FR2492687A1 - Domestic refuse shredding crusher - has rotor blades fixed to discs spaced in axial direction of surrounding grating - Google Patents

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Abstract

The crusher is for the final shredding of the light fraction of domestic refuse to produce combustible agglomerates. Below a feed opening for the material in the frame is a rotor with lengthwise cutter blades fixed to the periphery, working against stationary blades on the frame and a semicylindrical grating. The blades of the rotor are fixed to discs spaced axially and fixed to the rotor shaft, and below the rotor is a vessel of cylindro-prismatic cross-section connected at the upstream end to a conduit supplying a current of air to transport the crushed material. This current also generates a draught between the discs, to draw in material to be treated.

Description

Pour la préparation d'agglomérés combustibles à partir de la fraction legère (papiers, chiffons, matières plastiques) extraite de déchets ménagers, les éléments constituant cette fraction légère doivent être dé chiquetés finement au moyen d'un broyeur. For the preparation of combustible agglomerates from the light fraction (paper, rags, plastics) extracted from household waste, the elements constituting this light fraction must be shredded finely by means of a grinder.

On a établi que pour des agglomérés cylindriques, dont le diamètre D est généralement compris entre 6 et 25 mm, produits dans une presse à agglomérer classique, la consistance optimale est obtenue lorsque le broyat de la fraction légère forme un fuseau granulométrique tel que - 50% environ passent au tamis à mailles carrées de 2 mm
de côté, - 802 environ passent au tamis à mailles carrées ayant
un côté de D mm,
2 - 100% environ passent au tamis à mailles carrées ayant
un coté de D mm. It has been established that for cylindrical agglomerates, the diameter D of which is generally between 6 and 25 mm, produced in a conventional agglomerating press, the optimum consistency is obtained when the comminuted product of the light fraction forms a granulometric spindle such as - 50 about% pass through a 2 mm square mesh sieve
aside, - about 802 pass through a square mesh screen having
one side of D mm,
2 - about 100% pass through a square mesh sieve having
one side of D mm.

Ces valeurs sont très approximatives. Notamment un refus de quelques pour cent au tamis de côté D est tolérable.These values are very approximate. In particular, a refusal of a few percent on the D side sieve is tolerable.

I1 est facile de déchiqueter les papiers et cartons, soit par des déchiqueteurs lents à deu:e arbres parallèles dotés de dents et tournant en sens contraire, soit par des broyeurs à marteaux legers dotés de grilles de calibrage. Au contraire, les films minces en matière plastique et les chiffons légers, qui n'ont aucune rigidité et un allongement avant rupture très important, sortent de ces broyeurs sous forme de lambeaux oblongs qui créent, lors de l'agglomération, des sections de rupture indésirables dans les agglomérés. Le broyat obtenu a, de plus, une composition granulométrique qui comprend des éléments gros et des éléments fins, mais peu ou pas dlé- liements intermédiaires, de sorte qu'il ne satisfait pas à la norme énoncée ci-dessus. It is easy to shred paper and cardboard, either by slow two-sided shredders: parallel shafts with teeth and turning in opposite directions, or by light hammer mills with sizing grids. On the contrary, the thin plastic films and the light rags, which have no rigidity and a very significant elongation before breaking, leave these mills in the form of oblong flaps which create, during agglomeration, breaking sections undesirable in built-up areas. The ground material obtained has, in addition, a particle size composition which comprises large and fine elements, but little or no intermediate elements, so that it does not meet the standard set out above.

Les broyeurs à monorotor à lames de coupe et contre-lames fixes permettent un meilleur déchiquetage des films en matière plastique, mais ne donnent toutefois pas satisfaction, pour les raisons suivantes - le fuseau granulométrique est incorrect, car il y a peu dtintermédiaire entre d'une part, les papiers et cartons broyés finement et d'autre part, les éléments en ma tière plastique assez grossiers, - les matériaux a broyer sont extrêmement légers du fait de leur foisonnement et leur chute, même verticale, dans le broyeur ne suffit pas à assurer l'alimentation de ce dernier, - le broyat a tendance à rester en suspension dans la machine, ce qui nuit à la capacité de celle-ci et risque d'entraîner la formation de poussière de cellulose qui est à la fois difficile à agglomérer et dangereuse (risque d'explosion). Single-rotor shredders with fixed cutting blades and counter blades allow better shredding of plastic films, but are not satisfactory, for the following reasons - the grading spindle is incorrect, because there is little intermediary between on the one hand, the finely ground paper and cardboard and on the other hand, the fairly coarse plastic parts, - the materials to be ground are extremely light due to their abundance and their fall, even vertical, into the crusher is not enough to ensure the supply of the latter, - the ground material tends to remain in suspension in the machine, which affects its capacity and may cause the formation of cellulose dust which is both difficult to agglomerate and dangerous (risk of explosion).

En outre, le broyat s'accumule dans l'espace compris entre les joue s du rotor, formant des surfaces planes perpendiculaires à l'arbre, et les tôles du bâti. In addition, the ground material accumulates in the space between the cheeks of the rotor, forming flat surfaces perpendicular to the shaft, and the sheets of the frame.

La friction entraine alors la formation d'un magma de matières plastiques fondues et de fibres cellulosiques.The friction then causes the formation of a puddle of molten plastics and cellulosic fibers.

Selon les cas, ce magma stécoule vers les paliers et empêche leur lubr-fication correcte ou se solidifie lors d'un arrêt de la machine et empeche son redémarrage ultérieur.Depending on the case, this magma flows towards the bearings and prevents their correct lubrication or solidifies when the machine stops and prevents its subsequent restart.

Le but de l'invention est de réaliser un broyeur dans lequel les inconvénients qui viennent d'être sianalés sont ou bien supprimés ou bien fortement atténues,
A cet effet l'invention a pour objet un broyeur, utilisable notamment pour le déchiquetage fin de la fraction legere de déchets ménagers en vue de la production d'agglomérés combustibles, comprenant, audessous d'une ouverture prévue dans le bâti du broyeur pour l'alimentation en matière à traiter2 un rotor a la periphérie duquel sont fixées des lames de coupe longitudinales qui coopèrent avec des contre-lames fixées au bâti et avec une grille de calibrage de forme hémicylindrique e gaIement fixée au bâti, ainsi que des moyens pour l'extraction du broyat, caractérisé en ce que les lames du rotor sont fixees sur des disques espacés axialement et solidaires de l'arbre du rotor, et en ce que au-dessous du rotor est forme' un réceptacle d'allure cylindroprismatique, dont l'extrémité amont est reliée à un conduit d'amenée dans lequel circule un flux d'air qui assure le transport pneumatique du broyat, conjointement avec un tirage créé à itextrémité aval du réceptacle, qui tend en outre å produire à travers les intervalles formés axialement entre les disques du rotor une circulation d air favorisant l'alimentation en matière à traiter.The object of the invention is to produce a crusher in which the drawbacks which have just been eliminated are either eliminated or greatly reduced,
To this end the invention relates to a crusher, usable in particular for the fine shredding of the light fraction of household waste for the production of combustible agglomerates, comprising, below an opening provided in the frame of the crusher for the supply of material to be treated2 a rotor at the periphery of which are fixed longitudinal cutting blades which cooperate with counterblades fixed to the frame and with a calibration grid of semi-cylindrical shape and gaIly fixed to the frame, as well as means for the extraction of the shredded material, characterized in that the blades of the rotor are fixed to discs spaced axially and integral with the shaft of the rotor, and in that below the rotor is formed a receptacle of cylindroprismatic appearance, of which l the upstream end is connected to a supply duct in which an air flow circulates which ensures the pneumatic transport of the shred, together with a draft created at the downstream end of the receptacle, which further tends to through the intervals formed axially between the rotor disks, a flow of air favoring the supply of material to be treated.

La construction proposée par l'invention qui repose essentiellement sur une alimentation, un transport et une évacuation de nature pneumatique permet d'obtenir une capacité de déchiquetage élevée qui peut être maintenue de façon continue. En particulier, quel que soit le caractère floconneux de la matière introduite dans le broyeur, l'alimentation du rotor est assurée dans des conditions satisfaisantes grâce à l'aspiration s'exerçant vers le bas. The construction proposed by the invention which is essentially based on a pneumatic supply, transport and evacuation makes it possible to obtain a high shredding capacity which can be maintained continuously. In particular, whatever the flaky nature of the material introduced into the mill, the rotor is supplied under satisfactory conditions thanks to the suction acting downwards.

La granulométrie du broyat peut d'autre part etre améliorée en prévoyant dans la grille de calibrage des perforations dont le diamètre varie le long du développement périphérique du secteur hémicylindrique formé par la grille. Si D est le diamètre des agglomérés qui doivent être produits dans la presse d'agglomération alimentée en broyat, il est avantageux que dans une première zone balayée d'abord par les lames de coupe en mouvement le diamètre des perforations soit d'environ 1,3 D, et que dans la zone restante, balayée ensuite, le -diamètre des perforations soit d'environ 1,1 D. En adoptant ce calibrage les papiers et cartons faciles à broyer sortent de la grille avec une granulométrie comprise entre 0,2 et 0,8 D, correspondant approximativement à la taille intermédiaire du fuseau souhaitable. The granulometry of the ground material can also be improved by providing perforations in the calibration grid, the diameter of which varies along the peripheral development of the semi-cylindrical sector formed by the grid. If D is the diameter of the agglomerates which must be produced in the agglomeration press supplied with ground material, it is advantageous that in a first zone swept first by the cutting blades in movement the diameter of the perforations is approximately 1, 3 D, and that in the remaining area, then scanned, the diameter of the perforations is approximately 1.1 D. By adopting this calibration, the paper and cardboard that are easy to grind come out of the grid with a particle size between 0.2 and 0.8 D, approximately corresponding to the intermediate size of the desirable spindle.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, dans lequel
- la Fig.l est une vueschématique d'une partie d'une installation de traitement de déchets ménagers, dans laquelle a été monté un broyeur suivant l'invention,
- la Fig. 2 est une vue én coupe transversale du broyeur,
- la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2.Other characteristics and advantages of the invention will appear during the description which follows, with reference to the appended drawing, in which
- Fig.l is a schematic view of a part of a household waste treatment installation, in which a grinder according to the invention has been mounted,
- Fig. 2 is a cross-sectional view of the mill,
- Fig. 3 is a sectional view along line 3-3 of FIG. 2.

Dans la partie représentée schématiquement à la Figldlune installation de traitement dans laquelle est monté le broyeur 1 suivant Itinvention, un rotor de broyage 3 tourne à l'intérieur d'un bati 2 dans lequel débouche, à l'amont, au-dessous du rotor 3, un conduit 4 dans lequel circule dans le sens de la flèche un flux d'air exerçant sur le broyat une action propulsive conjointement avec le tirage créé dans le même sens à l'aval de la sortie du broyat, dans un conduit 5, par un cyclone 6, auquel est associé un ventilateur 7. La matière broyée décantée dans la partie basse conique 8 du cyclone est acheminée dans une presse à agglomérer, non représentée. In the part shown schematically in Figldlune treatment plant in which is mounted the crusher 1 according to Itinvention, a grinding rotor 3 rotates inside a frame 2 into which opens, upstream, below the rotor 3, a conduit 4 in which a flow of air circulates in the direction of the arrow exerting on the ground material a propulsive action jointly with the draft created in the same direction downstream from the outlet of the ground material, in a line 5, by a cyclone 6, with which is associated a fan 7. The ground material decanted in the lower conical part 8 of the cyclone is conveyed in an agglomerating press, not shown.

Comme le montrent les Fig. 2 et 3 le rotor 3 est porté par un arbre 11 tourillonnant dans des paliers 12 du bâti, et comporte plusieurs disques 13 espacés axia lement,traversés par l'arbre 11 auquel ils sont fixés par soudage. La périphérie des disques 13 est conformée de manière à présenter un certain nombre d'encoches 14 uniformément espacées,dans chacune desquelles est engagée et fixée par soudage une barre 16 comportant une feuillure 17 qui constitue un logement pour une lame de coupe 18 fixée dans la feuillure par des vis l9ttraver- sant une baguette de serrage 21 et la lame 18 contre laquelle la baguette est appliquée, et vissées dans la barre 16. As shown in Figs. 2 and 3 the rotor 3 is carried by a shaft 11 journalled in bearings 12 of the frame, and comprises several discs 13 axially spaced, crossed by the shaft 11 to which they are fixed by welding. The periphery of the discs 13 is shaped so as to have a number of uniformly spaced notches 14, in each of which is engaged and fixed by welding a bar 16 comprising a rebate 17 which constitutes a housing for a cutting blade 18 fixed in the rabbet by screws 19 crossing a clamping strip 21 and the blade 18 against which the strip is applied, and screwed into the bar 16.

Les lames de coupe 18, qui dans l'exemple représenté sont au nombre de cinq,tournent à une vitesse périphérique d'environ 20 m/s et passent au cours de leur rotation devant deux contre-lames 22 fixées au bâti 1 en des positions diamétralement opposées et approximativement dans un meme plan horizontal. The cutting blades 18, which in the example shown are five in number, rotate at a peripheral speed of about 20 m / s and pass during their rotation in front of two counterblades 22 fixed to the frame 1 in positions diametrically opposite and approximately in the same horizontal plane.

Les déchets sont introduits dans le broyeur à travers une ouverture supérieure 23 du bati, par l'intermédiaire d'une goulotte 24 qui est dissymétrique, pour éviter toute formation de voûte. La goulotte 24 se prolonge en 2u dans le blti 1 en formant une entrée oblique décalée par rapport I l'arbre 11. The waste is introduced into the crusher through an upper opening 23 of the frame, by means of a chute 24 which is asymmetrical, to avoid any formation of vault. The chute 24 is extended in 2u in the blti 1 by forming an oblique entry offset from the shaft 11.

Les lames de coupe 18 coopèrent non seulement avec les contre-lames 22 mais encore avec une grille de calibrage 27 coaxiale au rotor, de forme hemicylindri- que, et fixée au bâti 1 en des points 28 proches des contre-lames 22, de manière à etre située tout entière audessous de l'arbre 11, afin d'etre traversée par le broyat et à contribuer à définir sa composition granulométrique, grâce à un choix approprié du diamètre des perforations 29 de la grille, qui peut varier le long de son développement periphérique. The cutting blades 18 cooperate not only with the counterblades 22 but also with a calibration grid 27 coaxial with the rotor, of hemicylindrical shape, and fixed to the frame 1 at points 28 close to the counterblades 22, so to be located entirely below the tree 11, in order to be crossed by the shredded material and to contribute to defining its particle size composition, by means of an appropriate choice of the diameter of the perforations 29 of the grid, which may vary along its peripheral development.

Au-dessous de la grille 27 est formé dans le rotor un réceptacle 31 d'allure cylindro-prismatique se rétrécissant vers le bas, dans lequel tombe le broyat sortant de la grille. Les conduits d'amenée d'air 4 et d'évacuation du broyat 5 sont reliés aux extrémités respectives du réceptacle 31 de manière à former avec le fond cylindrique 32 de ce dernier un couloir de circulation rectiligne et parfaitement continu. Below the grid 27 is formed in the rotor a receptacle 31 of cylindro-prismatic shape tapering towards the bottom, into which the ground material coming out of the grid falls. The air supply and evacuation of the ground material 5 ducts are connected to the respective ends of the receptacle 31 so as to form with the cylindrical bottom 32 of the latter a rectilinear and perfectly continuous circulation corridor.

Si D est le diamètre des agglomérés cylindriques à obtenir et si le rotor 3 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (Fig.2), le diamètre des perforations 29 dans la zone I comprise entre le point 28 a balayé le premier par les lames 18 et le point bas 30 de la grille 27 est de préférence d'environ 1,3 D, tandis que dans la zone restante il le diametre est d'environ 1,1 D. If D is the diameter of the cylindrical agglomerates to be obtained and if the rotor 3 rotates clockwise (Fig. 2), the diameter of the perforations 29 in the zone I between point 28 has swept the first by the blades 18 and the low point 30 of the grid 27 is preferably about 1.3 D, while in the remaining area it is the diameter is about 1.1 D.

Dans le cas, donné à titre d'exemple, ou le broyeur est capable de déchiqueter 3 T/h d'un mélange de déchets de papiers, chiffons et matières plastiques, le fonctionnement peut tre le suivant. In the case, given by way of example, where the crusher is capable of shredding 3 T / h of a mixture of waste paper, rags and plastic materials, the operation can be as follows.


3
Pour un débit d'air de 2 m /s dans la goulot- te 24,26, chargée de déchets, la perte de charge de l'air passant au travers des déchets est d'au moins 1 m de colonne d'eau et cette perte de charge se traduit par une force verticale dirigée vers le bas qui appuie donc la charge à broyer sur le rotor 3. La perte de charge de l'air qui traverse le broyeur est d'environ 1 m de colonne d'eau pour un débit de 2 m3/s
Le transport pneumatique des déchets broyés extraits de l'appareil au travers de la grille de calibrage 27 demande un débit d'air d'environ 3 m3/s. Si 2 m3/s proviennent de la goulotte d'alimentation 24,26, il aut une entrée complémentaire d'environ 1 m3/s, en provenance du conduit 4.Ce débit peut être établi par un moyen de réglage placé sous la grille 27 du côté amont, et constitué par exemple par un orifice taré, un registre réglable ou un clapet taré.
3
For an air flow of 2 m / s in the chute 24, 26, loaded with waste, the pressure drop of the air passing through the waste is at least 1 m of water column and this pressure drop results in a downward vertical force which therefore supports the load to be ground on the rotor 3. The pressure drop of the air passing through the mill is approximately 1 m of water column for a flow of 2 m3 / s
The pneumatic transport of the crushed waste extracted from the device through the calibration grid 27 requires an air flow of approximately 3 m3 / s. If 2 m3 / s comes from the feed chute 24,26, there is an additional inlet of approximately 1 m3 / s, coming from the duct 4. This flow can be established by an adjustment means placed under the grid 27 on the upstream side, and constituted for example by a tared orifice, an adjustable damper or a tared valve.

Ce moyen de réglage est réalisé de manière qutil laisse passer environ 1 m3/s sous une perte de charge de 3 m. I1 y a un équilibre de pression qui permet l'alimentation pneumatique du rotor en matière à traiter et le transport pneumatique du broyat à partir de lten- trée dtair sous la grille, le long du réceptacle 21 et dans le conduit d'évacuation 5. This adjustment means is made in such a way that it lets about 1 m3 / s pass under a pressure drop of 3 m. There is a pressure balance which allows the pneumatic supply of the rotor with the material to be treated and the pneumatic transport of the comminuted material from the air intake under the grid, along the receptacle 21 and in the evacuation duct 5.

On voit que le broyeur suivant l'invention présente les avantages suivants - le passage de l'air au travers du rotor non clos refroi
dit efficacement ce dernier, - les poussières sont réduites au minimum, ne s'accumu-
lent pas et ne sont pas susceptibles d'entratner l'ac-
cumulation de broyat, - l'air passant entre les disques terminaux 13 du rotor
et les parois adjacentes 34 du bati diminue le risque
d'accumulation de broyat dans l'espace ainsi délimité.It can be seen that the grinder according to the invention has the following advantages - the passage of air through the non-enclosed chilled rotor
said the latter effectively, - the dust is reduced to a minimum, does not accumulate
slow and are not likely to cause ac-
accumulation of ground material, - the air passing between the terminal discs 13 of the rotor
and the adjacent walls 34 of the frame reduces the risk
accumulation of ground material in the space thus delimited.

Ce risque d'accumulation peut être complètement supprimé par une disposition complémentaire consistant en des ailettes radiales 36 fixées sur la face externe de chaque disque terminal 13 du rotor 3, qui baiaient l'espace compris entre chaque disque terminal 13 et la paroi adjacente 34 du bati en repoussant vers l'extérieur du rotor les impuretés qui auraient tendance à s'-introduire dans cet espace. This risk of accumulation can be completely eliminated by an additional arrangement consisting of radial fins 36 fixed on the external face of each end disc 13 of the rotor 3, which formed the space between each end disc 13 and the adjacent wall 34 of the built by pushing out towards the outside of the rotor the impurities which would tend to be introduced into this space.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1 - Broyeur utilisable notamment pour le déchiquetage fin de la fraction légère ae déchets ménagers en vue de la production d1agglomérés combustibles, conprenant,au-dessous d'une ouverture prévue dans le bâti du broyeur pour l'alimentation en matière à traiter, un rotor à la périphérie duquel sont fixées des lames de coupe longitudinales qui coopèrent~avee des contrelames fixées au bati et avec une grille de calibrage de forme hémicylindrique également fixée au bâti, ainsi que des moyens pour l'extraction du broyat, caractérisé en ce que les lames (18) du rotor (3) sont fixées sur des disques (13) espacés axialement et solidaires de l'arbre (11) du rotor, et en ce que au dessous du rotor est formé un réceptacle (31) d'allure cylindro-prismatique, dont l'extrémité amont est reliée à un conduit d'amenée (4) dans lequel circule un flux d'air qui assure le transport pneumatique du broyat, conjointement avec un tirage créé à l'extrémité aval (5) du réceptacle, qui tend en outre à produire à travers les intervalles formés axialement entre les disques (13) du rotor une circulation d'air favorisant l'alimentation en matière I traiter. 1 - Crusher usable in particular for the fine shredding of the light fraction of household waste for the production of combustible agglomerates, comprising, below an opening provided in the frame of the crusher for the supply of material to be treated, a rotor at the periphery of which are fixed longitudinal cutting blades which cooperate ~ with counterblades fixed to the frame and with a calibration grid of semi-cylindrical shape also fixed to the frame, as well as means for extracting the ground material, characterized in that the blades (18) of the rotor (3) are fixed on discs (13) spaced axially and integral with the shaft (11) of the rotor, and in that below the rotor is formed a receptacle (31) of cylindrical appearance -prismatic, the upstream end of which is connected to a supply duct (4) in which an air flow circulates which ensures the pneumatic transport of the shred, together with a draft created at the downstream end (5) of the receptacle , which also tends to produce through the axially formed intervals between the discs (13) of the rotor an air circulation favoring the supply of material I to be treated. 2 - Broyeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sur la face terminale externe du rotor sont fixées des ailettes radiales (36) qui balaient l'es- pace compris entre cette face et la paroi adjacente du bâti (1). 2 - Crusher according to claim 1, characterized in that on the outer end face of the rotor are fixed radial fins (36) which sweep the space between this face and the adjacent wall of the frame (1). 3 - Broyeur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la vitesse périphérique des lames (18) est d'environ 20 m/s.  3 - Crusher according to one of claims 1 and 2, characterized in that the peripheral speed of the blades (18) is about 20 m / s. 4 - Broyeur suivant ltune des revendications 1 à 3 destiné à alimenter en matière broyée provenant de déchets ménagers une presse pour la production d'agglomé rs de forme cylindrique ayant un diamètre D, caractérisé en ce que dans une première zone (I) de la grille (27), balayée d'abord par les lames de coupe en mouvement (18) le diamètre des perforations (29) est d'environ 1,3 D, tandis que dans la zone restante (II) le diamètre des perforations est d'environ 1,1 D. 4 - crusher according to one of claims 1 to 3 intended to supply crushed material from household waste to a press for the production of agglomerate rs of cylindrical shape having a diameter D, characterized in that in a first zone (I) of the grid (27), swept first by the moving cutting blades (18) the diameter of the perforations (29) is approximately 1.3 D, while in the remaining area (II) the diameter of the perforations is d '' about 1.1 D. 5 - Broyeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tirage exercé à l'extrémité aval (5) du réceptacle (31) est créé par un cyclone (6). 5 - Crusher according to claim 1, characterized in that the draft exerted at the downstream end (5) of the receptacle (31) is created by a cyclone (6). 6 - Broyeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits amenée d'air (4) et d'évacuation du broyat (5) sont reliés aux extrémités respectives du réceptacle (31) de manière à former avec le fond cylindrique (32) de ce dernier un couloir de circulation rectiligne et continu.  6 - crusher according to claim 1, characterized in that the air supply ducts (4) and evacuation of the ground material (5) are connected to the respective ends of the receptacle (31) so as to form with the cylindrical bottom (32 ) from the latter a straight and continuous circulation corridor.
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