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WO2023083988A1 - Installation destinée à séparer dans un champ électrique les composants d'un mélange de fibres et de granules à l'aide d'un tribochargeur pourvu d'une grille de confinement sélectif desdits composants - Google Patents

Installation destinée à séparer dans un champ électrique les composants d'un mélange de fibres et de granules à l'aide d'un tribochargeur pourvu d'une grille de confinement sélectif desdits composants Download PDF

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Publication number
WO2023083988A1
WO2023083988A1 PCT/EP2022/081533 EP2022081533W WO2023083988A1 WO 2023083988 A1 WO2023083988 A1 WO 2023083988A1 EP 2022081533 W EP2022081533 W EP 2022081533W WO 2023083988 A1 WO2023083988 A1 WO 2023083988A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
components
altitude
electrode
family
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2022/081533
Other languages
English (en)
Inventor
Lucien Dascalescu
Karim MEDLES
Thami ZEGHLOUL
Thomas SIMONELLI
Christophe Le Clerc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE MECANIQUE ET D'AEROTECHNIQUE
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Universite de Poitiers
Original Assignee
ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE MECANIQUE ET D'AEROTECHNIQUE
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Universite de Poitiers
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR2112031A external-priority patent/FR3129092B1/fr
Application filed by ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE MECANIQUE ET D'AEROTECHNIQUE, Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA, Universite de Poitiers filed Critical ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE MECANIQUE ET D'AEROTECHNIQUE
Priority to EP22814117.2A priority Critical patent/EP4433218B1/fr
Priority to US18/710,061 priority patent/US20250018403A1/en
Publication of WO2023083988A1 publication Critical patent/WO2023083988A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/006—Charging without electricity supply, e.g. by tribo-electricity or pyroelectricity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/02—Separators
    • B03C7/06—Separators with cylindrical material carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/02—Separators
    • B03C7/10—Separators with material falling in cascades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/02—Separators
    • B03C7/12—Separators with material falling free

Definitions

  • the present invention relates to the general field of installations and separation processes intended to separate the various components of a mixture containing at least a first family of components and a second family of components.
  • the present invention finds particular application in the treatment of industrial waste which is in the form of a mixture containing at least two families of components, and in particular in the treatment of a mixture containing on the one hand fibers and on the other hand, granules, with a view to recycling the constituent materials of these components.
  • the invention finds more particular application in the treatment of mixtures which result from the grinding of pneumatic tires and which contain textile fibers, in particular polyethylene terephthalate, and granules of rubber-based material.
  • the present invention is particularly applicable to the treatment of mixtures whose components are of millimeter and sub-millimeter size, that is to say in particular to the treatment of mixtures which contain fibers whose diameter is between 10 ⁇ m and 1 mm for a length comprised between 1 mm and 10 mm, and granules whose equivalent diameter is comprised between 125 ⁇ m and 5 mm.
  • the treadmills forming the electrodes can be relatively expensive to manufacture.
  • Such a conveyor belt arrangement is moreover relatively vulnerable to fouling, since charged components, or even dust, can sometimes insinuate themselves between a conveyor belt and the rollers which drive said conveyor belt, and where appropriate which allow the application to said treadmill of the necessary bias voltage.
  • Such an incident can cause an alteration of said treadmill by deformation, deformation which is potentially detrimental to the control of the electric field.
  • such an alteration is likely to increase the rate of wear of the treadmill concerned and therefore reduce its lifespan.
  • the objects assigned to the invention therefore aim to remedy the aforementioned drawbacks and to propose a new separation installation which has increased efficiency and reliability, in particular for the treatment of mixtures composed of fibers and granules, while with a robust, simple and compact structure.
  • the objects assigned to the invention are achieved by means of a separation installation intended to receive a mixture containing at least a first family of components, preferably fibers, and a second family of components, preferably granules , said installation comprising a triboelectric charging device, called a "tribocharger", which is arranged to receive the mixture and to give the components of said mixture, by triboelectric action, electrostatic charges which are of opposite polarities depending on whether the components belong to the first family or to the second family, said installation further comprising at least a first electrode and a second electrode which are separated from each other by an air gap and connected to a generator which makes it possible to apply a difference in potential between the first electrode and the second electrode in order to generate in the air gap an electric
  • the fact of interposing between the enclosure and the collectors a containment wall according to the invention makes it possible to create a buffer zone, formed by the enclosure, in which the mixture is maintained for the duration just necessary and sufficient to confer on the components, prior to the release of said components into the air gap, a level of electrostatic charge of said components which is sufficient for one to be ensured that the components can be transported to the collectors and captured by said collectors, under the effect of the separating electric field.
  • the grid like a sieve, in fact performs a selection function, by retaining the uncharged or insufficiently charged components inside the enclosure, and thus preventing said components from be released prematurely in the air gap, and in particular to fall into the air gap under the simple effect of gravity, while this same grid will be capable of letting these same components pass once they have been loaded.
  • the tribocharger can reinforce the electrostatic charge of said components by continuing the triboelectric action on them for the necessary time, while permanent immersion of the enclosure in the separating electric field allows said separating electric field to immediately and permanently exert an attractive force on the components, as soon as said components acquire an electrostatic charge.
  • the permanent immersion of the enclosure, and therefore of the components being loaded contained in said enclosure, in the separating electric field advantageously allows said separating electric field to automatically extract the components, by facilitating or even by forcing the passage of said components through the grid, as soon as the components have reached a sufficiently high electrostatic charge with regard to their size and their shape.
  • the invention is in particular perfectly suited to the treatment of heterogeneous mixtures containing fibers and granules, and in particular mixtures containing very variable proportions of fibers relative to the granules.
  • the inventors have in fact observed that a number of fibres, due to their length, typically a length greater than the mesh of the sieve formed by the grid, can only leave the enclosure when they are sufficiently charged so that , pressed against the grid under the action of the separating electric field, said fibers deform, in particular bend, and thus manage to pass through the grid.
  • the inventors have found that the granules, when they are not charged, generally form agglomerates by adhering to fibers which hinder said granules and thus prevent said granules from passing through the grid, even when the granule considered individually nevertheless has a size smaller than the mesh of the sieve formed by the grid.
  • the electric field will be able to detach them from the fibers and help said granules to cross the confinement wall, by passing through the grid.
  • the invention has increased efficiency, since it makes it possible to obtain in an almost systematic way an effective separation of the components, then an effective recovery of the said components by the collectors according to the family to which belong said components, and this almost without generating residues or losses in the form of components which would remain prisoners of the enclosure or respectively which, released in the air gap, would escape collection by the collectors and would fall to the bottom of the installation.
  • Figure 1 illustrates, in a perspective view, an example of installation according to the invention, which comprises two pairs of rotating cylindrical electrodes with horizontal axes, forming two capture stages, and whose tribocharger is formed by a cylindrical containment drum whose tubular side wall forms the grid which ensures the selective retention of the components of the mixture according to their level of electrostatic charge.
  • Figure 2 is a front sectional view of the installation of Figure 1, in a vertical plane, substantially normal to the axis of rotation of the confinement drum and to the axes of rotation of the cylindrical electrodes.
  • Figure 3 illustrates, in a partial perspective sectional view, the detail of the arrangement of the collectors of the first stage of electrodes of the installation of Figures 1 and 2, with in particular the scrapers for detaching the components captured by the cylindrical electrodes.
  • Figure 4 illustrates, according to a schematic graph, the intensity of the separating electric field as a function of altitude, vertically plumb with the axis of rotation of the tribocharger of the installation of Figures 1 to 3, in the sagittal plane of the installation, and causes two intensity peaks to appear which correspond to the tightening of the air gap between each of the two pairs of electrodes.
  • Figure 5 illustrates, according to the same sectional plane as Figure 2, an alternative embodiment of the installation which comprises a non-return baffle between the first pair of electrodes and the second pair of electrodes, in order prevent the components from rising, which are resuspended in the air gap by a fluidized bed located in the lower part of the installation.
  • Figure 6 illustrates, in a front sectional view in the same vertical section plane as that of Figure 2, a variant arrangement of the installation of Figure 1, called “staggered arrangement", and wherein the containment drum is positioned at an intermediate altitude between the two pairs of electrodes.
  • Figure 7 illustrates, according to the same schematic graph as that of Figure 4, the intensity of the separating electric field as a function of altitude, vertically plumb with the axis of rotation of the tribocharger of the installation of Figure 6, in the sagittal plane of said installation.
  • the present invention relates to a separation installation 100 intended to receive a mixture 1 containing at least a first family of components 2, preferably fibers 2, and a second family of components 3, preferably granules 3.
  • the components of the first family will be fibers 2, which will have a thin and elongated shape, preferably substantially cylindrical.
  • the components of the first family can therefore be likened to fibers 2 in what follows.
  • At least a part, preferably the majority of said fibers 2 present in the mixture 1 (that is to say more than 50% of the total number of fibers present), and more preferably all (100% of the number total fibers present) of said fibers 2 which are present in mixture 1 will have a length of between 1 mm and 10 mm, while the largest of their transverse dimensions, i.e. the largest of the dimensions considered perpendicular to their length, i.e. that is to say, typically the diameter in the case of a fiber of cylindrical shape, will be between 10 ⁇ m and 1 mm.
  • the installation 100 will preferably be designed to be able to separate and recover (at least) fibers of such dimensions.
  • the fibers 2 will have a dimension, called length, which is significantly greater than the other two dimensions, called transverse dimensions, and more particularly will have a length at least 5 times, preferably at least 10 times, at least 20 times, or even at least 50 times or even 100 times greater than the larger of these two transverse dimensions, that is to say, typically, in the case of a fiber 2 of cylindrical shape, a length at least 5 times , preferably at least 10 times, at least 20 times, even at least 50 times or even 100 times greater than the diameter of the fiber 2 concerned.
  • the fibers 2 may be made from a natural or synthetic textile material, and more preferably from a polymer or a combination of polymers from (non-exhaustive list): polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • PS polystyrene
  • the components of the second family will be granules 3.
  • the components of the second family can therefore be likened to granules 3 in what follows.
  • At least some of the granules 3 present in mixture 1, preferably the majority of granules 3 present in mixture 1 (more than 50% of the total number of granules present), and more preferably all (100% of the total number of granules present) of said granules 3 present in mixture 1 will preferably have an equivalent diameter of between 125 ⁇ m and 5 mm, and a form factor of between 1 and 2.
  • equivalent diameter is meant the diameter that would have a fictitious sphere that would occupy the same volume as the volume occupied by the granule 3 considered.
  • form factor denotes the ratio between on the one hand the maximum Féret diameter, that is to say the maximum distance, observable for the granule 3 considered, between two straight lines which are parallel between they are tangent respectively to opposite sides of said granule 3 considered, and on the other hand the minimum Féret diameter, that is to say the minimum distance, observable for the granule 3 considered, between two straight lines which are parallel to each other and tangent respectively to opposite sides of said considered granule.
  • This form factor makes it possible to give a good indication of the slenderness of the granules 3.
  • a form factor equal to 1 corresponds to a sphere, and that a form factor equal to the root square of 2 is a cube.
  • the installation 100 will preferably be designed to be able to separate and recover (at least) granules 3 having the aforementioned dimensions, and more particularly to be able to sort, by separating them, on the one hand granules 3 of such dimensions and on the other hand, fibers 2 having the dimensions mentioned above, which are initially mixed with each other in the mixture 1.
  • the installation 100 will make it possible in particular to treat mixtures 1 whose proportion by weight of the fibers 2, relative to the total weight of the mixture 1, represents between 5% and 75%, while the proportion by weight of the granules 3, relative to the total weight of mixture 1, represents between 25% and 95%.
  • the installation 100 comprises a triboelectric charging device 4, called “tribocharger” 4, which is arranged to receive the mixture 1 and give the components 2, 3 of said mixture 1, by triboelectric action, charges electrostatics which are of opposite polarities depending on whether the components 2, 3 belong to the first family (here the fibers 2) or to the second family (here the granules 3).
  • tribocharger a triboelectric charging device 4
  • tribocharger which is arranged to receive the mixture 1 and give the components 2, 3 of said mixture 1, by triboelectric action, charges electrostatics which are of opposite polarities depending on whether the components 2, 3 belong to the first family (here the fibers 2) or to the second family (here the granules 3).
  • the tribocharger 4 ensures a mixing of the components 2, 3, so that said components rub against each other and / or against a wall of the tribocharger 4, which creates transfers of electrons on their surface and thus confers to said components 2, 3 electrostatic charges.
  • the installation 100 further comprises at least a first electrode 5 and a second electrode 6 which are separated from each other by an air gap 7 and connected to a generator 8 which makes it possible to apply a potential difference between the first electrode 5 and the second electrode 6 in order to generate in the air gap 7 an electric field, called “separating electric field”.
  • This separating electric field is intended to direct the charged components 2, 3, according to their polarity, either towards a first collector 10 which is intended to collect components 2 of the first family, here therefore fibers 2, or respectively towards a second collector 11 which is separate from the first collector 10 and which is intended to collect components 3 of the second family, here therefore granules 3.
  • the first electrode 5 is arranged to attract towards it, by the effect of the Coulomb forces, the charged components of a family, here by convention the charged components of the first family, that is to say the 2 charged fibers.
  • Said first electrode 5 could be separate from the first collector 10 and set back from the first collector 10, with respect to the zone where the charged fibers 2 are released in the air gap 7, so that the fibers 2 which move towards the first electrode 5 under the effect of the separating electric field are intercepted and captured by the first collector 10 before reaching said first electrode 5.
  • the first electrode 5 is an integral part of the first collector 10, and is arranged to receive and capture the fibers 2 at its surface, as is the case in the variant embodiments of Figures 1, 2 , 3 and 5.
  • the second electrode 6 is arranged to attract towards it, by the effect of Coulomb forces, the charged components of the other family, here by convention the charged components of the second family, i.e. i.e. 3 loaded granules.
  • Said second electrode 6 could be separate from the second collector 11 and set back from the second collector 11, with respect to the zone where Ton releases the charged granules 3 in the air gap 7, so that the granules 3 which move towards the second electrode 6 under the effect of the separating electric field are intercepted and captured by the second collector 11 before reaching said second electrode 6.
  • the second electrode 6 is an integral part of the second collector 11, and is arranged to receive and capture the granules 2 on its surface, as is the case in the variant embodiments of Figures 1, 2 , 3 and 5.
  • the tribocharger 4 is located directly above the gap 7 and so that at least part of said gap 7 extends below the tribocharger 4, which advantageously allows the components 2, 3 loaded from the tribocharger 4 to be dumped in the upper part of the air gap 7, and thus to be able to take advantage of a certain vertical amplitude of travel, or "free flight", during which said components 2, 3 undergo, simultaneously with gravity, the Coulomb forces due to the combination of their electrostatic charge and the separating electric field, so that said separating electric field is capable of deflecting said components 2, 3 and convey to the collectors 10, 11 where said components are captured.
  • the first and second electrodes 5, 6 are preferably each located on a different side of a vertical reference plane PO, which preferably forms a sagittal plane of the air gap 7 and more generally of the installation 100 and which preferably passes through the middle of the tribocharger 4, and said electrodes 5, 6 are preferably located at an altitude lower than that of the tribocharger 4.
  • a vertical reference plane PO which preferably forms a sagittal plane of the air gap 7 and more generally of the installation 100 and which preferably passes through the middle of the tribocharger 4
  • said electrodes 5, 6 are preferably located at an altitude lower than that of the tribocharger 4.
  • the same preferably applies to the corresponding collectors 10, 11, which laterally delimit the gap 7, and which are located at an altitude lower than that of the tribocharger 4 and each on a different side of the reference plane PO.
  • the tribocharger 4 receives the mixture 1 inside an enclosure 12 which is delimited by a confinement wall 13 which separates the said enclosure 12 from the first and second electrodes 5, 6 and from the first and second collectors 10, 11.
  • the components 2, 3 introduced into the tribocharger 4 are initially captive to the enclosure 12 of the tribocharger 4, so that said components 2, 3 cannot directly join the collectors 10, 11, or even the electrodes 5 , 6, without first passing through the confinement wall 13 which forms an obstacle between the interior of the enclosure 12 and the said collectors 10, 11.
  • the path which leads a component 2, 3 placed in the enclosure 12 up to the collector 10, 11 dedicated to said component 2, 3 necessarily passes through, and through, the containment wall 13.
  • the confinement wall 13 is arranged in such a way that the mixture 1 which is contained in the enclosure 12 is subjected to the action of tribo-electric charging and, simultaneously, exposed to the separating electric field.
  • the enclosure 12, and therefore the components 2, 3 that said enclosure 12 holds captive, are immersed in the separating electric field, while the tribocharger 4 stirs said components 2, 3 to the inside the enclosure 12, in order to electrically charge said components 2, 3 by friction.
  • the containment wall 13 is provided with a grid 14 which is arranged so as to retain components 2, 3 of the mixture 1 inside the enclosure 12 until said components 2 , 3 have reached, under the action of the tribocharger 4, an electrostatic charge which is sufficient for said components 2, 3 to escape from the enclosure 12, crossing the confinement wall 13 through the grid 14, under the action of the separating electric field, and can thus join the collector 10, 11 which corresponds to them, according to their polarity.
  • the confinement wall 13, and more particularly the grid 14, advantageously form a physical barrier which prevents the components 2, 3 of the mixture which are not yet charged, or which are insufficiently charged to be sure of reaching the collectors. 10, 11, to escape from the enclosure 12, which allows the tribocharger 4 to start the charging action of said components 2, 3 of said components 2, 3 and to continue the charging action of said components 2, 3 as long as necessary, that is to say until said components 2, 3 are sufficiently charged to be released in the air gap 7, and driven by the separating electric field to the collectors 10, 11.
  • the containment wall 13 thus defines in a way the border between two sub-chambers within the installation 100, namely on the one hand a first buffer sub-chamber, which is formed by the enclosure 12 closed by the confinement wall 13 and its grid 14, and within which the components 2, 3 are introduced and can be retained the time for said components 2, 3 to acquire a sufficient electrostatic charge, and on the other hand a second sub-chamber, in which the collectors 10, 11 are located, and which communicates with the enclosure 12 through the grid 14, here only through the grid 14, so that the collectors 10, 11 are not accessible to the components 2, 3 as long as said components 2, 3 are confined in enclosure 12, but become accessible to said components as soon as said components 2, 3 have passed through the grid 14 to end up in the second sub-chamber, in "free flight" in the air gap 7, and therefore free to reach the collectors 10, 11 under the action of the separating electric field.
  • the second sub-chamber may, in practice, correspond to the main enclosure of the installation 100, delimited by a casing which covers the frame of said installation.
  • the segregation effected by the grid 14 between sufficiently charged components 2, 3 and insufficiently charged components 2, 3 makes it possible to guarantee the quality and the purity of the filtered products, that is to say the fibers 2 of on the one hand and the granules 3 on the other hand which are collected separately by the collectors 10, 11, since only the components 2, 3 sufficiently charged to reach the collectors 10, 11, and to allow a differentiation of their family of belonging according to the sign of their charge, are actually extracted from the enclosure 12, and more particularly torn from the enclosure 12 through the grid 14, then collected by the collectors 10, 11, while the components 2, 3 insufficiently loaded cannot leave the triboloading area.
  • the grid 14 may have any shape allowing the containment wall 13 to be opened by defining a network of several through openings which will form as many passages for the components 2, 3, by placing the interior of the enclosure in communication 12 with the part of the air gap 7 located outside of said enclosure 12, and whose dimensions will define a mesh adapted to the segregation function operated by the grid 14 against the components 2, 3.
  • This mesh chosen to block the uncharged components but to allow the sufficiently charged components to pass, will be defined as a function in particular of the expected combination of the charge of the components 2, 3 (and therefore of the Coulomb force exerted by on them the separating electric field), the shape and dimensions of said components, and the mechanical properties of stiffness and elasticity of their constituent material.
  • the grid 14 will thus form a sort of sieve, which occupies all or part of the confinement wall 13, and may be designated as a "sieve" in what follows.
  • the grid 14 forms a sieve whose M14 mesh is between 1 mm and 10 mm, and more preferably between 2 mm and 5 mm.
  • the mixture 1 may contain a certain quantity of components 2, 3 whose size would be either too large so that it would prevent the components concerned, even carriers of a high electrostatic charge and therefore subjected to a high Coulomb force, to pass through the mesh M14 of the grid 14, or on the contrary too small for the grid 14 to be able to effectively retain the said components 2, 3, even if not loaded, inside the enclosure 12, against gravity.
  • At least one group of components 2, 3 which have sizes which, with regard to the electrostatic and mechanical properties of the material constituting said components 2, 3, are adapted so that these components, unloaded, and if necessary agglomerated together, are retained by the grid 14 inside the enclosure 12, while these same components 2, 3, once intentionally charged by the action of the tribocharger 4, at a suitable charge level, will be able to pass through this same grid 14 under the action of the separating electric field.
  • the fibers 2 will preferably have a length greater than the M14 mesh, a diameter strictly less than the M14 mesh, and will be formed in a sufficiently flexible material to able, once electrically charged, to bend under the action of the Coulomb force exerted by the separating electric field, typically bend in a U, and thus cross the mesh M14 of the grid 14.
  • the granules 3 will preferably have an equivalent diameter substantially equal to the M14 mesh, or slightly less than the M14 mesh, for example between 80% and 100% of the M14 mesh, so as to be retained by the grid 14 when they are agglomerated with fibers 2, and to be able to pass through the meshes of the grid 14, either spontaneously, or with a certain elastic contraction, when they are loaded and subjected to the force of attraction of the separating electric field.
  • the size of the mesh M14 of the grid 14 can be adapted to obtain the best possible yield. of the installation 100, and in particular to optimize the selective retention capacity of the grid 14, that is to say to optimize the compromise between the capacity of the grid 14 to retain the insufficiently charged components 2, 3, and its capacity to allow the sufficiently charged components 2, 3 to pass.
  • a mixture 1 will be prepared in which the components of the same family have relatively homogeneous properties from one component of the family to another, in that at least 50% by number of the components 2 of the first family, and/or at least 50% by number of the components 3 of the second family, or even at least 80% by number of the components 2 of the first family and/or at least 80% by number of the components 3 of the second family, will have properties, and in particular sizes, allowing them to meet the selectivity criterion, that is to say to be sensitive to the segregation operated by the grid 14, which is blocking for said components 2, 3 (that is to say retains said components) when these are uncharged or insufficiently charged, and which becomes conductive (that is to say lets said components pass) when these same components have acquired a sufficient charge.
  • the homogeneity of the components of the same family could for example be obtained by suitably choosing the conditions for obtaining mixture 1, in particular when the mixture is obtained by grinding, and/or by optionally subjecting mixture 1 to a first sieving, possibly quite coarse, in order to calibrate said mixture 1 before introducing mixture 1 into triboloader 4.
  • the tribocharger 4 will be arranged so that it is the enclosure 12 which is set in motion, relative to the frame of the installation 100, preferably in rotational motion, so as to cause a mixing of the mixture 1 which causes the friction of the components 2, 3 with each other and with the confinement wall 13 of the enclosure 12.
  • the tribocharger 4 comprises a cylindrical containment drum 15, preferably of circular base, which is delimited by a tubular side wall 16 which is extends along and around a central axis X15 forming an angle of less than 30 degrees with the horizontal.
  • Said tubular side wall 16 forms the containment wall 13, and at least a portion of said tubular side wall 16 forms the grid 14.
  • the implementation of a cylindrical tribocharger 4 gives the installation a simple, compact and robust structure.
  • a tribocharger 4 and more particularly in a containment drum 15, which is lying and which has a cylindrical shape, preferably a shape of revolution, one can advantageously use the rotation RI 5 of the drum 15 on itself, around its central axis XI 5, to achieve the mixing of the components 2, 3, and therefore create or increase the electrostatic charge of said components 2, 3.
  • This rotation RI 5 is preferably provided by a motor 17, such as an electric motor 17, driven by a control unit 18.
  • the rotation RI 5 of the containment drum 15 on itself, around its central axis XI 5, is preferably continuous and monotonous, that is to say carried out uninterruptedly and always in one and the same sense. Effective agitation of the mixture 1 is thus advantageously obtained, without jolts and without risk of settling of the mixture 1, and this moreover without jerks or vibrations of the tribocharger 4, or excessive noise, which improves the service life, the reliability and ease of use of the installation 100.
  • the speed of rotation RI 5 is moderate, so on the one hand to allow a natural mixing of the mixture 1, by self-collapse and permanent reversal on itself of the mixture, under the joint action of the rotation RI 5 (which allows the side wall 16 to drive and raise part of the mixture along said side wall, in the direction of rotation RI 5, seen in a section normal to the axis of rotation XI 5) and gravity (which causes this part of the mixture raised by the rotation to fall onto the rest of the mixture), and on the other hand to avoid a centrifugation effect of the mixture 1 which would tend to compact the said mixture 1 or even prematurely eject, made of centrifugal force, 2, 3 uncharged components.
  • the speed of rotation RI 5 will preferably be chosen, depending on the internal diameter of the containment drum 15, so that the centrifugal acceleration to which said rotation R15 subjects the mixture 1 remains less than 125 m.s' 2 , i.e. less than 12.75 times the acceleration due to gravity.
  • the centrifugal acceleration to which said rotation R15 subjects the mixture 1 remains less than 125 m.s' 2 , i.e. less than 12.75 times the acceleration due to gravity.
  • a centrifugal acceleration to which said rotation R15 subjects the mixture 1 remains less than 125 m.s' 2 , i.e. less than 12.75 times the acceleration due to gravity.
  • a centrifugal acceleration to which said rotation R15 subjects the mixture 1 remains less than 125 m.s' 2 , i.e. less than 12.75 times the acceleration due to gravity.
  • the speed of rotation RI 5 will preferably be between 10 rev/ min and 150 rpm, more preferably between 30 rpm and 90 rpm.
  • the side wall 16 of the containment drum 15 may comprise a rigid perforated frame 20, which serves as a support for the mesh panels 21, here curved panels which substantially or even exactly follow the curvature of the side wall 16 of the containment drum 15, which mesh panels 21 marry the windows of the frame 20 so as to form as many portions of the mesh 14.
  • the supply of the enclosure 12 of the tribocharger 4 can be achieved by any suitable supply system, for example by means of an endless screw, of the Archimedean screw type, which takes the mixture 1 from a neighboring silo to transfer it into the enclosure 12, or even by means of a hopper which pours the mixture 1 into the said enclosure 12 of the triboloader 4.
  • the radially inner face of the side wall 16 of the containment drum 15 may be provided with protrusions, such as blades, which contribute to breaking up and stirring the mixture 1 during the rotation RI 5, in order to accentuate friction phenomena and thus improve the efficiency of triboloading.
  • the central axis X15 of the containment drum 15 will preferably form a non-zero angle with the horizontal. This makes it possible to envisage continuous operation of the installation 100, that is to say a continuous supply of the tribocharger 4 with mixture 1, and this with very low energy consumption.
  • the central axis XI 5, and therefore the containment drum 15, is thus given an inclination which places the entry of the containment drum, corresponding here to the base of the cylinder located at one of the two axial ends of said containment drum 15, considered along the central axis X15, at an altitude higher than the altitude of the outlet of the containment drum 15, which in turn corresponds to the base of the cylinder forming the other axial, opposite end of said containment drum 15.
  • the filling rate will be such that the mixture 1 occupies in the lower part of the cylinder a height less than or equal to 40% of the internal diameter of the containment drum 15, for example a height of between 25% and 30% of said internal diameter.
  • the first electrode 5 is formed by a cylindrical electrode 5, preferably of circular base, mounted in rotation R5 around a first horizontal central axis X5 and whose surface forms a portion of the first collector 10 by being able to collect the components 2 of the first family and to evacuate said components 2 out of the air gap 7 by its rotational movement R5.
  • the second electrode 6 is formed by a second cylindrical electrode 6, preferably of circular base, which is mounted in rotation R6 around a second horizontal central axis X6, offset radially with respect to the first central axis X5, preferably parallel to the first central axis X5, and more preferably located at the same altitude as that of the first central axis X5.
  • the surface of the second cylindrical electrode 6 then advantageously forms a portion of the second collector 11 by being able to collect the components 3 of the second family and to evacuate the said components 3 from the air gap 7 by its rotational movement. R6.
  • the central axes X5, X6 are substantially horizontal, that is to say form with the horizontal an angle of less than 10 degrees, preferably less than 5 degrees, and more preferably will be exactly horizontal.
  • the first and second electrodes 5, 6 are counter-rotating preferences. More preferably, the direction of the rotations R5, R6 are such that the tangential speed of the surface of the electrode 5, 6, considered at the narrowest point of the gap 7 (here the point of the surface of said electrodes which is closest to the sagittal reference plane PO), rises vertically in the direction of the tribocharger 4 located above the air gap 7, in the opposite direction to that of the natural fall of the components 2, 3 under the effect of gravity .
  • This makes it possible in particular to secure the transfer of the components 2, 3 out of the air gap 7, by preventing the components 2, 3 captured by the electrodes 5, 6 from accidentally becoming detached and falling towards the bottom of the installation 100.
  • the first and second electrodes 5, 6 overlap axially at least partially, and more preferably overlap axially in their entirety, in that said electrodes 5, 6 each occupy the same axial range considered, in the common direction. of their central axes X5, X6.
  • the tribocharger 4, and more particularly the confinement drum 15 extends axially at least partly, preferably entirely, in the axial range which is common to the first electrode 5 and per second electrode 6.
  • the central axis XI 5 of the confinement drum 15 is preferably contained in a vertical plane, here the sagittal reference plane PO, which is parallel to the central axes X5, X6 of the electrodes 5, 6 (and therefore which is here perpendicular to the vertical projection plane of Figure 2).
  • the first and second electrodes 5, 6 will preferably be driven in rotation R5, R6 by motors 22, 23, preferably electric motors 22, 23, controlled by the control unit 18.
  • the first electrode 5 and the second electrode 6 form between them, at the minimum distance which separates them, a first constriction 24 of the air gap 7, the first constriction 24 which is located at a first altitude H24, and the installation 100 comprises a third electrode 30 and a fourth electrode 31, also subject to a potential difference, and which form between them, at the minimum distance which separates them, a second constriction 32 of the air gap 7 which is located at a second altitude H32 lower than the first altitude H24, so that the separating electric field successively presents, along the vertical, a first intensity peak 50 in the first constriction 24, at the first altitude H24, then an intensity which, between the first altitude H24 and the second altitude H32 decreases first then re-increases afterwards to form a trough of intensity 51 then to reach a second peak of intensity 52 in the second tightening 32, at the second altitude H32, such that this is shown in Figure 4 or Figure 7.
  • the width of the first tightening 24 here corresponds to the difference between on the one hand the center distance which separates the central axes X5, X6 of the first and second electrodes 5, 6 and on the other hand the sum of the radius of the first electrode 5 and the radius of the second electrode 6.
  • the width of the second constriction 32 corresponds here to the difference between on the one hand the center distance which separates the central axes X30, X31 of the third and fourth electrodes 30, 31 and on the other hand the sum of the radius of the third electrode 30 and the radius of the fourth electrode 31.
  • the installation 100 thus has, according to a preferred characteristic which may constitute an invention in its own right, a structure comprising (at least) two capture stages 35, 36, namely a first capture stage 35, upper , corresponding to the first pair of electrodes formed by the first and second electrodes 5, 6 which define a part of the separating electric field whose intensity peaks at the first tightening 24, then a second capture stage 36, lower, corresponding to the second pair of electrodes formed by the third and fourth electrodes 30, 31 which define another part of the separating electric field whose intensity peaks at the second constriction 32.
  • the enclosure 12 of the tribocharger 4 is located at an altitude, called the "release altitude" H12, which is higher than the first altitude H24 of the first tightening 24.
  • a component 2, 3 which leaves the enclosure 12 through the confinement wall 13 and which falls under the effect of gravity can, if necessary, pass successively through the first capture stage 35 then the second capture stage 36, and therefore in particular the first intensity peak 50, passing through the first constriction 24, then the second intensity peak 52, passing through the second constriction 32, so that, if said component 2, 3 is too heavy and/or insufficiently charged, relative to its weight or relative to the distance which initially separates said component from the collector 10, 11 which corresponds to it, to be captured by the first capture stage 35 higher, then it is possible that said component 2, 3 is captured, in catch-up, by the second lower capture stage 36 . This will ensure a high recovery rate of components 2, 3.
  • the enclosure 12 of the tribocharger 4 is located at an altitude, called “release altitude” H12, which is intermediate, that is to say which is this time lower than the first altitude H24 of the first constriction 24 and higher than the second altitude H32 of the second constriction 32.
  • the enclosure 12 of the tribocharger 4, and more particularly the grid 14 is here, at least partly, or even totally, contained vertically between the first constriction 24 and the second constriction 32, so that the enclosure 12, and more particularly the grid 14, extends at least partly, and preferably entirely, below the first constriction 24 and above the second constriction 32.
  • the inventors have in fact found that it was possible to obtain, by using such a configuration in which the tribocharger 4 is placed vertically in an intermediate position between the first and second constrictions 24, 32, an extraction of fibers 2 having a high degree of purity, higher than that observed in the previous configuration according to which the tribocharger 4 is placed above both the first constriction 24 and the second constriction 32. During the tests carried out by the inventors, this improvement in purity has was observed at each of the two capture stages 35, 36.
  • the central axis XI 5 of the containment drum 15 will be located at a intermediate altitude, strictly between the first altitude H24 of the first tightening 24 and the second altitude H32 of the second tightening 32.
  • the central axis X15 of the drum confinement 15 may be located at an altitude which is on the one hand lower than the altitude of the central axis X5 of the first electrode 5, and more preferably lower both than the altitude of the central axis X5 of the first electrode 5 and at the altitude of the central axis X6 of the second electrode 6, and on the other hand higher than the altitude of the central axis X30 of the third electrode 30, and more preferably higher both the altitude of the central axis X30 of the third electrode 30 and the altitude of the central axis X31 of the fourth electrode 31.
  • the third electrode 30 will be located on the same side of the sagittal reference plane PO as the first electrode 5, here on the left in Figures 1 and 2, and will have the same polarity as the first electrode 5.
  • the third electrode 30 will preferably be associated with a third collector 33, distinct from the first and from the second collector 10, 11, intended to collect the components 2 of the first family. More preferably, the third electrode 30 will form part of said third collector 33, being arranged so as to be able to capture the components 2 on its surface.
  • the fourth electrode 31 will preferably be located on the same side of the sagittal reference plane PO as the second electrode 6, here on the right in FIGS. 1 and 2, and will have the same polarity as the second electrode 6.
  • the fourth electrode 31 will preferably be associated with a fourth collector 34, distinct from the first, second and third collectors 10, 11, 33, and intended to collect the components 3 of the second family. More preferably, the fourth electrode 31 will form part of said fourth collector 34, being arranged so as to be able to capture the components 3 on its surface.
  • the third and fourth electrodes 30, 31 are, like the first and second electrodes 5, 6, each formed by a cylindrical electrode 30, 31, preferably of circular base, mounted in rotation R30, R31 around of its central axis X30, horizontal X31.
  • each of the first, second, third and fourth electrodes 5, 6, 30, 31 is associated with, or more preferably belongs to, a separate collector 10, 11, 33, 34, so that each of said first, second, third and fourth electrodes 5, 6, 30, 31 can evacuate out of the air gap 7, independently of the other electrodes 5, 6, 30, 31, the components 2, 3 captured on its surface.
  • the installation 100 thus has a simple and inexpensive structure, which ensures separate evacuation, by capture stage 35, 36 and by polarity, of the various components 2, 3. It is thus possible to obtain ease and good reliability sorting, with high throughput.
  • the collectors 10, 11, 33, 34 may be provided with scrapers 38, located outside the air gap 7, which rub against the corresponding electrode 5, 6, 30, 31 to detach the components 2, 3 captured by said electrode, which components 2, 3 can then be either temporarily stored in a container provided for this purpose, or evacuated by means of a suitable conveyor.
  • the potential difference applied between the third electrode 30 and the fourth electrode 31 may be identical to the potential difference applied between the first and the second electrode 5, 6.
  • - upper electrodes that is to say the first and second electrodes 5, 6, each having a diameter, preferably equal, of between 250 mm and 400 mm
  • - lower electrodes that is to say the third and fourth electrodes 30, 31, each having a diameter, preferably equal, of between 250 mm and 500 mm;
  • a containment drum 15 having an internal diameter of between 200 mm and 300 mm;
  • each electrode of the same pair (upper pair, respectively lower pair) located at the same altitude as the other electrode of the same pair.
  • the installation 100 may comprise position adjustment members 40, 41 making it possible to modify the position of one and/or the other of the central axes XI 5 of the containment drum and/or X5, X6, X30, X31 of one or the other of the electrodes 5, 6, 30, 31.
  • a system of vertical rails 40 may be provided making it possible to modify, preferably independently of each other, the altitude of the containment drum 15, respectively one and/or the other of the altitudes of the electrodes 5, 6, 30, 31.
  • horizontal rails 41 may be provided, preferably perpendicular to the central axes X15, X5, X6, X30, X31, to modify the horizontal position of the electrodes 5, 6, 30, 31, preferably independently of each other. from the others, so as to be able in particular to adjust and modify as needed the center distances of each pair of electrodes 5, 6, respectively 30, 31, and or the distance of one and/or the other of the electrodes with respect to the vertical plumb of the tribocharger (here therefore the distance from the reference plane PO).
  • the surface, preferably cylindrical, of the electrodes 5, 6, 30, 31 is covered with a layer made of an electrically insulating material to prevent an exchange of charges of the electrode 5, 6, 30, 31 with the components 2, 3 which adhere to its surface.
  • electrically insulating material is meant here a material which has a resistivity equal to or greater than 10 10 ⁇ m at a temperature of 300 Kelvin.
  • This insulating layer may for example take the form of a coating, for example of PTFE or PET, preferably with a thickness of between 10 ⁇ m and 100 ⁇ m, which will be deposited on the core of the electrode, it -even made of metal, for example copper alloy, aluminum alloy or stainless steel.
  • the electrodes 5, 6, 30, 31 which define the separating electric field occupy, as a whole, an altitude range H7 called “air gap altitude range” H7 which extends from the altitude of the lowest point of all said electrodes, here the low line of the third or fourth electrode 30, 31, up to the highest point of all said electrodes, here the crest line of the first or of the second electrode 5, 6, and the tribocharger 4, called “first tribocharger” 4, is located in an upper part of the installation 100 so that at least a part, preferably at least half, and more preferentially the whole of the altitude range of the air gap H7 extends below the altitude H12 of the lowest point of the enclosure 12 receiving the mixture 1, that is to say below the release altitude H12 mentioned above.
  • air gap altitude range H7 which extends from the altitude of the lowest point of all said electrodes, here the low line of the third or fourth electrode 30, 31, up to the highest point of all said electrodes, here the crest line of the first or of the second electrode 5, 6, and
  • the enclosure 12, and more particularly the grid 14 is located in the upper part of the air gap 7, so that the components 2, 3 which come out of the enclosure 12, at the release altitude H12, benefit from a significant height of fall, which leaves space and time for the electrodes 5, 6, 30, 31 to deflect the trajectory of said components towards the collectors 10, 11, 33, 34.
  • the installation 100 can then also comprise, in a lower part, directly above the first tribocharger 4 and at an altitude H45 strictly lower than the altitude of said first tribocharger 4, here therefore strictly lower than the release altitude H12, a fluidized bed 45, shown schematically in dotted lines in FIG. 2, which forms a second tribocharger 45 capable of electrically recharging and returning to suspension in the air gap 7 the components 2, 3 of the mixture 1 which would have fallen from the first tribocharger 4 and would have vertically crossed the gap 7 without being captured by the collectors 10, 11, 33, 34.
  • the efficiency of the installation 100 is thus further improved, by reducing the losses which would correspond to a residue which would be formed by the components which have fallen from the enclosure but which have not been captured and therefore not sorted after their passage through facility 100.
  • the installation 100 comprises, at an intermediate altitude located between the first upper capture stage 35, formed by the first electrode 5 and the second electrode 6 and the second capture stage 36, lower, formed by the third electrode 30 and the fourth electrode 31, a non-return baffle 46 which is arranged to allow the passage to the second capture stage 36 of the components 2, 3 not captured by the first capture stage 35, while preventing the components 2, 3 resuspended in the second capture stage 36 by the fluidized bed 45 from rising beyond said non-return baffle 46, and in particular from rising to the first capture stage 35.
  • Said non-return baffle 46 preferably comprises first of all, as can be seen in FIG. 5, a hopper 47 with converging walls which is able to collect the components 2, 3 falling from the first capture stage 35 and directing said components 2, 3, through a lower opening 48, towards the second capture stage 36, then a diverging deflector 49, which is placed under the hopper 47 plumb with the lower opening 48 so as to allow the fall into the second capture stage 36 of the components 2, 3 coming from the hopper 47, while preventing the components 2, 3 resuspended in the second capture stage 36 by the fluidized bed 45 from rising via the lower opening 48 in the direction of the first capture stage 35, and therefore to go up beyond said non-return baffle 46, and in particular to go up to the first capture stage 35.
  • the second capture stage 36 is thus confined, in the air gap delimited by the third and fourth electrodes 30, 31, to the components 2, 3 which were not captured during their first drop and which are resuspended, by the fluidized bed 45, in the lower part of the air gap 7.
  • the efficiency of the installation is thus improved, by preventing the fluidized bed 45 from dispersing the components 2, 3 out of the air gap 7.
  • the width covered horizontally by the deflector 49 preferably represents at least 50%, at least 75%, at least 85%, or even at least 95% of the distance which horizontally separates the third electrode 30 from the fourth electrode 31.
  • the deflector 49 forms a sort of cap which covers the majority, or even all, of the lower zone of the air gap 7 which is between the third and fourth electrodes 30, 31, and constitutes an obstacle which prevents the components 2 , 3 present in this lower zone of the air gap 7 to exit from said lower zone of the air gap.
  • the deflector 49 is preferably arranged so as to overlap and entirely cover, in projection in a horizontal plane, the lower opening 48 of the hopper 47, and even to overflow beyond the lower opening 48, so that the components 2, 3 present in the lower zone of the air gap, under the deflector 49, cannot rise vertically through said lower opening 48.
  • the non-return baffle 46 also makes it possible to prevent the gas flow, here ascending, emitted by the fluidized bed 45 from disturbing the operation of the first capture stage 35, in the upper part of the air gap 7.
  • the walls of the hopper 47 may be formed by inclined plates which extend in length parallel to the axes X5, X6, X30, X31 of the electrodes 30, 31.
  • These walls, and more generally the non-return baffle 46, may be driven by vibrations, to prevent the components 2, 3 from adhering to said walls.
  • the generator 8 and the electrodes 5, 6, and where applicable 30, 31, are arranged so that the intensity of the separating electric field, at the level of the internal face of the grid 14 which retains the components, here in particular in the immediate vicinity of the altitude release altitude H12 or even at the release altitude H12, is equal to or greater than 100 kV/m, preferably between 100 kV/m and 600 kV/m, and more preferably between 200 kV/m and 400 kV/m .
  • the choice of a moderate intensity for example equal to or less than 400 kV/m, will advantageously make it possible to create the separating electric field by means of generators 8 having a maximum voltage of less than 100 kV, and which are therefore relatively inexpensive and not very restrictive to implement, in particular in view of the safety standards applicable to such generators 8 in terms of isolation distances.
  • the required intensity can in particular be obtained by creating a potential difference of 50 kV, here in direct voltage, for example between a first and a second electrode 5, 6 which are spaced apart by a center distance of 80 cm, which each have a diameter of 30 cm, and which are associated with a containment drum 15 having, at the level of the grid 14, an internal diameter of 30 cm, whose central axis X15 is located horizontally in the middle of the center distance separating the central axis X5 of the first electrode 5 from the central axis X6 of the second electrode, and vertically at an altitude between 0 cm and 40 cm above the altitude common to the two central axes X5, X6 of said first and second electrodes.
  • a potential difference of 50 kV here in direct voltage
  • the intensity of the separating electric field may be between 100 kV/m and 400 kV/m.
  • the intensity of the separating electric field may be between 200 kV/m and 600 kV/m.
  • the electric field intensity values given above for the first altitude H24 and the second altitude H32 may in particular correspond to a situation in which, as illustrated in FIGS. 3 and 5, the shortest distance which separates the first electrode 5 from the second electrode 6 is wider than the shortest distance which separates the third electrode 30 from the fourth electrode 31. [00148] This being so, the distances separating the electrodes 5, 6, respectively 30, 31 of the same pair can of course be adjusted, as well as the potential difference applied between these electrodes, according to the intensity of the field. electric separator desired.
  • the first electrode 5 and the second electrode 6 may be closer to each other than are, between them, the third and the fourth electrode 30, 31, that is to say that the shortest distance separating the first electrode 5 from the second electrode 6 could be chosen smaller than the shortest distance separating the third electrode 30 from the fourth electrode 31 , instead of being chosen larger.
  • the intensity of the separating electric field may then be higher in the first constriction 24 than in the second constriction 32, as illustrated in FIG. 7.
  • the intensity of the electric field separator may this time be between 200 kV/m and 600 kV/m at the first altitude H24 of the upper narrowing 24, while it will be between 100 kV/m and 400 kV/m at the second altitude H32 of the narrowing 32 lower.
  • the invention relates as such to a separation process allowing, from a mixture 1 which contains at least a first family of components 2, preferably fibers 2, and a second family of components 3, preferably granules 3, to separate the components 2 belonging to the first family from the components 3 belonging to the second family.
  • Such a method can preferably be implemented by means of an installation 100 as described in the foregoing.
  • the process according to the invention preferably and advantageously constitutes a process of separation by the dry route, which requires neither the use of solvent nor the treatment of the components 2, 3 by any liquid solution.
  • the separation method according to the invention comprises a step (SI) of creating a separating electric field, during which a potential difference is applied between at least a first electrode 5 and a second electrode 6 defining between them an air gap 7 so as to generate in said air gap 7 an electric field called "separating electric field", a step (S2) of electrostatic charging of the mixture 1, during which components 2, 3 of the mixture are imparted, by triboelectric action, electrostatic charges which are of opposite polarities depending on whether the components 2, 3 belong to the first family or to the second family, then a sorting step (S3) during which the separating electric field is used to direct the charged components 2 of the first family to a first collector 10 which captures said components 2 of the first family, and to direct the charged components 3 of the second family to a second collector 11 which is distinct from the first collector 10 and which captures said components 3 of the second family.
  • SI a step of creating a separating electric field, during which a potential difference is applied between at least a first electrode 5 and a second electrode 6
  • the step (S2) of electrostatic charging comprises a phase (S201) of selective retention, during which the mixture 1 is placed inside an enclosure 12 which is separated from the first and second electrodes 5, 6 and first and second collectors 10, 11 by a confinement wall 13, and said mixture 1 present in the enclosure is subjected to tribo-electric action, in the presence of the separating electric field, and, depending on whether the level of electrostatic charge reached by certain components 2, 3 corresponds or not to a level of charge deemed sufficient, said components 2, 3 are authorized to leave enclosure 12 so that said components 2, 3 can gain the collectors 10, 11 under the action of the separating electric field, or on the contrary said components 2, 3 are temporarily prevented from leaving the enclosure, by retaining them by means of the confinement wall 13, and continuing the action tribo-electric on said components 2, 3, until these same components 2, 3 have acquired an electrostatic charge of a level of charge deemed sufficient to be able to be released from enclosure 12, intended for collectors 10, 11.
  • a phase (S201) of selective retention during which the mixture 1 is placed inside
  • the sorting step (S3) is preceded by a step (S201) of selective retention which makes it possible to maintain, here by means of the grid 14, the components 2, 3, initially uncharged or lightly charged, in the buffer zone formed by the enclosure 12, until these same components have acquired a charge which is sufficient to trigger their extraction from the enclosure 12, through the grid 14, and their release into the air gap 7, from where said charged components 2, 3 then travel to the collectors 10, 11.
  • the grid 14, and more particularly the dimensioning of the mesh M14 of the sieve formed by the said grid 14, advantageously makes it possible to automatically ensure, for each component 2, 3 considered individually, that the release of said component in the air gap 7 occurs only, and as soon as the conditions, in particular the electrostatic charge threshold adapted to the component considered, are met for the separating electric field to convey said component to the collector 10 , 11 which corresponds to it.
  • a separating electric field is created which extends at least partly below the enclosure 12, and which has at least two intensity peaks 50, 52 staged vertically and separated by an intensity hollow 51, so as to form a first upper capture stage 35, with which at least part of the components 2, 3 coming from the enclosure 12 are captured, then a second lower stage capture 36 with which at least part of the components 2, 3 coming from the enclosure 12 and not captured by the first upper capture stage 35 are captured.
  • Each stage 35, 36 preferably corresponds to a different pair of electrodes 5, 6, 30, 31 respectively.
  • such a stepped structure considerably limits the fall of components 2, 3 in the bottom of the installation, and promotes efficient evacuation of each family of components, with a good flow, because said evacuation is distributed over two floors. 35, 36, and which thus affects the capture and the evacuation of the same family of components two stages 35, 36 of capture and therefore several collectors working simultaneously.
  • the separation process applies to a mixture 1 which comprises as first family of components fibers 2, preferably based on polyethylene terephthalate, and as second family of components granule
  • the invention relates to a process for recycling a pneumatic tire comprising a grinding step, during which at least a portion of said pneumatic tire is reduced, for example the strip rolling said tire into a mixture containing textile fibers 2 and granules 3 of rubber-based material, then a separation step during which a separation process is applied to said mixture according to any one of the characteristics described below. above.

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  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

L'invention concerne une installation destinée à séparer les composants d'un mélange contenant des fibres (2) et des granules (3), ladite installation comprenant un tribochargeur (4) pour conférer aux composants (2, 3) une charge électrostatique, au moins une paire d'électrodes (5, 6) pour générer un champ électrique séparateur qui achemine les composants chargés, selon leur polarité, jusqu'à des collecteurs (10, 11), ladite installation étant caractérisée en ce que le tribochargeur (4) possède une grille (14) de confinement agencée pour retenir les composants dans le tribochargeur (4) jusqu'à ce que lesdits composants (2, 3) aient atteint une charge suffisante, puis pour laisser passer lesdits composants, une fois chargés, dans l'entrefer (7) d'où lesdits composants (2, 3) gagnent leur collecteur (10, 11), sous l'action du champ électrique séparateur.

Description

INSTALLATION DESTINÉE À SÉPARER DANS UN CHAMP ÉLECTRIQUE LES COMPOSANTS D’UN MÉLANGE DE FIBRES ET DE GRANULES À
L’AIDE D’UN TRIBOCHARGEUR POURVU D’UNE GRILLE DE CONFINEMENT SÉLECTIF DESDITS COMPOSANTS
[0001] La présente invention concerne le domaine général des installations et des procédés de séparation destinés à séparer les différents composants d’un mélange contenant au moins une première famille de composants et une seconde famille de composants.
[0002] La présente invention trouve notamment application dans le traitement de déchets industriels qui se présentent sous forme d’un mélange contenant au moins deux familles de composants, et en particulier dans le traitement d’un mélange contenant d’une part des fibres et d’autre part des granules, en vue du recyclage des matériaux constitutifs de ces composants.
[0003] L’invention trouve plus particulièrement application dans le traitement de mélanges qui sont issus du broyage de bandages pneumatiques et qui contiennent des fibres textiles, notamment en polyéthylène téréphtalate, et des granules en matériau à base de caoutchouc.
[0004] La présente invention est notamment applicable au traitement de mélanges dont les composants sont de taille millimétrique et sous-millimétrique, c’est-à-dire en particulier au traitement des mélanges qui contiennent des fibres dont le diamètre est compris entre 10 pm et 1 mm pour une longueur comprise entre 1 mm et 10 mm, et des granules dont le diamètre équivalent est compris entre 125 pm et 5 mm.
[0005] On connaît de nombreux procédés destinés à séparer les composants d’un mélange.
[0006] On connaît en particulier, par le document FR-2 943 561, un procédé au cours duquel on déverse un mélange composé de différents granules, appartenant à deux familles de matériaux différents, sur un lit fluidisé qui se situe en partie inférieure d’un entrefer délimité par deux électrodes de polarités opposées. Lesdites électrodes se présentent sous forme de tapis roulants sensiblement verticaux, et génèrent un champ électrique dans l’entrefer. Lorsque le lit fluidisé agite et met en suspension dans l’entrefer les granules qui composent le mélange, il confère auxdits granules, par effet tribo-électrique, une charge électrostatique dont le signe dépend de la famille à laquelle appartient chaque granule considéré. Une fois qu’un granule est chargé électriquement, ledit granule est attiré et capturé par l’électrode dont la polarité est opposée à celle dudit granule, et vient ainsi adhérer au tapis roulant correspondant, lequel tapis roulant achemine alors ledit granule hors de l’entrefer, jusqu’à un collecteur approprié.
[0007] Si une telle installation peut donner largement satisfaction en pratique, elle peut toutefois présenter quelques limitations et inconvénients.
[0008] En effet, les inventeurs ont constaté que si une telle installation connue pouvait être très efficace pour traiter des mélanges de granules relativement homogènes, son efficacité chutait significativement lorsque le mélange était composé de composants hétérogènes dans leur forme, et notamment lorsque le mélange contenait d’une part des granules et d’autre part des fibres. En effet, dans le lit fluidisé, les fibres, plus légères et présentant une traînée aérodynamique relativement élevée, ont tendance à flotter au-dessus des granules, de sorte que le nombre d’impact desdites fibres avec les granules peut ne pas être suffisant pour conférer auxdites fibres un niveau de charge électrostatique qui soit suffisant pour obtenir une séparation efficace par le champ électrique.
[0009] Ensuite, les tapis roulants formant les électrodes peuvent être relativement coûteux à fabriquer. Un tel agencement de convoyeur à tapis roulant est de surcroît relativement vulnérable à l’encrassement, puisque des composants chargés, ou même des poussières, peuvent parfois s’insinuer entre un tapis roulant et les rouleaux qui assurent l’entraînement dudit tapis roulant, et le cas échéant qui permettent l’application audit tapis roulant de la tension de polarisation nécessaire. Un tel incident peut causer une altération dudit tapis roulant par déformation, déformation qui est potentiellement préjudiciable au contrôle du champ électrique. De surcroît, une telle altération est susceptible d’accroître la vitesse d’usure du tapis roulant concerné et donc de réduire la durée de vie de celui-ci.
[0010] Les objets assignés à l’invention visent par conséquent à remédier aux inconvénients susmentionnés et à proposer une nouvelle installation de séparation qui possède une efficacité et une fiabilité accrue, notamment pour le traitement de mélanges composés de fibres et de granules, tout en présentant une structure à la fois robuste, simple et compacte. [0011] Les objets assignés à l’invention sont atteints au moyen d’une installation de séparation destinée à recevoir un mélange contenant au moins une première famille de composants, de préférence des fibres, et une seconde famille de composants, de préférence des granules, ladite installation comprenant un dispositif de chargement tribo-électrique, dit « tribochargeur », qui est agencé pour recevoir le mélange et conférer aux composants dudit mélange, par action tribo-électrique, des charges électrostatiques qui sont de polarités opposées selon que les composants appartiennent à la première famille ou à la seconde famille, ladite installation comprenant en outre au moins une première électrode et une seconde électrode qui sont séparées l’une de l’autre par un entrefer et connectées à un générateur qui permet d’appliquer une différence de potentiel entre la première électrode et la seconde électrode afin de générer dans l’entrefer un champ électrique, dit « champ électrique séparateur », qui est destiné à diriger les composants chargés, selon leur polarité, soit vers un premier collecteur destiné à recueillir des composants de la première famille, soit respectivement vers un second collecteur distinct du premier collecteur et destiné à recueillir des composants de la seconde famille, ladite installation étant caractérisée en ce que le tribochargeur reçoit le mélange à l’intérieur d’une enceinte qui est délimitée par une paroi de confinement qui sépare ladite enceinte des première et seconde électrodes et des premier et second collecteurs, ladite paroi de confinement étant agencée de telle manière que le mélange qui est contenu dans l’enceinte soit soumis à l’action de chargement tribo- électrique et, simultanément, exposé au champ électrique séparateur, et ladite paroi de confinement étant pourvue d’une grille qui est agencée de sorte à retenir des composants du mélange à l’intérieur de l’enceinte jusqu’à ce que lesdits composants aient atteint, sous l’action du tribochargeur, une charge électrostatique qui soit suffisante pour que lesdits composants s’échappent de l’enceinte, en franchissant la paroi de confinement à travers la grille, sous l’action du champ électrique séparateur, et puissent ainsi rejoindre le collecteur qui leur correspond, en fonction de leur polarité.
[0012] Avantageusement, le fait d’interposer entre l’enceinte et les collecteurs une paroi de confinement selon l’invention permet de créer une zone tampon, formée par l’enceinte, dans laquelle on maintient le mélange pendant la durée juste nécessaire et suffisante pour conférer aux composants, préalablement à la libération desdits composants dans l’entrefer, un niveau de charge électrostatique desdits composants qui soit suffisant pour que l’on soit assuré que les composants puissent être transportés jusqu’aux collecteurs et capturés par lesdits collecteurs, sous l’effet du champ électrique séparateur.
[0013] La grille, à la manière d’un tamis, remplit en effet une fonction de sélection, en retenant les composants non chargés, ou insuffisamment chargés, à l’intérieur de l’enceinte, et ainsi en empêchant lesdits composants d’être libérés prématurément dans l’entrefer, et notamment de chuter dans l’entrefer sous le simple effet de la gravité, tandis que cette même grille sera apte à laisser passer ces mêmes composants une fois ceux-ci chargés.
[0014] Tant que la grille retient les composants à l’intérieur de l’enceinte, le tribochargeur peut renforcer la charge électrostatique desdits composants en poursuivant l’action tribo- électrique sur ces derniers pendant la durée nécessaire, tandis que l’immersion permanente de l’enceinte dans le champ électrique séparateur permet audit champ électrique séparateur d’exercer immédiatement et de façon permanente une force d’attraction sur les composants, aussitôt que lesdits composants acquièrent une charge électrostatique.
[0015] Ainsi, plus particulièrement, l’immersion permanente de l’enceinte, et donc des composants en cours de chargement contenus dans ladite enceinte, dans le champ électrique séparateur permet avantageusement audit champ électrique séparateur d’extraire automatiquement les composants, en facilitant voire en forçant le passage desdits composants à travers la grille, aussitôt que les composants ont atteint une charge électrostatique suffisamment élevée au regard de leur taille et de leur forme.
[0016] A ce titre, l’invention est en particulier parfaitement adaptée au traitement de mélanges hétérogènes contenant des fibres et des granules, et notamment de mélanges contenant des proportions très variables de fibres par rapport aux granules.
[0017] Les inventeurs ont en effet constaté que nombre de fibres, du fait de leur longueur, typiquement une longueur supérieure à la maille du tamis formé par la grille, ne peuvent sortir de l’enceinte que lorsqu’elles sont suffisamment chargées pour que, pressées contre la grille sous l’action du champ électrique séparateur, lesdites fibres se déforment, notamment fléchissent, et parviennent ainsi à passer à travers la grille.
[0018] De même, les inventeurs ont constaté que les granules, lorsqu’ils ne sont pas chargés, forment généralement des agglomérats en adhérant à des fibres qui entravent lesdits granules et empêchent ainsi lesdits granules de traverser la grille, même lorsque le granule considéré individuellement présente pourtant une taille inférieure à la maille du tamis que forme la grille. En revanche, lorsque les granules atteignent une charge électrostatique suffisante, le champ électrique va être en mesure de les détacher des fibres et d’aider lesdits granules à traverser la paroi de confinement, en passant à travers la grille.
[0019] Ainsi, avantageusement, l’invention présente une efficacité accrue, puisqu’elle permet d’obtenir de manière quasi-systématique une séparation effective des composants, puis une récupération effective desdits composants par les collecteurs en fonction de la famille à laquelle appartiennent lesdits composants, et ce quasiment sans générer de résidus ou de pertes sous forme de composants qui resteraient prisonniers de l’enceinte ou respectivement qui, libérés dans l’entrefer, échapperaient au captage par les collecteurs et chuteraient au fond de l’installation.
[0020] D’autres objets, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus en détail à la lecture de la description qui suit, ainsi qu’à l’aide des dessins annexés, fournis à titre purement illustratif et non limitatif, parmi lesquels :
[0021] La figure 1 illustre, selon une vue en perspective, un exemple d’installation selon l’invention, qui comprend deux paires d’électrodes cylindriques rotatives à axes horizontaux, formant deux étages de capture, et dont le tribochargeur est formé par un tambour de confinement cylindrique dont la paroi latérale tubulaire forme la grille qui assure la rétention sélective des composants du mélange en fonction de leur niveau de charge électrostatique.
[0022] La figure 2 est une vue en coupe de face de l’installation de la figure 1, dans un plan vertical, sensiblement normal à l’axe de rotation du tambour de confinement et aux axes de rotation des électrodes cylindriques.
[0023] La figure 3 illustre, selon une vue partielle en coupe en perspective, le détail de l’agencement des collecteurs du premier étage d’électrodes de l’installation des figures 1 et 2, avec notamment les racloirs permettant de détacher les composants capturés par les électrodes cylindriques. [0024] La figure 4 illustre, selon un graphique schématique, l’intensité du champ électrique séparateur en fonction de l’altitude, à l’aplomb vertical de l’axe de rotation du tribochargeur de l’installation des figures 1 à 3, dans le plan sagittal de l’installation, et fait apparaître deux pics d’intensité qui correspondent aux resserrements de l’entrefer entre chacune des deux paires d’électrodes.
[0025] La figure 5 illustre, selon un même plan de coupe que la figure 2, une variante de réalisation de l’installation qui comprend une chicane anti-retour entre la première paire d’électrodes et la seconde paire d’électrodes, afin d’empêcher la remontée des composants qui sont remis en suspension dans l’entrefer par un lit fluidisé situé en partie basse de l’installation.
[0026] La figure 6 illustre, selon une vue en coupe de face dans le même plan de coupe vertical que celui de la figure 2, une variante d’agencement de l’installation de la figure 1, dit « agencement en quinconce », et selon lequel le tambour de confinement est positionné à une altitude intermédiaire entre les deux paires d’électrodes.
[0027] La figure 7 illustre, selon le même graphique schématique que celui de la figure 4, l’intensité du champ électrique séparateur en fonction de l’altitude, à l’aplomb vertical de l’axe de rotation du tribochargeur de l’installation de la figure 6, dans le plan sagittal de ladite installation.
[0028] La présente invention concerne une installation 100 de séparation destinée à recevoir un mélange 1 contenant au moins une première famille de composants 2, de préférence des fibres 2, et une seconde famille de composants 3, de préférence des granules 3.
[0029] De préférence, les composants de la première famille seront des fibres 2, qui présenteront une forme mince et allongée, de préférence sensiblement cylindrique. Par simple commodité de description, les composants de la première famille pourront donc être assimilés à des fibres 2 dans ce qui suit.
[0030] Au moins une partie, de préférence la majorité desdites fibres 2 présentes dans le mélange 1 (c’est-à-dire plus de 50% du nombre total des fibres présentes), et plus préférentiellement la totalité (100% du nombre total des fibres présentes) desdites fibres 2 qui sont présentes dans le mélange 1 posséderont une longueur comprise entre 1 mm et 10 mm, tandis que la plus grande de leurs dimensions transverses, c’est-à-dire la plus grande des dimensions considérées perpendiculairement à leur longueur, c’est-à-dire typiquement le diamètre dans le cas d’une fibre de forme cylindrique, sera comprise entre 10 pm et 1 mm. L’installation 100 sera de préférence conçue pour pouvoir séparer et récupérer (au moins) des fibres de telles dimensions.
[0031] Plus préférentiellement, les fibres 2 présenteront une dimension, dite longueur, qui est nettement supérieure aux deux autres dimensions, dites dimensions transverses, et plus particulièrement présenteront une longueur au moins 5 fois, de préférence au moins 10 fois, au moins 20 fois, voire au moins 50 fois ou même 100 fois supérieure à la plus grande de ces deux dimensions transverses, c’est-à-dire, typiquement, dans le cas d’une fibre 2 de forme cylindrique, une longueur au moins 5 fois, de préférence au moins 10 fois, au moins 20 fois, voire au moins 50 fois ou même 100 fois supérieure au diamètre de la fibre 2 concernée.
[0032] Les fibres 2 pourront être réalisées dans un matériau textile naturel ou synthétique, et plus préférentiellement dans un polymère ou une combinaison de polymères parmi (liste non exhaustive) : le polyéthylène téréphtalate (PET), le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polychlorure de vinyle (PVC), le polystyrène (PS).
[0033] De préférence, les composants de la seconde famille seront des granules 3. Par simple commodité de description, les composants de la seconde famille pourront donc être assimilés à des granules 3 dans ce qui suit.
[0034] Au moins une partie des granules 3 présents dans le mélange 1, de préférence la majorité des granules 3 présents dans le mélange 1 (plus de 50% du nombre total des granules présents), et plus préférentiellement la totalité (100% du nombre total des granules présents) desdits granules 3 présents dans le mélange 1 présenteront de préférence un diamètre équivalent compris entre 125 pm et 5 mm, et un facteur de forme compris entre 1 et 2.
[0035] Par « diamètre équivalent », on désigne le diamètre que posséderait une sphère fictive qui occuperait le même volume que le volume occupé par le granule 3 considéré. [0036] Par « facteur de forme », on désigne le rapport entre d’une part le diamètre de Féret maximum, c’est-à-dire la distance maximale, observable pour le granule 3 considéré, entre deux droites qui sont parallèles entre elles et tangentes respectivement à des côtés opposés dudit granule 3 considéré, et d’autre part le diamètre de Féret minimum, c’est-à-dire la distance minimale, observable pour le granule 3 considéré, entre deux droites qui sont parallèles entre elles et tangentes respectivement à des côtés opposés dudit granule considéré. Ce facteur de forme permet de donner une bonne indication de l’élancement des granules 3. A titre indicatif, il est rappelé qu’un facteur de forme égal à 1 correspond à une sphère, et qu’un facteur de forme égal à la racine carrée de 2 correspond à un cube.
[0037] L’installation 100 sera de préférence conçue pour pouvoir séparer et récupérer (au moins) des granules 3 présentant les dimensions susmentionnées, et plus particulièrement pour pouvoir trier, en les séparant, d’une part des granules 3 de telles dimensions et d’autre part des fibres 2 présentant les dimensions mentionnées ci-dessus, qui sont initialement mêlés les uns aux autres dans le mélange 1.
[0038] De préférence, l’installation 100 permettra notamment de traiter des mélanges 1 dont la proportion en poids des fibres 2, par rapport au poids total du mélange 1, représente entre 5 % et 75 %, tandis que la proportion en poids des granules 3, par rapport au poids total du mélange 1, représente entre 25 % et 95 %.
[0039] L’installation 100 comprend un dispositif 4 de chargement tribo-électrique, dit « tribochargeur » 4, qui est agencé pour recevoir le mélange 1 et conférer aux composants 2, 3 dudit mélange 1, par action tribo-électrique, des charges électrostatiques qui sont de polarités opposées selon que les composants 2, 3 appartiennent à la première famille (ici les fibres 2) ou à la seconde famille (ici les granules 3).
[0040] Le tribochargeur 4 assure un brassage des composants 2, 3, de sorte que lesdits composants frottent les uns contre les autres et/ou contre une paroi du tribochargeur 4, ce qui crée des transferts d’électrons à leur surface et confère ainsi auxdits composants 2, 3 des charges électrostatiques.
[0041] L’installation 100 comprend en outre au moins une première électrode 5 et une seconde électrode 6 qui sont séparées l’une de l’autre par un entrefer 7 et connectées à un générateur 8 qui permet d’appliquer une différence de potentiel entre la première électrode 5 et la seconde électrode 6 afin de générer dans l’entrefer 7 un champ électrique, dit « champ électrique séparateur ».
[0042] Ce champ électrique séparateur est destiné à diriger les composants 2, 3 chargés, selon leur polarité, soit vers un premier collecteur 10 qui est destiné à recueillir des composants 2 de la première famille, ici donc des fibres 2, soit respectivement vers un second collecteur 11 qui est distinct du premier collecteur 10 et qui est destiné à recueillir des composants 3 de la seconde famille, ici donc des granules 3.
[0043] La première électrode 5 est agencée pour attirer vers elle, par l’effet des forces de Coulomb, les composants chargés d’une famille, ici par convention les composants chargés de la première famille, c’est-à-dire les fibres 2 chargées.
[0044] Ladite première électrode 5 pourrait être distincte du premier collecteur 10 et placée en retrait du premier collecteur 10, par rapport à la zone où l’on libère les fibres 2 chargées dans l’entrefer 7, de sorte que les fibres 2 qui se dirigent vers la première électrode 5 sous l’effet du champ électrique séparateur soient interceptées et capturées par le premier collecteur 10 avant d’atteindre ladite première électrode 5.
[0045] Toutefois, de préférence, la première électrode 5 fait partie intégrante du premier collecteur 10, et est agencée pour recevoir et capturer les fibres 2 à sa surface, tel que cela est le cas sur les variantes de réalisation des figures 1, 2, 3 et 5.
[0046] De même, la seconde électrode 6 est agencée pour attirer vers elle, par l’effet des forces de Coulomb, les composants chargés de l’autre famille, ici par convention les composants chargés de la seconde famille, c’est-à-dire les granules 3 chargés.
[0047] Ladite seconde électrode 6 pourrait être distincte du second collecteur 11 et placée en retrait du second collecteur 11, par rapport à la zone où Ton libère les granules 3 chargés dans l’entrefer 7, de sorte que les granules 3 qui se dirigent vers la seconde électrode 6 sous l’effet du champ électrique séparateur soient interceptés et capturés par le second collecteur 11 avant d’atteindre ladite seconde électrode 6.
[0048] Toutefois, de préférence, la seconde électrode 6 fait partie intégrante du second collecteur 11, et est agencée pour recevoir et capturer les granules 2 à sa surface, tel que cela est le cas sur les variantes de réalisation des figures 1, 2, 3 et 5. [0049] De préférence, tel que cela est bien visible sur la figure 2, le tribochargeur 4 est situé à l’aplomb de l’entrefer 7 et de sorte qu’au moins une partie dudit entrefer 7 s’étend en dessous du tribochargeur 4, ce qui permet avantageusement aux composants 2, 3 chargés issus du tribochargeur 4 d’être déversés en partie haute de l’entrefer 7, et ainsi de pouvoir profiter d’une certaine amplitude verticale de course, ou « vol libre », pendant laquelle lesdits composants 2, 3 subissent, simultanément à la gravité, les forces de Coulomb dues à la combinaison de leur charge électrostatique et du champ électrique séparateur, de sorte que ledit champ électrique séparateur est capable de dévier lesdits composants 2, 3 et de les acheminer jusqu’aux collecteurs 10, 11 où lesdits composants sont capturés.
[0050] A ce titre, les première et seconde électrodes 5, 6 sont de préférence situées chacune d’un côté différent d’un plan de référence PO vertical, qui forme de préférence un plan sagittal de l’entrefer 7 et plus globalement de l’installation 100 et qui passe de préférence par le milieu du tribochargeur 4, et lesdites électrodes 5, 6 sont préférentiellement situées à une altitude inférieure à celle du tribochargeur 4. Il en va de préférence de même pour les collecteurs 10, 11 correspondants, qui délimitent latéralement l’entrefer 7, et qui sont situés à une altitude inférieure à celle du tribochargeur 4 et chacun d’un côté différent du plan de référence PO.
[0051] Selon l’invention, le tribochargeur 4 reçoit le mélange 1 à l’intérieur d’une enceinte 12 qui est délimitée par une paroi de confinement 13 qui sépare ladite enceinte 12 des première et seconde électrodes 5, 6 et des premier et second collecteurs 10, 11.
[0052] Ainsi, les composants 2, 3 introduits dans le tribochargeur 4 sont initialement captifs de l’enceinte 12 du tribochargeur 4, de sorte que lesdits composants 2, 3 ne peuvent pas rejoindre directement les collecteurs 10, 11, voire les électrodes 5, 6, sans passer d’abord à travers la paroi de confinement 13 qui forme un obstacle entre l’intérieur de l’enceinte 12 et lesdits collecteurs 10, 11. En d’autres termes, la trajectoire qui mène un composant 2, 3 placé dans l’enceinte 12 jusqu’au collecteur 10, 11 dédié audit composant 2, 3 passe forcément par, et à travers, la paroi de confinement 13.
[0053] La paroi de confinement 13 est agencée de telle manière que le mélange 1 qui est contenu dans l’enceinte 12 soit soumis à l’action de chargement tribo-électrique et, simultanément, exposé au champ électrique séparateur. [0054] En d’autres termes, l’enceinte 12, et donc les composants 2, 3 que ladite enceinte 12 retient captifs, se trouvent immergés dans le champ électrique séparateur, tandis que le tribochargeur 4 brasse lesdits composants 2, 3 à l’intérieur de l’enceinte 12, afin de charger électriquement lesdits composants 2, 3 par friction.
[0055] En outre, la paroi de confinement 13 est pourvue d’une grille 14 qui est agencée de sorte à retenir des composants 2, 3 du mélange 1 à l’intérieur de l’enceinte 12 jusqu’à ce que lesdits composants 2, 3 aient atteint, sous l’action du tribochargeur 4, une charge électrostatique qui soit suffisante pour que lesdits composants 2, 3 s’échappent de l’enceinte 12, en franchissant la paroi de confinement 13 à travers la grille 14, sous l’action du champ électrique séparateur, et puissent ainsi rejoindre le collecteur 10, 11 qui leur correspond, en fonction de leur polarité.
[0056] La paroi de confinement 13, et plus particulièrement la grille 14, forment avantageusement une barrière physique qui empêche les composants 2, 3 du mélange qui ne sont pas encore chargés, ou qui sont insuffisamment chargés pour être sûrs d’atteindre les collecteurs 10, 11, de s’échapper de l’enceinte 12, ce qui permet au tribochargeur 4 de débuter l’action de charge desdits composants 2, 3 desdits composants 2, 3 et de poursuivre l’action de charge desdits composants 2, 3 aussi longtemps que nécessaire, c’est-à-dire jusqu’à ce que lesdits composants 2, 3 soient suffisamment chargés pour être libérés dans l’entrefer 7, et entraînés par le champ électrique séparateur à destination des collecteurs 10, 11.
[0057] La paroi de confinement 13 définit ainsi en quelque sorte la frontière entre deux sous-chambres au sein de l’installation 100, à savoir d’une part une première sous-chambre tampon, qui est formée par l’enceinte 12 fermée par la paroi de confinement 13 et sa grille 14, et au sein de laquelle les composants 2, 3 sont introduits et peuvent être retenus le temps pour lesdits composants 2, 3 d’acquérir une charge électrostatique suffisante, et d’autre part une seconde sous-chambre, dans laquelle se trouvent les collecteurs 10, 11, et qui communique avec l’enceinte 12 à travers la grille 14, ici uniquement à travers la grille 14, de sorte que les collecteurs 10, 11 ne sont pas accessibles aux composants 2, 3 aussi longtemps que lesdits composants 2, 3 se trouvent confinés dans l’enceinte 12, mais deviennent accessibles auxdits composants sitôt que lesdits composants 2, 3 ont traversé la grille 14 pour se retrouver dans la seconde sous-chambre, en « vol libre » dans 1’entrefer 7, et donc libres d’atteindre les collecteurs 10, 11 sous l’action du champ électrique séparateur.
[0058] La seconde sous-chambre peut, en pratique, correspondre à l’enceinte principale de l’installation 100, délimitée par un carter qui habille le bâti de ladite installation.
[0059] Avantageusement, la ségrégation opérée par la grille 14 entre composants 2, 3 suffisamment chargés et composants insuffisamment chargés 2, 3 permet de garantir la qualité et la pureté des produits filtrés, c’est-à-dire les fibres 2 d’une part et les granules 3 d’autre part qui sont recueillis de façon séparée par les collecteurs 10, 11, puisque seuls les composants 2, 3 suffisamment chargés pour atteindre les collecteurs 10, 11, et pour permettre une différenciation de leur famille d’appartenance en fonction du signe de leur charge, sont effectivement extraits de l’enceinte 12, et plus particulièrement arrachés de l’enceinte 12 à travers la grille 14, puis recueillis par les collecteurs 10, 11, tandis que les composants 2, 3 insuffisamment chargés ne peuvent pas quitter la zone de tribochargement.
[0060] La grille 14 pourra présenter toute forme permettant d’ajourer la paroi de confinement 13 en définissant un réseau de plusieurs ouvertures traversantes qui formeront autant de passages pour les composants 2, 3, en mettant en communication l’intérieur de l’enceinte 12 avec la partie de l’entrefer 7 située hors de ladite enceinte 12, et dont les dimensions définiront une maille adaptée à la fonction de ségrégation opérée par la grille 14 à l’encontre des composants 2, 3.
[0061] Cette maille, choisie pour bloquer les composants non chargés mais pour laisser passer les composants suffisamment chargés, sera définie en fonction notamment de la combinaison attendue de la charge des composants 2, 3 (et donc de la force de Coulomb qu’exerce sur eux le champ électrique séparateur), de la forme et des dimensions desdits composants, et des propriétés mécaniques de raideur et d’élasticité de leur matériau constitutif.
[0062] La grille 14 formera ainsi une sorte de tamis, qui occupe tout ou partie de la paroi de confinement 13, et pourra être désignée comme « tamis » dans ce qui suit.
[0063] De préférence, et notamment eu égard aux dimensions et à la nature préférentielle des fibres 2 et des granules 3 mentionnées plus haut, la grille 14 forme un tamis dont la maille M14 est comprise entre 1 mm et 10 mm, et plus préférentiellement entre 2 mm et 5 mm.
[0064] On notera que, dans l’absolu, il n’est pas exclu que le mélange 1 puisse contenir une certaine quantité de composants 2, 3 dont la taille serait soit trop grande de sorte qu’elle empêcherait les composants concernés, même porteurs d’une charge électrostatique élevée et donc soumis à une force de Coulomb élevée, de passer à travers la maille M14 de la grille 14, soit au contraire trop petite pour que la grille 14 puisse retenir efficacement lesdits composants 2, 3, même non chargés, à l’intérieur de l’enceinte 12, à l’encontre de la gravité.
[0065] Cependant, il existe toujours, dans le mélange 1 choisi pour être traité par l’installation 100, au moins un groupe de composants 2, 3 qui présentent des tailles qui, au regard des propriétés électrostatiques et mécaniques du matériau constitutif desdits composants 2, 3, sont adaptées pour que ces composants, non chargés, et le cas échéant agglomérés entre eux, soient retenus par la grille 14 à l’intérieur de l’enceinte 12, tandis que ces mêmes composants 2, 3, une fois intentionnellement chargés par l’action du tribochargeur 4, à un niveau de charge adapté, seront capables de traverser cette même grille 14 sous l’action du champ électrique séparateur.
[0066] En particulier, au moins une partie, de préférence la majorité voire la totalité des fibres 2 présenteront de préférence une longueur supérieure à la maille M14, un diamètre strictement inférieur à la maille M14, et seront formées dans un matériau suffisamment flexible pour pouvoir, une fois chargées électriquement, fléchir sous l’action de la force de Coulomb exercée par le champ électrique séparateur, typiquement fléchir en U, et ainsi franchir la maille M14 de la grille 14.
[0067] De même, les granules 3 présenteront de préférence un diamètre équivalent sensiblement égal à la maille M14, ou légèrement inférieur à la maille M14, par exemple compris entre 80% et 100% de la maille M14, de sorte à être retenus par la grille 14 lorsqu’ils sont agglomérés avec des fibres 2, et à pouvoir passer à travers les mailles de la grille 14, soit spontanément, soit avec une certaine striction élastique, lorsqu’ils sont chargés et soumis à la force d’attraction du champ électrique séparateur.
[0068] Bien entendu, en présence d’un mélange 1 de composition donnée, on pourra adapter la taille de la maille M14 de la grille 14 pour obtenir le meilleur rendement possible de l’installation 100, et notamment optimiser la capacité de rétention sélective de la grille 14, c’est-à-dire optimiser le compromis entre la capacité de la grille 14 à retenir les composants 2, 3 insuffisamment chargés, et sa capacité à laisser passer les composants 2, 3 suffisamment chargés.
[0069] De préférence, on préparera un mélange 1 dont les composants d’une même famille présentent des propriétés relativement homogènes d’un composant de la famille à l’autre, en ceci qu’au moins 50% en nombre des composants 2 de la première famille, et/ou au moins 50% en nombre des composants 3 de la seconde famille, voire au moins 80% en nombre des composants 2 de la première famille et/ou au moins 80% en nombre des composants 3 de la seconde famille, présenteront des propriétés, et notamment des tailles, leur permettant de répondre au critère de sélectivité, c’est-à-dire d’être sensibles à la ségrégation opérée par la grille 14, qui est bloquante pour lesdits composants 2, 3 (c’est-à-dire retient lesdits composants) lorsque ceux-ci son non chargés ou insuffisamment chargés, et qui devient passante (c’est-à-dire laisse passer lesdits composants) lorsque ces mêmes composants ont acquis une charge suffisante.
[0070] L’homogénéité des composants d’une même famille pourra par exemple être obtenue en choisissant convenablement les conditions d’obtention du mélange 1, notamment lorsque le mélange est obtenu par broyage, et/ou en soumettant éventuellement le mélange 1 à un premier tamisage, éventuellement assez grossier, afin de calibrer ledit mélange 1 avant d’introduire le mélange 1 dans le tribochargeur 4.
[0071] On pourra envisager différents types de tribochargeurs 4 pour équiper l’installation 100.
[0072] Toutefois, de préférence, le tribochargeur 4 sera agencé de sorte que ce soit l’enceinte 12 qui soit mise en mouvement, par rapport au bâti de l’installation 100, de préférence en mouvement de rotation, de sorte à provoquer un brassage du mélange 1 qui entraîne la friction des composants 2, 3 entre eux et avec la paroi de confinement 13 de l’enceinte 12.
[0073] De préférence, tel que cela est visible sur les figures 1, 2, 3 et 5, le tribochargeur 4 comprend un tambour de confinement 15 cylindrique, de préférence de base circulaire, qui est délimité par une paroi latérale 16 tubulaire qui s’étend le long et autour d’un axe central X15 formant avec l’horizontale un angle inférieur à 30 degrés. Ladite paroi latérale 16 tubulaire forme la paroi de confinement 13, et au moins une portion de ladite paroi latérale 16 tubulaire forme la grille 14.
[0074] Avantageusement, la mise en œuvre d’un tribochargeur 4 cylindrique confère à l’installation une structure simple, compacte, et robuste.
[0075] En outre, en plaçant le mélange 1 dans un tribochargeur 4, et plus particulièrement dans un tambour de confinement 15, qui est couché et qui présente une forme cylindrique, de préférence une forme de révolution, on peut avantageusement utiliser la rotation RI 5 du tambour 15 sur lui -même, autour de son axe central XI 5, pour réaliser le brassage des composants 2, 3, et donc créer ou augmenter la charge électrostatique desdits composants 2, 3.
[0076] Cette rotation RI 5 est de préférence assurée par un moteur 17, tel qu’un moteur 17 électrique, piloté par une unité de commande 18.
[0077] La rotation RI 5 du tambour de confinement 15 sur lui -même, autour de son axe central XI 5, est de préférence continue et monotone, c’est-à-dire effectuée de façon ininterrompue et toujours dans un seul et même sens. On obtient ainsi avantageusement une agitation efficace du mélange 1, sans à-coups et sans risque de tassement du mélange 1, et ce de surcroît sans saccades ni vibrations du tribochargeur 4, ni bruit excessif, ce qui améliore la durée de vie, la fiabilité et le confort d’utilisation de l’installation 100.
[0078] La vitesse de rotation RI 5 est modérée, de sorte d’une part à permettre un brassage naturel du mélange 1, par auto-effondrement et retournement permanent sur lui -même du mélange, sous l’action conjointe de la rotation RI 5 (qui permet à la paroi latérale 16 d’entraîner et d’élever une partie du mélange le long de ladite paroi latérale, dans le sens de la rotation RI 5, vu dans une section normale à l’axe de rotation XI 5) et de la gravité (qui fait retomber sur le reste du mélange cette partie du mélange élevée par la rotation), et d’autre part à éviter un effet de centrifugation du mélange 1 qui tendrait à compacter ledit mélange 1 voire à éjecter prématurément, du fait de la force centrifuge, des composants 2, 3 non chargés. [0079] Ainsi, la vitesse de rotation RI 5 sera de préférence choisie, en fonction du diamètre interne du tambour de confinement 15, de sorte que l’accélération centrifuge à laquelle ladite rotation R15 soumet le mélange 1 reste inférieure à 125 m.s'2, c’est-à-dire inférieure à 12,75 fois l’accélération de pesanteur. En pratique, pour un granule 3 d’une masse de l’ordre de 0,15 grammes, une telle accélération générera sur ledit granule 3 une force centrifuge de 0,018 Newtons environ.
[0080] A titre indicatif, pour un diamètre interne de tambour de confinement 15 de préférence compris entre 100 mm et 1000 mm, et plus particulièrement entre 120 mm et 500 mm, la vitesse de rotation RI 5 sera de préférence comprise entre 10 tr/min et 150 tr/min, plus préférentiellement entre 30 tr/min et 90 tr/min.
[0081] La paroi latérale 16 du tambour de confinement 15 peut comprendre une armature 20 rigide ajourée, qui sert de support à des panneaux 21 grillagés, ici des panneaux incurvés qui suivent sensiblement voire exactement la courbure de la paroi latérale 16 du tambour de confinement 15, lesquels panneaux 21 grillagés épousent les fenêtres de l’armature 20 de manière à former autant de portions de la grille 14.
[0082] L’approvisionnement de l’enceinte 12 du tribochargeur 4 pourra être réalisé par tout système d’alimentation approprié, par exemple au moyen d’une vis sans fin, de type vis d’Archimède, qui prélève le mélange 1 dans un silo voisin pour le transférer dans l’enceinte 12, ou bien encore au moyen d’une trémie qui déverse le mélange 1 dans ladite enceinte 12 du tribochargeur 4.
[0083] Par ailleurs, on notera que, éventuellement, la face radialement interne de la paroi latérale 16 du tambour de confinement 15 peut être pourvue de protubérances, telles que des pales, qui contribuent à fractionner et remuer le mélange 1 au cours de la rotation RI 5, afin d’accentuer les phénomènes de friction et ainsi améliorer l’efficacité du tribochargement.
[0084] Bien que l’on puisse envisager dans l’absolu d’orienter l’axe central X15 du tambour de confinement 15 de façon exactement horizontale, l’axe central X15 formera de préférence avec l’horizontale un angle non nul. [0085] Ceci permet en effet d’envisager un fonctionnement continu de l’installation 100, c’est-à-dire une alimentation continue du tribochargeur 4 en mélange 1, et ce avec une très faible consommation d’énergie.
[0086] En effet, on confère ainsi à l’axe central XI 5, et donc au tambour de confinement 15, une inclinaison qui place l’entrée du tambour de confinement, correspondant ici à la base du cylindre située à l’une des deux extrémités axiales dudit tambour de confinement 15, considérées le long de l’axe central X15, à une altitude supérieure à l’altitude de la sortie du tambour de confinement 15, qui correspond quant à elle à la base du cylindre formant l’autre extrémité axiale, opposée, dudit tambour de confinement 15.
[0087] Sous l’effet combiné de la rotation R15 et de la gravité, cette inclinaison du tambour de confinement 15, et plus précisément de la paroi latérale 16 dudit tambour de confinement 15, permet d’assurer un transport progressif et continu du mélange 1 de l’entrée vers la sortie du tambour de confinement, le long de l’axe central X15.
[0088] On notera que, lorsque l’enceinte 12 est formée par un tambour de confinement 15, on veillera à ne pas remplir ledit tambour de confinement 15 sur toute sa hauteur, c’est-à- dire sur toute l’étendue de sa section transverse, afin de préserver dans la partie supérieure du cylindre un vide suffisant pour permettre au mélange 1 d’être effectivement remué lors de la rotation RI 5 du tambour de confinement 15. A titre indicatif, le taux de remplissage sera tel que le mélange 1 occupe dans la partie inférieure du cylindre une hauteur inférieure ou égale à 40 % du diamètre interne du tambour de confinement 15, par exemple une hauteur comprise entre 25 % et 30 % dudit diamètre interne.
[0089] De préférence, la première électrode 5 est formée par une électrode 5 cylindrique, de préférence de base circulaire, montée en rotation R5 autour d’un premier axe central X5 horizontal et dont la surface forme une portion du premier collecteur 10 en étant capable de recueillir les composants 2 de la première famille et d’évacuer lesdits composants 2 hors de l’entrefer 7 par son mouvement de rotation R5.
[0090] De préférence, et en particulier lorsque la première électrode 5 est formée par une électrode cylindrique rotative comme indiqué ci-dessus, la seconde électrode 6 est formée par une seconde électrode 6 cylindrique, de préférence de base circulaire, qui est montée en rotation R6 autour d’un second axe central X6 horizontal, décalé radialement par rapport au premier axe central X5, de préférence parallèle au premier axe central X5, et plus préférentiellement situé à la même altitude que celle du premier axe central X5.
[0091] La surface de la seconde électrode 6 cylindrique forme alors avantageusement une portion du second collecteur 11 en étant capable de recueillir les composants 3 de la seconde famille et d’évacuer lesdits composants 3 hors de l’entrefer 7 par son mouvement de rotation R6.
[0092] Les axes centraux X5, X6 sont sensiblement horizontaux, c’est-à-dire forment avec l’horizontale un angle inférieur à 10 degrés, de préférence inférieur à 5 degrés, et plus préférentiellement seront exactement horizontaux.
[0093] Par « parallèles », on indique ici que les axes centraux X5, X6 s’étendent selon une même direction vectorielle, c’est-à-dire que le premier axe central X5 et le second axe central X6 sont chacun normaux à un même plan de référence, ici plus préférentiellement à un même plan vertical de référence, comme c’est le cas du plan de projection de la figure 2.
[0094] Les première et seconde électrodes 5, 6 sont de préférences contrarotatives. Plus préférentiellement, le sens des rotations R5, R6 sont tels que la vitesse tangentielle de la surface de l’électrode 5, 6, considérée au point le plus étroit de l’entrefer 7 (ici le point de la surface de ladite électrodes qui est le plus proche du plan sagittal de référence PO), remonte verticalement en direction du tribochargeur 4 situé au-dessus de l’entrefer 7, dans le sens opposé de celui de la chute naturelle des composants 2, 3 sous l’effet de la gravité. Ceci permet notamment de sécuriser le transfert des composants 2, 3 hors de l’entrefer 7, en évitant que des composants 2, 3 capturés par les électrodes 5, 6 ne se détachent accidentellement et ne chutent vers le bas de l’installation 100.
[0095] De préférence, les première et seconde électrodes 5, 6 se chevauchent axialement au moins partiellement, et plus préférentiellement se chevauchent axialement en totalité, en ceci que lesdites électrodes 5, 6 occupent chacune la même plage axiale considérée, dans la direction commune de leurs axes centraux X5, X6.
[0096] En projection dans un plan horizontal, le tribochargeur 4, et plus particulièrement le tambour de confinement 15, s’étend axialement au moins en partie, de préférence en totalité, dans la plage axiale qui est commune à la première électrode 5 et à la seconde électrode 6. L’axe central XI 5 du tambour de confinement 15 est de préférence contenu dans un plan vertical, ici le plan sagittal de référence PO, qui est parallèle aux axes centraux X5, X6 des électrodes 5, 6 (et donc qui est ici perpendiculaire au plan vertical de projection de la figure 2).
[0097] Les première et seconde électrodes 5, 6 seront de préférence entraînées en rotation R5, R6 par des moteurs 22, 23, préférentiellement des moteurs 22, 23 électriques, pilotés par l’unité de commande 18.
[0098] De préférence, la première électrode 5 et la seconde électrode 6 forment entre elles, au minimum de distance qui les sépare, un premier resserrement 24 de l’entrefer 7, premier resserrement 24 qui est situé à une première altitude H24, et l’installation 100 comprend une troisième électrode 30 et une quatrième électrode 31, également soumises à une différence de potentiel, et qui forment entre elles, au minimum de distance qui les sépare, un second resserrement 32 de l’entrefer 7 qui est situé à une seconde altitude H32 inférieure à la première altitude H24, de sorte que le champ électrique séparateur présente successivement, selon la verticale, un premier pic d’intensité 50 dans le premier resserrement 24, à la première altitude H24, puis une intensité qui, entre la première altitude H24 et la seconde altitude H32 décroît d’abord puis ré-augmente ensuite pour former un creux d’intensité 51 puis pour atteindre un second pic d’intensité 52 dans le second resserrement 32, à la second altitude H32, tel que cela est illustré sur la figure 4 ou sur la figure 7.
[0099] La largeur du premier resserrement 24 correspond ici à la différence entre d’une part l’entraxe qui sépare les axes centraux X5, X6 des première et seconde électrodes 5, 6 et d’autre part la somme du rayon de la première électrode 5 et du rayon de la seconde électrode 6.
[00100] De même, la largeur du second resserrement 32 correspond ici à la différence entre d’une part l’entraxe qui sépare les axes centraux X30, X31 des troisième et quatrième électrodes 30, 31 et d’autre part la somme du rayon de la troisième électrode 30 et du rayon de la quatrième électrode 31.
[00101] Avantageusement, l’installation 100 présente ainsi, selon une caractéristique préférentielle qui peut constituer une invention à part entière, une structure comprenant (au moins) deux étages de capture 35, 36, à savoir un premier étage de capture 35, supérieur, correspondant à la première paire d’électrodes formée par les première et seconde électrodes 5, 6 qui définissent une partie du champ électrique séparateur dont l’intensité culmine au premier resserrement 24, puis un second étage de capture 36, inférieur, correspondant à la seconde paire d’électrodes formée par les troisième et quatrième électrodes 30, 31 qui définissent une autre partie du champ électrique séparateur dont l’intensité culmine au second resserrement 32.
[00102] Selon une variante d’agencement préférentielle qui correspond aux figures 2, 3, 4 et 5, l’enceinte 12 du tribochargeur 4 est située à une altitude, dite « altitude de largage » H12, qui est supérieure à la première altitude H24 du premier resserrement 24.
[00103] De la sorte, un composant 2, 3 qui sort de l’enceinte 12 à travers la paroi de confinement 13 et qui tombe sous l’effet de la gravité peut, si nécessaire, traverser successivement le premier étage de capture 35 puis le second étage de capture 36, et donc en particulier le premier pic d’intensité 50, en passant à travers le premier resserrement 24, puis le second pic d’intensité 52, en passant à travers le second resserrement 32, si bien que, si ledit composant 2, 3 est trop lourd et/ou insuffisamment chargé, par rapport à son poids où par rapport à la distance qui sépare initialement ledit composant du collecteur 10, 11 qui lui correspond, pour être capturé par le premier étage de capture 35 supérieur, alors il est possible que ledit composant 2, 3 soit capturé, en rattrapage, par le second étage de capture 36 inférieur. Ainsi, on assurera un taux élevé de récupération des composants 2, 3.
[00104] Selon une autre variante d’agencement préférentielle, dite « agencement en quinconce », et qui correspond aux figures 6 et 7, l’enceinte 12 du tribochargeur 4 est située à une altitude, dite « altitude de largage » H12, qui est intermédiaire, c’est-à-dire qui est cette fois inférieure à la première altitude H24 du premier resserrement 24 et supérieure à la seconde altitude H32 du second resserrement 32. En d’autres termes, l’enceinte 12 du tribochargeur 4, et plus particulièrement la grille 14, est ici, au moins en partie, voire en totalité, contenue verticalement entre le premier resserrement 24 et le second resserrement 32, si bien que l’enceinte 12, et plus particulièrement la grille 14, s’étend au moins en partie, et de préférence en totalité, en-dessous du premier resserrement 24 et au-dessus du second resserrement 32. [00105] Les inventeurs ont en effet constaté qu’il était possible d’obtenir, en utilisant une telle configuration selon laquelle le tribochargeur 4 est placé verticalement en position intermédiaire entre les premier et second resserrements 24, 32, une extraction de fibres 2 présentant un degré de pureté élevé, supérieur à celui observé dans la configuration précédente selon laquelle le tribochargeur 4 est placé au-dessus à la fois du premier resserrement 24 et du second resserrement 32. Lors des essais réalisés par les inventeurs, cette amélioration de pureté a été constatée à chacun des deux étages de capture 35, 36.
[00106] Plus spécifiquement, selon une telle variante d’agencement en quinconce, et lorsque l’on utilise un tambour de confinement 15 tel que décrit dans ce qui précède, l’axe central XI 5 du tambour de confinement 15 sera situé à une altitude intermédiaire, strictement comprise entre la première altitude H24 du premier resserrement 24 et la seconde altitude H32 du second resserrement 32.
[00107] Plus particulièrement, lorsque l’on utilise des électrodes 5, 6, 30, 31 cylindriques, dont les altitudes respectives sont définies par leurs axes centraux X5, X6, X30, X31 respectifs, alors l’axe central X15 du tambour de confinement 15 pourra être situé à une altitude qui est d’une part inférieure à l’altitude de l’axe central X5 de la première électrode 5, et plus préférentiellement inférieure à la fois à l’altitude de l’axe central X5 de la première électrode 5 et à l’altitude de l’axe central X6 de la seconde électrode 6, et d’autre part supérieure à l’altitude de l’axe central X30 de la troisième électrode 30, et plus préférentiellement supérieure à la fois à l’altitude de l’axe central X30 de la troisième électrode 30 et à l’altitude de l’axe central X31 de la quatrième électrode 31.
[00108] Un tel agencement en quinconce du tambour de confinement 15 par rapport à un réseau d’électrodes 5, 6, 30, 31 distinctes comprenant une première, une seconde, une troisième et une quatrième électrode 5, 6, 30, 31, de sorte que l’axe central XI 5 du tambour de confinement 15 se trouve inscrit à l’intérieur, et de préférence se situe au centre, du prisme dont les axes centraux X5, X6, X30, X31 desdites électrodes 5, 6, 30, 31 définissent les arêtes, peut bien entendu constituer une invention à part entière.
[00109] De préférence, quel que soit par ailleurs le positionnement vertical du tribochargeur 4, la troisième électrode 30 sera située du même côté du plan sagittal de référence PO que la première électrode 5, ici à gauche sur les figures 1 et 2, et présentera la même polarité que la première électrode 5.
[00110] La troisième électrode 30 sera de préférence associée à un troisième collecteur 33, distinct du premier et du second collecteur 10, 11, est destiné à recueillir les composants 2 de la première famille. Plus préférentiellement, la troisième électrode 30 fera partie dudit troisième collecteur 33, en étant agencée de manière à pouvoir capturer les composants 2 à sa surface.
[00111] De même, la quatrième électrode 31 sera de préférence située du même côté du plan sagittal de référence PO que la seconde électrode 6, ici à droite sur les figures 1 et 2, et présentera la même polarité que la seconde électrode 6.
[00112] La quatrième électrode 31 sera de préférence associée à un quatrième collecteur 34, distinct des premier, second et troisième collecteurs 10, 11, 33, et destiné à recueillir les composants 3 de la seconde famille. Plus préférentiellement, la quatrième électrode 31 fera partie dudit quatrième collecteur 34, en étant agencée de manière à pouvoir capturer les composants 3 à sa surface.
[00113] De préférence, les troisième et quatrième électrodes 30, 31 sont, tout comme les première et seconde électrodes 5, 6, formées chacune par une électrode 30, 31 cylindrique, de préférence de base circulaire, montée en rotation R30, R31 autour de son axe central X30, X31 horizontal.
[00114] Les caractéristiques décrites en référence à la première paire d’électrode 5, 6, notamment sur l’orientation des axes et les sens de rotation R30, R31, peuvent bien entendu s’appliquer mutatis mutandis à la seconde paire d’électrodes 30, 31.
[00115] Selon une caractéristique particulièrement préférentielle, quel que soit l’agencement des électrodes 5, 6, 30, 31 et quel que soit le diagramme d’intensité du champ électrique séparateur qui est généré par lesdites électrodes 5, 6, 30, 31, et en particulier lorsque les première, seconde, troisième et quatrième électrodes 5, 6, 30, 31 sont formées chacune par un cylindre rotatif comme indiqué plus haut, chacune des première, seconde, troisième et quatrième électrodes 5, 6, 30, 31 est associé à, ou plus préférentiellement appartient à, un collecteur 10, 11, 33, 34 distinct, de sorte que chacune desdites première, seconde, troisième et quatrième électrodes 5, 6, 30, 31 peut évacuer hors de l’entrefer 7, indépendamment des autres électrodes 5, 6, 30, 31, les composants 2, 3 capturés à sa surface.
[00116] L’installation 100 présente ainsi une structure simple et peu coûteuse, qui assure une évacuation distincte, par étage de capture 35, 36 et par polarité, des différents composants 2, 3. On peut ainsi obtenir une facilité et une bonne fiabilité du tri, et ce avec un débit élevé.
[00117] Les collecteurs 10, 11, 33, 34 pourront être pourvus de racloirs 38, situés hors de l’entrefer 7, qui viennent frotter contre l’électrode 5, 6, 30, 31 correspondante pour en détacher les composants 2, 3 capturés par ladite électrode, lesquels composants 2, 3 pourront être alors soit stockés temporairement dans un bac prévu à cet effet, soit évacués au moyen d’un convoyeur adapté.
[00118] Par « hors de l’entrefer 7 », on pourra ici désigner par convention la région de l’espace qui est située du côté opposé au centre de l’entrefer 7, et donc orientée vers l’extérieur de l’installation 100, par rapport à un plan de référence vertical qui est parallèle au plan sagittal de référence PO et qui contient l’axe central X5, X6, X30, X31 de l’électrode considérée 5, 6, 30, 31.
[00119] Selon une possibilité de mise en œuvre particulièrement simple, la différence de potentiel appliquée entre la troisième électrode 30 et la quatrième électrode 31 pourra être identique à la différence de potentielle appliquée entre la première et la seconde électrode 5, 6. A cet effet, on pourra notamment raccorder la première et la troisième électrode 5, 30 toutes les deux à une même borne du générateur 8, tandis que la seconde et la quatrième électrode 6, 31 sont raccordées toutes les deux à la même autre borne du générateur 8.
[00120] En variante, on pourrait toutefois appliquer des différences de potentiel différentes à chaque paire d’électrodes, le cas échéant au moyen de deux générateurs distincts ou d’un même générateur offrant plusieurs sorties indépendantes.
[00121] A titre indicatif, on pourra mettre en œuvre une installation présentant les caractéristiques dimensionnelles suivantes :
- des électrodes supérieures, c’est-à-dire les première et second électrodes 5, 6, présentant chacune un diamètre, de préférence égal, compris entre 250 mm et 400 mm ; - des électrodes inférieures, c’est-à-dire les troisième et quatrième électrodes 30, 31, présentant chacune un diamètre, de préférence égal, compris entre 250 mm et 500 mm ;
- un tambour de confinement 15 présentant un diamètre interne compris entre 200 mm et 300 mm ;
- une plus petite distance entre les électrodes supérieures 5, 6, c’est-à-dire un premier resserrement 24, égale au diamètre interne du tambour de confinement 15 majoré de 200 mm ;
- une plus petite distance entre les électrodes inférieures 30, 31, c’est-à-dire un deuxième resserrement 32, égale à 300 mm ;
- et chaque électrode d’une même paire (paire supérieure, respectivement paire inférieure) se trouvant à la même altitude que l’autre électrode de la même paire.
[00122] De préférence, l’installation 100 pourra comprendre des organes 40, 41 de réglage de position permettant de modifier la position de l’un et/ou l’autre des axes centraux XI 5 du tambour de confinement et/ou X5, X6, X30, X31 de l’une ou l’autre des électrodes 5, 6, 30, 31.
[00123] En particulier, tel que cela est visible sur la figure 1, on pourra prévoir un système de rails verticaux 40 permettant de modifier, de préférence indépendamment les unes des autres, l’altitude du tambour de confinement 15, respectivement l’une et/ou l’autre des altitudes des électrodes 5, 6, 30, 31.
[00124] De même, on pourra prévoir des rails horizontaux 41, de préférence perpendiculaires aux axes centraux X15, X5, X6, X30, X31, pour modifier la position horizontale des électrodes 5, 6, 30, 31, de préférence indépendamment les unes des autres, de sorte à pouvoir notamment ajuster et modifier au besoin les entraxes de chaque paire d’électrodes 5, 6, respectivement 30, 31, et ou la distance de l’une et/ou l’autre des électrodes par rapport à l’aplomb vertical du tribochargeur (ici donc la distance par rapport au plan de référence PO).
[00125] De préférence, la surface, préférentiellement cylindrique, des électrodes 5, 6, 30, 31 est recouverte d’une couche réalisée dans un matériau électriquement isolant pour empêcher un échange de charges de l’électrode 5, 6, 30, 31 avec les composants 2, 3 qui adhèrent à sa surface.
[00126] Par « matériau électriquement isolant », on désigne ici un matériau qui présente une résistivité égale ou supérieure à 1010 Q.m à une température de 300 Kelvin.
[00127] Cette couche isolante pourra par exemple prendre la forme d’un revêtement, par exemple en PTFE ou PET, de préférence d’épaisseur comprise entre 10 pm et 100 pm, qui sera déposé sur l’âme de l’électrode, elle-même réalisée en métal, par exemple en alliage de cuivre, en alliage d’aluminium ou en acier inoxydable.
[00128] De préférence, les électrodes 5, 6, 30, 31 qui définissent le champ électrique séparateur occupent, dans leur ensemble, une plage d’altitude H7 dite « plage d’altitude de l’entrefer » H7 qui s’étend depuis l’altitude du point le plus bas de toute lesdites électrodes, ici la ligne basse de la troisième ou de la quatrième électrode 30, 31, jusqu’au point le plus haut de toutes lesdites électrodes, ici la ligne de crête de la première ou de la seconde électrode 5, 6, et le tribochargeur 4, dit « premier tribochargeur » 4, se situe dans une partie haute de l’installation 100 de sorte qu’au moins une partie, de préférence au moins la moitié, et plus préférentiellement la totalité, de la plage d’altitude de l’entrefer H7 s’étend en- dessous de l’altitude H12 du point le plus bas de l’enceinte 12 recevant le mélange 1, c’est- à-dire en-dessous de l’altitude de largage H12 mentionnée plus haut.
[00129] Ainsi, l’enceinte 12, et plus particulièrement la grille 14, se trouve en partie haute de l’entrefer 7, de sorte que les composants 2, 3 qui sortent de l’enceinte 12, à l’altitude de largage H12, bénéficient d’une importante hauteur de chute, qui laisse de l’espace et du temps aux électrodes 5, 6, 30, 31 pour dévier la trajectoire desdits composants vers les collecteurs 10, 11, 33, 34.
[00130] Dans tous les cas, bien entendu, le tribochargeur 4, et plus particulièrement l’enceinte 12 et sa grille 14, restent cependant placés dans la zone d’influence du champ électrique séparateur, de sorte que les composants 2, 3 soient happés par ledit champ électrique séparateur et arrachés hors de l’enceinte 12, à travers la grille 14, aussitôt chargés.
[00131] Selon une caractéristique particulièrement préférentielle qui peut constituer une invention à part entière, notamment quelle que soit la nature du premier tribochargeur 4, l’installation 100 peut alors comprendre également, dans une partie basse, à l’aplomb du premier tribochargeur 4 et à une altitude H45 strictement inférieure à l’altitude dudit premier tribochargeur 4, ici donc strictement inférieure à l’altitude de largage H12, un lit fluidisé 45, schématisé en pointillés sur la figure 2, qui forme un second tribochargeur 45 apte à recharger électriquement et à renvoyer en suspension dans l’entrefer 7 les composants 2, 3 du mélange 1 qui seraient tombés du premier tribochargeur 4 et auraient traversé verticalement l’entrefer 7 sans être capturés par les collecteurs 10, 11, 33, 34.
[00132] Avantageusement, on améliore ainsi encore davantage l’efficacité de l’installation 100, en réduisant les pertes qui correspondraient à un résidu qui serait formé par les composants tombés de l’enceinte mais non capturés et donc non triés après leur passage dans l’installation 100.
[00133] Selon une caractéristique préférentielle qui peut constituer une invention à part entière, l’installation 100 comprend, à une altitude intermédiaire située entre le premier étage de capture 35, supérieur, formé par la première électrode 5 et la seconde électrode 6 et le second étage de capture 36, inférieur, formé par la troisième électrode 30 et la quatrième électrode 31, une chicane anti -retour 46 qui est agencée pour autoriser le passage vers le second étage de capture 36 des composants 2, 3 non capturés par le premier étage de capture 35, tout en empêchant les composants 2, 3 remis en suspension dans le second étage de capture 36 par le lit fluidisé 45 de remonter au-delà de ladite chicane anti-retour 46, et en particulier de remonter jusqu’au premier étage de capture 35.
[00134] Ladite chicane anti -retour 46 comprend de préférence tout d’abord, tel que cela est visible sur la figure 5, une trémie 47 aux parois convergentes qui est apte à recueillir les composants 2, 3 chutant du premier étage de capture 35 et à diriger lesdits composants 2, 3, à travers une ouverture inférieure 48, vers le second étage de capture 36, puis un déflecteur 49 divergent, qui est placé sous la trémie 47 à l’aplomb de l’ouverture inférieure 48 de sorte à autoriser la chute dans le second étage de capture 36 des composants 2, 3 en provenance de la trémie 47, tout en empêchant les composants 2, 3 remis en suspension dans le second étage de capture 36 par le lit fluidisé 45 de remonter par l’ouverture inférieure 48 en direction du premier étage de capture 35, et donc de remonter au-delà de ladite chicane anti -retour 46, et en particulier de remonter jusqu’au premier étage de capture 35. [00135] Avantageusement, on confine ainsi dans le second étage de capture 36, dans l’entrefer délimité par la troisième et la quatrième électrode 30, 31, les composants 2, 3 qui n’ont pas été capturés lors de leur première chute et qui se trouvent remis en suspension, par le lit fluidisé 45, dans la partie basse l’entrefer 7. On améliore ainsi l’efficacité de l’installation, en évitant que le lit fluidisé 45 ne disperse les composants 2, 3 hors de l’entrefer 7.
[00136] La largeur couverte horizontalement par le déflecteur 49 représente de préférence au moins 50%, au moins 75%, au moins 85%, voire au moins 95% de la distance qui sépare horizontalement la troisième électrode 30 de la quatrième électrode 31. Ainsi, le déflecteur 49 forme une sorte de chapeau qui couvre la majorité, voire la totalité, de la zone basse de l’entrefer 7 qui est comprise entre les troisième et quatrième électrodes 30, 31, et constitue un obstacle qui empêche les composants 2, 3 présents dans cette zone basse de l’entrefer 7 de sortir de ladite zone basse de l’entrefer.
[00137] Le déflecteur 49 est de préférence agencé de manière à chevaucher et recouvrir entièrement, en projection dans un plan horizontal, l’ouverture inférieure 48 de la trémie 47, et même à déborder au-delà de l’ouverture inférieure 48, de sorte que les composants 2, 3 présents dans la zone basse de l’entrefer, sous le déflecteur 49, ne peuvent pas remonter verticalement à travers ladite ouverture inférieure 48.
[00138] Avantageusement, la chicane anti -retour 46 permet en outre d’empêcher le flux gazeux, ici ascendant, émis par le lit fluidisé 45 de perturber le fonctionnement du premier étage de capture 35, en partie haute de l’entrefer 7.
[00139] Les parois de la trémie 47, respectivement les parois du déflecteur 49, pourront être formées par des plaques inclinées qui s’étendent en longueur parallèlement aux axes X5, X6, X30, X31 des électrodes 30, 31.
[00140] Ces parois, et plus globalement la chicane anti-retour 46, pourront être animées de vibrations, pour empêcher les composants 2, 3 d’adhérer auxdites parois.
[00141] De préférence, le générateur 8 et les électrodes 5, 6, et le cas échéant 30, 31, sont agencés de sorte que l’intensité du champ électrique séparateur, au niveau de la face interne de la grille 14 qui retient les composants, ici notamment au voisinage immédiat de l’altitude de largage H12 voire à l’altitude de largage H12, est égale ou supérieure à 100 kV/m, de préférence comprise entre 100 kV/m et 600 kV/m, et plus préférentiellement comprise entre 200 kV/m et 400 kV/m.
[00142] Une telle intensité sera avantageusement suffisamment élevée pour forcer l’extraction des composants 2, 3 chargés à travers la grille 14.
[00143] Par ailleurs, le choix d’une intensité modérée, par exemple égale ou inférieure à 400 kV/m, permettra avantageusement de créer le champ électrique séparateur au moyen de générateurs 8 présentant une tension maximale inférieure à 100 kV, et qui sont donc relativement peu onéreux et peu contraignants à mettre en œuvre, notamment au vu des normes de sécurité applicables à de tels générateurs 8 en matière de distances d’isolement.
[00144] On notera que l’intensité requise peut notamment être obtenue en créant une différence de potentiel de 50 kV, ici en tension continue, par exemple entre une première et une seconde électrode 5, 6 qui sont espacées d’un entraxe de 80 cm, qui présentent chacune un diamètre de 30 cm, et qui sont associées à un tambour de confinement 15 présentant, au niveau de la grille 14, un diamètre interne de 30 cm, dont l’axe central X15 est situé horizontalement au milieu de l’entraxe séparant l’axe central X5 de la première électrode 5 de l’axe central X6 de la seconde électrode, et verticalement à une altitude comprise entre 0 cm et 40 cm au-dessus de l’altitude commune aux deux axes centraux X5, X6 desdites première et seconde électrodes.
[00145] Au premier resserrement 24, à la première altitude H24, l’intensité du champ électrique séparateur pourra être comprise entre 100 kV/m et 400 kV/m.
[00146] Au second resserrement 32, à la seconde altitude H32, l’intensité du champ électrique séparateur pourra être comprise entre 200 kV/m et 600 kV/m.
[00147] Les valeurs d’intensité de champ électrique données ci-dessus pour la première altitude H24 et la seconde altitude H32 pourront notamment correspondre à une situation dans laquelle, tel que cela est illustré sur les figures 3 et 5, la plus courte distance qui sépare la première électrode 5 de la seconde électrode 6 est plus large que la plus courte distance qui sépare la troisième électrode 30 de la quatrième électrode 31. [00148] Ceci étant, les distances séparant les électrodes 5, 6, respectivement 30, 31 d’une même paire pourront bien entendu être ajustées, de même que la différence de potentiel appliquée entre ces électrodes, en fonction de l’intensité du champ électrique séparateur souhaitée.
[00149] Ainsi, en particulier, et tel que cela est illustré ici sur la figure 6, la première électrode 5 et la seconde électrode 6 pourront être plus proches l’une de l’autre que ne le sont, entre elles, la troisième et la quatrième électrode 30, 31, c’est-à-dire que la plus courte distance séparant la première électrode 5 de la seconde électrode 6 pourra être choisie plus petite que la plus courte distance séparant la troisième électrode 30 de la quatrième électrode 31, au lieu d’être choisie plus grande.
[00150] Le cas échéant, l’intensité du champ électrique séparateur pourra alors être plus élevée dans le premier resserrement 24 que dans le second resserrement 32, tel que cela est illustré sur la figure 7. Par exemple, l’intensité du champ électrique séparateur pourra cette fois être comprise entre 200 kV/m et 600 kV/m à la première altitude H24 du resserrement 24 supérieur, tandis qu’elle sera comprise entre 100 kV/m et 400 kV/m à la seconde altitude H32 du resserrement 32 inférieur.
[00151] Bien entendu, l’invention concerne en tant que tel un procédé de séparation permettant, à partir d’un mélange 1 qui contient au moins une première famille de composants 2, de préférence des fibres 2, et une seconde famille de composants 3, de préférence des granules 3, de séparer les composants 2 appartenant à la première famille des composants 3 appartenant à la seconde famille.
[00152] Un tel procédé peut de préférence être mis en œuvre au moyen d’une installation 100 telle que décrite dans ce qui précède.
[00153] On notera que le procédé selon l’invention constitue préférentiellement et avantageusement un procédé de séparation par voie sèche, qui ne nécessite ni l’utilisation de solvant ni le traitement des composants 2, 3 par une solution liquide quelconque.
[00154] Le procédé de séparation selon l’invention comprend une étape (SI) de création d’un champ électrique séparateur, au cours de laquelle on applique une différence de potentiel entre au moins une première électrode 5 et une seconde électrode 6 définissant entre elles un entrefer 7 de sorte à générer dans ledit entrefer 7 un champ électrique dit « champ électrique séparateur », une étape (S2) de chargement électrostatique du mélange 1, au cours de laquelle on confère à des composants 2, 3 du mélange, par action tribo- électrique, des charges électrostatiques qui sont de polarités opposées selon que les composants 2, 3 appartiennent à la première famille ou à la seconde famille, puis une étape (S3) de tri au cours de laquelle on utilise le champ électrique séparateur pour diriger les composants 2 chargés de la première famille vers un premier collecteur 10 qui capture lesdits composants 2 de la première famille, et pour diriger les composants 3 chargés de la seconde famille vers un second collecteur 11 qui est distinct du premier collecteur 10 et qui capture lesdits composants 3 de la seconde famille.
[00155] Selon l’invention, l’étape (S2) de chargement électrostatique comprend une phase (S201) de rétention sélective, au cours de laquelle on place le mélange 1 à l’intérieur d’une enceinte 12 qui est séparée des première et seconde électrodes 5, 6 et des premier et second collecteurs 10, 11 par une paroi de confinement 13, et l’on soumet ledit mélange 1 présent dans l’enceinte à l’action tribo-électrique, en présence du champ électrique séparateur, et, selon que le niveau de charge électrostatique atteint par certains composants 2, 3 correspond ou non à un niveau de charge jugé suffisant, on autorise lesdits composants 2, 3 à sortir de l’enceinte 12 pour que lesdits composants 2, 3 puissent gagner les collecteurs 10, 11 sous l’action du champ électrique séparateur, ou au contraire on empêche temporairement lesdits composants 2, 3 de sortir de l’enceinte, en les retenant au moyen de la paroi de confinement 13, et en poursuivant l’action tribo-électrique sur lesdits composants 2, 3, jusqu’à ce que ces mêmes composants 2, 3 aient acquis une charge électrostatique d’un niveau de charge jugé suffisant pour pouvoir être libérés de l’enceinte 12, à destination des collecteurs 10, 11.
[00156] Ainsi, l’étape (S3) de tri est précédée par une étape (S201) de rétention sélective qui permet de maintenir, ici au moyen de la grille 14, les composants 2, 3, initialement non chargés ou peu chargés, dans la zone tampon que forme l’enceinte 12, jusqu’à ce que ces mêmes composants aient acquis une charge qui est suffisante pour déclencher leur extraction hors de l’enceinte 12, à travers la grille 14, et leur libération dans l’entrefer 7, d’où lesdits composants chargés 2, 3 voyagent alors jusqu’aux collecteurs 10, 11. La grille 14, et plus particulièrement le dimensionnement de la maille M14 du tamis formé par ladite grille 14, permet avantageusement de s’assurer automatiquement, pour chaque composant 2, 3 considéré individuellement, que la libération dudit composant dans l’entrefer 7 intervient uniquement, et dès que, les conditions, notamment le seuil de charge électrostatique adapté au composant considéré, sont réunies pour que le champ électrique séparateur achemine ledit composant jusqu’au collecteur 10, 11 qui lui correspond.
[00157] De préférence, lors du procédé de séparation selon l’invention, on crée un champ électrique séparateur qui s’étend au moins en partie en dessous de l’enceinte 12, et qui présente au moins deux pics d’intensité 50, 52 étagés verticalement et séparés par un creux d’intensité 51, de sorte à former un premier étage supérieur de capture 35, avec lequel on capture au moins une partie des composants 2, 3 issus de l’enceinte 12, puis un second étage inférieur de capture 36 avec lequel on capture au moins une partie des composants 2, 3 issus de l’enceinte 12 et non capturés par le premier étage supérieur de capture 35.
[00158] Chaque étage 35, 36 correspond de préférence à une paire différente d’électrodes 5, 6, respectivement 30, 31.
[00159] Avantageusement, une telle structure étagée limite considérablement la chute de composants 2, 3 dans le fond de l’installation, et favorise une évacuation efficace de chaque famille de composants, avec un bon débit, car ladite évacuation est répartie sur deux étages 35, 36, et qu’ainsi on affecte à la capture et à l’évacuation d’une même famille de composants deux étages 35, 36 de capture et donc plusieurs collecteurs œuvrant simultanément.
[00160] Bien entendu, on pourra par exemple soit, conformément à ce qui a été décrit plus haut concernant la première variante d’agencement de l’installation 100, faire en sorte que les au moins deux pics d’intensité 50, 52, et donc les deux étages de capture 35, 36, soient tous deux situés sous l’enceinte 12, c’est-à-dire à une altitude inférieure à l’altitude de largage H12, soit, conformément à ce qui a été décrit concernant la seconde variante dite « en quinconce », faire en sorte que le premier pic d’intensité 50, et donc le premier étage de capture 35, soit au contraire situé au-dessus de l’enceinte 12, à tout le moins au-dessus de l’altitude de largage H12 correspondant au point le plus bas de l’enceinte 12 (et donc de la grille 14) par lequel peuvent s’échapper les composants 2, 3 du mélange 1, tandis que le second pic d’intensité 52, et donc le second étage de capture 36, est situé en-dessous de l’enceinte 12, à une altitude inférieure à l’altitude de largage H12. [00161] De préférence, le procédé de séparation s’applique à un mélange 1 qui comprend comme première famille de composants des fibres 2, de préférence à base de polyéthylène téréphtalate, et comme seconde famille de composants des granules 3, de préférence à base de caoutchouc.
[00162] Au moins une partie des fibres 2, de préférence la majorité des fibres 2 (c’est-à-dire plus de 50% du nombre de fibres présentes), voire la totalité des fibres 2, présentent une longueur égale ou supérieure à une première valeur de référence L2 prédéterminée, tandis qu’au moins une partie des granules 3, de préférence la majorité des granules (c’est-à-dire plus de 50% du nombre de granules présents), voire la totalité des granules 3, présentent un diamètre équivalent qui est égal ou inférieur à une seconde valeur de référence L3 prédéterminée, strictement inférieure à la première valeur de référence L2.
[00163] Avantageusement, on peut alors utiliser, pour réaliser la phase (S201) de rétention sélective, une grille 14 qui est intégrée à la paroi de confinement 13 et qui forme un tamis dont la maille M14 est comprise entre la première valeur de référence L2 et la seconde valeur de référence L3, c’est-à-dire : L3 < M14 < L2
[00164] Selon une possibilité d’application particulièrement préférentielle, l’invention porte sur un procédé de recyclage d’un bandage pneumatique comprenant une étape de broyage, au cours de laquelle on réduit au moins une portion dudit bandage pneumatique, par exemple la bande de roulement dudit bandage, en un mélange contenant des fibres 2 textiles et des granules 3 en matériau à base de caoutchouc puis une étape de séparation au cours de laquelle on applique audit mélange un procédé de séparation selon l’une quelconque des caractéristiques décrites ci-dessus.
[00165] Bien entendu, l’invention n’est nullement limitée aux seuls exemples de réalisation décrits dans ce qui précède, l’homme du métier étant notamment à même d’isoler ou de combiner librement entre elles l’une ou l’autre des caractéristiques susmentionnées, ou de leur substituer des équivalents.

Claims

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REVENDICATIONS
1. Installation (100) de séparation destinée à recevoir un mélange (1) contenant au moins une première famille de composants (2), de préférence des fibres (2), et une seconde famille de composants (3), de préférence des granules (3), ladite installation (100) comprenant un dispositif (4) de chargement tribo-électrique, dit « tribochargeur » (4), qui est agencé pour recevoir le mélange (1) et conférer aux composants (2, 3) dudit mélange, par action tribo- électrique, des charges électrostatiques qui sont de polarités opposées selon que les composants (2, 3) appartiennent à la première famille ou à la seconde famille, ladite installation (100) comprenant en outre au moins une première électrode (5) et une seconde électrode (6) qui sont séparées l’une de l’autre par un entrefer (7) et connectées à un générateur (8) qui permet d’appliquer une différence de potentiel entre la première électrode (5) et la seconde électrode (6) afin de générer dans l’entrefer un champ électrique, dit « champ électrique séparateur », qui est destiné à diriger les composants (2, 3) chargés, selon leur polarité, soit vers un premier collecteur (10) destiné à recueillir des composants (2) de la première famille, soit respectivement vers un second collecteur (11) distinct du premier collecteur (10) et destiné à recueillir des composants (3) de la seconde famille, ladite installation (100) étant caractérisée en ce que le tribochargeur (4) reçoit le mélange (1) à l’intérieur d’une enceinte (12) qui est délimitée par une paroi de confinement (13) qui sépare ladite enceinte (12) des première et seconde électrodes (5, 6) et des premier et second collecteurs (10, 11), ladite paroi de confinement (13) étant agencée de telle manière que le mélange (1) qui est contenu dans l’enceinte (12) soit soumis à l’action de chargement tribo- électrique et, simultanément, exposé au champ électrique séparateur, et ladite paroi de confinement (13) étant pourvue d’une grille (14) qui est agencée de sorte à retenir des composants (2, 3) du mélange à l’intérieur de l’enceinte (12) jusqu’à ce que lesdits composants (2, 3) aient atteint, sous l’action du tribochargeur (4), une charge électrostatique qui soit suffisante pour que lesdits composants (2, 3) s’échappent de l’enceinte (12), en franchissant la paroi de confinement (13) à travers la grille (14), sous l’action du champ électrique séparateur, et puissent ainsi rejoindre le collecteur (10, 11) qui leur correspond, en fonction de leur polarité. - 34 -
2. Installation selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tribochargeur (4) comprend un tambour de confinement (15) cylindrique qui est délimité par une paroi latérale (16) tubulaire qui s’étend le long et autour d’un axe central (X15) formant avec l’horizontale un angle inférieur à 30 degrés, de préférence non nul, paroi latérale (16) tubulaire qui forme la paroi de confinement (13) et dont au moins une portion forme la grille (14).
3. Installation selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que la première électrode (5) est formée par une électrode cylindrique montée en rotation (R5) autour d’un premier axe central (X5) horizontal et dont la surface forme une portion du premier collecteur (10) en étant capable de recueillir les composants (2) de la première famille et d’évacuer lesdits composants (2) hors de l’entrefer (7) par son mouvement de rotation (R5), et en ce que la seconde électrode (6) est formée par une seconde électrode (6) cylindrique montée en rotation (R6) autour d’un second axe central (X6) horizontal, décalé radialement par rapport au premier axe central (X5), de préférence parallèle au premier axe central (X5), et plus préférentiellement situé à la même altitude que celle du premier axe central (X5), seconde électrode (6) cylindrique dont la surface forme une portion du second collecteur (11) en étant capable de recueillir les composants (3) de la seconde famille et d’évacuer lesdits composants (3) hors de l’entrefer (7) par son mouvement de rotation (R6).
4. Installation selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que la première électrode (5) et la seconde électrode (6) forment entre elles, au minimum de distance qui les sépare, un premier resserrement (24) de l’entrefer (7) situé à une première altitude (H24), en ce que l’installation (100) comprend une troisième électrode (30) et une quatrième électrode (31), également soumises à une différence de potentiel, et qui forment entre elles, au minimum de distance qui les sépare, un second resserrement (32) de l’entrefer (7) qui est situé à une seconde altitude (H32) inférieure à la première altitude (H24), de sorte que le champ électrique séparateur présente successivement, selon la verticale, un premier pic d’intensité (50) dans le premier resserrement (24), à la première altitude (H24), puis une intensité qui, entre la première altitude (H24) et la seconde altitude (H32) décroît d’abord puis ré-augmente ensuite pour former un creux d’intensité (51) puis pour atteindre un second pic d’intensité (52) dans le second resserrement (32), à la second altitude (H32), et en ce que l’enceinte (12) du tribochargeur (4) est située à une altitude, dite « altitude de largage » (H12), qui est supérieure à la première altitude (H24) du premier resserrement (24).
5. Installation selon l’une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la première électrode (5) et la seconde électrode (6) forment entre elles, au minimum de distance qui les sépare, un premier resserrement (24) de l’entrefer (7) situé à une première altitude (H24), en ce que l’installation (100) comprend une troisième électrode (30) et une quatrième électrode (31), également soumises à une différence de potentiel, et qui forment entre elles, au minimum de distance qui les sépare, un second resserrement (32) de l’entrefer (7) qui est situé à une seconde altitude (H32) inférieure à la première altitude (H24), de sorte que le champ électrique séparateur présente successivement, selon la verticale, un premier pic d’intensité (50) dans le premier resserrement (24), à la première altitude (H24), puis une intensité qui, entre la première altitude (H24) et la seconde altitude (H32) décroît d’abord puis ré-augmente ensuite pour former un creux d’intensité (51) puis pour atteindre un second pic d’intensité (52) dans le second resserrement (32), à la second altitude (H32), et en ce que l’enceinte (12) du tribochargeur (4) est située à une altitude, dite « altitude de largage » (H12), intermédiaire qui est inférieure à la première altitude (H24) du premier resserrement (24) et supérieure à la seconde altitude (H32) du second resserrement (32).
6. Installation selon la revendication 3 et l’une des revendications 4 ou 5 caractérisée en ce que les troisième et quatrième électrodes (30, 31) sont également formées chacune par une électrode (30, 31) cylindrique montée en rotation (R30, R31) autour de son axe central (X30, X31) horizontal, et en ce que chacune des première, seconde, troisième et quatrième électrodes (5, 6, 30, 31) appartient à un collecteur (10, 11, 33, 34) distinct, de sorte que chacune desdites première, seconde, troisième et quatrième électrodes (5, 6, 30, 31) peut évacuer hors de l’entrefer (7), indépendamment des autres électrodes (5, 6, 30, 31), les composants (2, 3) capturés à sa surface.
7. Installation selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que la surface, de préférence cylindrique, des électrodes (5, 6, 30, 31) est recouverte d’une couche réalisée dans un matériau électriquement isolant pour empêcher un échange de charges de l’électrode (5, 6, 30, 31) avec les composants (2, 3) qui adhèrent à sa surface.
8. Installation selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que les électrodes (5, 6, 30, 31) qui définissent le champ électrique séparateur occupent, dans leur ensemble, une plage d’altitude (H7) dite « plage d’altitude de l’entrefer » (H7) qui s’étend depuis l’altitude du point le plus bas de toute lesdites électrodes jusqu’au point le plus haut de toutes lesdites électrodes, en ce que le tribochargeur (4), dit « premier tribochargeur » (4), se situe dans une partie haute de l’installation (100) de sorte qu’au moins une partie, de préférence au moins la moitié, et plus préférentiellement la totalité, de la plage d’altitude de l’entrefer (H7) s’étend en-dessous de l’altitude (H12) du point le plus bas de l’enceinte (12) recevant le mélange (1), et en ce que l’installation (100) comprend, dans une partie basse, à l’aplomb du premier tribochargeur (4) et à une altitude (H45) strictement inférieure à l’altitude dudit premier tribochargeur (4), un lit fluidisé (45) qui forme un second tribochargeur (45) apte à recharger électriquement et à renvoyer en suspension dans l’entrefer (7) les composants (2, 3) du mélange (1) qui seraient tombés du premier tribochargeur (4) et auraient traversé verticalement l’entrefer (7) sans être capturés par les collecteurs (10, 11, 33, 34).
9. Installation selon la revendication 8 et l’une des revendications 4 à 6 caractérisée en ce qu’elle comprend, à une altitude intermédiaire située entre un premier étage de capture (35), supérieur, formé par la première électrode (5) et la seconde électrode (6) et un second étage de capture (36), inférieur, formé par la troisième électrode (30) et la quatrième électrode (31), une chicane anti-retour (46) qui est agencée pour autoriser le passage vers le second étage de capture (36) des composants (2, 3) non capturés par le premier étage de capture
(35), tout en empêchant les composants (2, 3) remis en suspension dans le second étage de capture (36) par le lit fluidisé (45) de remonter au-delà de ladite chicane anti-retour (46), ladite chicane anti -retour (46) comprenant de préférence à cet effet tout d’abord une trémie
(47) aux parois convergentes qui est apte à recueillir les composants (2, 3) chutant du premier étage de capture (35) et à diriger lesdits composants (2, 3), à travers une ouverture inférieure
(48), vers le second étage de capture (36), puis un déflecteur (49) divergent, qui est placé sous la trémie (47) à l’aplomb de l’ouverture inférieure (48) de sorte à autoriser la chute dans le second étage de capture (36) des composants (2, 3) en provenance de la trémie (47), tout en empêchant les composants (2, 3) remis en suspension dans le second étage de capture
(36) par le lit fluidisé (45) de remonter par l’ouverture inférieure (48) en direction du premier étage de capture (35).
10. Installation selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que le générateur (8) et les électrodes (5, 6, 30, 31) sont agencés de sorte que l’intensité du champ électrique séparateur, au niveau de la face interne de la grille (14) qui retient les composants - 37 -
(2, 3), est égale ou supérieure à 100 kV/m, de préférence comprise entre 100 kV/m et 600 kV/m, et plus préférentiellement comprise entre 200 kV/m et 400 kV/m.
11. Installation selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que la grille (14) forme un tamis dont la maille (M14) est comprise entre 1 mm et 10 mm, et plus préférentiellement entre 2 mm et 5 mm.
12. Procédé de séparation permettant, à partir d’un mélange (1) qui contient au moins une première famille de composants (2), de préférence des fibres (2), et une seconde famille de composants (3), de préférence des granules (3), de séparer les composants (2) appartenant à la première famille des composants (3) appartenant à la seconde famille, ledit procédé comprenant à cet effet une étape (SI) de création d’un champ électrique séparateur, au cours de laquelle on applique une différence de potentiel entre au moins une première électrode (5) et une seconde électrode (6) définissant entre elles un entrefer (7) de sorte à générer dans ledit entrefer un champ électrique dit « champ électrique séparateur », une étape (S2) de chargement électrostatique du mélange (1), au cours de laquelle on confère à des composants (2, 3) du mélange, par action tribo-électrique, des charges électrostatiques qui sont de polarités opposées selon que les composants appartiennent à la première famille ou à la seconde famille, puis une étape (S3) de tri au cours de laquelle on utilise le champ électrique séparateur pour diriger les composants (2) chargés de la première famille vers un premier collecteur (10) qui capture lesdits composants (2) de la première famille, et pour diriger les composants (3) chargés de la seconde famille vers un second collecteur (11) qui est distinct du premier collecteur (10) et qui capture lesdits composants (3) de la seconde famille, ledit procédé étant caractérisé en ce que l’étape de chargement électrostatique comprend une phase (S201) de rétention sélective, au cours de laquelle on place le mélange (1) à l’intérieur d’une enceinte (12) qui est séparée des première et seconde électrodes (5, 6) et des premier et second collecteurs (10, 11) par une paroi de confinement (13), et l’on soumet ledit mélange (1) présent dans l’enceinte (12) à l’action tribo-électrique, en présence du champ électrique séparateur, et, selon que le niveau de charge électrostatique atteint par certains composants (2, 3) correspond ou non à un niveau de charge jugé suffisant, on autorise lesdits composants (2, 3) à sortir de l’enceinte (12) pour que lesdits composants puissent gagner les collecteurs (10, 11) sous l’action du champ électrique séparateur, ou au contraire on empêche temporairement lesdits composants (2, 3) de sortir de l’enceinte (12), en les retenant au - 38 - moyen de la paroi de confinement (13), et en poursuivant l’action tribo-électrique sur lesdits composants (2, 3), jusqu’à ce que ces mêmes composants (2, 3) aient acquis une charge électrostatique d’un niveau de charge jugé suffisant pour pouvoir être libérés de l’enceinte (12), à destination des collecteurs (10, 11).
13. Procédé de séparation selon la revendication 12 caractérisé en ce que l’on crée un champ électrique séparateur qui s’étend au moins en partie en dessous de l’enceinte (12), et qui présente au moins deux pics d’intensité (50, 52) étagés verticalement et séparés par un creux d’intensité (51), de sorte à former un premier étage supérieur de capture (35), avec lequel on capture au moins une partie des composants (2, 3) issus de l’enceinte (12), puis un second étage inférieur de capture (36) avec lequel on capture au moins une partie des composants (2, 3) issus de l’enceinte (12) et non capturés par le premier étage supérieur de capture (35).
14. Procédé de séparation selon la revendication 12 ou 13 caractérisé en ce qu’il s’applique à un mélange comprenant comme première famille de composants des fibres (2), de préférence à base de polyéthylène téréphtalate, et comme seconde famille de composants des granules (3), de préférence à base de caoutchouc, en ce qu’au moins une partie des fibres (2) présentent une longueur égale ou supérieure à une première valeur de référence (L2) prédéterminée, en ce qu’au moins une partie des granules (3) présentent un diamètre équivalent qui est égal ou inférieur à une seconde valeur de référence (L3) prédéterminée, strictement inférieure à la première valeur de référence (L2), et en ce que l’on utilise, pour réaliser la phase (S201) de rétention sélective, une grille (14) qui est intégrée à la paroi de confinement (13) et qui forme un tamis dont la maille (M14) est comprise entre la première valeur de référence (L2) et la seconde valeur de référence (L3).
15. Procédé de recyclage d’un bandage pneumatique comprenant une étape de broyage, au cours de laquelle on réduit au moins une portion dudit bandage pneumatique en un mélange contenant des fibres (2) textiles et des granules (3) en matériau à base de caoutchouc puis une étape de séparation au cours de laquelle on applique audit mélange un procédé de séparation selon l’une quelconque des revendications 12 à 14.
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