Appareil pour le broyage de matières solides contenues dans les ordures ménagères La présente invention concerne un appareil pour le broyage de matières solides contenues dans les ordures ménagères ou déchets simi laires, et destiné à réduire ces matières solides en particules permettant leur évacuation par les tuyauteries usuelles du tout-à-l'égout.
Un but de l'invention est de créer un appareil de broyage de ce genre exerçant une action de broyage plus rapide et plus efficace que celle obtenue jusqu'ici.
Selon l'invention, l'appareil de broyage de matières solides contenues dans les ordures ménagères, permettant leur évacuation par les tuyauteries usuelles du tout-à-l'égout, est carac térisé en ce qu'il comprend un corps raccordé à l'orifice d'écoulement d'un bassin et susceptible d'être traversé par lesdites ordures, une chambre de broyage présentant des couteaux fixes, montée dans la partie inférieure de ce corps et présentant au bord inférieur une lèvre rentrante à encoches, un disque rotatif tournant à l'intérieur de ladite lèvre à encoches, plusieurs couteaux montés sur le pourtour de la chambre de broyage au-dessus de la lèvre à encoches et dont les arêtes de coupe font saillie vers l'intérieur,
plusieurs marteaux articulés à la face supérieure dudit disque rotatif de façon à pouvoir être projetés vers l'extérieur par la force centrifuge et en direction des cou teaux desquels ils ne sont alors séparés que par un faible jeu nécessaire au fonctionnement, le tout étant agencé de manière qu'il n'existe qu'un faible jeu entre le disque rotatif et la lèvre à encoches de la chambre de broyage et que pendant la rotation de ce disque, les matières solides tombant sur celui-ci soient broyées par la coopération des marteaux et des couteaux et réduites en particules d'une grosseur telle que celles-ci puissent tomber à travers les encoches de la lèvre de la chambre de broyage en vue de leur évacuation,
les encoches ménagées dans cette lèvre étant telles que seules les particules ayant une grosseur déterminée puissent les traverser.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention: La fig. 1 en est une vue en coupe verticale. La fig. 2 est une vue en coupe axiale de l'obturateur et montre un clapet dans la position d'ouverture.
La fig. 3 est une vue, à plus grande échelle, par-dessous d'un détail de la chambre de broyage.
La fig. 4 est une vue en élévation, à plus grande échelle, de la chambre de broyage, avec partie arrachée permettant de voir une partie des couteaux.
La fig. 5 est une vue en coupe horizontale partielle suivant la ligne 5-5 de la fig. 4, à la même échelle que les fig. 3 et 4, montrant quelques-uns des couteaux. La fig. 6 est une vue en plan d'un disque rotatif, à la même échelle que les fig. 3 à 5, montrant deux marteaux montés sur le disque.
Dans le fond 1 d'un évier ou d'un bassin similaire est encastré un dispositif d'écoulement comportant un raccord à bride 2, dont la bride est pressée sur la face supérieure du fond 1 du bassin. Pour assurer l'étanchéité du joint, une rondelle d'étanchéité 3 est serrée par une rondelle métallique 4 contre la face inférieure du bassin autour du raccord à bride 2. Une bague de serrage 5 est vissée sur une partie filetée du raccord à bride 2 jusqu'à ce que la face inférieure de la bague affleure le bord inférieur du raccord. Plusieurs, par exemple six, boulons 6 sont vissés dans la bague de serrage 5, et leurs têtes portent contre la rondelle 4. Le raccord à bride 2 est maintenu de cette manière dans l'orifice du bassin.
Le diamètre de la partie inférieure du raccord est réduit de façon à former un épaule ment intérieur 7 sur lequel peut reposer normale ment un obturateur 8. Cet obturateur comporte un clapet 9 dont la tige 10 coulisse dans une douille 11 présentant une rainure. Un ergot 12 (fig. 2) solidaire de la tige 10 peut se déplacer dans la rainure lorsqu'il est amené en regard de celle-ci. Lorsqu'on le désire, on peut faire tourner le clapet 9 pour décaler angulairement l'ergot 12 par rapport à la rainure et maintenir le clapet 9 ouvert de la manière représentée à la fig. 2.
Un corps 13, destiné à guider les ordures ménagères contenant des matières solides à broyer est fixé au raccord 2 du bassin avec inter position d'une rondelle d'étanchéité 14. Le pourtour du corps 13 et celui de la bague de serrage 5 sont profilés de la manière indiquée à la fig. 1 pour permettre de fixer le corps 13 à la bague de serrage au moyen d'un collier 15 en deux pièces présentant intérieurement une rainure périphérique 16 de section en V, par simple serrage de vis 17.
La partie inférieure du corps 13 est déportée latéralement par rapport à la partie supérièure. Dans cette partie inférieure du corps est encas trée une chambre de broyage 18 qui sera décrite en détail en regard des fig. 3, 4 et 5. On voit dans ces figures que plusieurs couteaux 19 sont disposés sur le pourtour de la paroi intérieure 20 de la chambre de broyage 18, de façon que leurs arêtes coupantes fassent saillie vers l'intérieur.
La forme et la disposition particulières des cou teaux, représentées dans le dessin, se sont révé lées particulièrement efficaces en ce sens que les corps solides sont guidés le long d'un trajet hélicoïdal descendant, et broyés par la rotation de marteaux articulés aux disques rotatifs qui seront décrits plus loin. On voit notamment à la fig. 5 que les faces postérieures de certains cou teaux sont évidées de la manière indiquée en 21, de sorte que les parties ainsi évidées des cou teaux font moins saillie sur la paroi que les parties non évidées. La disposition des couteaux représentée pour le secteur x-x des fig. 4 et 5 est répétée cinq fois sur le pourtour intérieur de la chambre de broyage.
Le surface périphérique extérieure de la chambre de broyage présente une forme et des dimensions permettant de l'encastrer dans la partie inférieure du corps 13, sa face supérieure 23 venant buter contre un épaulement 24 ménagé dans ce corps 13. Les arêtes des cou teaux 19 sont meulées ou usinées autrement de façon à être situées sur le pourtour d'un cylindre de la manière représentée à la fig. 5.
La partie supérieure de la chambre de broyage présente, sur sa paroi intérieure, des dents en saillie 19a dont les arêtes sont situées sur un cylindre ayant un diamètre inférieur à celui du cylindre sur lequel sont situées les arêtes des couteaux 19. Les arêtes de ces dents ne sont pas meulées comme les arêtes des couteaux 19, et elles ne sont pas aussi rappro chées les unes des autres. Une lèvre rentrante 19b présentant des encoches 43 fait corps avec le bord inférieur de la chambre de broyage, et la face intérieure de cette lèvre 19b est meulée de façon à être située sur le cylindre inscrit entre les arêtes des couteaux 19. La chambre de broyage se présente sous la forme d'une pièce de fonderie, les couteaux venant de moulage à la forme appropriée.
La matière dont est formée cette chambre est un acier spécial ayant des propriétés appropriées de dureté et de ténacité pour résister aux con traintes auxquelles elle est soumise. Les faces annulaires supérieure et inférieure, ainsi qu'une partie de la surface cylindrique extérieure, sont rectifiées pour former des surfaces permettant le centrage de la chambre de broyage à l'in térieur du corps 13.
Au bord inférieur du corps principal est fixé par des moyens appropriés un anneau 26 présentant une tubulure latérale 27 dans la quelle peut être montée une tuyauterie abou tissant à l'égout. Un fond 28 formant support est encastré dans l'anneau 26, dans lequel il est maintenu par des boulons ou des éléments si milaires 25. Le fond 28 présente sur sa face supérieure une gorge annulaire 29 formant une gouttière située directement au-dessous des couteaux 19 de la chambre de broyage. Cette gouttière communique avec la tubulure 27. Le fond 28 maintient également la chambre de broyage 18 en place dans le corps 13 par l'intermédiaire de moyens appropriés. La cham bre de broyage est donc maintenue immobile.
Le fond 28 porte un moteur électrique 30 dont l'arbre 31 passe dans une douille d'espa cement 32. Cette douille 32 est entourée d'une garniture encastrée dans une rainure annulaire 33 du fond 28. Un disque déflecteur 34 est inter posé entre le moteur et le fond 28, tandis qu'un disque de protection 35 est serré entre la douille d'espacement 32 et une autre douille d'espace ment 36. Le -disque de protection et les deux douilles tournent avec l'arbre 31 du moteur. La garniture que contient la rainure 33 empêche le liquide de s'écouler entre la douille d'espa cement 32 et le fond 28.
Le liquide qui, éven tuellement, s'échapperait au-delà de la garni ture serait projeté vers l'extérieur par le disque de protection rotatif sous l'action de la force centrifuge et, de plus, le disque déflecteur 34 protège les enroulements du moteur contre toute détérioration par l'eau qui pourrait passer au-delà de la garniture 33.
Sur l'arbre 31 est fixé un disque rotatif 37 représenté à la fig. 6.
Ce disque est circulaire et son diamètre est tel qu'il peut tourner à l'intérieur de la lèvre à encoches 19b de la chambre de broyage, dans la position que montre la fig. 1, un faible jeu nécessaire à la rotation étant ménagé entre la lèvre 19b et le pourtour extérieur du disque rotatif.
Lors de la fabrication du disque rotatif 37, on découpe à l'emporte-pièce deux disques élémentaires dans une tôle d'acier. Le disque supérieur présente des butées d'arrêt 45 formées par emboutissage ou découpage, tandis que le disque inférieur présente une ou plusieurs, par exemple trois, ailettes 46 formées par découpage d'une partie triangulaire du disque et pliées vers le bas le long d'un de leurs bords, de façon à être sensiblement perpendiculaires au disque. Les deux disques élémentaires sont assemblés par des points de soudure et forment ainsi ensemble le disque rotatif 37. Les ailettes 46 constituent un moyen solidaire du disque rotatif et coopérant avec la gouttière 29 pour refouler les ordures broyées vers la tubulure 27.
Deux marteaux 38 sont articulés sur le disque rotatif 37 au moyen de pivots 39. L'agencement des marteaux articulés est tel que ceux-ci soient projetés vers l'extérieur par la force centrifuge pendant la rotation du disque, en direction des couteaux 19, desquels ils sont cependant séparés par un faible jeu. Les deux pivots sont engagés dans une potence 40 qui est, de préférence, une pièce de fonderie en cuivre rouge, usinée de manière appropriée et serrée sur le disque rotatif au moyen d'un écrou 41 qui maintient ainsi la potence 40, le disque rotatif 37, les deux douilles d'espacement 32 et 36 et le disque de protection 35 dans leurs positions relatives correctes sur l'arbre 31, de sorte que tous ces éléments tournent avec cet arbre.
La potence 40 présente à sa partie supérieure deux bras percés chacun d'un trou 42 dans lequel est engagée l'extrémité supérieure du pivot 39 correspondant. L'autre extrémité de ce pivot est engagée dans un trou pratiqué dans le disque rotatif. Le pivot est épaulé, ce qui permet de le maintenir solidement entre le disque et la potence, tandis que le marteau peut pivoter librement. Les marteaux ont la forme repré sentée dans le dessin qui montre que l'arête supérieure et extérieure est taillée en biseau de la manière indiquée en 44; ils sont de pré férence en cuivre rouge.
Pour limiter l'angle de pivotement des marteaux, le disque rotatif présente les butées 45 précitées. Les marteaux sont conformés et disposés de façon qu'ils passent tout juste en regard des couteaux 19 lorsqu'ils occupent la position que montre la fig. 6.
Les trois ailettes 46 partent de la face infé rieure du disque rotatif et leur forme est déter minée de façon qu'elles puissent se déplacer dans la gouttière annulaire 29 en vue de chasser les corps solides broyés ayant passé au-delà des couteaux 19, et de les évacuer par la tubulure 27.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant: après avoir fait démarrer le moteur qui tourne alors dans le sens senestrorsum lorsqu'on regarde la face supérieure du disque rotatif (fig. 6), on retire l'obturateur 9 et on laisse tomber les ordures ménagères ou déchets similaires dans le corps 13 et sur le disque 37. Pendant la descente des corps solides, les mar teaux ont tendance à glisser sur les éléments les plus durs et les plus tenaces en pivotant en arrière par rapport au sens de leur déplacement angulaire, et à revenir ensuite à la position initiale après le passage de l'obstacle. Les corps solides ont tendance à se déplacer dans le sens de la rotation et vers le bas grâce à la forme et à la disposition des couteaux 19 et des dents 19a.
Pendant ce mouvement hélicoïdal descendant, une action de broyage s'exerce par la coopéra tion des marteaux et des couteaux, de sorte que les corps solides présents dans les ordures sont broyés. Les couteaux sont conformés de façon qu'il en résulte une action efficace de déchiquetage ou de broyage. Il faut également noter que les arêtes antérieures des couteaux 19 et des dents 19a contribuent à l'obtention d'une action efficace de déchiquetage.
Au fur et à mesure que les corps solides sont broyés ou déchiquetés, chaque particule tombe entre les couteaux et le pourtour du disque rotatif à travers l'une des encoches 43 jusque dans la gouttière, où elle est chassée par les ailettes en direction de la tuyauterie d'évacua tion qui la conduit à l'égout de la manière usuelle. Cette action est généralement facilitée par un courant d'eau traversant l'appareil.
Lorsqu'un gros morceau ou un morceau tenace vient se coincer entre les couteaux, et si les marteaux sont incapables de le réduire au premier passage, chaque marteau pivote autour de son pivot, ce qui crée un espace entre les couteaux sur lesquels le morceau est coincé et le bord extérieur de chaque marteau.
Si le morceau est plus petit que l'espace existant entre les couteaux et l'extrémité des bras de la potence, le marteau glisse sur le corps solide et lorsqu'il est de nouveau libéré il est projeté vers l'extérieur par la force centrifuge jusqu'à ce qu'il rencontre un autre corps solide arrêté ou la butée 45. Etant donné que les corps solides ont tendance à se déplacer dans le sens de la rotation du disque rotatif, ceux qui vien nent en contact avec les dents 19a ont tendance à s'user, ce qui aide à leur broyage.
En ce qui concerne la vitesse de rotation du disque rotatif; on a constaté que la vitesse de 1450 tours-minute convient bien.