FR3002744A1 - Dispositif de melange de materiaux broyes, notamment de materiaux issus de matelas en vue de leur recyclage - Google Patents

Abstract

Le dispositif (10) de mélange comporte une enceinte (12), notamment délimitée par une paroi supérieure (12A) et des parois latérales (12B), dans laquelle sont disposés les matériaux, ladite enceinte (12) comprenant un organe (14) d'entrée de matériaux dans cette enceinte (12). Il comporte des moyens (18) de dispersion, dans l'enceinte (12), des matériaux entrant dans cette enceinte (12).

Description

Dispositif de mélange de matériaux broyés, notamment de matériaux issus de matelas en vue de leur recyclage La présente invention concerne un dispositif de mélange de matériaux broyés, notamment de matériaux issus de matelas en vue de leur recyclage. On connaît déjà dans l'état de la technique, notamment d'après FR 2 963 256, des procédés de recyclage de matelas, au cours desquels les matériaux constituants les matelas à recycler sont broyés au moyen d'un dispositif de broyage adapté. Ces matériaux peuvent être distingués en plusieurs familles de matériaux différents. En particulier, on distingue une première famille, rassemblant les matériaux de base ne contenant pas de fibres textiles et contenant majoritairement du polyuréthane. Dans cette première famille, on trouve essentiellement des âmes des matelas en mousse, et des chutes de fabrication de matelas en mousse de polyuréthane.

On distingue par ailleurs une seconde famille, rassemblant les matériaux de base contenant majoritairement du latex. Dans cette seconde famille, on trouve essentiellement des âmes de matelas en latex. Enfin, on distingue une troisième famille, rassemblant les matériaux de base contenant des fibres textiles. Dans cette troisième famille, on trouve essentiellement des revêtements textiles de matelas et de sommiers. Ces matériaux sont généralement des matériaux multi couches, dont certaines couches sont en textile et d'autres couches sont par exemple en mousse de polyuréthane, en ouate, etc. Au total, ces matériaux comportent par exemple entre 15 et 25 % de fibres textiles, le reste étant constitué de mousse ou d'autres substances.

Comme indiqué précédemment, ces matériaux sont broyés en vue de leur recyclage. Pour leur broyage, les différentes familles de matériaux sont traitées séparément. Les première et seconde familles de matériaux sont traitées par le même type de machine, mais séparément. Ces matériaux se présentent initialement sous forme de blocs, et sont ensuite broyés en éléments de formes cubiques, de granulométrie comprise entre 8 et 18 mm. Cette opération de broyage est effectuée généralement en deux temps. Dans un premier temps, les blocs sont coupés en tranches par des lames, par exemple dans une machine de type guillotine, et dans un second temps, les tranches sont réduites en éléments de petite taille, par exemple dans un granulateur à monorotor équipé de couteaux et de trémies de calibrage.

La troisième famille de matériaux est quant à elle traitée dans une coupeuse équipée de couteaux fixes et/ou de couteaux mobiles. Les matériaux sortent de cette coupeuse sous la forme de morceaux coupés, destinés à être ensuite effilochés. Le recyclage prévoit ensuite le mélange d'une ou plusieurs familles de matériaux broyés. Des quantités prédéterminées de matériaux broyés des différentes familles sont mélangées les unes aux autres, ces quantités étant choisies en fonction du produit final à obtenir. D'autres matériaux peuvent également être ajoutés au mélange. Par exemple, un mélange de fibres bi-composantes, ou une quantité supplémentaire de fibres textiles, peut être ajouté au mélange, en fonction du produit fini à produire. Il est également possible d'ajouter au mélange des additifs choisis en fonction de la nature du produit fini, par exemple un produit anti-acariens ou anti-feu. Une fois ce mélange réalisé, on produira par exemple une nappe d'un matériau de type non tissé. Ledit mélange de matériaux broyés est réalisé au moyen d'un dispositif de mélange adapté. En particulier, on connaît déjà, dans l'état de la technique, un dispositif de mélange comportant une enceinte, notamment délimitée par une paroi supérieure et deux parois latérales, dans laquelle sont disposés les matériaux broyés à mélanger. A cet effet, ce dispositif comporte un organe d'entrée de matériaux dans l'enceinte, sous la forme d'un tuyau flexible qui peut se déplacer le long d'un rail, venant déposer le matériau en différents tas sur une bande de convoyage disposée au fond de l'enceinte. Dans certains cas, le mélange effectué par ce dispositif n'est pas homogène, des matériaux de certaines familles restant par endroits agglomérés sans se mélanger correctement avec des matériaux d'autres familles.

Il peut en résulter des défauts d'homogénéités de la nappe de non-tissé fabriquée suite à ce mélange de matériaux, de sorte que cette nappe présente des zones de densités différentes, ce qui n'est pas souhaitable. L'invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en fournissant un dispositif de mélange permettant d'obtenir un mélange homogène des différents matériaux broyés. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un dispositif de mélange de matériaux, notamment de matériaux broyés issus de matelas à recycler, comportant une enceinte, notamment délimitée par une paroi supérieure et des parois latérales, dans laquelle sont disposés les matériaux, ladite enceinte comprenant un organe d'entrée de matériaux dans cette enceinte, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de dispersion, dans l'enceinte, des matériaux entrant dans cette enceinte.

Dans la présente description, le terme « dispersion » signifie que les matériaux entrant dans l'enceinte sont projetés dans différentes directions. Grâce aux moyens de dispersion, les matériaux sont dispersés dans toute l'enceinte plutôt que disposés en différents tas, si bien que les matériaux d'une même famille sont séparés en étant projetés dans des directions différentes, si bien que les matériaux d'une même famille ne restent pas agglomérés, mais se mélangent de manière optimale avec des matériaux d'autres familles. Avantageusement, le dispositif de mélange selon l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables. - Les moyens de dispersion comportent un élément rotatif, propre à coopérer avec les matériaux entrant dans l'enceinte à travers l'organe d'entrée, pour projeter ces matériaux dans l'enceinte. - L'organe d'entrée forme l'élément rotatif, cet organe d'entrée présentant la forme d'un tuyau rigide s'étendant entre une première extrémité reliée à la paroi supérieure de l'enceinte par une liaison pivot et communiquant avec un conduit extérieur d'arrivée de matériaux, et une seconde extrémité libre débouchant selon une direction formant un angle inférieur à 90° avec la paroi supérieure, de préférence inférieur à 45°, ladite direction étant encore de préférence sensiblement parallèlement à la paroi supérieure. - L'élément rotatif est formé par un bras s'étendant longitudinalement entre une première extrémité reliée à la paroi supérieure de l'enceinte par une liaison pivot, et une seconde extrémité libre, ledit bras s'étendant sensiblement parallèlement à ladite paroi supérieure de l'enceinte, et dans lequel l'organe d'entrée débouche au dessus du bras rotatif, de façon à imposer aux matériaux entrant dans l'enceinte par cet organe d'entrée une trajectoire d'entrée passant par une trajectoire rotative du bras. - Les moyens de dispersion comportent un organe de projection d'air comprimé, débouchant dans l'enceinte, de préférence à travers la paroi supérieure de l'enceinte. - Le dispositif de mélange comporte une première bande de convoyage disposée dans l'enceinte, sensiblement parallèle à la paroi supérieure de l'enceinte, destinée à recevoir les matériaux dispersés dans l'enceinte, et à les convoyer jusqu'à une extrémité de cette première bande de convoyage. - Le dispositif de mélange comporte une seconde bande de convoyage inclinée, s'étendant entre une première extrémité basse disposée à proximité de ladite extrémité de la première bande de convoyage, pour en recevoir les matériaux, et une seconde extrémité haute. - La seconde bande de convoyage est munie de cloisons perpendiculaires à la bande, disposées parallèlement les unes par rapport aux autres. - Le dispositif de mélange comporte une bande transporteuse, destinée à recevoir les matériaux provenant de la seconde bande de convoyage, et à les convoyer jusqu'à une ouverture de sortie de l'enceinte, ménagée dans une paroi latérale de cette enceinte. - Le dispositif de mélange comporte une trémie d'évacuation, disposée entre la seconde extrémité haute de la seconde bande de convoyage et la bande transporteuse, destinée à guider les matériaux y transitant par gravité depuis cette seconde extrémité haute et la bande transporteuse. - Le dispositif de mélange comporte des moyens d'aspiration, agencés à l'ouverture de sortie, destinés à aspirer les matériaux convoyés par la bande transporteuse jusqu'à cette ouverture de sortie. - La bande transporteuse est munie d'au moins un capteur de mesure d'une quantité de matériaux sur cette bande transporteuse, l'activation de la bande transporteuse étant commandée en fonction de la quantité de matériaux mesurée. - La bande transporteuse est munie d'au moins un capteur de mesure d'une quantité de matériaux sur cette bande transporteuse, les activations de la bande transporteuse et des moyens d'aspiration étant commandées en fonction de la quantité de matériaux mesurée.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant à une figure unique représentant schématiquement un dispositif de mélange de matériaux selon un exemple de mode de réalisation de l'invention. On a représenté, sur la figure unique, un dispositif 10 de mélange de matériaux broyés, notamment de matériaux issus de matelas à recycler. Un tel dispositif de mélange est utilisé dans le cadre d'un procédé de recyclage, par exemple tel que celui décrit précédemment. Le dispositif de mélange 10 comporte une enceinte 12 destinée à recevoir des matériaux préalablement broyés.

Dans l'exemple décrit, l'enceinte 12 présente la forme d'un parallélépipède. Ainsi, cette enceinte 12 est délimitée par une paroi supérieure 12A, des parois latérales 12B, et une paroi inférieure 12C. L'enceinte 12 est munie d'un organe 14 d'entrée de matériaux dans cette enceinte 12. Cet organe d'entrée 14 est alimenté en matériaux par un conduit extérieur 16 d'arrivée de matériaux, débouchant dans l'organe d'entrée 14.

Ce conduit extérieur d'arrivée 16 est par exemple relié en amont à des doseurs, non représentés, fournissant chacun des matériaux broyés d'une famille respective de matériaux, en vue de mélanger ces matériaux dans le dispositif de mélange 10. Les quantités de matériaux de chaque famille dépendent du produit que l'on souhaite fabriquer avec ces matériaux mélangés. Par exemple, on peut prévoir un mélange comprenant, en poids, entre 60 et 90% de mousse de polyuréthane (première famille), entre 2 et 15% de fibres textiles (troisième famille), et entre 5 et 20% de mélange de fibres bi-composantes additionnelles. Conformément à un autre exemple, on peut prévoir un mélange comprenant, en poids, entre 45 et 75% de mousse de polyuréthane (première famille), entre 5 et 25% de latex (seconde famille), entre 1 et 10% de fibres textiles (troisième famille), et entre 5 et 25% de mélange de fibres bi-composantes additionnelles. Conformément à un autre exemple, on peut prévoir un mélange comprenant, en poids, entre 35 et 65% de mousse de polyuréthane (première famille), entre 15 et 35% de latex (seconde famille), entre 1 et 8% de fibres textiles (troisième famille), et entre 10 et 30% de mélange de fibres bi-composantes additionnelles. Afin de permettre un mélange optimal des matériaux, le dispositif de mélange 10 comporte des moyens 18 de dispersion dans l'enceinte 12 des matériaux entrant dans cette enceinte 12. Comme indiqué précédemment, le terme « dispersion » signifie que les matériaux entrant dans l'enceinte 12 sont projetés dans différentes directions. Différents moyens de dispersion 18 peuvent être envisagés pour projeter les matériaux dans différentes directions. Ces différents moyens de dispersion 18 peuvent équiper le dispositif de mélange 10 seuls, ou selon toute combinaison techniquement envisageable.

En particulier, on peut prévoir des moyens de dispersion 18 comportant notamment un élément rotatif, mobile en rotation autour d'un axe, propre à coopérer avec les matériaux entrant dans l'enceinte 12 à travers l'organe d'entré 14 pour projeter ces matériaux dans l'enceinte 12 dans différentes directions de projection. Lesdites directions de projection dépendent de la direction angulaire de l'élément rotatif autour de son axe.

Dans l'exemple représenté, l'élément rotatif est formé par l'organe d'entrée 14. A cet effet, l'organe d'entrée 14 présente la forme d'un tuyau rigide s'étendant entre une première extrémité 14A, reliée à la paroi supérieure 12A de l'enceinte 12 par une liaison pivot et communiquant avec le conduit extérieur 16 d'arrivée de matériaux, et une seconde extrémité libre 14B débouchant sensiblement parallèlement à la paroi supérieure 12A. En d'autres termes, l'organe d'entré 14 forme un tuyau rigide en forme de L.

En variante, l'organe d'entrée 14 pourrait présenter une forme telle que la seconde extrémité libre 14B débouche selon une direction formant un angle strictement inférieur à 90° avec la paroi supérieure 12A, de préférence inférieur à 45° Cet organe d'entré 14 est entrainé en rotation autour d'un axe perpendiculaire à la paroi supérieure 12A, par exemple par un moteur 20 entrainant en rotation l'organe d'entrée 14 par un système classique d'engrenages. Conformément au mode de réalisation décrit, les moyens de dispersion 18 comportent également un organe 22 de projection d'air comprimé, débouchant dans l'enceinte 12, de préférence à travers la paroi supérieure 12A. Cet organe de projection d'air comprimé 22 permet de souffler un fort flux d'air dans l'enceinte 12, générant ainsi de fortes turbulences dans cette enceinte 12. Ces fortes turbulences ont pour effet de faire s'envoler les matériaux dans l'enceinte 12, projetant ainsi ces matériaux dans diverses directions de projection. Ainsi, ces turbulences permettent une dispersion supplémentaire des matériaux dans l'enceinte 12.

Par ailleurs, l'enceinte 12 comporte, au dessus de la paroi inférieure 12C, une première bande de convoyage 24, disposée dans l'enceinte 12 sensiblement parallèlement aux parois supérieure 12A et inférieure 12C. Cette première bande de convoyage 24 est destinée à recevoir les matériaux dispersés dans l'enceinte 12.

Afin de récupérer les matériaux mélangés, le dispositif de mélange 10 comporte une seconde bande de convoyage 28 inclinée, s'étendant entre une première extrémité basse 28A, disposée à proximité de la première bande de convoyage 24 pour recevoir les matériaux convoyés par cette première bande de convoyage 24, et une seconde extrémité haute 28B, reliée à des moyens de récupération des matériaux mélangés en vue de leur utilisation ultérieure, par exemple pour la fabrication d'une nappe de non-tissé. Avantageusement, la seconde bande de convoyage 28 est munie de cloisons 30 perpendiculaires à cette bande, disposées parallèlement les unes par rapport aux autres. Ces cloisons 30 permettent notamment de maintenir les matériaux sur cette seconde bande 28 malgré son inclinaison.

Dans l'exemple représenté, les moyens de récupération comportent une trémie d'évacuation 32, agencée à l'extrémité haute 28B de la seconde bande de convoyage 28, pour la récupération des matériaux à cette extrémité haute 28B. Ainsi, ces matériaux, entraînés jusqu'à l'extrémité haute 28B par le défilement de la bande de convoyage 28, tombent dans la trémie d'évacuation 32 par gravité.

Une bande transporteuse de sortie 34 est agencée en dessous de la trémie d'évacuation 32, pour recevoir les matériaux transitant dans cette trémie d'évacuation 32 sous l'effet de la gravité. Un passage 36 de sortie est ménagé dans une paroi latérale 12B de l'enceinte 12 à une extrémité de cette bande transporteuse de sortie 34, de sorte que bande transporteuse de sortie 34 est propre à convoyer les matériaux mélangés jusqu'à ce passage de sortie 36. Des moyens d'aspiration 38 sont reliés à ce passage de sortie 36, pour aspirer les matériaux mélangés qui y sont présentés.

Avantageusement, la bande transporteuse de sortie 34 est pourvue de capteurs mesurant la quantité de matériaux disposée sur cette bande transporteuse 34. Le défilement de cette bande transporteuse de sortie 34 et les moyens d'aspiration 38 sont activés en fonction de la quantité de matériaux mesurée, notamment lorsque cette quantité est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée. Par exemple, la bande transporteuse de sortie 34 et les moyens d'aspiration 38 sont alors activés pendant une durée prédéterminée, permettant l'évacuation d'une quantité de matériaux égale à ladite valeur prédéterminée. Ainsi, on assure une évacuation progressive et homogène des matériaux, sensiblement la même quantité de matériaux étant évacuée chaque fois que les moyens d'aspiration 38 sont activés. On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, et pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications. En particulier, on pourrait prévoir un organe d'entrée 14 fixe, les moyens de dispersion comportant alors uniquement l'organe 22 de projection d'air comprimé. Dans ce cas, avantageusement, la seconde extrémité libre 14B de l'organe d'entrée 14 débouche selon une direction passant par le flux d'air sortant de l'organe de projection d'air 22. On peut également envisager un dispositif de mélange 10 ne comportant pas d'organe 22 de projection d'air comprimée, mais uniquement un élément rotatif pour la dispersion des matériaux entrant dans l'enceinte 12. On peut également imaginer un élément rotatif formé par un bras s'étendant longitudinalement entre une première extrémité reliée à la paroi supérieure 12A de l'enceinte 12 par une liaison pivot, et une seconde extrémité libre, ledit bras s'étendant sensiblement parallèlement à la paroi supérieure 12A de l'enceinte 12. Dans ce cas, l'organe d'entrée 14 débouche au dessus de ce bras rotatif, de façon à imposer aux matériaux entrant dans l'enceinte à travers cet organe d'entrée, une trajectoire d'entrée passant par une trajectoire rotative du bras. Ainsi, les matériaux entrant en contact avec ce bras sont projetés dans l'enceinte 12, permettant ainsi leur dispersion. Conformément à une autre variante envisageable, le dispositif de mélange ne comporte qu'une bande de convoyage logée dans l'enceinte, convoyant les matériaux jusqu'au passage de sortie ménagé dans une paroi latérale de l'enceinte. Dans ce cas, des moyens de récupération des matériaux (comprenant par exemple une seconde bande de convoyage inclinée, une trémie et une bande transporteuse) sont logés à l'extérieur de l'enceinte.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de mélange de matériaux broyés, notamment de matériaux issus de matelas à recycler, comportant une enceinte (12), notamment délimitée par une paroi supérieure (12A) et des parois latérales (12B), dans laquelle sont disposés les matériaux, ladite enceinte (12) comprenant un organe (14) d'entrée de matériaux dans cette enceinte (12), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (18) de dispersion, dans l'enceinte (12), des matériaux entrant dans cette enceinte (12).
2. 2. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de dispersion (18) comportent un élément rotatif, propre à coopérer avec les matériaux entrant dans l'enceinte à travers l'organe d'entrée (14), pour projeter ces matériaux dans l'enceinte (12).
3. 3. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 2, dans lequel l'organe d'entrée (14) forme l'élément rotatif, cet organe d'entrée (14) présentant la forme d'un tuyau rigide s'étendant entre une première extrémité (14A) reliée à la paroi supérieure (12A) de l'enceinte (12) par une liaison pivot et communiquant avec un conduit extérieur (16) d'arrivée de matériaux, et une seconde extrémité libre (14B) débouchant selon une direction formant un angle inférieur à 90° avec la paroi supérieure (12A), de préférence inférieur à 45°, ladite direction étant encore de préférence sensiblement parallèlement à la paroi supérieure (12A).
4. 4. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 2, dans lequel l'élément rotatif est formé par un bras s'étendant longitudinalement entre une première extrémité reliée à la paroi supérieure (12A) de l'enceinte (12) par une liaison pivot, et une seconde extrémité libre, ledit bras s'étendant sensiblement parallèlement à ladite paroi supérieure (12A) de l'enceinte, et dans lequel l'organe d'entrée (14) débouche au dessus du bras rotatif, de façon à imposer aux matériaux entrant dans l'enceinte par cet organe d'entrée (14) une trajectoire d'entrée passant par une trajectoire rotative du bras.
5. 5. Dispositif de mélange (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de dispersion (18) comportent un organe (22) de projection d'air comprimé, débouchant dans l'enceinte (12), de préférence à travers la paroi supérieure (12A) de l'enceinte (12).
6. 6. Dispositif de mélange (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une première bande de convoyage (24) disposée dans l'enceinte (12), sensiblement parallèle à la paroi supérieure (12A) de l'enceinte (12), destinée à recevoir les matériaux dispersés dans l'enceinte (12), et à les convoyer jusqu'à une extrémité de cette première bande de convoyage (24).
7. 7. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 6, comportant une seconde bande de convoyage (28) inclinée, s'étendant entre une première extrémité basse (28A) disposée à proximité de ladite extrémité de la première bande de convoyage (24), pour en recevoir les matériaux, et une seconde extrémité haute (28B).
8. 8. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 7, dans lequel la seconde bande de convoyage (28) est munie de cloisons (30) perpendiculaires à la bande, disposées parallèlement les unes par rapport aux autres.
9. 9. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 7 ou 8, comportant une bande transporteuse (34), destinée à recevoir les matériaux provenant de la seconde bande de convoyage (28), et à les convoyer jusqu'à une ouverture (36) de sortie de l'enceinte (12), ménagée dans une paroi latérale (12B) de cette enceinte (12).
10. 10. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 9, comportant une trémie d'évacuation (32), disposée entre la seconde extrémité haute (28B) de la seconde bande de convoyage (28) et la bande transporteuse (34), destinée à guider les matériaux y transitant par gravité depuis cette seconde extrémité haute (28B) et la bande transporteuse (34).
11. 11. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 9 ou 10, comportant des moyens (38) d'aspiration, agencés à l'ouverture de sortie (36), destinés à aspirer les matériaux convoyés par la bande transporteuse (34) jusqu'à cette ouverture de sortie (36).
12. 12. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la bande transporteuse (34) est munie d'au moins un capteur de mesure d'une quantité de matériaux sur cette bande transporteuse (34), l'activation de la bande transporteuse (34) étant commandée en fonction de la quantité de matériaux mesurée.
13. 13. Dispositif de mélange (10) selon la revendication 11, dans lequel la bande transporteuse (34) est munie d'au moins un capteur de mesure d'une quantité de matériaux sur cette bande transporteuse (34), les activations de la bande transporteuse (34) et des moyens d'aspiration (38) étant commandées en fonction de la quantité de matériaux mesurée.