis de la batterie, -ce qui est généralement le cas dans la pratique, surtout lorsqu'un dispositif de fractionnement plus fin est placé

en aval, (ainsi qu'il est expliqué plus loin), suivi d'une installation de pré-

paration des matières, - on peut jeter des batteries de rebut ou des mor-

ceaux de batteries préalablement brisées dans la cheminée 5 selon une position quelconque. Le produit est alors constitué non pas par des galettes,

mais par des morceaux de forme quelconque, seule leur hauteur étant dé-

terminée par la distance d entre la lame la et le plateau-support 3a.

Etant donné qu'en pareil cas, des matériaux menus riquent de rester sur le plateau-support 3a, il est rationnel de veiller au nettoyage dudit plateau, soit grâce à la présence d'une barre r9cleuse 34, soit par

effacement du plateau 3a, ainsi que l'illustrent les figures 7 à 9.

Les figures 10 à 12 montrent le dispositif de fractionnement qui peut, au besoin, etre installé en aval des dispositifs de découpage des

figures 1 à 9.

Lorsque des procédés mécaniques de traitement de vieilles matières fonctionnent en aval, il faut avoir, d'une part, l'assurance que chacune des galettes de batterie 6b soit entaillée au moins en un point, de telle manière que le contenu de la galette puisse s'éjecter par gravité au passage d'un tube tournant; d'autre part les dimentsions des débris ne doivent pas dépasser certaines valeurs afin d'éviter les engorgements des

dispositifs montés en aval: cribles et filtres.

Lorsque le plan de coupe de la lame mobile 1 ou la est, par hasard, parallèle aux parois des cellules de la batterie, la galette obtenue

constitue un bloc entièrement clos qui franchit les installations de traite-

ments sans modification et ne libère pas son contenu. Pour éviter ces

phénomènes indésirables, on peut, selon un autre développement de l'in-

vention, disposer en aval de la lame mobile 1 ou la un second rotor à lames 21 en forme de rouleau découpeur, ce qui donne l'assurance que le bloc ou la galette reçoivent au moins une entaille supplémentaire perpendiculaire

à leur surface.

Ainsi que l'indique la figure 10, les galettes de batteries 6b dé-

coupées par la lame 1 ou la sont acheminées vers un second rotor ou rouleau à lames 21 dont le montage et le fonctionnement sont expliqués de

façon plus détaillée aux figures 10 et 12.

Cette seconde installation de fractionnement se compose essentiel-

lement d'un rotor à lames horizontal 21, monté sur un arbre horizontal 22 et portant, de préférence, de trois à six lames 23 tangentielles réparties de façon à constituer un rouleau découpeur. Toutefois, ce rouleau ne présente une surface cylindrique qu'au voisinage des lames, qui sont

interchangeables, et de leurs bras ou barres de support.

Les intervalles 22a subsistant entre les supports des lames reçoivent les galettes 6b à déchiqueter. La profondeur de ces intervalles

22a détermine les dimensions des débris de batteries sortant de l'appa-

reil.

La paroi antérieure de la trémie chargeuse 25, paroi spéciale-

ment renforcée, au-dessus du rotor à lames 21, porte la contre-lame

ou lame supérieure interchangeable 24.

A l'avant et à la base, ce second dispositif de fractionnement

est entouré d'un capot 26.

Le point essentiel est que l'arbre 22 du second rotor à lames 21-

soit sensiblementp rallèle au plan de coupe de la lame mobile 1 ou la du dispositif amont, c'est-à-dire que, par exemple, les deux rotors sa lames

1 et 21 des deux dispositifs de découpage aient leurs axes croisés.

Le second rotor 21 est exécuté et disposé de telle façon que les premiers débris ou galettes 6b produits par la première lame mobile 1 ou la tombent en chute libre, sous l'effet de la gravité, dans les intervalles

du rouleau formé par le rotor 21 pour Ctre poussés par la lame ou le sup-

port suivant vers la contre-lame 24 et sectionnés à la hauteur souhaitée.

Les matériaux ainsi fractionnés peuvent ensuite tomber librement hors du dispositif. Des avantages substantiels de ce mode d'exécution de l'invention par rapport à d'autres installations de découpage résultent, entre autres, d'une part de ce qu'aucun débris non fractionné ne peut franchir le second rotor 21, ce qui serait le cas, par exemple, si la lame tournante avait un arbre vertical; d'autre part de ce que des cailloux et d'éventuelles pièces en fer n'arrivent pas au contact des lames de l'installation aval, car ces

éléments tombent au fond des intervalles 22a du rotor 21.

Le second dispositif de fractionnement peut gtre installé, de pré-

férence, directement au-dessous du premier dispositif. Au cas o un tel agencement ne serait pas souhaitable par suite de l'encombrement accru en hauteur de l'ensemble de l'installation, le seconddispositif situé en aval peut 9tre implanté aussi soit sous l'éjection d'une bande transporteuse d'évacuation, laquelle emmène les galettes 6b du premier dispositif de découpage, soit au-dessus d'une installation de traitement recevant les

débris en aval du second dispositif.

En utilisant le procédé ou le dispositif selon l'invention, on peut désormais construire des installations de déchiquetage de batteries de

toutes les tailles et pour tous les débits.

Pour de petits débits, on n'utilisera le dispositif selon l'invention que pour le découpage proprement dit, comme l'ancienne guillotine, en

effectuant manuellement les autres opérations.

Pour des installations débitant plus de 10 000 t/an, on prévoira, bien entendu, une alimentation totalement automatisée comprenant des dispositifs correspondants d'extraction de silos de stockage et un

mécanisme permettant d'orienter et de séparer les batteries.

Tandis que, pour les petites installations, le travail de tri, notamment l'enlèvement des débris de cuves, peut s'effectuer à la main

le long d'une bande transporteuse d'évacuation à défilement lent, les ins-

tallations importantes feront appel, en aval des dispositifs de fractionne- ment, aux procédés connus de traitement qui permettent de séparer, de

façon totalement mécanisée, les différents composants des batteries.

A cet effet, la méthode en usage à la BLEIBERGER BERGWERKS-

UNION consiste à sécher et désagréger les débris de batteries dans un

four à tube tournant, avant de procéder à un criblage à sec et à une sépa-

ration pneumatique.

Seule, la dernière étape, à savoir la séparation du plomb

d'oeuvre et des débris de cuve, fait appel à la voie humide.

Dans le procédé de traitement de la STOLBERGER ZINK A. G. et le procédé Tonolli, les boues d'accumulateur sont d'abord extraites des débris fractionnés par tamisage humide, puis les parties solides sont séparées en matériaux plombifères et en matériaux non plombifères par

décantation à la gravité dans un liquide.

Actuellement, on utilise, pour la première étape du travail, en amont de ces installations, des concasseurs à mâchoires et à chocs. Mais ces engins ne sont pas à meme de déchiqueter les batteries modernes à cuves antichoc en matière plastique sans déchirer les batteries au point que leur contenu se transforme en mélange feutré qui ne peut plus être décomposé par des méthodes mécaniques humides (décantation) ou par

séparation pneumatique.

Par contre, le dispositif de déchiquetage selon l'invention pro-

duit des débris bien délimités et découpés selon des sections nettes.

Les séparateurs se présentent sous la forme de morceaux de taille suffisante pour 8tre enlevés très efficacement. Par contre, les déchiqueteurs habituels les pulvérisent et provoquent leur mélange avec

les parties menues des batteries, o ils créent des difficultés considé-

rables au cours du traitement par fusion (il s'agit de PCV).

Les avantages les plus importants de l'invention sont: 1. Une construction extrêmement simple, ne comportant pas de pièces délicates en mouvement, les quelques éléments mobiles étant situées,

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dans une large mesure, en-dehors du passage des matériaux de dé-

composition. 2. Le dispositif peut être alimenté en batteries contenant encore leur

acide. L'acide libéré peut gtre collecté facilement.

Il suffit de quelques t81les en matériaux résistants pour protéger toute

l'installation contre la corrosion.

3. Le débit est important; l'installation peut être adaptée à un débit diffé-

rent en modifiant la vitesse de rotation de la lame ou en disposant plu-

sieurs cheminées d'alimentation et plusieurs lames. L'addition de mé-

canismes auxiliaires d'alimentation permet d'automatiser totalement

cette installation.

4. L'avancement des batteries se fait par gravité (sous l'effet du poids

propre des batteries).

5. Grande sécurité pour le personnel, la zone de fonctionnement pouvant

être enti.ren7eit,'lose.

6. Le dli;pOiif i,1:-' -,tber Qe part assez grande de batteries détrui-

tes ou déjà délrontées.

7. Les batteries peuvent être découpées en galettes de hateur sélection-

nable. Les c,ves se présentent sous la forme de lambeaux de taille plus réduite. L'expulsion des blocs de plaques par percussion est supprimée.

8. En disposant une installation de fractionnement en aval, on peut décou-

per en fragments plus petits les galettes d'accumulateur obtenues

grâce au dispositif selon l'invention.

Un tel dispositif de fragmentation en aval sera rationnel lors-

qu'un procédé de traitement mécanique du type visé ci-dessus doit

être alimenté en débris de vieilles batteries.

La BLEIBERGER BERGWERKS-UNION a construit un prototype

d'une telle installation afin de vérifier la validité de l'invention.

Les résultats ont été tels que la machine a pu être mise en

service immédiatement.

Dès lors, il a suffi de compléter l'installation de ce prototype

par la mise en place d'un silo d'alimentation, d'une bande transpor-

teuse d'évacuation et d'un réservoir collecteur d'acide sulfurique

pour satisfaire aux besoins de l'Entreprise.

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L'installation ainsi constituée a un débit d'au moins 10 t de batte-

ries par séance de travail et peut traiter des batteries de démarreurs

de toutes les tailles et de tous les types habituels.

REVE NDICATIONS

1. Procédé pour la fragmentation de batteries au plomb par découpage de celles-ci à l'aide d'une lame, caractérisé en ce que chaque batterie est

acheminée de haut en bas vers une lame, mobile dans un plan sensible-

ment horizontal, sous l'action de la gravité, que ladite batterie est

ensuite bloquée dans une ceitaine position déterminée par rapport à la-

dite lame et que cette dernière la sectionne une ou plusieurs fois, les éléments solides et liquides de la batterie étant ensuite séparés et

traités de la manière habituelle.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en-ce que la lame mobile

effectue un mouvement rotatif.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame mobile

effectue -un mouvement rectiligne de va-et-vient.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé

en ce que, après une première opération de découpage, les parties solides des batteries découplées sont acheminées, de préférence par

gravité, vers un second rotor cylindrique à lames assurant une frag-

mentation plus poussée selon une direction de coupe sensiblement per-

pendiculaire à celle de la première lame mobile, les fragments ou galettes en provenance de la première lame tombant dans les intervalles ménagés entre les lames du second rotor pour être poussés par la lame

suivante vers une contre-lame supérieure, puis sectionnés.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé

en ce que chaque batterie est bloquée, pendant le processus de section-

nement, à une certaine distance en aval du plan de coupe, vue suivant

la direction d'avancement des batteries incidentes.

6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs

cheminées d'alimentation par gravité (5) pour l'arrivée des batteries (6), une ou plusieurs lames mobiles (1, la) au débouché de ladite ou desdites cheminées, le plan de coupe de chaque lame étant sensiblement perpendiculaire à l'axe de chaque cheminée (5), une contre-lame fixe (2) placée au débouché de chaque cheminée (5), ainsi qu'un ou plusieurs plateaux (3, 3a) mobiles, dont chacun est sensiblement parallèle au plan de coupe de la lame mobile (1, la) mais situé en aval de celui-ci, -dans le sens de l'avancement des batteries, -d'une certaine distance (d), le mouvement du plateau étant solidarisé avec celui de la lame pour soutenir la batterie pendant l'opération de sectionnement. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la lame mobile est une lame rotative (1) et que le plateau solidaire de ladite lame est un

plateau tournant (3).

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la lame mobile est une lame à mouvement alternatif rectiligne de va-et-vient (la) et que le plateau solidaire de ladite lame effectue également un mouvement de va-et-vient.

9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il

comporte, en aval de la lame mobile (1) prévue au débouché de la cheminée d'alimentation (5), un second rotor cylindrique à lames (21) dont l'arbre (22) est sensiblement parallèle au plan de coupe de la lame

mobile (1).

10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le plateau tournant (3) est rigidement solidaire de l'arbre (7) entravant la lame

rotative (1).

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 10, caracté-

risé en ce que le plateau tournant est de forme circulaire et comporte

une ou plusieurs entailles (8) ayant la forme de secteurs circulaires.

12. Dispositif selon l'une des revendications 7, 10 et 11, caractérisé en

ce que la contre-lame (2) présente un ou plusieurs angles (10) dont chacun est orienté sensiblement à l'opposé de la trajectoire de la

lame rotative (1).

13. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la lame

mobile ou les lames mobiles (la) sont montées sur un chariot porte-

lame (30) doté d'un mouvement alternatif rectiligne de va-et-vient, ce

chariot portant également le plateau-support (3a).

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le plateau-

support (3a) est articulé au chariot porte-lames (30) par un axe per-

pendiculaire au mouvement dudit chariot et que ledit plateau (3a) suit

un organe de guidage (36) incurvé vers le bas.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, carac-

térisé en ce que, vu en plan, une entaille libre (8a), située entre le

bord de coupe de chaque lame mobile (la) et le bord voisin, perpendi-

culaire au sens de marche du chariot (30), de la plaque-support (3a), permet le passage des galettes de batteries découpées.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8, 13, 14, 15,

caractérisé en ce que la lame mobile ou chacune des lames mobiles (la)

a une position oblique par rapport à la direction du mouvement de va-

et-vient, tandis que la contre-lame correspondante fixe (2) présente un angle (10) orienté sensiblement vers une perpendiculaire au bord de la

coupe de la lame mobile correspondante (la).

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 16, caracté-

risé en ce que la distance (d) entre le plan de coupe de la lame mobile

(1, la) et le plateau-s;,.pport (3, 3a) est réglable.

18. Dispositif selon la revendication 9, caracté.isé en ce que le second rotor à laines (21) est disposé directement s,-,: a;U3otie du prenier

dispositif de fragmentation contenant la lan e; le (1, la).

19. Dispositif selon la revendication 9, carat,5,:is- cn ce lque le second rotor à lames (21) est disposé sous le pola- d'éjection d'un convoyeur

d'évacuation (11) raccordé à la sortie clu premier dispositif de frag-

mentat:ion contenant la lame mobile (1, la).

20. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le second rotor à lames (21) est disposé au-dessus de l'entrée d'une installation

de traitement des débris, située en aval dudit rotor.