FR2793436A1 - Procede de fragmentation d'un materiau par projection d'au moins un jet fluide a ultra-haute pression et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

Le jet (J) est mobile en rotation autour d'un axe (6) qui est non normal à la surface principale (101) de l'objet (100) à traiter dans la zone d'impact du jet et avec lequel le jet (J) forme un angle non nul. La trajectoire du jet en rotation possède une portion active qui coupe ladite surface principale, de sorte que le jet (J) en rotation creuse sur cette surface, à chacun de ses passages dans la portion active de sa trajectoire, un sillon en forme de courbe sensiblement conique ayant un sommet. La surface principale (101) de l'objet défile en intersection avec la portion active de la trajectoire du jet suivant une direction tangente à la trajectoire de rotation du jet au milieu de la portion active de cette trajectoire de telle sorte que le sillon creusé à chaque passage du jet est décalé suivant la direction de la tangente (T) à son sommet par rapport à celui creusé au précédent passage du jet.

Description

La présente invention concerne un procédé de fragmentation d'un matériau par projection d'un ou plu sieurs jet (s) fluide (s) à ultra-haute pression, notamment en vue de son recyclage, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Les contraintes environnementales croissantes et la montée en puissance de l'intégration du management environnemental à la stratégie de l'entreprise incitent de plus en plus les industriels à procéder au recyclage des objets usagés. Certains objets peuvent être rénovés par réparation ou rechargement pour être remis en service. D'autres objets peuvent être réaffectés, le cas échéant moyennant certaines modifications, à un usage détourné de leur fonction d'origine. Mais pour les autres objets, qui sont en pratique les plus nombreux, aucune rénovation ou affectation nouvelle n'est envisageable. Il est alors nécessaire de procéder à leur dislocation afin d'en séparer les différents matériaux constitutifs en vue de leur recyclage ou tout simplement de leur combustion, chaque matériau possédant des propriétés spécifiques. D'autre part, chaque matériau, même isolé, ne peut pas toujours être utilisé tel quel. Quelle que soit sa nouvelle destina tion (recyclage, combustion, refonte, etc.), il peut être utile, voire indispensable, de procéder à sa fragmentation c'est-à-dire à sa réduction sous forme de petits morceaux. Cette fragmentation du matériau à recycler est habituelle ment effectuée par broyage ou concassage.

Récemment, le succès technique et économique des procédés de découpe par jets fluides à ultra-haute pression a suscité un certain nombre de projets de transfert de cette technologie à la fragmentation d'un matériau. Cette fragmentation par projection d'un ou plusieurs jets fluides à ultra haute pression trouve une application particulière ment intéressante à la dislocation des pneus usagés en vue de leur recyclage. La technique du jet fluide offre en effet un double intérêt dans son application au cas particulier du pneu. Non seulement la projection du jet fluide permet de réduire le caoutchouc en fragments fins, mais elle permet de plus, lors de cette fragmentation, de séparer le caoutchouc des fils métalliques d'armature du pneu sans autre opération mécanique et en laissant intacte ces fils. En outre, la réduction du caoutchouc en petits fragments est très avantageuse car elle facilite le transport et le stockage du matériau en réduisant son encombrement tout en offrant des possibilités de réutilisa- tion particulièrement aisées. Les fragments de caoutchouc peuvent ainsi servir de combustible particulièrement performant et faiblement polluant à température élevée, de composants pour des matériaux composites, ou encore de matériau de remplissage isolant ou amortissant utilisable dans de nombreux secteurs d'extrémités comme par exemple dans le bâtiment et l'automobile.

Toutefois, les projets proposés jusqu'à ce jour n'ont pas donné satisfaction tant d'un point de vue techni que que d'un point de vue économique. En effet, les projets existants prévoient un simple transfert, sans adaptation majeure, des techniques du découpage par jets fluides à la fragmentation d'un matériau.

Les procédés proposés prévoient ainsi la mise en circulation au-dessus d'une surface d'un objet à traiter tel que la bande de roulement d'un pneu d'une tête de fragmentation comportant une ou plusieurs buses de projec tion d'un ou plusieurs jets fluides à ultra-haute pression contre cette surface.

Le document WO 9605039 décrit un procédé de ce type. Selon l'enseignement de ce document, la tête de fragmentation est déplacée en translation, au-dessus de la surface extérieure de la bande de roulement du pneu éventuellement avec un mouvement combiné d'oscillations circulaires autour d'un axe normal à cette surface. Pour améliorer l'efficacité des jets, ces derniers sont inclinés les uns par rapport aux autres et convergent sensiblement à la surface de la bande de roulement avec une incidence oblique. L'inclinaison des jets permet certes d'améliorer l'efficacité des jets en donnant aux jets la possibilité d'accéder, au moins partiellement, aux zones situées en dessous des fils d'armature métalliques (qui, lorsque les jets sont normaux à la surface de la bande de roulement, restent masquées par les fils d'armature) . Toutefois, la fragmentation de la bande de roulement du pneu par ce procédé ne peut être effectuée de façon convenable, c'est-à-dire avec séparation quasi complète du caoutchouc de la carcasse métallique, dans un temps et avec une dépense énergétique économiquement acceptables. De plus, les fragments de caoutchouc obtenus sont de dimension et de forme très inhomogènes, ce qui peut s'avérer extrêmement pénalisant pour le réemploi ultérieur du caoutchouc fragmenté (notamment lorsqu'il est destiné à servir de combustible). D'autre part, le procédé proposé n'envisage que le traitement de la bande de roulement d'un pneu et ne prévoit pas le traitement des flancs du pneu qui ne pourra donc se faire qu'à l'occasion d'une étape supplémentaire et après une opération fastidieuse de découpe et/ou de manutention du pneu.

Un but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif de fragmentation d'un matériau entrant dans la composition d'un objet par projection d'un ou plusieurs jets fluides à ultra haute pression, permet tant de réaliser de façon simple, fiable et économique une fragmentation homogëne avec une dépense énergétique et une durée d'opération aussi réduites que possible.

En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un procédé de fragmentation d'un matériau entrant dans la composition d'un objet par projection d'au moins un jet fluide à ultra haute pression contre au moins une surface principal de cet objet, dans lequel le jet est mobile en rotation autour d'un axe qui est non normal à ladite surface principale dans la zone d'impact du jet et avec lequel le jet forme un angle non nul, la trajectoire du jet en rotation ayant une portion active qui coupe ladite surface principale, de sorte que le jet en rotation creuse sur ladite surface principale, à chacun de ses passages dans la portion active de sa trajectoire, un sillon en forme de courbe sensiblement conique ayant un sommet, et dans lequel la surface principale défile en intersection avec la portion active de la trajectoire du jet suivant une direction tangente à la trajectoire de rotation du jet au milieu de la portion active de cette trajectoire de telle sorte que le sillon creusé à chaque passage du jet est décalé suivant la direction de la tangente à son sommet par rapport à celui creusé au précédent passage du jet.

On obtient ainsi une succession de sillons sur la surface traitée, décalés d'un pas qui dépend du diffé rentiel de vitesse entre la progression de la surface traitée et la vitesse de rotation de ce jet. Les sillons courbes successivement creusés sur la surface traitée se coupent les uns les autres pour dessiner sur cette surface un maillage de découpe de fragments ou copeaux de matière de dimension et de forme relativement régulières et homogènes.

De préférence, l'angle formé entre l'axe de rotation du jet et la normale à ladite surface principale est supérieur à 10 degrés et l'angle formé entre le jet et son axe de rotation est supérieur à 20 degrés.

Plus précisément, l'angle formé entre l'axe de rotation du jet et la normale à ladite surface principale est proche de l'angle droit et l'angle formé entre le jet et son axe de rotation est inférieur à l'angle droit. L'angle formé entre le jet et son axe de rotation est compris entre 30 et 80 degrés.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le jet est, par rapport à ladite surface principale, animé d'un mouvement relatif alternatif de translation suivant une direction sensiblement perpendicu laire à la direction de défilement de la surface traitée. Ce mouvement relatif alternatif, transversal à la direction de défilement de la surface traitée, augmente la largeur de la zone d'impact efficace du jet sur la surface traitée. L'homogénéité de la fragmentation est ainsi encore renfor cée.

L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité. Selon l'inven tion, ce dispositif comporte d'une part au moins une tête montée pour tourner autour de l'axe de rotation précité et comportant une série de buses de projection de jets fluides à ultra haute pression, agencées de telle sorte que leur trajectoire de révolution autour de l'axe de rotation définisse une enveloppe présentant une portion active qui épouse au moins partiellement l'objet traité et qui possède au moins une partie principale en correspondance avec ladite surface principale de cet objet, et d'autre part des moyens d'entraînement de l'objet pour le faire défiler en regard de la portion de trajectoire correspondante de la tête suivant une direction tangente à la trajectoire de la tête de projection au milieu de la portion active de cette trajectoire.

Les jets balayent aussi par intermittence, sur la portion active de leur trajectoire, l'objet traité qui défile progressivement sur cette portion active.

Ce dispositif, de structure à la fois simple et fiable, permet de traiter en une seule passe le contour (ou au moins une partie de celui-ci) de la section de l'objet traité. La fragmentation ainsi réalisée est particulière ment rapide, régulière et homogène. Pour améliorer encore l'efficacité du dispositif, on pourra prévoir qu'il comporte au moins deux têtes de projection telles que celle précitée, montées pour tourner conjointement autour du même axe de rotation et disposées symétriquement l'une de l'autre par rapport à cet axe.

Avantageusement alors, les buses de chacune des deux têtes de projection et l'axe de rotation sont orientés de telle sorte que les angles d'incidence sur ladite surface principale des jets issus de l'une des têtes sont de signe opposé à ceux des jets issus des buses de l'autre tête. L'objet est ainsi traité par des jets qui présentent alternativement des angles d'incidence opposés, permet de découper les fragments, dans la profondeur de l'objet. on favorise ainsi l'homogénéité des fragments, dans leur trois dimensions tout en renforçant encore l'efficacité et la fiabilité de la fragmentation.

Pour améliorer et sécuriser encore d'avantage l'efficacité de la fragmentation, on pourra prévoir que la ou chaque tête de projection est portée par un support qui est monté sur un bâti pour tourner autour de l'axe de rotation précité tout en étant animé d'un mouvement alternatif de translation suivant ce même axe.

Plus spécifiquement, pour le traitement d'un objet ayant la forme d'un profilé (linéaire ou de révolu tion), on pourra prévoir que la ou chaque tête de projec tion présente une forme de fourche épousant le profilé de telle sorte que la fourche ainsi formée enveloppe par intermittence, sur la portion active de sa trajectoire de révolution, la majeure partie de la section du profilé traité, les jets étant projetés vers l'intérieur de cette fourche et les moyens d'entraînement faisant défiler le profilé le long de lui-même à l'intérieur de la portion de trajectoire active de ladite fourche. Ce dispositif permet de traiter simultanément la quasi totalité du contour de la section du profilé. La forme en fourche (ou similaire, par exemple en U ou en V) de la ou de chaque tête de projection s'adapte avec une grande souplesse à la plupart des objets ayant une forme du type profilé, comme par exemple les câbles gainés, les pneus, etc.

Avantageusement alors, la ou de chaque tête de projection en forme de fourche est agencée de telle sorte que ses deux branches soient sensiblement perpendiculaires à l'axe de rotation. Cette configuration est en effet dans la plupart des cas la plus souple et la plus efficace à mettre en oeuvre.

Plus précisément, la ou chaque tête de projection en forme de fourche possède une base rectiligne et paral lèle à l'axe de rotation et deux branches rectilignes disposées sensiblement à angle droit par rapport à ladite base.

Avantageusement alors, les deux branches sont mobiles l'une part rapport à l'autre de manière à permettre un réglage de leur écartement en fonction de la taille du profilé. on améliore ainsi encore l'adaptabilité dispositif aux différentes formes et dimensions de profilés.

Plus spécifiquement encore, l'invention a pour objet un dispositif tel que défini ci-dessus, dédié à la fragmentation du caoutchouc d'un pneu usagé (assimilé à un profilé de révolution). Dans ce dispositif, la portion de trajectoire correspondante de la ou chaque tête de projec tion en forme de fourche enveloppe extérieurement une partie de pneu, la base et les deux branches de la tête de projection en forme de fourche passant respectivement, pour la première, en regard de la bande de roulement et, pour les secondes, en regard des flancs du pneu. Les moyens d'entraînement impriment au pneu une rotation autour de son axe de révolution. on réalise ainsi le traitement simultané de la bande déroulement et des flancs du pneu.

Avantageusement alors, l'axe de révolution du pneu est sensiblement parallèle à l'axe de rotation de la ou des têtes de projection. Cette configuration semble en effet être dans la plupart des cas la plus efficace et la plus simple à mettre en oeuvre.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple non limitatif.

Il sera fait référence aux dessins en annexe, parmi lesquels

- la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif spécialement conçu pour réaliser la fragmenta tion du caoutchouc entrant dans la composition de pneus usagés ;

- la figure 2 est une vue partielle, à plus petite échelle, de la partie inférieure du dispositif de la figure 1 illustrant l'action des têtes en U de projection de jets fluides à ultra haute pression sur un pneu ;

- la figure 3 est une vue en coupe du dispositif de la figure 1 par un plan passant par l'axe de rotation des têtes de projection ;

- la figure 4 est une vue de détail de la zone IV de la figure 3.

En référence aux figures et en particulier la figure 1, un dispositif de fragmentation du caoutchouc entrant dans la composition d'un pneu usagé, conforme à l'invention, comporte un bâti 1 comprenant un plateau horizontal 2 porté par quatre poteaux 3 fixés à leurs extrémités inférieures sur un plan fixe, et un socle 4 solidaire du même plan fixe.

Une colonne creuse 5 en forme de tube cylindrique d'axe vertical 6 est montée sur le bâti 1, entre le plateau supérieur 2 et le socle 4, pour tourner autour de son axe 6. Ce montage en rotation est réalisé au moyen de roule ments 7,8 disposés aux extrémités supérieures et inférieu res de la colonne 5. La cage extérieur du roulement 7 est ainsi fixée à l'intérieur de l'extrémité supérieure de la colonne 5, tandis que la cage intérieure de ce roulement 7 est fixée sur plot cylindrique 9 associé au plateau supérieur 2 s'étendant en saillie de la face inférieure de ce plateau. De même, la cage extérieure du roulement 8 est fixée à l'intérieur de l'extrémité inférieure de la colonne 5 tandis que la cage intérieure de ce roulement est fixée sur un plateau 10 associé socle 4 s'étendant en saillie de la face supérieure de ce socle.

La colonne 5 est entraînée en rotation autour de son axe vertical 6 par un moteur 11 dont le corps est fixé sur un carter 12 en forme de chapeau, lui-même rapporté sur le plateau supérieur 2 du bâti 1. Le carter 12, renferme un train d'engrenages 14,15,16 qui réalise une transmission de puissance entre le moteur 11 et la colonne 5. Le premier engrenage 14 est monté sur l'arbre de sortie 13 du moteur 1, et le dernier engrenage 16 engraine avec une roue dentée 17 rapporté sur l'extrémité supérieure de la colonne 5.

La colonne 5, possède deux parties, dont une partie inférieure 20 et une partie supérieure 21, dédiées à deux étapes successives dans la fragmentation du caout chouc de pneus usagés, comme cela sera mieux expliqué ultérieurement.

En partie inférieure 20, la colonne 5 est pourvue de deux têtes 22,23 de projection de jets fluides à ultra haute pression, disposées symétriquement l'une de l'autre par rapport à l'axe 6. Chacune de ces deux têtes 22,23 présente la forme d'une fourche disposée dans un plan vertical passant par l'axe 6 et couché de façon à être ouvert en direction opposé à l'axe 6. Chaque tête 22,23 en U possède ainsi une base verticale 24,25, sensiblement rectiligne et parallèle à l'axe 6, et deux branches horizontales, dont une branche inférieure 26,27 et une branche supérieure 28,29, disposées sensiblement à angle droit par rapport à la base 24,25 et donc à l'axe 6. Les jets issus par les têtes 22,23, schématiquement représentés par des traits J à la figure 2, sont projetés dans le plan contenant les têtes 22,23 et l'axe 6 vers l'intérieur du U formé par les têtes 22,23.

En l'espèce, les branches inférieures 26,27 des têtes 22,23 sont constituées par les extrémités d'un même plateau oblong 30 qui est monté fixe sur la colonne 5. De même, les branches supérieures 28,29 des têtes 22,23 sont constituées par les deux extrémités d'un même plateau oblong 31 monte sur la colonne 5. Toutefois, le plateau supérieure 31 n'est pas fixé sur la colonne 5, mais peut coulisser sur cette colonne tout en restant bloqué en rotation sur celle-ci.

Les bases verticales 24,25 des têtes en U 22,23 sont quant à elles réalisées sous la forme de barrettes cylindriques ayant une extrémité inférieure solidaire du plateau inférieur 30 et traversant une ouverture de passage 35,36 ménagée en correspondance dans le plateau supérieur 31 de manière à permettre le prolongement de la barrette 24,25 au-dessus de ce plateau 31. Le plateau supérieur 31 peut ainsi coulisser verticalement suivant l'axe 6, pour modifier l'écartement des branches supérieures 28,29 et inférieures<B>26,27</B> des têtes en U<B>22,23.</B> Le plateau supé rieur 21 peut ainsi coulisser entre une position supérieure d'écartement maximum des branches des têtes 22,23 dans laquelle il se trouve au voisinage de l'extrémité supé rieure des barrettes verticales 24,25 et une pluralité de positions intermédiaires plus où moins rapprochées du plateau supérieur 30 (comme illustré aux figures). I1 est ainsi possible d'ajuster la largeur des têtes en U à celle des pneus traités

Le coulissement du plateau supérieur 31 est commandé par un vérin 37 dont la tige 38 est attelée à la ramification 10 du socle 4 et dont le corps 39 porte à son extrémité supérieure un plateau 40. Ce plateau 40 est pourvu de deux oreilles latérales de liaison 41,42 diamé tralement opposées qui traversent des lumières rectilignes 43,44 ménagées dans la colonne 5 parallèlement à l'axe 6. A l'extérieur de la colonne 5, les oreilles 41,42 sont attelées par une bague 47 au plateau 31. Le plateau 40 étant en rotation avec la colonne 5 autour de l'axe 6 et le vérin 37 n'étant quant à lui animé d'aucune rotation par rapport au socle 4, la liaison entre le plateau 40 et l'extrémité supérieure du corps 39 du vérin 37 est réalisée par l'intermédiaire d'un roulement 45 qui réalise en montage à rotation libre du plateau 40 sur le corps 39 du vérin 37. En outre, les oreilles 41,42, d'une part réali sent la liaison solidaire du plateau 31 avec le plateau 40 et d'autre part assurent le blocage en rotation avec coulissement libre du plateau 31 sur la colonne 5.

L'alimentation en fluide des têtes 22,23 est réalisée de la manière suivante. Un conduit d'alimentation primaire 46, fixe en rotation et libre en translation verticale par rapport au socle 4, pénètre verticalement à l'intérieur de la colonne 5 pour être branché, en partie médiane de cette colonne, sur un raccord tournant 48 disposé sur l'axe 6. Le raccord 48 est un raccord tournant classique utilisé pour le raccordement hydraulique de deux conduits en rotation relative autour d'un axe commun. Ce type de raccord, bien connu en lui même, ne fera donc pas l'objet d'une description plus détaillée.

Le conduit 46 est ainsi raccordé par ce raccord 48, via un conduit intermédiaire 49, à l'une des extrémités un conduit 50 en forme de soufflet dont l'extrémité opposée est raccordée à une canalisation intérieure 51 du plateau 40. Naturellement, le conduit soufflet 50 tourne avec le plateau 40 et la colonne 5 autour de l'axe 6. La canalisa tion intérieure 51 du plateau 40 se prolonge dans les oreilles de liaison 41,42 pour être raccordée à une canalisation de distribution du plateau 31 qui alimente des rampes 52, 53 des buses de projection des jets fluides équipant les branches horizontales 28,29 des têtes 22,23.

Une seconde canalisation en forme de soufflet 54 est raccordée par une de ses extrémités à la canalisation interne du plateau 40 et est raccordée à son extrémité opposée, à une canalisation interne de distribution du plateau 30 qui alimente d'une part des rampes 55,56 de buses de pojection des jets fluides équipant les barrettes verticales 24,25 des têtes 22,23, et d'autre part des rampes 57,58 de buses de projection équipant les branches inférieures 26,27 des têtes 22,23. Les buses des têtes 55,56 équipant les barrettes 24,25 sont régulièrement espacées et sont agencées pour projeter des jets fluides à haute pression J qui forment, par rapport à l'horizontale, c'es-à-dire par rapport à la normale au têtes verticales 55,56 où à l'axe 6, des angles respectifs a,b non nuls mais strictement inférieurs à 90 degrés.

Naturellement, le conduit soufflet 54 tourne lui aussi conjointement avec la colonne 5. On comprend que, grâce à la capacité d'extension ou de rétraction des conduits soufflets 50 et 54, le plateau 40 est alimenté en fluide tout en conservant sa mobilité en translation suivant l'axe 6.

La partie supérieure 21 réalise quant à elle, comme cela sera mieux expliqué ultérieurement, un traite ment de finition des talons des pneus précédemment traités en partie inférieur 20.

Cette partie supérieure 21 comporte deux paires de têtes de projection en U diamétralement opposées. On distingue une paire de têtes de projection en U inférieures 62,63 disposées symétriquement l'une de l'autre par rapport à l'axe 6 et une partie de têtes de projection supérieures 64,65. Comme les têtes de projection 22,23 de la partie inférieure 20, les têtes de projection 62,63,64,65 de la partie supérieure 21 forment chacune un U s'étendant dans un plan vertical contenant l'axe 6, ce U étant couché à l'horizontal, avec deux branches horizontales et une buse verticale, et ouvert en direction opposée à l'axe 6. Chaque tête en U 62,63,64,65 est rigide sans mobilité possible de ces branches horizontales l'une par rapport à l'autre et présente des dimensions réduites par rapport aux têtes de projection 22,23 de la partie inférieure 20, en correspon dance avec celles des talons des pneus.

La paire inférieure de tête en U 62,63 est portée par deux plateaux superposés 66,67 fixés sur la colonne 5. L'alimentation en fluide sous pression des têtes 62,63 est assurée par le conduit 49 qui, parallèlement à sa liaison au conduit soufflet 50 est raccordé, via des conduits 68,69, à des rampes 70,71 de buses de projections des jets fluides équipant les têtes 62,63.

De même, les têtes en U 64, 65 sont portées par deux plateaux superposés 72,73 qui sont montés pour coulisser suivant l'axe 6 sur la colonne 5 de manière à permettre un réglage de l'écartement des paires supérieures 64,65 et inférieures 62,63 de têtes de projections en fonction de l'écartement des talons et donc de la largeur du pneu.

Comme précédemment, le coulissement de la paire supérieure de têtes de projection 64,65 et de leurs plateaux porteurs 72,73 est commandé par un vérin 74 dont la tige 75 est attelée à la ramification 9 du plateau supérieur 2 du bâti 1 et dont le corps 76 porte, à son extrémité supérieure, un plateau 77. Ce plateau 77 est pourvu de deux oreilles latérales de liaison 78,79 diamé tralement opposées qui traversent des lumières verticales 80,81 de la colonne 5, pour être attelées par une bague 82 au plateau 72 porteur de la paire de têtes 64,65. Pour permettre la rotation du plateau 77 avec ses oreilles 78,79 et le plateau 72 indépendamment du corps 76 du vérin 74 qui, lui, reste fixe en rotation par rapport au bâti, le plateau 77 est monté à rotation libre autour de l'axe 6 sur l'extrémité supérieure du corps 76 du vérin 74. Ce montage est réalisé par l'intermédiaire d'un roulement.

L'alimentation en fluide sous pression de la paire supérieure de têtes 64,65 est assurée par un conduit soufflet 85 qui est raccordé d'une part au conduit intermé diaire 49 et d'autre part à une canalisation interne 86,87 du plateau 77 et de ses oreilles 78,79. Cette canalisation interne 86, 87 est elle-même raccordée à des canalisations interne de distribution de têtes (88,89) de buses de projection des jets fluides équipant des têtes supérieures 64,65.

Outre son mouvement de rotation autour de l'axe 6, la colonne 5 est animée d'un mouvement alternatif de translation de faible amplitude (de l'ordre du millimètre) suivant l'axe 6, c'est-à-dire verticalement. A cet effet, une liberté de mouvement suivant l'axe 6 est laissée à la colonne 5 par rapport au bâti 1. Le plot 9 et le plateau 10 sont montées sur le plateau supérieur 2 et le socle 4 pour pouvoir coulisser sans rotation suivant l'axe 6.

Ce mouvement de va-et-vient vertical est imprimé à la colonne 5 au moyen d'un système à excentrique 90 disposé entre l'extrémité inférieure de la colonne 5 et le socle 4. Comme cela est mieux visible à la figure 4, ce système à excentrique 90 comporte une couronne dentée 91 solidaire du socle 4, avec laquelle engrènent quatre pignons excentriques 92 montés à intervalle de 90 degrés sur la colonne 5. Chaque pignon 92 est ainsi monté sur une jupe de fixation 94 solidaire de la colonne 5 pour tourner autour d'un axe 93 perpendiculaire à l'axe 6 et excentré par rapport à l'axe 95 du pignon 92 d'une valeur e. De cette valeur d'excentrique e dépend l'amplitude du mouve ment alternatif de translation verticale de la colonne 5.

En service, le dispositif qui vient d'être décrit réalise le traitement simultané de quatre pneus 100. Les quatre pneus 100 sont ainsi disposés à plat autour de la colonne 5, leurs axes de révolution 104 étant disposés verticalement, c'est-à-dire parallèlement à l'axe 6, à intervalle de 90 degrés.

Dans un premier temps, les pneus 100 sont traités par la partie inférieure 20 du dispositif. Ils sont à cet effet disposés dans la trajectoire de révolution autour de l'axe 6 des têtes en U 22,23.

A cet effet, chaque pneu 100 est porté par un dispositif de préhension et de manipulation de ce pneu (non représenté à la figure) et est amené à l'intérieur de la trajectoire de révolution autour de l'axe 6 des têtes en U 22,23, de telle sorte que sa bande de roulement vienne à proximité de la trajectoire cylindrique des barrettes verticales 24,25 et que son flanc inférieur 102 (non visible à la figure) vienne à proximité de la trajectoire plane horizontal des branches horizontales inférieures 26,27 des têtes 22,23. Les plateaux 30 et 31 qui étaient initialement écartés d'une valeur très nettement supérieure à la largeur des pneus 100 pour permettre leurs mise en place entre les branches inférieures 26,27 et supérieures 28,29 comme expliqué comme ci-dessus, sont rapprochés l'un de l'autre . le plateau supérieur 31 est abaissé comme indiqué par la flèche 201 à la figure 2 au moyen du vérin de commande 37 qui est piloté par une unité de commande électronique associée (non représentée) de manière que les branches horizontales supérieures 28,29 viennent à proxi mité du flanc supérieur 102 de chaque pneu 100. On notera à ce propos qu'il est préférable pour le bon fonctionnement du dispositif que les quatre pneus 100 traités simultané ment présentent sensiblement la même largeur.

Les pneus 100 étant ainsi convenablement mis en place dans la trajectoire des têtes en U 22,23, le traite ment de fragmentation du caoutchouc des pneus 100 peut commencer. La colonne 5 est mise en rotation par le moteur 11 autour de son axe 6 comme indiqué par la flèche 200 de la figure 2. La rotation de la colonne 5 est, grâce au système excentrique 90 disposé entre les extrémités inférieures de la colonne 5 du socle 4, accompagné d'un mouvement alternatif de translation verticale de faible amplitude de quelques millimètres), comme indiqué par la flèche 202 à la figure 2.

Les rampes des têtes de projection 22,23 sont alimentées en fluide à ultra haute pression. Des jets fluides à ultra haute pression sont ainsi projetés à l'intérieur du U formé par les têtes 22,23.

Les jets J issus des barrettes verticales 24,25 sont ainsi projetés contre la bande de roulement 101 du pneu 100 qui peut être considérée comme la surface princi pale du pneu dans la mesure où elle est la plus difficile à fragmenter, avec sa couche épaisse de caoutchouc et son armature métallique. Les jets J sont mobiles en rotation autour de l'axe 6 qui est non normal à la surface de la bande de roulement 101 dans la zone d'impact des jets J et avec lequel les jets J forment un angle non nul. La trajec toire des jets en rotation possèdent une portion active qui coupe la surface de la bande de roulement 101, de sorte que les jets J en rotation creusent sur cette surface, à chacun de leurs passages dans la portion active de leur trajectoi re, des sillons en forme de courbe sensiblement conique ayant un sommet.

D'autre part, chaque pneu 100 est animé d'un mouvement de rotation lent autour de son axe de révolution 104 qui reste fixe par rapport à l'axe 6. Cette rotation s'effectue à une vitesse sensiblement plus lente que celle de la colonne 5, ainsi, la surface de la bande de roulement 101 défile en intersection avec la portion active de la trajectoire des jets J suivant une direction T tangente à la trajectoire de rotation des jets J au milieu de la portion active de cette trajectoire de telle sorte que les sillons creusés à chaque passage des jets sont décalés suivant la direction de défilement T de la bande de roulement 101 (qui est la même que la direction de la tangente au sommet de ces sillons) par rapport à ceux creusés au précédent passage des jets J. Les jets J issus des barrettes verticales 24,25 creusent ainsi une succes sion de sillons sur la surface de la bande de roulement 101, qui sont décalés les uns par rapport au autre d'un pas qui dépend du différentiel de vitesse (dans un rapport de 1/5e à 1/2000e) entre la progression de la bande de roulement 101 résultant de la vitesse de rotation du pneu 100 autour de son axe 104 et la vitesse de rotation de la colonne 5 autour de l'axe 6. Les sillons courbes qui sont successivement creusés sur la surface de la bande de roulement se coupent les uns les autres pour dessiner sur cette surface un maillage de découpe de fragments ou copaux de matière de dimension et de forme relativement régulières et homogènes. Une représentation schématique de se maillage de découpe a été portée sur le pneu de gauche de la figure 2. On notera toutefois, que cette représentation n'est pas à l'échelle mais à été sensiblement agrandie pour permettre une meilleur visualisation du maillage de découpe. D'autre part, cette représentation correspond uniquement au maillage creusé par la barrette verticale 24 dont les jets fluides sont descendants. On comprend en effet que les jets issus de la barrette verticale 25, qui sont quant à eux ascendants creusent sur chaque pneu 100 un maillage de découpe formé par une succession de sillons courbes renversées par rapport à celui creusé par la barrette verticale 24, les sommets de ces courbes étant situés en bas (et non pas en haut comme dans la représentation de la figure 2) . La superposition de ces deux maillages renversés l'un par rapport à l'autre améliore encore d'avantage l'efficacité de fragmentation des jets fluides. On notera en outre que, dans l'exemple illustré, l'axe 6 de la colonne 5, l'axe 104 de révolution du pneu 100 et la surface de la bande de roulement 101 et les barrettes 24,25 de projection des jets fluide sont paral lèles (verticaux). Autrement dit, l'angle formé entre l'axe de rotation 6 de la colonne 5 et la normale à la surface de la bande de roulement 101 du pneu 100 dans la zone d'impact des jets est l'angle droit. Les angles a et b formés entre les jets issus des barrettes 24,25 et l'axe 6 (qui sont ici en valeur absolue de l'ordre de 45 degrés) doivent néces sairement rester inférieurs à l'angle droit, à défaut de quoi les sillons qu'ils creuseraient sur la bande de roulement 101 du pneu 100 seraient rectilignes horizontaux et non pas courbes de sorte que le maillage de découpe ne pourrait se former.

Il serait toutefois possible d'imaginer une autre configuration géométrique dans laquelle par exemple l'axe 6 serait incliné par rapport à la surface de la bande de roulement 101, c'est-à-dire par rapport à l'axe 104. Les jets issus de la barrette 24,25 pourraient alors éventuel lement être perpendiculaires à l'axe 6 tout en creusant sur la bande de roulement 101 du pneu 100 des sillons de forme courbe sensiblement conique. On obtiendrait alors de manière similaire à la représentation de la figure 2 un maillage de découpe constitué d'une succession de ces sillons.

Lorsque la fragmentation du caoutchouc de la bande de roulement 101 et des flancs 102 du pneu 100 est achevée, les fils métalliques d'armature de la bande de roulement du pneu, libérés du caoutchouc dans lequel ils étaient noyés, peuvent être récupérés. Toutefois, des restants de caoutchouc peuvent subsister dans la zone du talon 103 du pneu, autour de la tringle métallique qui arme ce talon. C'est pourquoi le traitement de finition des talons 103 des pneus 100 est effectué en partie supérieure 21 du dispositif. Les talons 103 sont ainsi introduits comme illustré sur la figure 3, dans la trajectoire des têtes de projection en U 62,63,64,65. L'écartement des têtes supérieures 64,65 par rapport aux têtes inférieures 62,63 est ajusté en correspondance avec l'écartement des deux tringles 103 de chaque pneu 100. A cet effet, le vérin de commande 74 est piloté par l'unité de pilotage électro nique précitée (non représentée) pour amener les têtes de projection supérieures 64,65 dans la position souhaitée.

La colonne 5 est toujours entraînée en rotation par le moteur 11 et les têtes 62,63,64,654 sont alimentées en fluide pressurisé. Des jets à ultra haute pression sont ainsi projetés vers l'intérieur du U formé par chacune des têtes de projection 62,63,64,65, contre les talons 103.

Les talons 103 sont mis en rotation autour de leur axe de révolution 104 de manière à ce que les jets fluide issus des têtes de projection 62,63,64,65 les traitent sur toutes leur circonférence.

Les jets issus des têtes de projection 62,63,64, 65 sont, comme ceux des têtes 22,23, obliques. Toutefois, cette géométrie n'a pas la fonction qui était celle de l'inclinaison des jets J issus des barrettes verticales 24,25 des têtes 22,23 par rapport à l'axe de rotation 6, les talons 103 ne présentant en effet aucune surface principale délicate à traiter. L'inclinaison des jets, qui est opposée entre les têtes 62,64 d'une part et 63,65 d'autre part, permet simplement par l'action croisé de ces jets, d'améliorer l'efficacité de la fragmentation sur toute les facettes des talons 103 et tout autour de la tringle d'armature métallique qu'ils renferment.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisa tion qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, ses caractéristiques essentielles.

En particulier, bien que dans l'exemple illustré l'axe de rotation des jets soit situé à l'extrados de la surface principale de l'objet traité, il serait tout aussi bien envisageable de disposer cet axe de rotation à l'intrados de la surface principale de l'objet traité. Il faudrait alors toutefois s'assurer que la trajectoire de rotation des jets ait un rayon supérieur au rayon de courbure de la surface principale de l'objet traité.

Claims (15)

<U>REVENDICATIONS</U>

1. Procédé de fragmentation d'un matériau entrant dans la composition d'un objet (100) par projection d'au moins un jet fluide (J) à ultra haute pression contre au moins une surface principal (101) de cet objet, caractérisé en ce que le jet (J) est mobile en rotation autour d'un axe (6) qui est non normal à ladite surface principale (101) dans la zone d'impact du jet et avec lequel le jet (J) forme un angle non nul, la trajectoire du jet en rotation ayant une portion active qui coupe ladite surface principa le, de sorte que le jet (J) en rotation creuse sur ladite surface principale, à chacun de ses passages dans la portion active de sa trajectoire, un sillon en forme de courbe sensiblement conique ayant un sommet et en ce que la surface principale (101) défile en intersection avec la portion active de la trajectoire du jet suivant une direction tangente à la trajectoire de rotation du jet au milieu de la portion active de cette trajectoire de telle sorte que le sillon creusé à chaque passage du jet est décalé suivant la direction de la tangente (T) à son sommet par rapport à celui creusé au précédent passage du jet.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle formé entre l'axe de rotation (6) du jet (J) et la normale à ladite surface principale (101) est supérieur à 10 degrés et en ce que l'angle formé entre le jet (J) et son axe de rotation (6) est supérieur à 20 degrés.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle formé entre l'axe de rotation (6) du jet (J) et la normale à ladite surface principale (101) est proche de l'angle droit et en ce que l'angle formé entre le jet (J) et son axe de rotation (6) est inférieur à l'angle droit.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'angle formé entre le jet (J) et son axe de rotation (6) est compris entre 30 et 80 degrés.

5. Procédé selon l'une des revendications précé dentes, caractérisé en ce que le jet (J) est, par rapport à ladite surface principale, animé d'un mouvement relatif alternatif de translation suivant une direction sensible ment perpendiculaire à la direction de défilement (T) de la surface traitée.

6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part au moins une tête (22,23) montée pour tourner autour de l'axe de rotation (6) précité et comportant une série de buses de projection de jets fluides (J) à ultra haute pression, agencées de telle sorte que leur trajectoire de révolution autour de l'axe de rotation (6) définisse une enveloppe présentant une portion active qui épouse au moins partiellement l'objet traité (100) et qui possède au moins une partie principale en correspondance avec la surface principale (101) de cet objet, et d'autre part des moyens d'entraînement de l'objet pour le faire défiler en regard de la portion de trajec toire correspondante de la tête suivant une direction (T) tangente à la trajectoire de la tête de projection au milieu de la portion active de cette trajectoire.

7. Dispositif selon la revendication 6, caracté risé en ce qu'il comporte au moins deux têtes de projection (22,23) telles que celle précitée, montées pour tourner conjointement autour du même axe de rotation (6) et disposées symétriquement l'une de l'autre par rapport à cet axe.

8. Dispositif selon la revendication 7, caracté risé en ce que les buses de chacune des deux têtes de projection (22,23) et l'axe de rotation (6) sont orientés de telle sorte que les angles d'incidence sur ladite surface principale des jets issus de l'une des têtes sont de signe opposé à ceux des jets issus des buses de l'autre tête.

9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, prise en dépendance de la revendication 5, caractérisé en ce que la ou chaque tête de projection (22,23) est portée par un support (5) qui est monté sur un bâti (1) pour tourner autour de l'axe de rotation (6) précité tout en étant animé d'un mouvement alternatif de translation suivant ce même axe.

10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, pour le traitement d'un objet du type profilé, caractérisé en ce que la ou chaque tête de projection (22,23) présente une forme de fourche épousant le profilé, de telle sorte que la fourche ainsi formée enveloppe par intermittence, sur la portion active de sa trajectoire de révolution, la majeure partie de la section du profilé traité, les jets étant projetés vers l'intérieur de cette fourche et les moyens d'entraînement faisant défiler le profilé le long de lui-même à l'intérieur de la portion de trajectoire active de ladite fourche.

11. Dispositif selon la revendication 10, carac térisé en ce que la ou chaque tête de projection (22,23) en forme de fourche est agencée de telle sorte que ses deux branches (26,28,27,29 ) soient sensiblement perpendicu laires à l'axe de rotation (6).

12. Dispositif selon la revendication il, carac térisé en ce que la ou chaque tête de projection (22,23) en forme de fourche possède une base (24,25) rectiligne et parallèle à l'axe de rotation (6) et deux branches (26,28, 27,29) rectilignes disposées sensiblement à angle droit par rapport à ladite base.

13. Dispositif selon la revendication 12, carac térisé en ce que les deux branches (26,28,27,29) sont mobiles l'une part rapport à l'autre de manière à permettre un réglage de leur écartement en fonction de la taille du profilé.

14. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 13, dédié à la fragmentation du caoutchouc d'un pneu (100) usagé ayant une bande de roulement (101) et deux flancs (102), caractérisé en ce que la portion de trajec toire correspondante de la ou chaque tête de projection (22,23) en forme de fourche enveloppe extérieurement une partie de pneu, la base (24,25) et les deux branches (26,28,27,29) de la tête de projection en forme de fourche passant respectivement, pour la première, en regard de la bande de roulement (101) et, pour les secondes, en regard des flancs du pneu (100), et en ce que les moyens d'entraî nement impriment au pneu (100) une rotation autour de son axe de révolution (104).

15. Dispositif selon la revendication 14, carac térisé en ce que l'axe de révolution (104) du pneu (100) est sensiblement parallèle à l'axe de rotation (6) de la ou des têtes de projection.