WO2008129183A2 - Appareil de broyage de pieces non metalliques - Google Patents

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Definitions

  • the invention more particularly relates to a means for detecting the presence of conductive material parts, therefore metallic, within such an apparatus.
  • These grinding devices are traditionally constituted by at least one rotating shaft provided with radial teeth or rotating blades, intended to cooperate with teeth, fixed counterblades or complementary equivalent systems, such as combs, to ensure shredding. and grinding the non-metallic parts in question.
  • document FR A 2,700,278 describes a feed system for a non-metal part grinding apparatus.
  • This system is provided with a device for detecting metal parts consisting of a bar disposed longitudinally within the machine, and electrically insulated from the frame of the latter. A circuit is closed when a metal piece is both in contact with the bar and the frame.
  • FR-A-2 855 986 describes a more advanced device for grinding non-metallic parts, this time integrating a system for detecting metal parts.
  • This detection system consists of an electrical circuit, the two terminals are formed within fixed combs secured to the mill receptacle, the upper face of said combs being electrically isolated from the rest of the comb, and obviously carried to a different potential . In doing so, when a metal piece comes into contact with the two parts of the comb, it closes the electrical circuit and causes a corollary immediate shutdown or rotors which is provided with this grinding device.
  • this detection device fulfills its role satisfactorily, it turns however relatively complex to implement due in particular to the relatively complex structure of the combs implemented.
  • the detection of metal parts that may be located inside a grinding apparatus is also effected by closing an electrical circuit.
  • the latter is this time constituted: • on the one hand, by the rotor present in each of the grinding apparatus, and provided with blades that are secured to it, as well as by the receptacle proper within which are conveyed parts in plastics to grind, "and secondly, by the fixed against-blades, secured to said receptacle.
  • the rotor, the moving blades and the receptacle are brought to a determined potential, and in this case to mass, the fixed counterblades being brought to a different potential, and in this case different zero by any means, said fixed counterblades being electrically isolated from the receptacle at which they are secured.
  • the fixed, electrically conductive counterblades are provided with a dielectric means, to ensure their effective fixation within the receptacle, and generally the frame defining said receptacle, without being in electrical contact with the latter.
  • this electrical circuit is directly connected to the control unit of the control unit.
  • the control unit stops the rotation of the motorized shaft and signals the fault.
  • This signal then allows the operator to know the origin of the shutdown of the device.
  • This signal may consist, depending on the embodiment chosen, either a light indicator or a message on a device type screen. The operator must then remove the metal part at the origin of the short circuit to be able to reactivate the operation of the device.
  • Figure 1 is a schematic representation in cross section of a grinder according to the invention.
  • the description which follows is more particularly directed towards a grinding apparatus for non-metallic parts at high speed.
  • it relates to rotational speeds of the rotor, hereinafter described in greater detail, greater than or equal to 100 revolutions per minute.
  • the invention is also applicable to all types of grinding apparatus including those at low speed.
  • the grinding apparatus comprises a fixed frame (1), defining an upper receptacle (2) in which non-metallic parts are conveyed, and in particular plastic material that one wants to grind.
  • plastic parts can be of all origins, but obviously for the sake of recycling the parts in question conveyed to the mill are made of the same plastic material.
  • movable blades are intended to cooperate with fixed counterblades (7, 8), formed in the frame, emerging in the upper receptacle (2), and whose cutting edge is directed in an antagonistic manner with respect to the cutting edge of the movable blades (6), as can be seen in Figure 1 and in a known manner.
  • this rotor provided with its movable blades in cooperation with these fixed counter-blades which makes it possible to cause the shredding and grinding of the non-metallic parts, until these reach a dimension less than through holes of the grid (4).
  • the rotor (5), and therefore corollary movable blades (6) are grounded, and therefore at a potential equal to or close to zero Volt.
  • the entire frame, and therefore corollary the receptacle (2) is also grounded.
  • the fixed counterblades (7, 8) are also made of an electrically conductive material, and are in particular made of steel.
  • said fixed counterblades (7, 8) are coated on their two main faces, or even more generally, on their faces intended for come into contact with the frame or the receptacle to allow them to be secured to the latter, a layer of an insulating material, and for example a thermoplastic, such as polyurethane.
  • This insulating material may also be constituted by a ceramic.
  • the insulating coating of said fixed counterblades (7, 8) does not extend at the level of the active zone of said blades emerging within the receptacle, that is to say at the level of the zone cooperating with the movable blades. (6) for the purpose of shredding the plastic material, so as to allow the realization, at this level, of the closure of the electric circuit thus formed in the hypothesis of the presence at this level of a metal part, such as a screw, a bolt, a rivet, etc.
  • This electronic card also ensures the powering up of the fixed counterblades. It detects, as already said, the potential drop in case of closure of the electrical circuit, and in this case, induces the shutdown of the rotor actuating motor, or even causes the actuation of a brake of the shaft motor, for example via a switch MOSFET type. In addition, this card allows the adjustment of the detection sensitivity.

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Abstract

Cet appareil de broyage de pièces non métalliques comporte au moins un arbre tournant motorisé ou rotor (5) au sein d'un réceptacle (2) de recueil des pièces non métalliques à broyer, ledit arbre (5) étant pourvu d'une pluralité de dents ou lames mobiles (6) destinées à déchiqueter et broyer lesdites pièces non métalliques, en coopération avec des contre-lames fixes (7, 8) solidarisées au réceptacle (2). L'arbre tournant motorisé ou rotor (5), les lames mobiles (6) et le réceptacle (2) sont conducteurs électriques et en continuité électrique et sont portés à la masse. Les contre-lames fixes (7, 8) sont également conductrices de l'électricité, mais sont isolées électriquement du réceptacle (2) auquel elles sont solidarisées, et sont portées à un potentiel différent de zéro. Ce faisant, on constitue un circuit électrique, susceptible d'être fermé par une pièce métallique venant en contact simultanément avec l'une desdites contre-lames fixes (7, 8) et soit le réceptacle (2), soit le rotor (5), soit l'une des lames mobiles (6), la fermeture dudit circuit engendrant l'arrêt de la rotation du rotor (5), voire l'activation d'un moyen de freinage de l'organe d'activation en rotation dudit rotor.

Description

APPAREIL DE BROYAGE DE PIECES NON METALLIQUES
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte au secteur du recyclage de matériaux non métalliques, et notamment de matières plastiques. Elle concerne ainsi un appareil de broyage de pièces non métalliques destiné à réduire en entités de petites ou de très petites dimensions des pièces en matière plastique notamment.
L'invention concerne plus particulièrement un moyen de détection de la présence de pièces en matériau conducteur, donc métallique, au sein d'un tel appareil.
ETAT ANTÉRIEURDE LA TECHNIQUE
Le recyclage des pièces en matière plastique existe depuis maintenant relativement longtemps. Ce recyclage passe par une étape de broyage des pièces en question au sein de dispositifs appropriés, destinée à générer des granulés ou des particules de plus petites dimensions aux fins d'être refondues pour être réutilisées par exemple dans des filières d'extrusion ou des presses à injection.
Ces dispositifs de broyage sont traditionnellement constitués d'au moins un arbre rotatif pourvu de dents radiales ou de lames rotatives, destinées à coopérer avec des dents, des contre-lames fixes ou des systèmes équivalents complémentaires, tels que des peignes, pour assurer le déchiquetage et le broyage des pièces non métalliques en question.
II arrive cependant que des pièces métalliques puissent être introduites accidentellement dans de tels dispositifs de broyage, provenant, par exemple des moyens solidarisation des pièces à broyer sur la structure, tel que les pare-chocs automobile fixés par des rivets métalliques sur le châssis.
Or, si de telles pièces métalliques pénètrent dans le broyeur, elles risquent d'une part d'endommager les dents, les lames rotatives ou fixes, ou tout autre élément constitutif du broyeur, telle qu'une grille de calibration, et d'autre part et surtout, de boucher les buses d'injection ou d'extrusion lors de l'utilisation postérieure des granulés ou des particules résultant de l'étape de broyage, dans les installations correspondantes, affectant de manière rédhibitoire le fonctionnement de ces installations pour des périodes de temps relativement longues. A ce jour, les pièces métalliques en question ne sont pas détectées à l'intérieur de tels dispositifs de broyage. En effet, cette opération s'effectue traditionnellement en amont du broyage proprement dit, et plus particulièrement au sein d'un mécanisme d'approvisionnement des pièces à broyer, notamment au moyen d'organes magnétiques, particulièrement lourds et coûteux à mettre en œuvre.
On a décrit par exemple dans le document FR A 2 700 278 un système d'alimentation pour un appareil de broyage de pièces non métalliques. Ce système est muni d'un dispositif de détection des pièces métalliques constitué d'une barrette disposée longitudinalement au sein de la machine, et isolée électriquement du châssis de cette dernière. Un circuit est dés lors fermé lorsqu'une pièce métallique est à la fois en contact avec la barrette et le châssis.
Cependant, ce dispositif de détection ne permet pas de détecter les pièces métalliques noyées dans le matériau non métallique. En outre, il est situé en amont du broyeur et par conséquent, il est fréquent que des pièces métalliques parviennent jusqu'à l'appareil de broyage, provoquant alors des dégâts importants et, susceptibles d'induire le dysfonctionnement et l'arrêt des presses à injecter et autres filières d'extrusion.
Afin de pallier ces inconvénients, on a décrit dans le document FR-A-2 855 986 un dispositif plus évolué de broyage de pièces non métalliques intégrant cette fois-ci en son sein, un système de détection de pièces métalliques. Ce système de détection est constitué d'un circuit électrique, dont les deux bornes sont ménagées au sein des peignes fixes solidarisés au réceptacle du broyeur, la face supérieur desdits peignes étant isolée électriquement du reste du peigne, et portée bien évidement à un potentiel différent. Ce faisant, lorsqu'une pièce métallique vient en contact avec les deux parties du peigne, elle ferme le circuit électrique et engendre corollairement l'arrêt immédiat du ou des rotors dont est muni ce dispositif de broyage.
Si ce dispositif de détection remplit son rôle de manière satisfaisante, il s'avère en revanche relativement complexe à mettre en œuvre en raison notamment de la structure relativement complexe des peignes mis en œuvre.
Au surplus, de tels peignes ne se retrouvent pas dans tous les appareils de broyage disponibles sur le marché, et notamment, au niveau des appareils de broyage dits à vitesse rapide, c'est à dire, dont la vitesse de rotation de l'axe du rotor est typiquement supérieure ou égale à 50 tours par minute. L'objet de la présente invention est donc de proposer un appareil de broyage, muni d'un dispositif de détection des pièces métalliques et susceptible d'être adapté à tout type de broyeur, quel que soit sa vitesse de rotation.
EXPOSE DE L'INVENTION
Selon l'invention, la détection de pièces métalliques susceptibles de se situer à l'intérieur d'un appareil de broyage s'effectue également par la fermeture d'un circuit électrique. Celui-ci est cette fois ci constitué : • d'une part, par le rotor présent dans chacun des appareils de broyage, et muni de lames qui lui sont solidarisés, ainsi que par le réceptacle proprement dit au sein duquel sont acheminées les pièces en matière plastiques à broyer, " et d'autre part, par les contre-lames fixes, solidarisées audit réceptacle.
A cet effet, le rotor, les lames mobiles et le réceptacle sont portés à un potentiel déterminé, et en l'espèce à la masse, les contre-lames fixes étant quant à elles portées à un potentiel différent, et en l'espèce différent de zéro par tout moyen, lesdites contre- lames fixes étant isolées électriquement du réceptacle au niveau duquel elles sont solidarisées.
Pour ce faire, les contre-lames fixes, conductrices électriquement, sont munies d'un moyen diélectrique, permettant d'assurer leur fixation effective au sein du réceptacle, et de manière générale du bâti définissant ledit réceptacle, sans pour autant être en contact électrique avec ce dernier.
Ce faisant, lorsqu'une pièce métallique entre en contact simultanément avec le rotor et/ou les dents périphériques ou radiales mobiles dont il est muni et/ou le réceptacle d'une part, et l'une des contre-lames fixes d'autre part, le circuit électrique correspondant se ferme. La fermeture de ce circuit est alors susceptible d'induire l'arrêt immédiat du rotor outre, le cas échéant, l'actionnement d'un dispositif de freinage dudit rotor, afin d'éviter, et à tout le moins de limiter les dommages susceptibles de résulter de la présence d'une telle pièce métallique au sein du broyeur.
Selon l'invention et avantageusement, ce circuit électrique est directement relié à l'unité de contrôle commande de l'appareil. Ainsi lorsque le circuit électrique est fermé en raison de la présence d'une pièce métallique entrant en contact simultanément avec le rotor ou l'une des dents mobiles dont il est pourvu ou le réceptacle, et avec une contre- lame fixe, l'unité de contrôle commande stoppe la rotation de l'arbre motorisé et signale le défaut. Ce signal permet alors à l'opérateur de connaître l'origine de l'arrêt de l'appareil. Ce signal peut être constitué, en fonction du mode de réalisation choisi, soit d'un voyant lumineux, soit d'un message sur un dispositif du type écran. L'opérateur doit alors sortir la pièce métallique à l'origine du court circuit pour pouvoir réactiver le fonctionnement de l'appareil.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui de la figure annexée.
La figure 1 est une représentation schématique en section transversale d'un broyeur conforme à l'invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
La description qui suit est plus particulièrement orientée vers un appareil de broyage de pièces non métalliques à vitesse rapide. En d'autres termes, elle concerne des vitesses de rotation du rotor, décrit ci-après plus en détail, supérieure ou égale à 100 tours par minute. Cependant, l'invention est également d'application à tous types d'appareil de broyage y compris ceux à vitesse lente.
Ainsi qu'on peut l'observer sur la figure 1, l'appareil de broyage conforme à l'invention comporte un bâti fixe (1), définissant un réceptacle supérieur (2) au sein duquel sont acheminées les pièces non métalliques, et notamment en matière plastique que l'on souhaite broyer. Ces pièces en matière plastique peuvent être de toutes origines, mais bien évidement dans un souci de recyclage les pièces en question acheminées au broyeur sont réalisées dans la même matière plastique.
Le bâti fixe (1) définit également un réceptacle inférieur (3), séparé du réceptacle supérieur (2) par une grille (4) ajourée c'est-à-dire pourvue sur toute sa surface d'orifices traversants, dont le diamètre va définir le calibre souhaité des particules résultant du broyage. Dans l'exemple décrit, le diamètre des orifices de la grille (4) est typiquement de 10 millimètres. En pratique, ce diamètre peut être compris entre 4 et 20 millimètres. Le broyeur comporte un rotor (5) mû en rotation au moyen d'un arbre, par exemple cannelé ou claveté, accouplé à un moteur électrique. Ce rotor (5) est muni d'une pluralité de lames mobiles (6) à sa périphérie.
Ces lames mobiles sont destinées à coopérer avec des contre-lames fixes (7, 8), ménagées au sein du bâti, émergeant dans le réceptacle supérieur (2), et dont le bord coupant est dirigé de manière antagoniste par rapport au bord coupant des lames mobiles (6), ainsi qu'on peut bien l'observer sur la figure 1 et ce, de manière connue.
C'est la vitesse de rotation de ce rotor muni de ses lames mobiles en coopération avec ces contre-lames fixes qui permet de provoquer le déchiquètement et le broyage des pièces non métalliques, jusqu'à ce que celles-ci atteignent une dimension inférieure aux orifices traversants de la grille (4).
Selon l'invention, le rotor (5), et donc corollairement les lames mobiles (6) sont à la masse, et donc à un potentiel égal ou voisin de zéro Volt. De la même manière, l'ensemble du bâti, et donc corollairement le réceptacle (2) est également porté à la masse.
En revanche, les contre-lames fixes (7, 8) sont isolées électriquement du bâti (1) et donc du réceptacle (2), et portés à un potentiel différent de zéro, typiquement égale à quelques volts, et par exemple à 10 volts.
De fait, les lames mobiles (6), le rotor (5) et le réceptacle (2) sont réalisés en un ou plusieurs matériaux conducteurs de l'électricité, les solidarisation respectives des uns aux autres étant également assurées pour ne pas interrompre la continuité électrique.
Parallèlement, les contre-lames fixes (7, 8) sont également réalisées en un matériau conducteur de l'électricité, et sont notamment réalisées en acier. Cependant, afin d'assurer leur isolation électrique par rapport au bâti (1) auquel elles sont solidarisées, lesdites contre-lames fixes (7, 8) sont revêtues sur leurs deux faces principales, voire de manière plus générale, sur leurs faces destinées à venir en contact avec le bâti ou le réceptacle aux fins de permettre leur solidarisation à ce dernier, d'une couche en un matériau isolant, et par exemple en un thermoplastique, tel que le polyuréthanne. Ce matériau isolant peut également être constitué par une céramique. De plus, les moyens de fixation desdites contre-lames fixes sur le bâti sont également réalisés en un matériau isolant électrique, dans la mesure où lesdits moyens traversent lesdites lames, et partant, sont en contact avec la partie conductrice qui les constituent. Cependant, lesdites contre-lames fixes peuvent être solidarisées au bâti au moyen de vis métalliques, l'alésage desdites contre-lames étant alors lui aussi revêtu d'un matériau isolant. Lesdites contre-lames fixes peuvent également être pincées par un système de deux pièces, solidarisées à leur tout audit bâti.
En revanche, le revêtement isolant desdites contre-lames fixes (7, 8) ne s'étend pas au niveau de la zone active desdites lames émergeant au sein du réceptacle, c'est à dire au niveau de la zone coopérant avec les lames mobiles (6) aux fins de déchiqueter la matière plastique, de telle sorte à permettre la réalisation, à ce niveau, de la fermeture du circuit électrique ainsi constitué dans l'hypothèse de la présence à ce niveau d'une pièce métallique, telle qu'une vis, un boulon, un rivet, etc.
Ce faisant, en l'absence de contact électrique entre les pièces rotatives (5, 6) ou le réceptacle (2), et les contre-lames fixes (7, 8), le circuit électrique ainsi défini est ouvert et l'appareil de broyage fonctionne normalement.
En revanche, si une pièce métallique vient en contact simultanément avec l'un des éléments rotatifs (5, 6)) et l'une des contre-lames fixes, ou avec le réceptacle et l'une desdites contre-lames fixes, ledit circuit électrique est fermé, générant immédiatement un signal électrique.
De manière plus précise, une carte électronique (9) intégrée dans le système de contrôle commande du broyeur mesure en permanence la différence de potentiel entre le bâti, et donc corollairement les éléments rotatifs (5, 6) en contact électrique avec le bâti, et les contre-lames fixes (7, 8). Si la différence de potentiel chute en raison d'un contact électrique c'est-à-dire en raison de la fermeture du circuit, le moteur actionnant le rotor (5) est immédiatement stoppé et corollairement, un frein moteur ou autre est mis en œuvre pour stopper la rotation des éléments rotatifs.
Cette carte électronique assure également la mise sous tension des contre-lames fixes. Elle détecte, comme déjà dit, la chute de potentiel en cas de fermeture du circuit électrique, et dans cette hypothèse, induit l'arrêt du moteur d'actionnement du rotor, voire, provoque l'actionnement d'un frein de l'arbre moteur, par exemple via un interrupteur de type MOSFET. Au surplus, cette carte permet le réglage de la sensibilité de détection.
Ainsi, malgré les vitesses de rotation relativement rapides du rotor, pouvant atteindre plusieurs centaines de tours par minute, et malgré le phénomène d'inertie, le frein mis en œuvre permet de limiter la rotation effective du rotor à compter de la détection d'une pièce métallique à environ un quart, voire à un tiers de tour.
Si une telle rotation peut ne pas interdire le franchissement par la pièce métallique de la contre-lame fixe mais néanmoins réduit de manière très significative les bris subséquents notamment de la grille (4) et surtout, le passage dans le réceptacle inférieur (3) de ladite pièce métallique avec les conséquences importantes déjà mentionnées au niveau des installations soit d'injection plastique, soit de filière d'extrusion.
On conçoit, dés lors tout l'intérêt de la présente invention qui permet de manière simple et efficace de réduire de façon considérable les risques et les conséquences nés de la présence de pièces métalliques à l'intérieur d'un tel appareil de broyage, outre son adaptation particulièrement aisée sur les appareils de broyage d'ores et déjà mis en œuvre.

Claims

REVENDICATIONS
1. Appareil de broyage de pièces non métalliques comportant au moins un arbre tournant motorisé ou rotor (5) au sein d'un réceptacle (2) de recueil des pièces non métalliques à broyer, ledit arbre (5) étant pourvu d'une pluralité de dents ou lames mobiles (6) destinées à déchiqueter et broyer lesdites pièces non métalliques, en coopération avec des contre-lames fixes (7, 8) solidarisées au réceptacle (2), caractérisé : en ce que l'arbre tournant motorisé ou rotor (5), les lames mobiles (6) et le réceptacle (2) sont conducteurs électriques et en continuité électrique et sont portés à la masse ; en ce que les contre-lames fixes (7, 8) sont également conductrices de l'électricité, mais sont isolées électriquement du réceptacle (2) auquel elles sont solidarisées, et sont portées à un potentiel différent de zéro ; de telle sorte à constituer un circuit électrique, susceptible d'être fermé par une pièce métallique venant en contact simultanément avec l'une desdites contre- lames fixes (7, 8) et soit le réceptacle (2), soit le rotor (5), soit l'une des lames mobiles (6), la fermeture dudit circuit engendrant l'arrêt de la rotation du rotor (5), voire l'activation d'un moyen de freinage de l'organe d'activation en rotation dudit rotor.
2. Appareil de broyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les contre- lames fixes sont revêtues sur leurs faces destinées à venir en contact avec le bâti ou le réceptacle auquel elles sont solidarisées d'une couche en un matériau isolant, à l'exception de leur zone active, émergeant au sein dudit réceptacle.
3. Appareil de broyage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau isolant revêtant partiellement lesdites contre-lames fixes (7, 8) est un thermoplastique.
4. Appareil de broyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau thermoplastique est du polyuréthanne.
5. Appareil de broyage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau isolant revêtant partiellement lesdites contre-lames fixes (7, 8) est une céramique.
6. Appareil de broyage selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens de fixation des contre-lames fixes (7, 8) sur le bâti (1) sont également réalisés en un matériau isolant électrique.
7. Appareil de broyage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une carte électronique (9) intégrée dans son système de contrôle commande, et destinée à mesurer en permanence la différence de potentiel entre le bâti (1), et donc corollairement les éléments rotatifs (5, 6) en contact électrique avec le bâti, et les contre-lames fixes (7, 8).
8. Appareil de broyage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la carte électronique induit immédiatement l'arrêt de l'organe d'activation en rotation du rotor (5) en cas de détection d'une chute de différence de potentiel, outre l'activation d'un frein destiné à stopper les éléments rotatifs constitués par le rotor (5) et les lames mobiles (6).
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