FR2663049A1 - Recyclage de produits fibreux dans une ligne de production de matelas a partir de fibres. - Google Patents

Abstract

L'invention est relative aux techniques de production de matelas de fibres minérales. On propose de stocker les flocons provenant des déchets à recycler. Pour le stockage, on classe les flocons selon leur densité. D'autre part, on dose précisément les quantités réintroduites et on fait éclater les flocons. On peut ainsi réintroduire des quantités sensiblement plus importantes sans modifier ni l'aspect ni les caractéristiques du produit obtenu.

Description

RECYCLAGE DE PRODUITS FIBREUX DANS UNE LIGNE DE

PRODUCTION DE MATELAS A PARTIR DE FIBRES

_________________________________________________

L'invention est relative aux techniques de production

de matelas de fibres minérales.

Industriellement, ces matelas sont obtenus par un procédé en deux phases, production des fibres proprement

dites par étirage et figeage d'un matériau minéral en fu-

sion dans un premier temps puis, association d'un très grand nombre de fibres qui sont réunies pour constituer un matelas Entre les deux phases, les fibres de verre ou de

roche sont arrosées d'un liant qui sera polymérisé à l'is-

sue de la deuxième phase Une fois le matelas terminé, il reste à finir l'élaboration pour constituer un produit prêt à l'emploi En particulier, on doit découper les bords longitudinaux du ruban pour qu'ils soient bien nets Cette opération produit un résidu, les rives du matelas, qu'on désire réutiliser De même, certaines chutes résultant de l'exploitation ultérieure des panneaux ou des rouleaux constituent des sous-produits qu'il est intéressant de

pouvoir recycler Jusqu'à maintenant, la première opéra-

tion, le recyclage des chutes provenant des rives s'effec-

tue, lorsqu'elle a lieu, en déchiquetant les chutes et en renvoyant les flocons en amont à l'endroit o le matelas est créé Cette opération simple présente cependant deux

inconvénients: d'une part le débit des chutes réintro-

duites dans le matelas n'est pas régulier, et d'autre part, comme il est impossible d'introduire des chutes dont la densité diffère trop sensiblement de celle du matelas dans lequel on les introduit, et que par ailleurs le temps qui s'écoule entre le moment o les chutes sont coupées en aval de la ligne et le moment o elles parviennent en amont est très long, il est impossible d'introduire les chutes lors d'un changement de fabrication dès que la différence des

densités des produits fabriqués dépasse un certain seuil.

De même, en ce qui concerne l'utilisation des chutes pro-

duites ultérieurement lors de l'exploitation du matelas au

cours des opérations de surfaçage (éventuellement), de dé-

coupe longitudinale, de conditionnement et même d'expédi-

tion, elle est très difficile et nécessite beaucoup d'in-

terventions humaines pour préparer les déchets, les stocker individuellement après mise en flocons puis pour prendre la

décision de les réintroduire et enfin exécuter celle-ci.

L'invention se donne pour but, de simplifier, de mé-

caniser et de généraliser le recyclage de toutes les chutes

fibreuses produites lors de la fabrication et de l'exploi-

tation des matelas de fibres minérales ou du moins d'en réintroduire la proportion maximum tolérée par la qualité à

produire et d'accroître cette limite par rapport aux tech-

niques antérieures.

La réintroduction des chutes des matelas fibreux est une pratique traditionnelle, aussi bien sur les lignes de production de matelas à base de fibres de roche telles que

celles produits selon le procédé décrit dans le brevet EP-

A-0059152 que sur les lignes de production de fibres de verre selon par exemple un procédé du type de celui décrit dans le brevet EP-A-0091866 Elle consiste à réintroduire les chutes sous forme de flocons lors de la formation du matelas fibreux Dans le premier procédé évoqué ci-dessus qui utilise une seule source de fibres, les chutes ont la

forme de flocons et sont injectées dans la hotte de récep-

tion, les flocons sont aspirés en même temps que les fibres neuves sur le convoyeur qui est un tapis perforé o le premier matelas se forme Dans l'autre procédé qui utilise, en série, plusieurs unités de production de fibres, deux techniques ont été employées, soit l'introduction des chutes en forme de flocons au-dessus du convoyeur, entre

deux têtes de production de fibres, soit selon la tech-

nique décrite dans le brevet français FR 2 559 793 -di-

rectement dans l'une ou plusieurs des hottes de réception.

En dehors de l'exigence concernant la mise sous forme de flocons des chutes, deux autres contraintes sont imposées,

on impose d'une part que les chutes avant mise sous flo-

cons, aient une densité, c'est-à-dire une masse volumique qui s'écarte au maximum de la masse volumique du matelas qu'on produit d'une valeur limite qui dépend de la nature et de l'utilisation du matelas Par ailleurs il faut que la quantité de fibres recyclées ne dépasse pas un certain taux Celui-ci dépend aussi de la qualité qu'on désire respecter dans le matelas produit Elle relève elle-même de critères techniques, tel que par exemple l'utilisation pratique à laquelle est destiné le produit ou de critères commerciaux comme par exemple, fabrication d'un produit de haut ou de bas de gamme, etc Quoi qu'il en soit ce taux

doit dans la majorité des cas, demeurer en dessous de 12 %.

Il est à noter d'ailleurs que plus la masse volumique des fibres recyclées diffère de celle du matelas, plus faible est le taux accepté On voit donc que les deux valeurs données précédemment ne le sont qu'à titre indicatif, puisqu'elles doivent se combiner en fonction de critères

techniques ou commerciaux très divers.

Comme on l'a vu, les déchets peuvent avoir deux ori-

gines l'une, systématique, les bordures rectifiées du ma-

telas, l'autre aléatoire, les déchets produits lors de l'exploitation dudit matelas, exploitation qui peut fournir des déchets dans les conditions les plus diverses: la

plupart sont dues à des difficultés de production: il ar-

rive qu'on fabrique des produits invendables pour une rai-

son ou pour une autre et plus le produit est élaboré ou plus le conditionnement est sophistiqué, plus le risque est grand Ainsi les produits dits "surfaces" c'est-à-dire sur

les surfaces desquels on a collé un parement peuvent pré-

senter des décollements, des déchirures, des défauts d'as-

pect, etc Il est alors impossible de vendre ou même d'utiliser le panneau ou le rouleau produit Il n'existe dans ce cas qu'une alternative: ou bien jeter le produit

fini ou bien en recycler l'essentiel, c'est-à-dire la par-

tie fibreuse La première solution pose des problèmes con-

cernant l'environnement et c'est pourquoi on essaye au

maximum de réutiliser les fibres de tels panneaux ou rou-

leaux invendables Des techniques diverses ont été pro- posées pour séparer le parement du matériau fibreux et nous supposons qu'elles ont été mises en oeuvre et qu'on dispose

ici du panneau ou du rouleau de fibres nu Ce sont ces fi-

bres de même que les fibres provenant des rives du mate-

las qu'on désire recycler C'est un procédé pour effec-

tuer ce recyclage que l'invention propose.

Selon l'invention, le procédé de fabrication du mate-

las de fibres minérales comprend les étapes suivantes: formation de fibres à partir d'un matériau en fusion, étirage, entraînement par un courant de gaz; le flot de

fibres étant ensuite dirigé vers un convoyeur qui les ras-

semble et les entraîne Ensuite, des matériaux fibreux al-

logènes sont ajoutés au flot principal de fibres, ils ont

été sélectionnés en fonction de leur densité.

Par ailleurs, les matériaux fibreux allogènes ont été stockés avant leur introduction dans le flot principal de fibres, leur stockage est fait dans des silos o, dans

chacun, les fibres ont une densité moyenne définie.

Les matériaux fibreux allogènes sont prélevés dans les stocks de densités moyennes différentes dans des quantités telles que la densité moyenne résultante soit compatible

avec celles des fibres du flot principal L'invention pré-

voit donc que des pesées soient effectuées en permanence à la sortie de chaque silo Dans un même silo, les matériaux

fibreux allogènes sont mélangés en fonction de leurs den-

sités et de leurs quantités respectives et indépendamment

de leur origine.

Dans le procédé de fabrication selon l'invention, en-

tre la sortie des silos et l'introduction dans le flot principal de fibres, les matériaux fibreux allogènes sont

mélangés puis entraînés à débit volumétrique constant.

Par ailleurs, le procédé de l'invention comprend: la formation de fibres à partir d'un matériau en fusion, leur étirage, leur entraînement par un courant de gaz, le

rassemblement dans un convoyeur des fibres et leur entraî-

nement Des matériaux fibreux allogènes sont ajoutés au flot principal de fibres, ces matériaux sont formés en

flocons, les flocons sont conditionnés et dosés puis des-

tructurés Les flocons déstructurés sont mélangés puis en-

traînés à débit volumétrique constant avant leur introduc-

tion dans le flot principal de fibres.

On propose également un dispositif pour mettre en

oeuvre le procédé de fabrication de l'invention, il com-

porte une cuve à niveau constant, un tapis à pointes as-

cendant et deux rouleaux à peignes en partie haute.

Par ailleurs, pour une vitesse de tapis donnée, c'est

le premier rouleau à peignes qui définit le débit volum-

étrique Le second quant à lui est réglé de manière à ex-

traire l'essentiel des matériaux fibreux parvenus jusqu'à lui. Le procédé de l'invention permet ainsi de recycler le maximum de produits possible, il permet donc d'éliminer presque totalement la pollution de l'environnement par des fibres minérales provenant de matelas fibreux, de plus cette technique permet de baisser sensiblement les coûts de

production dans la mesure o des fibres neuves sont rem-

placées dans le produit fini par des fibres qui autrement

auraient été perdues.

La description et les figures qui suivent permettront

de comprendre le fonctionnement de l'invention et ses avantages.

La figure 1 schématise les techniques de l'art anté-

rieur, La figure 2 résume schématiquement l'ensemble des opérations préconisées par l'invention pour le recyclage

des déchets sur une ligne de production de fibres miné-

rales, La figure 3 présente sous forme schématique la machine

utilisée pour la préparation et le dosage des flocons.

Sur la figure 1, on voit une ligne de fabrication d'un matelas de fibres minérales, en l'occurrence de fibres de verre, ici par le procédé utilisant la centrifugation d'un courant de verre liquide au travers des orifices de la paroi d'un récipient en rotation rapide Ce procédé est décrit par exemple dans le brevet EP-A-0091 866 Dans un

tel procédé on utilise en général plusieurs sources de fi-

bres qui déposent successivement des nappes qui consti-

tuent, par leur superposition, le matelas fibreux Sur la figure, on en a représenté quatre On voit schématisé en 1 le dispositif centrifugeur qui projette une pluie de fibres 2 qui vient se déposer sur le convoyeur, en l'occurrence un tapis métallique perforé 3 Au travers du tapis on aspire

de l'air 4 de manière à plaquer le matelas 5 sur le tapis.

Chaque dispositif centrifugeur 1 est isolé de l'extérieur par une paroi 6 qui constitue une hotte d'aspiration Le

matelas de fibres 5 est entraîné sur une très grande lon-

gueur dans le sens de la flèche 7 Cette longueur est le

plus souvent d'une centaine de mètres Le système trans-

portant le matelas n'est pas représenté On n'a pas non

plus représenté le dispositif qui dans chaque hotte d'as-

piration permet de projeter sur les fibres un liant liquide

qui est ensuite séché et polymérisé dans l'enceinte 8.

Le matelas 5 sera ensuite découpé pour constituer soit

des rouleaux, soit des panneaux La mise en forme du mate-

las pour la réalisation du produit fini nécessite qu'aupa-

ravant les bords longitudinaux irréguliers du matelas soi-

ent éliminés Sur la ligne de production, on est donc amené à procéder à une découpe longitudinale systématique des

lisières On les voit en 9 sur la figure 1 Elles sont en-

traînées vers une déchiqueteuse 10 qui les transforme en flocons de fibres dont les dimensions vont de un à quelques centimètres Ces flocons, animés grâce à l'air fourni par une soufflerie 11 sont classiquement renvoyés directement

vers l'amont, à l'endroit o le matelas de fibres s'éla-

bore Là, on les réintroduit dans le matelas, soit entre les hottes d'aspiration, soit d'une manière plus homogène, selon la technique décrite dans le brevet FR 2 559 793, directement dans le flot de fibres de chacune des hottes

d'aspiration Sur la figure 1, c'est cette technique d'in-

troduction des fibres dans la hotte d'aspiration qui est schématisée, l'introduction se fait au niveau de chaque nappe de fibres nouvelles telle que 2 par les conduits 12,

au nombre de deux dans chacune des hottes d'aspiration.

Entre la soufflerie 11 et les conduits 12 les fibres récu-

pérées doivent donc suivre un long chemin 13 jusqu'à un répartiteur 14 qui dirige des débits de fibres recyclées identiques sur les quatre hottes d'aspiration représentées. Elles transitent ainsi par les quatre canalisations 15 avant d'arriver aux répartiteurs 16 qui divisent également

le flux destiné à chacun des conduits 12.

En régime stabilisé, c'est-à-dire, lorsque pendant de longues périodes, on fabrique le même type de produit fini, c'est-à-dire avec la même densité et le même liant, les flocons issus des rives 9 sont introduites sans difficulté

dans le matelas 5.

Cependant, il est évident que le temps qui s'écoule entre la production d'un matelas donné et l'introduction

des chutes provenant de ce matelas dans les hottes d'aspi-

ration est très long Ainsi par exemple, sur une ligne du type de celle de la figure 1 avec quatre unités de f ibrage à 15 tonnes par jour et une largeur de matelas de 1,20 m, on mesure, dans le cas de la fabrication d'un matelas à 60

kg/m 3 en 10 cm d'épaisseur, un délai de l'ordre de 20 mi-

nutes entre la production d'un matelas et la réintroduction

de ses lisières dans le matelas de fibres produit ulté-

rieurement Lors d'une production stabilisée, ce délai n'a

pas de conséquences, cependant, si l'on change de fabrica-

tion, avec une différence importante dans les densités des deux matelas qui rende impossible le recyclage des fibres anciennes, il n'y a pas alors d'autre solution qu'un stockage de quantités importantes (dans l'exemple choisi, 14 m 3) dans l'attente d'une future production identique ou de la mise au rebut des chutes concernées La solution du recyclage des fibres dans le four de fusion du verre ou du laitier peut également être envisagée mais elle est chère

(il faut refondre les fibres) et elle peut dérégler cer-

tains paramètres de la fusion comme l'équilibre oxy-

do-réducteur du bain.

Mais dans les lignes de production traditionnelles on souhaite également recycler les chutes de matériaux fibreux

produites hors ligne, suite, par exemple à des malfaçons.

Lorsqu'on veut recycler de tels produits après les avoir débarrassé des éléments allogènes comme des matériaux servant de parements par exemple, deux cas se présentent, ou bien ils sont compatibles avec la production du moment (même liant et densité voisine) et alors ils peuvent être ajoutés aux lisières jusqu'à constituer avec elles une fraction définie du matelas fini, par exemple 10 %, cette

proportion limite étant une fonction de la qualité recher-

chée et de la densité du matelas produit En revanche lorsque les matériaux sont incompatibles et qu'on désire réutiliser les chutes, la seule possibilité en dehors du recyclage dans le four est le stockage dans l'attente qu'on produise à nouveau le matériau dont la densité et/ou la qualité à obtenir permettra la réincorporation des chutes

stockées.

Sur la figure 1 toujours, on trouve le circuit du re-

cyclage des produits finis On voit en 17 une déchiqueteuse

dans laquelle sont introduits les panneaux 18 (ou les rou-

leaux) débarrassés de leur revêtement de surface La souf-

flerie 19 propulse les flocons en suspension dans l'air vers le répartiteur 20 qui selon la densité d'origine du panneau 18 (ou du rouleau) les envoie par la canalisation 21 vers le silo de stockage 23 réservé par exemple aux produits légers, les autres étant transférés par le conduit

22 vers le silo 24 réservé, lui dans l'exemple, aux pro-

duits les plus denses.

Selon le type de matelas 5 (densité, qualité visée)

qui est en production, on va puiser dans le stock de maté-

riaux légers du silo 23 ou dans celui de matériaux lourds du silo 25 Dans le procédé traditionnel pour ajuster le débit des produits recyclés à la valeur-cible qui dépend des quantités à recycler et des maxima tolérables, fonction eux-mêmes de la nature du produit en fabrication et des

quantités de flocons provenant des lisières déjà réintro-

duits, on utilise une bascule discontinue 25 qui se charge en permanence de flocons puis qui se vide lorsque la charge atteint un poids défini fixé d'avance La totalité de la charge est alors versée sur les tapis roulants 26 et 27 pour rejoindre enfin le circuit 13 grâce à une soufflerie non représentée Le trajet suivi par cette deuxième famille

de déchets est alors le même que celui des déchets prove-

nant des lisières.

Le système de recyclage des déchets qui vient d'être décrit et qui permettrait, sur une ligne consacrée à un seul type de fabrication, de recycler le maximum de déchets

possible présente, on l'a vu, de nombreux inconvénients.

Parmi ceux-ci, les uns concernent le recyclage des rives

lors des changements de campagne et ont été longuement ex-

pliqués ci-dessus, ils sont très gênants car il arrive

qu'une campagne dure moins d'une heure, les autres con-

cernent le dosage et l'assimilation des déchets provenant des produits finis La première phase du cycle, celle qui

commence par l'introduction du panneau 18 dans la déchi-

queteuse 17 pour s'achever avec le stockage des flocons des produits légers dans le silo 23 et des flocons denses dans le silo 24 se passe en général très bien C'est la deuxième

partie, entre le prélèvement dans les silos jusqu'à l'in-

troduction dans le répartiteur 14 qui pose de graves pro-

blèmes pour le dosage des déchets.

Prenons comme ci-dessus, l'exemple d'une production d'un matelas à base de produits denses d'une largeur de

1,20 m avec les quatre centrifugeurs représentés figure 1.

Dans l'exemple, la découpe des rives produit 8 % de déchets qui sont recyclés en permanence à l'aide de la canalisation

13 La production effectuée est ici destinée à une utili-

sation finale qui tolère par exemple 12 % de déchets Il aurait donc dû être possible d'introduire un maximum de 4 % de déchets en provenance du silo 24 Le flux théorique à introduire est, étant donnés les paramètres définis plus

haut, 1,6 kilogramme par minute Les balances 25 fonc-

tionnent de la manière suivante: on établit à la sortie des silos un débit de flocons stabilisé approximativement au débit souhaité et à intervalles de temps réguliers, la charge exacte souhaitée est libérée et tombe sur le tapis roulant 26 Dans l'exemple en question, c'est une charge de

530 grammes qui tombe toutes les 20 secondes Un tel sys-

tème fournit ainsi le bon débit moyen mais un débit ins-

tantané très variable En fait, au cours du transport ultérieur, les écarts vont légèrement s'amortir, mais on assiste néanmoins à une oscillation de la quantité globale de flocons recyclés autour de la valeur-cible Comme on a

1 t impératif de ne pas dépasser, pour des raisons commer-

ciales en l'occurrence la valeur de 12 %, on est contraint de diminuer la quantité de flocons recyclés à partir du silo 24, par exemple à 10 % pour être certain de ne jamais

excéder la tolérance maximum.

Les méthodes traditionnelles de recyclage des chutes provenant de produits finis défectueux sont limitées par

les difficultés d'assimilation de flocons d'origine allo-

gène dans le matelas En effet, les flocons qui ont été stockés dans les silos 23 et 24 seront extraits puis transportés et finalement mélangés tels quels au flot de fibres neuves Ils restent donc sous la même forme dans le

matelas fini o ils constituent des hétérogénéités de di-

mension notable.

La figure 2 représente le procédé de l'invention pour

préparer, sélectionner, stocker, doser tout en destr-

ucturant puis enfin, distribuer les déchets aussi bien ceux provenant des lisières sur la ligne que ceux provenant des chutes ou des malfaçons, hors ligne Certains éléments sont les mêmes que ceux de la figure 1, en particulier tout ce

qui concerne la ligne proprement dite, des hottes d'aspi-

ration 28 jusqu'au matelas 5 en bout de ligne Le traite-

ment des lisières longitudinales 9 utilise les déchique-

teuses 10 et les souffleries 11.

Les déchiqueteuses sont alimentées ici de la manière suivante: La rive, découpée par des scies, des disques ou des jets d'eau, s'engage dans un conduit horizontal suivi d'un conduit vertical ou oblique aboutissant au broyeur installé soit sous la ligne, soit de préférence dans la cave, ce qui

facilite les opérations de maintenance et diminue le bruit.

Il y a un broyeur par rive La longueur minimum du conduit horizontal est de 500 mm Sa section sera, par exemple, 340

x 350 mm.

En amont du conduit horizontal, une roulette motorisée vient coucher la rive à plat tout en la pinçant Ceci évite il les ruptures de rive en aval de la scie de découpe La longueur de la partie verticale ou oblique est d'environ

2,5 m (suivant la profondeur de cave).

En fonction de la largeur du produit, la distance en-

tre les conduits horizontaux est réglable au moyen de deux

moteurs et de deux ensembles vis-écrou.

Les conduits verticaux ont à leur extrémité supérieure un cône qui permet de maintenir la partie verticale fixe,

malgré la variation de distance entre les conduits hori-

zontaux.

Comme déchiqueteuse, on utilise des broyeurs à mar-

teaux Le broyeur est constitué d'un rotor de 450 mm de diamètre une longueur de 400 mm, il comprend 90 marteaux répartis sur trois rangées, sa vitesse de rotation est de l'ordre de 1500 tours par minute La grille est en acier au

manganèse de dimensions 40 x 40 mm.

A la sortie de chaque déchiqueteuse, un ventilateur 11

assure l'évacuation des flocons.

Les caractéristiques du ventilateur sont calculées afin d'obtenir une vitesse de 20 m/sec dans les tuyauteries de diamètre 200 à 250 mm, soit un débit 4 d'environ 3500 m 3/h La pression totale étant calculée en fonction

des pertes de charge dues à l'implantation des tuyauteries.

Les matériaux utilisés pour le rouet et la volute ont

une bonne résistance à l'abrasion.

A la sortie des ventilateurs, on trouve ici des ré-

partiteurs 29 qui sont capables d'orienter les flocons, soit vers le conduit 30 si, par exemple ils sont légers,

soit vers le conduit 31 s'ils sont plus denses, ils rejoi-

gnent alors le circuit principal léger 21 ou lourd 22 qui

les dirige respectivement vers les silos 23 ou 24 Le cir-

cuit des chutes ou des produits finis issus de malfaçons 18: déchiqueteuse 17, soufflerie 19, répartiteur 20 puis canalisations principales 21 ou 22 est, lui, constitué d'éléments qui sont exactement les mêmes que ceux qui

viennent d'être décrits On constate simplement sur la fi-

gure 2 que le circuit des lisières a rejoint, après sépa-

ration selon la densité, le circuit des chutes et des mal-

façons de façon à constituer un circuit unique, celui des matériaux fibreux allogènes Le passage dans des silos tels que 23 ou 24 est donc systématique Ces silos sont par exemple des cylindres à axe vertical d'une capacité de 4 m 3 chacun Chacun est surmonté d'un condensateur ( 43, 44) qui permet la séparation de l'air et des flocons Ils sont équipés de filtres pour éliminer les poussières avant le recyclage de l'air Sur la figure deux silos seulement ont été représentés l'un 24 pour les produits denses, l'autre

23 pour les produits légers Au cours des essais, la fron-

tière produits légers/produits lourds avait été placée à une masse volumique de 20 kg/m Les répartiteurs 20 ou 29, sur chacun des circuits d'alimentation en flocons sont

commutés selon la masse volumique des flocons qui les ali-

mentent, soit sur le conduit 21 si leur densité est faible, soit sur le conduit 22 si leur masse volumique dépasse la limite fixée Cette limite dépend de la gamme des produits fabriqués sur les lignes (dans le cas de la figure 2, elle peut aller de 8 à 110 kg/m 3) mais elle dépend également des

quantités respectives fabriquées dans les différentes den-

sités, de même qu'elle dépend aussi de la proportions d'ajouts de densité différente tolérés qui n'est pas la même selon les utilisations finales du produit: une fibre destinée à constituer une charge dans un bitume n'a pas les

mêmes exigences de ce point de vue que celle qui va cons-

tituer un rouleau destiné à l'isolation des combles par

exemple.

Le nombre de silos représentés figure 2 est de deux mais il est évident qu'un classement plus fin des flocons à

recycler peut être intéressant On multiplie alors le nom-

bre de silos ce qui permet d'affiner l'adéquation entre les densités respectives des flocons recyclés et des matelas en production. La suite de l'itinéraire des flocons recyclés, à la

sortie des silos ( 23, 24) est identique à celui de la fi-

* gure 1, on trouve successivement les balances 25, les tapis roulants 26 et le tapis roulant principal 27 L'élément essentiel nouveau dans le circuit est la machine 32 Il s'agit d'une machine dite "brise balle", sa fonction est multiple Tout d'abord la fonction habituelle de ce type de

machine qui est de "briser" les enchevêtrements de fibres.

En effet au cours des manipulations multiples antérieures, les flocons ont pu être tassés, compactés, imbriqués et il faut essayer de leur redonner leur configuration de départ, leur intégration dans les nouvelles fibres s'en trouvera

d'autant meilleure On veut même aller plus loin: dest-

ructurer, faire "éclater" les flocons d'origine pour faci-

liter leur intégration dans le flot de fibres neuves et

donc dans le matelas Une deuxième fonction de cette ma-

chine qui n'est pas habituellement demandée aux brise-

balles est d'homogénéiser les flocons qui ont des origines

multiples: lisières d'une part et produits finis de l'au-

tre mais également parmi ceux-ci, des flocons qui ont une histoire différente les uns des autres Une troisième fonction complètement nouvelle est également remplie par cette machine La fonction est nouvelle car le problème posé ici n'est pas habituel dans les ateliers o de telles machines sont implantées, il s'agit de rendre constant le

débit à la sortie des balances, débit qui varie périodi- quement, comme on l'a vu Il faut "lisser" les variations cycliques de

manière que les excédents de débit par rapport au débit moyen en compense les déficiences On obtient

ainsi un débit volumétrique constant.

La machine est représentée schématiquement sur la fi-

gure 3 Le produit quitte le tapis roulant 33 qui, lui, est représenté figure 2, celui-ci a élevé les flocons au-dessus de la machine, à gauche L'entrée de la machine en 34 se présente comme une auge dont le fond est constitué par le

tapis roulant 35 Ce dernier est entraîné à vitesse cons-

tante, les flocons vont donc s'y déposer de manière pério-

dique tels qu'ils sont délivrés par la balance 25 en fonc-

tionnement. Ce tapis roulant 35 alimente à son tour une bande transporteuse 36 qui constitue le fond d'une cuve à niveau

constant, en effet, elle est équipée d'un système à ultra-

sons non représenté qui permet aux flocons de matériaux fibreux allogènes qui la chargent d'occuper une épaisseur constante Dès que le niveau choisi est atteint, le moteur d'entraînement du tapis roulant 35 se bloque et l'alimentation en fibres est immédiatement stoppée De cette manière, les flocons occupent dans la cuve 37 une hauteur définie qu'on choisit de telle sorte que les fibres soient entraînées vers le haut à un débit constant qui correspond à la pesée moyenne de la balance 25 L'entraînement vers le haut est effectué grâce au tapis à pointes 38 en translation à vitesse constante Cette vitesse peut

être ajustée grâce à une commande manuelle non représentée.

En haut du tapis à pointes, les flocons atteignent le rouleau à peignes 39 qui comporte quatre génératrices équipées de pointes et tourne à contre-courant, il chasse vers le bas les flocons en excès, assurant ainsi un débit parfaitement régulier des fibres Par ailleurs, les dents des peignes pénètrent dans les flocons tenus par les

pointes du tapis en provocant la "déstructuration" sou-

haitée Un deuxième rouleau identique 40, qui, lui, tourne

dans le sens du flux, remplit une fonction voisine et ex-

trait toutes les fibres du tablier à pointes et les renvoie

sur le plan incliné 41, vers la sortie 42 de la machine.

En dessous de cette sortie se trouve la bande tr-

ansporteuse 45 qui alimente un ventilateur non représenté.

Celui-ci envoie le flux régulier de matériaux fibreux al-

logènes délivré par la machine 32 vers le répartiteur 46 qui alimente autant de canalisations qu'il y a de hottes d'aspiration 28 Avant la distribution dans chaque hotte, de nouveau, des répartiteurs 37 séparent le flux de fibres recyclées en deux flux égaux qui alimentent deux par deux les hottes d'aspiration o elles seront mélangées au flot

principal de fibres.

On voit ainsi que l'utilisation de la machine 32 per-

met de délivrer un débit volumétrique constant et bien dé-

fini puisqu'il correspond à la pesée effectuée par la ba-

lance 25.

L'invention permet donc d'alimenter les lignes de

production de fibres de roche ou de fibres de verre immé-

diatement après les machines de fibrage avec un débit ré-

gulier de flocons déstructurés, ouverts Ces deux éléments, alimentation régulière d'une part, déstructuration des flocons de l'autre contribuent chacun pour leur part à faciliter l'incorporation des fibres allogènes dans le flot de fibres neuves On peut ainsi toujours choisir, si c'est nécessaire, le débit maximum de fibres recyclées compatible avec les critères de qualité du moment qui sont comme on l'a vu fonction de la nature des produits fabriqués, de

leur destination finale et de la nature des fibres à recy-

cler. Les exemples qui suivent permettront de voir comment le stockage des matériaux fibreux allogènes dans des silos o la densité moyenne est définie permet de maîtriser la densité moyenne des fibres réintroduites dans le flot

principal de fibres.

Exemple 1

Sur une ligne de fibres de verre à centrifugeur com-

portant quatre têtes de fibrage qui produit 60 tonnes par jour en 1,30 m de largeur brute, pour une largeur utile de 1,20 m, on a par conséquent de l'ordre de 8 % de déchets de rives L'apport de déchets provenant de produits finis était nul ce jour là La ligne est équipée de deux silos de stockage, le silo A pour les produits légers et le silo B

pour les produits denses Au moment de l'exemple, la den-

sité limite entre A et B était de 30 kg/m 3 et la densité moyenne dans le silo A était d A = 20 kg/m 3 et dans le silo B d B = 60 kg/m 3 La fabrication retenue pour l'exemple était celle d'un produit très dense df = 90 kg/m Il se trouve qu'étant donné le marché auquel est destiné le produit et surtout ses conditions d'utilisation, uniquement en compression, il

n'existe pas de problème de cohésion du matelas et la pro-

portion de flocons légers tolérée est grande Empirique-

ment, on a constaté qu'en utilisant les techniques de l'invention, cette proportion peut atteindre 8 % en volume

avec un produit dont la densité est égale à celle du mate-

las en production, c'est-à-dire égale à df i mais qu'elle peut aller jusqu'à 15 % si sa densité moyenne est de 15 kg/m Entre les deux une interpolation est possible, c'est-à-dire que par exemple, si l'on veut réintroduire des

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flocons de densité moyenne 30 kg/m, on pourra en réintro-

duire 13,5 % et si leur densité est de 60 kg/mr 3, 11 % Dans le cas concret de l'exemple, on a choisi cette dernière possibilité et on a donc pris l'intégralité des produits à recycler dans le silo B dont la balance a été ajustée pour délivrer en moyenne, 275 Kilos par heure La machine 32 de la figure 2 est réglée de manière à assurer précisément le débit volumétrique constant de la quantité retenue En faisant ce choix on fait légèrement baisser le stock de

déchets contenus dans le silo B En effet, la quantité ho-

raire introduite (dans le silo B puisque sa densité, 90

kg/m 3 est supérieure à la limite fixée, 30 kg/m 3) corres-

pond aux 8 % de la production tandis que la quantité ex-

traite est de 11 % Par ailleurs, la densité moyenne du

stock s'accroît Ce paramètre gestion des stocks de dé-

chets s'ajoute à ceux déjà évoqués Il fait partie des éléments à considérer avant de choisir la densité moyenne

et la quantité à réintroduire.

Exemple 2

La ligne de production de fibres de verre selon le procédé du brevet européen EP A 0091 866 comporte six têtes

de centrifugation avec une production de 120 tonnes/jour.

La largeur nette est de 2,40 m et les déchets de rive constituent 4 % de la production Le stockage se fait dans trois silos, A, B et C dont les densités moyennes sont respectivement d A = 12 kg/m 3, d B = 20 kg/m 3 et dc = 50 3 A kg/m Le jour de l'exemple, la production était celle d'un

matelas d'une densité de 30 kg/m 3 et les apports de pro-

duits finis à recycler qu'il s'agissait d'introduire dans les silos consistaient en une quantité de 200 m 3 par jour avec une densité de 10 kg/m 3 Pour des raisons de gestion de la production, on souhaite ici garder la même densité moyenne dans le silo B, on introduira donc dans celui-ci toutes les chutes provenant des rives ( 200 kg, soit 6,7 m 3 par heure) et l'on introduira le même volume de chutes de produits finis de densité 10 kg/m 3 Le reste des chutes de produits finis sera stocké dans le silo A o la densité moyenne baissera légèrement Le produit fabriqué le jour

concerné acceptait 8 % en volume de chutes mais d'une den-

sité moyenne voisine de celle du produit en fabrication On a donc prélevé du silo B un flux de 8,9 m 3/h ( 178 kg) et du silo C, 4,4 m 3/h ( 220 kg) , ces quantités seront mélangées et introduites, après répartition égale, dans les hottes de

réception des 6 unités de production de fibres.

Mais on aurait pu aussi bien prélever un volume c du silo C et un volume a du silo A tel que a + c = 13,3 13,3 30 = 12 a + 50 c On en déduit a = 7 m 3/h et c = 6,3 m 3/h On voit ainsi que ce sont de nombreuses possibilités dans le choix des paramètres qui, grâce à l'invention, sont

offertes au gestionnaire de la production.

La technique de l'invention permet donc non seulement de réintroduire en permanence les chutes provenant des rives du matelas, alors que les techniques antérieures obligeaient à interrompre cette réintroduction lors des changements de production, mais en plus elle autorise le recyclage de déchets quelle que soit leur provenance et

quelle que soit la nature de leurs fibres La seule con-

trainte est qu'il faut disposer d'un stockage suffisant pour permettre d'attendre que la production soit compatible

avec la nature des fibres qu'on veut réintroduire.

Le recyclage systématique des fibres provenant des

produits finis est particulièrement favorable à la préser-

vation de l'environnement.

Par ailleurs, en rendant possible la réintroduction de

la quantité maximum tolérable de fibres recyclées, on réa-

lise une économie importante sur le coût de la production.

On remplace en effet dans le produit fini des fibres nou-

vellement fabriquées par des fibres qui sinon auraient été jetées et qui n'ont rien coûté et ont permis d'éliminer les

frais qu' aurait entraîné leur élimination Le coût sup-

plémentaire est limité à celui de la transformation du produit fini en flocons stockables dans les silos et aux

quelques manutentions ultérieures.

On voit ainsi que le progrès réalisé dans le domaine

de la protection de l'environnement rappelle celui des an-

nées 80 lorsque les pays industrialisés ont recyclé les

bouteilles en verre.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Procédé de fabrication d'un matelas de fibres mi-

nérales comprenant la formation de fibres à partir d'un matériau en fusion, leur étirage, leur entraînement par un courant de gaz, le flot de fibres étant ensuite dirigé vers

un convoyeur qui les rassemble et les entraîne et dans le-

quel des matériaux fibreux allogènes sont ajoutés au flot principal de fibres, caractérisé en ce que les matériaux fibreux allogènes introduits sont sélectionnés en fonction

de leur densité.

2 Procédé de fabrication d'un matelas de fibres mi-

nérales selon la revendication 1, caractérisé en ce que les

matériaux fibreux allogènes ont été stockés avant leur in-

troduction dans le flot principal de fibres.

3 Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce que le stockage est fait dans des silos et que dans chacun d'eux, les fibres ont une densité

moyenne définie.

4 Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce que les matériaux fibreux ajoutés sont prélevés dans les stocks de densités moyennes différentes dans des quantités telles que la densité moyenne résultante

soit compatible avec celle des fibres du flot principal.

Procédé de fabrication selon la revendication 4,

caractérisé en ce que des pesées sont effectuées en perma-

nence à la sortie de chaque silo.

6 Procédé de fabrication d'un matelas de fibres mi-

nérales selon la revendication 3, caractérisé en ce que les matériaux fibreux allogènes sont mélangés dans un même silo

en fonction de leurs densités et de leurs quantités res-

pectives et indépendamment de leur origine.

7 Procédé de fabrication d'un matelas de fibres mi-

nérales comprenant la formation de fibres à partir d'un matériau en fusion, leur étirage, leur entraînement par un courant de gaz, le flot de fibres étant ensuite dirigé vers

un convoyeur qui les rassemble et les entraîne et dans le-

quel des matériaux fibreux allogènes sont ajoutés au flot

principal de fibres, caractérisé en ce que, après la for-

mation, le conditionnement, et le dosage des flocons des

matériaux fibreux allogènes, les flocons sont déstructurés.

8 Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que, entre la déstructuration des flocons et l'introduction dans le flot principal de fibres, les matériaux fibreux allogènes sont mélangés puis entraînés à

débit volumétrique constant.

9 Procédé de fabrication selon la revendication 3,

caractérisé en ce que, entre la sortie des silos et l'in-

troduction dans le flot principal de fibres, les matériaux fibreux allogènes sont mélangés puis entraînés à débit

volumétrique constant.

Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé de

fabrication selon une ou plusieurs des revendications 7 à

9, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve à niveau constant, un tapis à pointes ascendant et deux rouleaux à

peignes en partie haute.

11 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé

en ce que, pour une vitesse de tapis donnée, c'est le pre-

mier rouleau à peignes qui définit le débit volumétrique.

12 Dispositif selon la revendication 10 ou la reven-

dication 11, caractérisé en ce que le deuxième rouleau à peignes est réglé de manière à extraire l'essentiel des

matériaux fibreux parvenus jusqu'à lui.