FR2793992A1

FR2793992A1 - Broyeur adaptable pour matieres vegetales, telles que branchages, feuillages, coupes d'herbe, et procede de preparation d'un compost

Info

Publication number: FR2793992A1
Application number: FR9906832A
Authority: FR
Inventors: Maurice Landre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-01
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: FR2793992B1

Abstract

Broyeur (1) pour matières végétales, comprenant un stator (4) dans lequel est monté un rotor, muni de marteaux, une trémie (7) étant prévue pour l'introduction des matières dans le stator, tandis qu'une sortie est prévue pour l'évacuation des matières broyées. Le broyeur (1) est d'une taille suffisamment réduite pour être adaptable sur un engin (3) équipé d'une source motrice; le broyeur (1) est dépourvu d'un entraînement autonome, et comporte des moyens de connexion pour assurer l'entraînement du rotor à partir de la source motrice de l'engin.

Description

BROYEURADAPTABLE POUR MATIERES VEGETALES, TELLES QUE BRANCHAGES, FEUELLAGES, COUPES D'IHERBE, ET PROCEDE DE PREPARATION DUN COMPOST.

L'invention est relativeà un broyeur pour matières végétales, du type comprenant un stator dans lequel est monté un rotor muni de marteaux, une trémie étant prévue pour l'introduction des matières dans le stator, tandis qu'une sortie est prévue pouril évacuation des matières broyées.

Le broyage de branchages, feuillages ou coupes d'herbe de toute nature permet de les transformer en une masse globalement homogène. En vue de réaliser un compost, cette masse est mise en tas et arrosée de tempsà autre si les intempéries sont insuffisantes. Ce traitement de fermentation est généralement maintenu pendant troisà quatre mois puis la masse est reprise dans le broyeur et remise en tas pendant un temps de l'ordre d'un mois, toujours avec arrosage si nécessité pour favoriser la fermentation.

La masse obtenue en fin de traitement est mélangéeà de la terre pour former des compléments de sol, notamment des amendements pour espaces verts.

On connaît des machines de broyage de grande capacité, fonctionnant de manière autonome avec au moins un tapis roulant d'alimentation et au moins un tapis roulant pour la sortie du matériau broyé. Un entraînement autonome de l'ensemble est assuré par une source motrice prévue sur la machine. Compte tenu du débit d'une telle machine, aut accumuler de grandes quantités de matières' traiter, ce qui iil f a1 suppose une collecte des matériaux et, par conséquent, limite les points d'intervention et retarde le traitement de matériaux végétaux constituant des déchets. En outre, une telle machine est relativement coûteuse et difficilement accessible pour de petites collectivités.

L'invention a pour but, surtout, de proposer un broyeur présentant une grande souplesse d'utilisation pour traiter, pratiquement sur place, les matériaux déchets peu de temps après leur formation ou leur ramassage, sans que l'exploitation d'un tel broyeur soit trop onéreuse, même pour des quantités relativement réduites.

Selon l'invention, un broyeur du type défini précédemment est caractérisé par le fait qu'il est d'une taille suffisamment réduite pour être adaptable sur un engin équipé d'une source motrice, qu'il est dépourvu d'un entraînement autonome, et qu'il comporte des moyens de connexion pour assurer l'entremement du rotorà partir de la source motrice de l'engin.

Avantageusement, le broyeur est agencé pour être adaptable sur le bras d'une pelle mécanique.

De préférence, la longueur et la largeur du broyeur sont inférieuresà 2 mètres, tandis que sa hauteur est inférieureà 1,80 mètre. Dans le cas où le broyeur serait destinéà être monté sur un engin équipé d'une centrale hydraulique, le broyeur comporte un moteur hydraulique pour l'entraînement du rotor, et les moyens de connexion sont prévus pour relier le moteur hydrauliqueà la centrale hydraulique de l'engin.

De préférence, le rotor a un axe de rotation horizontal l'alimentation du broyeur en matériau de base peut s'effectuer par une simple trémie prévue en partie haute du stator, et la sortie du matériau broyé s'effectue par une ouverture laissant tomber le matériauà terre.

La vitesse de rotation du rotor du broyeur est relativement élevée, en particulier de l'ordre de 2000 tours par minute.

Le rotor peut être constitué d'une pluralité de disques parallèles coaxiaux, chaque disque portantà sa périphérie des marteaux coupants par leur bordure, les marteaux d'un disque étant décalés angulairement par rapportà ceux du disque adjacent. Les marteaux sont montés librement rotatifs autour d'axes portés par les disques.

Une tôle galbée est disposée au-dessous du rotor et correspond au passage du matériau depuis la trémie jusqu'à la sortie.

Une tôle sensiblement horizontale est prévue au-dessus de la sortie et se raccordeà un retour en équerre; en raison de la vitesse de rotation du rotor, le matériau,y compris les morceaux de bois, est projeté contre cette tôle dans la zone où elle se raccorde au retour en équerre, et cette projection contre l'une ou l'autre des branches de l'équerre crée un éclatement du bois.

L'orifice de sortie est constitué -par la bordure du retour en équerre qui sertà l'accrochage de chaînes pendant verticalement pour éviter les projections.

La liaison entre le broyeur adaptable et un bras de pelle S'effectue de préférence par l'intermédiaire de moyens d'accrochage permettant de faire passer le broyeur d'une position normale de travail pour laquelle le rotor a son axe horizontal,à au moins une position extrême pour laquelle le broyeur a son axe de rotor vertical. Avantageusement, deux positions extrêmes de pivotement sont permises par les moyens d'accrochage, positions dans lesquelles le broyeur a son axe de rotor vertical, tandis qu'au milieu de la course de déplacement du broyeur, le rotor a son axe horizontal.

Les moyens d'accrochage entre le broyeur adaptable et le bras de pelle peuvent comprendre un goussetà deux flasques, prévu sur le broyeur; l'extrémité du bras de pelle vient se loger entre les deux flasques et est raccordée par un axe traversant les flasques et l'extrémité du bras. Une biellette constituée de deux branches parallèles est articulée sur le bras, les extrémités des branches de la biellette éloignées de l'articulation sur le bras étant reliées par un axe sur lequel est articulé, d'une part, un vérin du bras de pelle et, d'autre part, l'extrémité d'un tirant dont l'autre extrémité est articulée sur les flasques du gousset. L'ensemble forme un système articulé qui permet, par le vérin du bras, de faire pivoter le broyeur par exemple de90', dans un sens ou dans l'autre.A chacune des extrémités de la course du vérin le broyeur a son axe de rotor vertical et, au milieu de la course du vérin, le rotor a son axe horizontal.

L'invention est également relativeà un procédé pour obtenir un compost de bonne qualité.

Commedéjà indiqué un compost peut être obtenu par fermentation de déchets végétaux. Le broyage du matériau de départ vise à la réalisation d'une fermentation.

Selon l'invention, pour réaliser un compost de qualité, on assure un broyage de matières végétales qui viennent d'être coupées, et les conditions de broyage sont telles que, au moins pour la partie bois, le matériau est suffisamment éclaté pour que les bactéries puissent se nourrir de la sève du bois et attaquer le c#ur même du bois.

Par matières végétales qui viennent d'être coupées, ou relativement fraîches, on désigne des matières coupées depuis moins d'un mois et de préférence depuis moins de quinze jours.

Selon le procédé de l'invention, la férinentation est favorisée par le matériau de départ relativement frais.

Si avant broyage le matériau avait été laissé plusieurs mois, voire un an ou plus, en stockageà l'air libre, il serait devenu sensiblement sec et la fermentation n'aurait pu se faire aussi efficacement, de sorte que le produit final obtenu n'aurait pas présenté une qualité élevée comme amendement des sols.

Le type de compost obtenu avec le procédé selon l'invention est particulièrement intéressant pour la culture biologique; à partir d'un matériau végétal frais, le compost obtenu est suffisant pour se dispenser d'engrais synthétique.

De préférence, le procédé est mis en #uvre avec un broyeur adaptable tel que défini précédemment, permettant de traiter économiquement, même en quantité réduite, les déchets végétauxà l'endroit où ils ont été produits, peu de temps après leur production alors qu'ils sont encore frais.

L'invention consiste, misà part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-aprèsà propos d'un exemple de réalisation décrit en détail avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif La figure1, de ces dessins, est une vue en perspective d'un broyeur selon l'invention adapté au bras d'une pelle mécanique, en cours de chargement par un autre engin.

La figure 2 est une vue en perspectiveà plus grande échelle du broyeur de Fig. 1.

La figure3 est une coupe schématique du broyeur suivant un plan perpendiculaireà l'axe du rotor.

La figure 4 est une vue en perspective du rotor.

La figure5 est une vueà plus grande échelle d'un marteau suivant la flèche V sur Fig.4.

La figure6, enfin, est une vueà plus grande échelle d'un marteau suivant la flèche VI sur Fig.4.

En se reportant aux dessins, notamment aux figures1 à 3, on peut voir un broyeur1, pour matières végétales, adaptable sur le bras 2 d'un engin3 du type pelle mécanique hydraulique.

Le broyeur1 comprend un stator 4 (voir Fig. 3) formé par une sorte de caisson partiellement cylindrique, d'axe horizontal en position normale de fonctionnement. Un rotor5 est monté rotatif dans le stator 4 autour d'un axe6 horizontal transversal, portéà chacune de ses extrémités par des paliers prévus dans les parois latérales du stator.

Le broyeur1 est de petite taille, en particulier d'une longueur L inférieureà 2 m (dimension suivant une direction horizontale orthogonale à l'axe du rotor), d'une largeur B inférieureà 2 m (dimension suivant une direction horizontale parallèleà l'axe du rotor), et d'une hauteur H inférieureà 1) 80 m.

Une trémie7 est prévue pour l'introduction dans le stator de la matièreà broyer, comme indiqué par la flèche F sur Fig. 3. En position normale de travail, l'ouverture d'entrée de la trémie7 est située en partie haute du broyeur1.

La trémie7 peut être chargée par le godet8 d'une autre pelle mécanique9 (voir Fig. 1), ou par tout moyen de chargement.

La liaison entre le broyeur1 et le bras 2 s'effectue par l'intermédiaire d'un gousset10 fixé sur la paroi supérieure du broyeur1, en avant de la trémie7. Le gousset10 se compose de deux flasques 10a, 10b parallèles écartés l'un de l'autre, fixés, par exemple par soudage,à la paroi supérieure du broyeur1. La hauteur des flasques 10a,10b est plus grande du côté tourné vers l'engin3, pour diminuer suivant un contour concave jusqu'à l'extrémité du flasque éloignée de l'engin3. Les flasques 10a,10b sont traversés par des trous en partie haute de chacune de leurs extrémités, ces trous servant de paliersà des axes respectifs11, 12.

L'extrémité du bras 2 de pelle vient se loger entre les deux flasques 10a,1 Ob et est articulée sur ces flasques par l'axeIl le plus proche de l'engin3. L'axe11 traverse un palier prévu dans le bras 2.

Le bras 2 est en outre reliéà l'autre axe 12 par un système articulé comprenant une biellette13 et un élément de liaison ou tirant 14. La biellette 13 comprend deux branches parallèles 13a,13b situées de part et d'autre du bras 2 et articulées,à une de leurs extrémités, en 13c sur ce bras, en amère de l'axe11. A leur autre extrémité éloignée du bras 2, les branches l3a, 13b sont reliées par un axe15 sur lequel est articulée une extrémité du tirant 14.A son autre extrémité, le tirant 14 est articulé sur l'axe 12.

Le tirant 14 peut être constitué par un profilé en I dont le plan de l'âme est parallèle aux axes11, 12 et qui comporte une échancrure centrale16 à son extrémité articulée sur l'axe15. La bielle13 et le tirant 14 forment un angle au-dessus du bras 2, le sommet de cet angle correspondantà l'axe15.

Le bras 2 de pelle est équipée d'un vérin17 dont le cylindre est articulé sur un axe18 (Fig. 1) prévu vers l'extrémité du bras 2 éloignée de celle équipée du broyeur. La tige du vérin17 est munieà son extrémité voisine du broyeur1 d'une tête19 articulée sur l'axe15 et reçue dans l'échancrure16.

Le système articulé ainsi réalisé constitue un quadrilatère déformable dont les sommets correspondent aux axes11, 12,15 et aux articulations prévues en 13c.

La position normale de travail du broyeur1 avec l'axe du rotor horizontal correspondà une sortie moyenne de la tige du vérin17. En commandant le retrait de la tige du vérin17, on peut faire pivoter le broyeur1 autour de l'axe11 de manièreà placer verticalement l'axe6 du rotor, l'orifice d'entrée de la trémie7 étant alors vertical tourné vers l'engin3, tandis que l'orifice de sortie du broyeur est dans un plan vertical tournéà l'opposé de l'engin3.

En commandant la sortie de la tige du vérin17 à partir de la position de Fig. 2, on peut faire pivoter le broyeur1 autour de l'axe11 dans le sens opposé, de sorte que l'axe6 du rotor soit vertical avec l'entrée de la trémie7 à l'opposé de l'engin3 et la sortie du broyeur tourné vers l'engin3.

Le rotor5, comme visible sur Fig. 4, est constitué d'une pluralité de disques 20 parallèles coaxiaux, juxtaposés. Chaque disque 20 comporte,à sa périphérie, des marteaux ou fléaux 21 coupants par leurs bordures 22, qui s'étendent parallèlementà l'axe géométrique de rotation du rotor5. Chaque marteau 21 comporte un manchon23 engagé dans un logement de la périphérie du disque 20 et traversé par un axe 24 porté par le disque 20. Le marteau 21 est retenu par cet axe 24 tout en pouvant osciller librement autour de cet axe.

Les marteaux 21 d'un disque sont répartisà la périphérie du disque suivant un pas angulaire approprié. Les marteaux d'un disque sont décalés angulairement d'un demi-pas par rapport aux marteaux du disque adjacent, La disposition des marteaux sur l'ensemble du rotor est équilibrée statiquement et dynamiquement.

Le broyeur1 ne comporte pas de source d'énergie propreà assurer de manière autonome l'entrâmement du rotor5. Cet entraînement est assuré par un moteur hydraulique25 prévu dans le broyeur1 pour être branché, par des moyens de connexionC, comprenant par exemple des flexibles, sur la centrale hydraulique (non représentée) de l'engin3. Le moteur25, selon Fig. 4, est disposé avec son arbre de sortie parallèleà l'arbre6 du rotor. Un arbre de transmission26 avec cardan est prévu entre la sortie du moteur25 et une première poulie27. Une autre poulie 28, de diamètre inférieurà celui de la poulie27, est montée en bout d'arbre6 du rotor. Une courroie29 assure la transmission du mouvement de rotation de la poulie27 à la poulie28.

L'ensemble est prévu pour entraîner en rotation le rotor5 à grande vitesse, de l'ordre de 2000 tours/mn.

Comme visible sur Fig. 3, au-dessous du rotor5 le stator 4 comporte une tôle galbée30 convexe vers l'extérieur, qui correspond au passage des matériaux depuis la trémie7 jusqu'à la sortie. Le rotor5, selon la représentation de Fig. 3, tourne dans le sens contraire d'horloge comme indiqué par la flèche R. Une tôle31 sensiblement horizontale prolonge le broyeur vers l'avant et recouvre un orifice de sortie32. La tôle 31 se raccordeà un retour33 en équerre, formant bordure de l'ouverture de sortie32. En raison de la vitesse de rotation du rotor5 et de l'action des marteaux 21> les matériaux broyés sont projetés contre la tôle31 et le retour en équerre33. La projection des matériaux contre la tôle31 ou le retour33 crée un éclatement des particules de bois.

La tôle galbée30 au-dessous du rotor a une épaisseur de l'ordre de15 mm; les tôles correspondantà la sortie: tôle horizontale31 et retour en équerre32 ont une épaisseur plus faible, de l'ordre de10 mm.

Des chaînes 34 sont accrochées en partie basse du retour33 et pendent verticalement en entourant l'orifice de sortie32. Les chaînes 34 évitent les projections de matériau broyé. La sortie du matériau broyé se fait directementà terre, les chaînes 34 frottant contre le sol.

En cas de coincement des matériaux dans la trémie7, pour dégager la matière il suffit de man#uvrer le vérin17 du bras 2 pour faire pivoter le broyeur1 autour de l'axe11 de façon que l'entrée de la trémie7 au lieu d'être horizontale devienne verticale et facilement accessible.

Pour réaliser un compost permettant de faire de la culture biologiqueà partir de matières végétales broyées, on procède comme suit. Le broyeur1, facilement transportable, est amené sur un chantier, par exemple un chantier d'élagage, où des débris de matières végétales sont produits. Le broyeur1 est monté sur le bras 2 d'une pelle mécanique3 généralement présente sur le chantier. Le moteur hydraulique 25 du broyeur1 est reliéà la centrale hydraulique de l'engin3 de manière que le rotor5 puisse être entraîné en rotation. Les matières végétales, fraîchement coupées, sont introduites dans la trémie7 et sont transformées, par broyage, en une masse globalement homogène qui est mise en tas, en particulier sous forme d'andains, par déplacement de l'engin3 et du broyeur1 qui rejette la masse broyéeà terre. Les matières végétales soumises au broyage étant relativement ftaîches, les bactéries peuvent se nourrir de la sève du bois et attaquer le c#ur même du bois pendant le traitement de fermentation.

Après un temps de fermentation de troisà quatre mois, avec arrosage éventuel de tempsà autre, la masse est reprise dans le broyeur1 et remise en tas pendant un temps plus court, par exemple de l'ordre d'un mois avant d'être mélangéeà de la terre pour former un compost de haute qualité permettant notamment de la culture biologique.

Le broyeur selon l'invention nécessite un investissement nettement plus faible (de l'ordre de10 fois plus faible) que celui des grosses machines autonomes connuesà ce jour. Ce broyeur peut être aisément déplacé d'un pointà un autre pour traiter économiquement sur place, même en faible quantité, un matériau frais conduisantà un compost de qualité. On évite le transport et le stockage avant broyage des matières végétales. Ce broyeur peut convenirà des collectivités de petite taille.

Claims

IRIEVENDICATIONS 1. Broyeur pour matières végétales, comprenant un stator (4) dans lequel est monté un rotor(5) muni de marteaux (21), une trémie(7) étant prévue pour l'introduction des matières dans le stator, tandis qu'une sortie(32) est prévue pour l'évacuation des matières broyées, caractérisé par le fait qu'il est d'une taille suffisamment réduite pour être adaptable sur un engin(3) équipé d'une source motrice, qu'il est dépourvu d'un entraînement autonome, et qu'il comporte des moyens de connexion(C) pour assurer l'entraînement du rotor(5) à partir de la source motrice de l'engin. 2. Broyeur selon la revendication1, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour être adaptable sur le bras (2) d'une pelle mécanique(3). 3. Broyeur selon la revendication1 ou 2, caractérisé par le fait que la longueur (L) et la largeur (B) du broyeur sont inférieuresà 2 mètres, tandis que sa hauteur (H) est inférieureà 1,80 mètre. 4. Broyeur selon l'une des revendications1 à 3, destinéà être monté sur un engin équipé d'une centrale hydraulique, caractérisé par le fait qu'il comporte un moteur hydraulique(25) pour l'entraînement du rotor(5), et que les moyens de connexion(C) sont prévus pour relier le moteur hydrauliqueà la centrale hydraulique de l'engin. 5. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'axe de rotation du rotor(5) est horizontal, que l'alimentation du broyeur en matériau de base s'effectue par une simple trémie(7) prévue en partie haute du stator (4), et que la sortie du matériau broyé s'effectue par une ouverture(32) laissant tomber le matériauà terre. 6. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la vitesse de rotation du rotor(5) est de l'ordre de 2000 tours par minute. 7. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rotor(5) est constitué d'une pluralité de disques (20) parallèles coaxiaux, chaque disque (20) portantà sa périphérie des marteaux (21) coupants par leur bordure, les marteaux (21) d'un disque étant décalés angulairement par rapportà ceux (21) du disque adjacent. 8. Broyeur selon la revendication7, caractérisé par le fait que les marteaux (21) sont montés librement rotatifs autour d'axes (24) portés par les disques (20). 9. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une tôle galbée(30) est disposée au-dessous du rotor(5) et correspond au passage du matériau depuis la trémie(7) jusqu'à la sortie, et une tôle(3 1) sensiblement horizontale est prévue au- dessus de la sortie(32) et se raccordeà un retour en équerre(33). 10. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est liéà un bras (2) de pelle par des moyens d'accrochage(10, 11, 12,13, 14,15, 17) permettant de faire passer le broyeur d'une position normale de travail pour laquelle le rotor(5) a son axe horizontal,à au moins une position extrême pour laquelle le broyeur a son axe de rotor vertical. 11. Broyeur selon la revendication10, caractérisé par le fait que deux positions extrêmes de pivotement sont permises par les moyens d'accrochage, positions dans lesquelles le broyeur(1) a son axe(6) de rotor vertical, tandis qu'au milieu de la course de déplacement du broyeur, le rotor(5) a son axe(6) horizontal. 12. Broyeur selon l'une des revendications10 ou11, caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage entre le broyeur adaptable(1) et le bras (2) de pelle comprennent un gousset(10) à deux flasques (10a,1 Ob), prévu sur le broyeur; que l'extrémité du bras (2) de pelle vient se loger entre les deux flasques (10a,10b) et est raccordée par un axe(l 1) traversant les flasques et l'extrémité du bras; qu'une biellette (13) constituée de deux branches parallèles (13a,13b) est articulée sur le bras (2) au voisinage de son extrémité, les extrémités des branches de la biellette éloignées de l'articulation sur le bras étant reliées par un axe (15) sur lequel est articulé, d'une part, un vérin(l 7) du bras de pelle et, d'autre part, l'extrémité d'un tirant (14) dont l'autre extrémité (12) est articulée sur les flasques (10a,1 Ob) du gousset. 13. Procédé pour réaliser un compost de bonne qualité, caractérisé par le fait que l'on assure, dans un broyeur selon l'une des revendications1 à 12, un broyage de matières végétales qui viennent d'être coupées, et que les conditions de broyage sont telles que, au moins pour la partie bois, le matériau est suffisamment éclaté pour que les bactéries puissent se nourrir de la sève du bois et attaquer le c#ur même du bois.