ETAT DE LA TECHNIQUE

(a) Champ d’application

[0001] Le sujet de cette demande de brevet se rapporte généralement aux appareils de gestions de déchets sur les lieux de travail, et particulièrement les sites industriels, les lieux de construction, de rénovation et de démolition. Plus précisément, il se rapporte principalement aux appareils de transformation des déchets sur les sites industriels de production, les lieux de construction et de rénovation, et particulièrement les lieux de démolition et de décontamination.

(b) État de la technique connue

[0002] Sur les sites de construction, rénovation, et particulièrement de démolition, la quantité de déchets à gérer est très importante, et peu valorisée. Ainsi, des défis de logistique et de perte de valeur des matières résultantes de la démolition résultent des méthodes actuelles de gestions des résidus de démolition.

[0003] Entre autres, les matières qui résultent typiquement de la rénovation et démolition incluent des chapes de béton, de la céramique, des blocs de béton, du crépis cimentaires, des panneaux de fibrociment, de fibre de verre, du bois, du revêtement de sol souple, du gypse et du plâtre, ainsi que des tuiles de plafond suspendu. Toutes ces matières ont des valeurs résiduelles normalement perdues. Pour la construction on retrouve principalement des retailles de gypse.

[0004] Dans d’autres cas, les matières résiduelles résultent de la démolition de matériaux contaminés, tel du plâtre, des blocs de béton, du crépis cimentaires, des panneaux de fibrociment, des tuiles de vinyle amiante, du revêtement de sol souple, du gypse et du plâtre, des blocs de terra cotta, et des tuiles acoustiques qui ont des caractéristiques différentes qui compliquent la logistique de transport de ces matériaux et leur manutention. [0005] La logistique typique consiste à jeter les morceaux de matériaux démolis, au fur et à mesure de la démolition, dans des bacs à déchets, et de transporter les bacs à déchets dans des conteneurs à l’extérieur du bâtiment. Alternativement, dans d’autres cas, une chute pour les matériaux de démolition est installée sur la face du bâtiment. L’autre extrémité de la chute surplombe un conteneur. Les travailleurs apportent les morceaux de matériaux de démolition à l’entrée de la chute, et les laissent tomber dans la chute. Les morceaux de matériau de démolition finissent leur course dans le conteneur au pied de la chute. Dans les deux cas, des morceaux de matériaux de démolition de différentes natures et différentes dimensions sont emmagasinés dans le conteneur, donc avec beaucoup d’espace perdu, ce qui multiplie le nombre de remplacement de conteneurs nécessaires pour un site de démolition et occasionne beaucoup de manipulation des déchets. Sur des chantiers de décontamination, les déchets résultant de la démolition de matière contaminé doivent être ensachés, suivi de la décontamination du sac, dans une douche, avant d’être placé dans un autre sac propre pour être finalement acheminés dans le conteneur à déchets contaminés.

[0006] C’est pourquoi il y a un besoin pour des moyens et méthodes qui simplifient la logistique de stockage et de transports des résidus de construction, rénovation, démolition et décontamination. Il y a aussi un besoin pour des moyens et méthodes pour simplifier la valorisation des matières résiduelles résultantes d’un processus de construction, rénovation et démolition.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0007] D’autres caractéristiques et avantages de la présente divulgation apparaîtront de la description détaillée suivante, prise en combinaison avec les dessins joints, soient:

[0008] la figure 1 est une vue de perspective d’une réalisation d’un broyeur de déchets portatifs pour un site de démolition conformément à un mode de réalisation; [0009] la figure 2 est une vue en coupe de face du broyeur de la figure 1 ;

[0010] la figure 3 est une vue de dessous d’un conduit du broyeur de la figure 1 ;

[0011] la figure 4 est une vue en perspective d’une portion supérieure et d’un élément de broyage du broyeur de la figure 1 ; et

[0012] la figure 5 est un diagramme représentant une méthode d’utilisation du broyeur de la figure 1 .

[0013] Il convient de noter que tout au long de la description, en relation avec les dessins joints, les caractéristiques similaires sont identifiées par des références similaires.

SOMMAIRE DE (’INVENTION

[0014] La présente invention a pour objet de fournir un broyeur de matériaux et une méthode d’opération du broyeur surmontant ou atténuant un ou plusieurs inconvénients des broyeurs et méthodes d’opération de broyeur connus, ou au moins d’en fournir une alternative utile.

[0015] Un autre objet de la présente invention est de fournir un broyeur permettant d’augmenter la compacité des rebuts de démolition afin d’en réduire les coûts de disposition.

[0016] Selon un aspect de l'invention, un broyeur de matériaux pour un site de démolition est défini. Le broyeur comprend une portion supérieure, un élément de broyage, une portion inférieure et une plaque pression. La portion supérieure sert à recevoir les matériaux par une entrée. L’élément de broyage, adapté pour être connecté à une source de puissance motrice, sert à broyer les matériaux et à engendrer des débris de matériaux broyés. La portion inférieure est connectée à la portion supérieure. L’élément de broyage est disposé entre la portion supérieure et la portion inférieure. La portion inférieure, servant à recevoir au moins en partie les débris de matériaux broyés, comprend une sortie adaptée pour recevoir une source d’aspiration permettant d’aspirer les débris de matériaux broyés. La plaque pression est adaptée pour appliquer une pression sur les matériaux chargés dans la portion supérieure, la pression étant appliquée contre l’élément de broyage.

[0017] Optionnellement, la portion supérieure peut comprendre une première section convergente convergeant vers l’élément de broyage.

[0018] Optionnellement, la portion supérieure peut également comprendre une portion de section constante au-dessus de la section convergente, la plaque pression étant adaptée afin de s’insérer dans la portion de section constante.

[0019] Optionnellement, la portion supérieure peut de plus comprendre une butée permettant d’arrêter une course de la plaque pression afin d’éviter que la plaque pression contacte l’élément de broyage.

[0020] Optionnellement, la plaque pression peut être de dimensions et de forme similaires aux dimensions et à une forme de l’entrée de la portion supérieure de sorte à ce que la plaque pression puisse au moins partiellement fermer l’entrée de la portion supérieure.

[0021] Optionnellement, un vérin hydraulique peut être connecté à la plaque pression de sorte à permettre la génération d’une force sur la plaque pression afin de presser les matériaux contre l’élément de broyage.

[0022] Optionnellement, un mécanisme de dégagement peut être connecté à la plaque pression afin de dégager la plaque pression de l’entrée de la portion supérieure afin d’y insérer les matériaux. Le vérin hydraulique peut non seulement également servir de mécanisme de dégagement.

[0023] Optionnellement, l’élément de broyage peut comprendre un arbre de broyage comportant une pluralité de disques de broyage organisés parallèlement l’un à l’autre sur un axe de rotation de l’arbre de broyage. La portion supérieure comprend de plus un peigne dont les dents s’intercalent entre les disques de broyage permettant d’empêcher au moins en partie les matériaux de contourner les disques de broyage.

[0024] Optionnellement, l’élément de broyage peut comprendre deux arbres de broyage similaires, les deux arbres de broyage étant contra-rotatifs (tournant en sens inverse l’un de l’autre). La portion supérieure comprend ainsi deux peignes, chacun des deux peignes possédant des dents s’intercalant entre les disques de broyage de l’un respectif des deux arbres de broyage afin d’empêcher au moins en partie les matériaux de contourner les deux arbres de broyage.

[0025] Optionnellement, les deux arbres de broyages peuvent être reliés entre eux par un jeu d’engrenages, permettant une synchronisation des deux arbres de broyage. Aussi, les disques de broyage de chacun des deux arbres de broyage peuvent être imbriqués.

[0026] Optionnellement, le broyeur peut comprendre un moteur relié à l’élément de broyage afin de l’activer de façon autonome.

[0027] Optionnellement, la source d’aspiration connectée à la sortie peut être incluse avec le broyeur afin d’aspirer les débris de matériaux broyés de façon plus autonome.

[0028] Optionnellement, la portion inférieure peut comprendre une seconde section convergente convergeant vers la sortie.

[0029] Optionnellement, le broyeur peut de plus comprendre un détecteur relié à un contrôleur. Le détecteur permet de détecter la présence de la plaque pression dans l’entrée de la portion supérieure. Le contrôleur contrôle une mise en fonction de l’élément de broyage lorsque la plaque pression est localisée dans l’entrée de la portion supérieure et contrôle une mise à l’arrêt de l’élément de broyage lorsque l’entrée est dégagée au moins en partie de la plaque pression. [0030] Selon un autre aspect de l’invention, une méthode d’utilisation du broyeur défini précédemment sur un site de démolition générant des matériaux devant être disposés est définie. La méthode comprend les étapes de: a) charger dans la portion supérieure les matériaux devant être disposés; b) obturer au moins en partie l’entrée de la portion supérieure à l’aide de la plaque de pression; c) broyer les matériaux devant être disposés à l’aide de l’élément de broyage afin de générer les débris de matériaux broyés; et d) aspirer les débris de matériaux broyés.

[0031] Optionnellement, la méthode peut de plus comprendre l’étape d’appliquer une pression sur les matériaux devant être disposés à l’aide de la plaque pression.

[0032] Optionnellement, les étapes de broyer et d’aspirer peuvent se faire simultanément.

[0033] Selon un autre aspect de l’invention, une méthode d’utilisation du broyeur décrit précédemment sur un site de démolition générant des matériaux devant être disposés est définie. La méthode comprend l’étape de simultanément broyer les matériaux chargés dans la portion supérieure à l’aide de l’élément de broyage afin de générer les débris de matériaux broyés et d’aspirer ces débris de matériaux broyés, les matériaux étant soumis à une pression appliquée via la plaque de pression contre l’élément de broyage lorsque la plaque de pression obture au moins en partie l’entrée de la portion supérieure.

DESCRIPTION DETAILLEE

[0034] Les réalisations seront maintenant décrites plus en détail ci-après en référence aux figures ci-jointes sur lesquelles les réalisations sont illustrées. Ce qui précède peut toutefois être incorporé sous de nombreuses formes différentes et ne doit pas être interprété comme limité aux réalisations illustrées énoncées dans le présent document.

[0035] En ce qui concerne la présente description, les références à des éléments au singulier doivent être comprises comme incluant des éléments au pluriel, et vice versa, sauf indication contraire explicite ou claire du texte. Les conjonctions grammaticales sont destinées à exprimer toutes les combinaisons disjonctives et conjonctives de propositions, phrases, mots et autres, sauf indication contraire ou indication claire du contexte. Ainsi, le terme "ou" doit généralement être compris comme signifiant "et/ou" et ainsi de suite.

[0036] La citation des plages de valeurs et des valeurs ici ou sur les dessins n'est pas destinée à être limitative, se référant plutôt individuellement à toutes les valeurs comprises dans la plage, sauf indication contraire dans les présentes. Les mots "environ", "approximativement", ou similaires, lorsqu'ils accompagnent une valeur numérique, doivent être interprétés comme indiquant un écart tel qu'il serait apprécié par l'homme du métier pour fonctionner de manière satisfaisante pour un objectif prévu. Les plages de valeurs et/ou les valeurs numériques sont fournies ici à titre d'exemple uniquement, et ne constituent pas une limitation de la portée des réalisations décrites. L'utilisation de tout exemple soit directement soit avec l’utilisation de langage associé ("par exemple", "tels que", ou similaire) fournis ici, vise simplement à mieux éclairer les réalisations exemplaires et ne limite pas la portée des réalisations.

[0037] Dans la description suivante, il est entendu que des termes tels que "premier", "deuxième", "en haut", "en bas", "au-dessus", "en-dessous", et similaires, sont des mots relatifs et ne donc doivent pas être interprétés comme des termes limitatifs.

[0038] Il est en outre à noter qu'aux fins de cette divulgation, le terme « couplé » signifie la jonction de deux éléments directement ou indirectement l'un à l'autre. Selon les réalisations, une telle jonction peut être de nature fixe ou mobile. Une telle jonction peut permettre l'écoulement de fluides, la transmission d'électricité, de signaux électriques ou d'autres types de signaux ou de communication entre deux éléments. Une telle jonction peut n’impliquer que deux éléments ou tous les éléments intermédiaires. Une telle jonction peut être de nature permanente ou en variante peut être de nature temporaire, amovible ou libérable.

[0039] Les termes "haut", "bas", "vertical", "horizontal", "intérieur" et "extérieur", etc. sont de plus destinés à être interprétés dans leur sens normal en relation avec l'installation normale du broyeur dont l'orientation normale étant illustrée sur la Fig. 4.

[0040] Le sujet de la présente innovation est un broyeur de déchets portatif pour site de construction, rénovation, démolition et décontamination. Ce broyeur portatif, installé à même la zone des travaux, permet de broyer et aspirer simultanément le matériel de construction, rénovation démolition et décontamination, soit des matériaux contaminés ou autres.

[0041] Suite à la démolition des différents revêtements et matériaux, ceux- ci sont broyés. Le broyeur est couplé à une source d’aspiration afin d’évacuer les matériaux de construction, rénovation, démolition et décontamination directement à l’extérieur du chantier, par exemple dans un conteneur, pour être, par exemple, transporté dans un site d’enfouissement adéquat selon les normes en vigueurs, ou acheminé dans des sites de récupération ou de revalorisation.

[0042] Dans le cas de la démolition de matériaux contaminés, le conteneur est typiquement muni de sacs à conteneur double en pression négative. Le conteneur muni d’équipement à pression négative pourvue de filtre HEPA qui élimine 99,97 % des particules supérieures à 0,3 micron et contaminées à l’amiante, à la moisissure, à la silice ou au plomb.

[0043] En référence concomitante aux figures 1 à 7, le broyeur 100 comprend un conduit 105, lui-même constitué d’un entonnoir supérieur 102, une section principale 104 et un entonnoir inférieur 106. La section principale 104 loge un élément de broyage, et plus particulièrement les arbres de broyage 115 montés sur des supports 120 tels des roulements à billes. Au moins un des arbres de broyage 115 est actionné en rotation, directement ou indirectement, par un élément de transmission de puissance, tel un moteur électrique ou hydraulique 150. Les deux arbres de broyage 115 peuvent être reliée entre eux par un train d’engrenage 126, permettant ainsi non seulement que la source de puissance ne soit reliée qu’à un seul des arbres de broyage 115, simplifiant ainsi le montage, mais permettant également un synchronisme entre deux ou plusieurs arbres de broyage 115. Un tel synchronisme permet d’utiliser des arbres de broyage 115 tournant en sens inverse l’un de l’autre (contra-rotatifs) et s’imbriquant de près, permettant d’agripper et d’engloutir les matériaux placés à l’intérieur de l’entonnoir supérieur 102. Les arbres de broyage 115, en mouvement et au contact des matériaux, broient les matériaux en des morceaux de plus petites dimensions. Les arbres de broyage 115 sont constitués d’une série de disques de broyage 117 organisés parallèlement les uns aux autres le long d’un axe de rotation de chaque arbre de broyage 115. Des peignes 119 sont placés de part et d’autre des arbres de broyage 115, en pente afin de guider les matériaux vers les arbres de broyage 115. Les peignes 119 possèdent des dents 121 intercalées entre les disques de broyage 117 de chacun des arbres de broyage 115, empêchant ainsi les matériaux de passer facilement entre les disques de broyage 117.

[0044] Chaque arbre de broyage 115 comprend plusieurs disques de broyage 117 comprenant eux-mêmes un ou plusieurs doigts 137. Ces doigts 137 peuvent s’apparenter à des marteaux ou à des lames plus ou moins aiguisées, dépendamment de la nature des matériaux à broyer.

[0045] Le broyeur 100 comprend un plaque pression 130 adaptée pour fermer le conduit 105 pendant le processus de broyage de matériaux. Selon les réalisations, la plaque pression 130 peut soit être montée sur un système de vérin hydraulique 140, soit opérée manuellement. [0046] La plaque pression 130 offre une fermeture au minimum partielle et possiblement scellée, participant ainsi à limiter la dispersion de poussières et des grenailles lors du broyage des matériaux. La plaque pression 130 applique une pression, typiquement constante, sur le matériel de construction, rénovation démolition et décontamination. Par le biais de cette pression exercée sur les matériaux lors du broyage, la plaque pression 130 contribue à l’accélération du processus de broyage. De plus, la plaque pression 130 participe à éliminer ou diminuer le culbutage des matériaux insérés dans le broyeur 100.

[0047] La plaque pression 130 peut être placée dans une première position, dite position de broyage, pendant laquelle elle est montée au haut du conduit 105 et particulièrement de l’entonnoir supérieur 102, ferme partiellement l’entrée 110 de l’entonnoir supérieur 102 et applique une pression sur les matériaux. La plaque pression 130 peut être placée dans une seconde position, dite position de chargement, pendant laquelle la plaque de pression 130 est en retrait par rapport à l’entrée du conduit 105 afin de libérer celle-ci et permettant le chargement de matériaux à broyer dans l’entonnoir supérieur 102. À la figure 7, la plaque pression 130 est montrée dans sa position de chargement. Afin que la plaque pression 130 ne puisse venir en contact avec les arbres de broyage 115, l’entonnoir supérieur 102 peut être pourvu d’une butée 123.

[0048] L’entonnoir supérieur 102 procure une sécurité pour les travailleurs afin d’éviter les coincements et les blessures lors du chargement des matériaux de démolition dans celui-ci. L’entonnoir supérieur 102 sert de garde pour la sécurité des travailleurs. L’entonnoir supérieur 102 aide en plus à la rétention des matériaux lors de leur chargement et ainsi éviter de les placer dans le broyeur 100 à plusieurs reprises en relation au chargement. L’entonnoir supérieur 102 fait de plus office d’espace d’entreposage temporaire des matériaux de démolition avant leur broyage. Lorsque l’entonnoir supérieur 102 est rempli de matériaux de démolition, la plaque pression 130 est posée sur ceux-ci. Elle applique une pression continue sur les matériaux qui empêche les matériaux du dessus, en réponse aux mouvements des matériaux qui sont en processus d’être broyés, d’échapper à l’entonnoir supérieur 102. L’entonnoir supérieur 102 peut être doté d’une partie supérieure de section constante afin que la plaque pression 130 puisse presser les matériaux à l’intérieur de l’entonnoir supérieur 102 tout en scellant contre les parois de l’entonnoir supérieur 102, évitant ainsi que de la poussière résultant du broyage ne se propage à l’environnement de travail.

[0049] Le broyeur 100 comprend également une sortie 112 au bas de l’entonnoir inférieur 106, adaptée afin d’y connecter une source d’aspiration 175 (aspirateur, pompe à vide ou autre source d’aspiration générant une pression négative par rapport à la pression ambiante atmosphérique) permettant d’évacuer dans un conteneur 176 les matériaux broyés au fur et à mesure du processus de broyage.

[0050] La forme générale du conduit 105, d’une section typiquement trapézoïde dans un ou deux plans permettant une aire horizontale intérieure diminuant généralement avec la diminution de l’élévation de la section considérée, offre une forme appropriée pour un broyeur afin éviter que des matériaux restent bloqués dans le broyeur 100 et permet ainsi un bon écoulement des matériaux broyés.

[0051] Il est à noter que le conduit 105 et ses sections peuvent avoir différentes formes, et par exemple la forme d’un entonnoir rectangulaire (ou en d’autres mots de la forme d’une pyramide tronquée tel qu’illustré), de forme conique tronquée ou autre.

[0052] L’entonnoir inférieur 106, dans le bas du conduit 105, sert à la réception des matériaux broyés. Dans l’entonnoir inférieur 106 se trouve la sortie 112, située sur la paroi inférieure 114 de l’entonnoir inférieur 106, soit une prise d’aspiration 112 pour le branchement du boyau d’aspiration 200. L’emplacement de cette prise d’aspiration 112 limite aussi la dispersion de la poussière en plus de permettre l’aspiration, donc une élimination efficace, des matières broyées. Typiquement, le boyau d’aspiration 200 n’a pas besoin d’être manipulé par un travailleur et est dirigé vers le contenant 176.

[0053] Le broyeur 100 comprend un circuit électrique (senseur, interrupteur, connecteurs, etc., non illustrés) permettant la détection de la présence de la plaque pression 130 et d’ainsi activer les arbres de broyage 115 du broyeur 100 seulement lorsque la plaque pression 130 est en position de broyage et d’appliquer une pression sur les matériaux dans l’entonnoir supérieur 102. Ce circuit électrique est adapté à ce que, dès que la plaque pression 130 est soulevée, par exemple afin de permettre le chargement des matériaux dans le broyeur 100, les arbres de broyage 115 du broyeur 100 s’arrêtent et ne peuvent pas être activées.

[0054] Selon les réalisations, le broyeur 100 peut être motorisé par un moteur électrique, ou un moteur hydraulique, présent sur le site de démolition ou intégré au broyeur 100.

[0055] De même, l’opération de la plaque pression 130 peut être manuelle, mais plus souvent opérée via une outil hydraulique ou électrique présent sur le site de démolition, ou intégré dans le broyeur 100.

[0056] Lorsqu’une valorisation post-utilisation des matériaux de démolition est désirée, il est possible de déplacer la sortie du boyau d’aspiration vers des conteneurs (typiquement de dimensions plus petites que le conteneur typique de l’état de la technique) selon le type de matériau de démolition broyé, et ainsi obtenir des morceaux de petites dimensions de nature relativement homogène dans chaque conteneur, pré-triés, et donc plus facilement valorisable ou recyclable. Le contenu de ces conteneurs est donc facile à distribuer à des partis intéressés à la valorisation de ces matériaux. L’espace nécessaire pour les conteneurs, plus petits que les conteneurs typiques de l’état de la technique en raison d’une plus grande compacité des rebus broyés étant donné la diminution des interstices entre les différents morceaux de matériaux broyés par opposition à non-broyés, permet de faire une gestion de différents matériaux de démolition en parallèle et une gestion plus efficace de poids de matériaux de démolition par unité de volume (le broyage permet une plus grande densité des rebus).

[0057] Il est maintenant référé à la figure 8. L’opération du broyeur de la présente demande consiste en une ou plusieurs des étapes suivantes :

1 - une installation du broyeur sur le site de démolition (500);

2 - un branchement d’un boyau connecté à une source de pression négative à la prise d’aspiration dans le bas du broyeur, avec l’autre bout du boyau menant à un site d’entreposage des matériaux broyés, tel un conteneur (502);

3 - le chargement de matériaux résultants d’un processus de démolition dans le broyeur (504);

4 - l’installation d’une plaque pression sur les matériaux à broyer (506); et

5- l’initiation d’un fonctionnement simultanément de la source de pression négative et du broyeur (508).

[0058] Ainsi les matériaux sont broyés et déplacés en continu du broyeur au site d’entreposage des matériaux broyés, tel le conteneur 176.

[0059] Bien que des modes de réalisation préférés aient été décrits ci- dessus et illustrés dans les dessins annexés, il est clair pour l'homme du métier que des modifications peuvent être apportées sans s'écarter de cette description. De telles modifications sont considérées comme des variantes possibles comprises dans la portée de la divulgation.