Brevet FR2027319A1 — publié le 19700925

i 2027319 La présente invention concerne des outils destinés au nettoyage des surfaces intérieures des canalisations, plus particulièrement des égouts des villes, communes et villages ainsi que des tuyaux d'évacuation utilisés dans les usines, en particulier • 5 de produits chimiques. Dans la demande de brevet français n°6 937 927 déposée le 4 novembre 1969 au nom de R.„M„ BREMNER, on décrit un procédé de réfection du revêtement de ces canalisations, lequel comporte comme opération préliminaire le nettoyage des tuyaux existants 10 pour couper et enlever tous les obstacles et saillies. Ces obstacles et saillies sont constitués par des dépôts de calcite très durs, comme de la pierre, qui se forment sur la surface intérieure des canalisations après une longue période d'utilisation, ainsi que les obstacles créés par les extrémités de tronçons de canalisation 15 mal alignés et les extrémités en saillie des branchements latéraux. L'obligation de couper et d'enlever ces obstacles et saillies pour réaliser une surface intérieure régulière pose des problèmes très sérieux. On a proposé antérieurement des machines et appareils 20 pour nettoyer l'intérieur des canalisations, mais il est connu que oes machines et appareils sont prévus pour enlever des matières tendres et meubles, et non destinés à lbnploi dans des conditions où un contrôle effectif par un opérateur extérieur est indispensable . 25 Par exemple, le brevet des EUA n° 2 322 508 décrit • un appareil de nettoyage de l'intérieur des canalisations, constitué essentiellement par un groupe de grattoirs et de .cuillers qui sont appliqués le long de la surface intérieure du tuyau par la pression de l'eau. Cet appareil est utilisable pour l'enlèvement des 30 matières meubles ou tendres qui obstruent la canalisation, mais ne peut être employé pour éliminer les obstacles dus à des dépôts de calcite dure, aux défauts d'alignement de tronçons de canalisation et aux branchements latéraux en saillie. Par ailleurs un appareil pour nettoyer les canalisations et tuyaux et faire passer 35 des cables à travers est décrit dans le brevet des EUA n° 1 933 624 attribué à J.GUTHRIE. Cet appareil comprend un véhicule autopropulsé avec des chenilles sans fin, souples, et un outil pour détacher les matières dépassant à l'avant du véhicule. L'outil pour détacher 69 44432 2 2027319 les matières est destiné à détacher des matières meubles, relativement tendres et ne peut être utilisé pour enlever les obstacles du type envisagé ici» Une des caractéristiques de l'appareil autopropulsé de Guthrie est que l'outil détachant la matière et 5 les chenilles sans fin sont entraînés par un moteur commun par l'intermédiaire d'engrenages et, par suite, la vitesse de l'outil est obligatoirement liée à la vitesse du véhicule; par conséquent, cet appare.il ne peut être utilisé pour éliminer les obstacles difficiles à enlever apparaissant à intervalles irréguliers„ 10 L'invention a pour principal objet la réalisation d'un outil de nettoyage à commande positive et utilisable pour l'exécution d'opérations de nettoyage du type décrit ici. Selon* l'invention, un outil pour nettoyer la surface intérieure d'une canalisation comprend une tête de nettoyage entraî-15 née par un moteur monté à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique et plusieurs organes fous espacés circonférentiellement, fixés à l'extérieur de l'enveloppe, lesdits organes fous supportant des moyens pour venir au contact»avec frottement* avec la surface intérieure de la canalisation. L'outil est remorqué à travers 20 la canalisation par un câble remorque relié à un accouplement à pivot fixé à l'extrémité avant de la tête de nettoyage. Puisque l'outil se déplace sur des organes fous et est remorqué à travers la canalisation par des organes extérieurs, l'effort de traction appliqué peut être réglé Indépendamment du moteur d'entraînement 25 pour la tête de nettoyage, autorisant' ainsi des efforts de traction beaucoup plus élevés que cela ne serait possible dans le cas d'un outil autopropulsé et permettant également de faire reculer facilement l'outil, si nécessaire. D'autres objets et avantages de l'invention seront 30 mieux compris à l'aide de la description détaillée qui va suivre et des dessins sur lesquels, - la figure 1 est une vue en perspective avec enlèvement partiel de l'outil de nettoyage, - la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 35 de la figure 1, - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2, - la figure 4 est une vue en perspective éclatée, . agrandie, du détail représenté sur la figure 1 69 44432 3 2027319 - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un égout en cours dé nettoyage'par un outil selon l'invention, - la figure 6 est une vue en coupe agrandie d'un détail du dispositif de nettoyage, représentant un dispositif à 5 pivot pour fixer un câble de recul. Sur les figures, l'outil de nettoyage comprend une enveloppe cylindrique 11 et une tête de nettoyage 12. L'extrémité avant de l'enveloppe est fermée par une plaque circulaire 12. Un moteur à air comprimé 14 avec un arbre d'entraînement tournant 15 10 de même axe que l'enveloppe 11-et dépassant de l'extrémité antérieure de celle-ci est monté à l'intérieur de l'enveloppe 11. L'air lomprimé pour alimenter le moteur 14 lui est fourni par un compres-suer d'air 16 (figure 5) par l'intermédiaire d'un tuyau qui passe par l'extrémité arrière de l'enveloppe 11 et est raccordé au 15 moteur 14. La tête de nettoyage 12 est un corps creux de révolution constitué par : une plaque support circulaire 18 soudée à un manchon axial 19 et une plaque tronconique 20 orientée radiale-ment à partir de celui-ci et comportant un rebord 21 cyclindrique extérieur soudé au pourtour de la plaque circulaire 18 et un ac-20 couplement 22 à pivot fermant l'extrémité avant de la plaque tronconique 20, l'accouplement à pivot et le manchon 19 ayant le même axe. La tête de nettoyage est montée sur l'arbre tournant 15 qui l'entraîne^•» et couple le manchon 19 à. l'arbre tournant 15 et en les assemblai par des boulons 23. 25 Douze plaques d'aoier, dont les surfaces actives comportent des particules d'un carbure concassé lié aux surfaces d'acier de ces plaques,par brasure à 1'argent, sont réparties autour de la tête de nettoyage 12.' La tête de nettoyage 12 tourne librement par rapport à l'accouplement à pivot 22, ce dernier 30 étant Gonçu pour le raccordement d'un câble remorque §5 (figure 5). Plusieurs organes fous espacés circonférentiellement sont montés à l'extérieur de i'enveloppe 11. Chacun de ces organes fous est monté entre deux plaques nervurées 26 orientées longitudinalement et dépassant ractialement, qui sont fixées à 35 • l'enveloppe 11 par des boulons.27. Chaque ensemble fou comprend deux roues dentées 28,espacées longitudinalement par rapport à l'enveloppe, et des chenilles sans fin 29 supportées par lesdites roues dentées. Chaque roue dentée 28 comporte deux tronçons 69 44432 4 2027319 d'arbre 30 qui tourillonnent dans des trous 31-ménagés dans-les surfaces intérieures de deux plaques de guidage- allongées 32, ces dernières étant espacées par une pièce d'écartement 33 auxquelles elles sont fixées par des boulons 34. Deux tiges 35, engagées 5 dans des encoches 36 orientées radialement dans les nervures radiales des plaques 26 nervurées, dépassent des surfaces extérieures des plaques de guidage 32, à proximité de chaque extrémité de celles-ci.. Comme on le voit sur les figures 1. et 2, les organes fous sont poussés radialement vers l'extérieur par des tiges élas-10 tiques 36 qui passent au cxmtact de boulons dépassant des plaques nervurées 26 et qui sont "en _contact avec la partie inférieure des1 tiges en saillies 35.-Chaque chenille sans fin 29 comprend une chenille 39 souple, sans fin, et une série de sabots 40 supportés par cette chaîne. Les sabots de frottement 40 sont en acier et -15 un carbure concassé est brasé à l'argent sur leur surface extérieure. La chaîne 39 passe autour des roues dentées 28 en les entraînant, ces roues étant des roues dentées folles pour permettre un déplacement relatif entre les chenilles- sans fin et l'enveloppe. Les pièces d'écartement 33 comportent chacune une série d'évidements 41 20 e6paèés^;'iox^î£ûdlnàIefceùfcït-; Les évidements 41; logent les patins de poussée 42 qui sont en contact avec la chaîne 39 et sont poussés élastiquement.- par.des ressorts 43 travaillant à la compression afin de pousser les- .chenilles 29 sans fin radialement vers l'^rtié-rieur pour pousser JLes sabots de frottement .40 de manière qu'ils 25 viennent en contact, avec frottement, avec la surface intérieure de la canalisation 44. En incorporant une série; de -patins de poussée 42 à chaque chenille sans fin, diverses parties de-cette chenille sont poussées contre .la canalisation 44, indépendamment l'une de l'autre,permettant ainsi.à la chenille de suivre plus facilement 30 les.irrégularités de la surface de la canalisation. -, La figure 6 représente une pièce de raccordement 50 comportant un. passage, d'entrée d'air 51 et un .passage de sortie . d'air 52 fixés au moteur par des boulons 53. Un accouplement à pivot 54 sert à fixer un premier organe de couplage. 55 et un second .35 organe de couplage 56 pouvant tourner l'un par rapport à l'autre . autour.de leurs axes. .-L'organe. .55 part, de la face arrière de la .. pièce- 5Q .pour établir, un raccordement avec. -ie -passage; d'entré- 51-. et^jm.raccordement, 57.-est fixé) à-l'organe.; 56: :poior permettre de icopy" 69 44432 5 2027319 fixer un tuyau à air pour alimenter le moteur en kir comprimé. Une boucle de liaison est également fixée, de manière à pivoter, à l'accouplement à pivot' 54 par des tiges 58, 59 et un câble de recul 61 passe à travers cette boucleLe câble de recul 61 sert à faire reculer ou à ramener l'outil en service. Le mode d'emploi de l'outil de nettoyage est représenté sur la figure 5. L'égout à nettoyer 44 est disposé longitudinalement au-dessous d'une route comportant- un revêtement 45. Des regards, non représentés, sont ménagés de distance en distance •le long de la route pour pouvoir accéder à l'égout. Un puits d'accès 46 est creusé» a une distance (de l'ordre de 100 m), d'un regard, et l'outil de nettoyage 10 pénètre dans la canalisation 44 par le puits d'accès. L'objet du nettoyage de la canalisation 44, que le revêtement de la canalisation doive où non être refait par le procédé décrit dans la"demande de brevet déposée le 4 novembre au nom de Mr R.M. BREMNER, est d'éliminer tous les obstacles et saillie Après une longue période -d'utilisation, l'intérieur de la canalisation est recouvert d'une croûte; ces insdrustations, représentées en 47 sur la figure 5, en même temps que les saillies des raccordements de branchements particuliers dans la canalisation,constituent des obstacles qui réduisent effectivement l'aire de la seotion transversale de la canalisation et- réduisent sensiblement son débit. Pendant le fonctionnement de l'outil de nettoyage 10, de l'air comprimé alimente le moteur 14 par ie tuyau 17 et l'outil est remorqué à travers la canalisation par le câble 25. La tête de nettoyage 12 est mise en rotation par le moteur, si bien que les surfaces actives coupantes des plaques 24 nettoient là surface intérieure de la canalisation 44 et en éliminent les saillies et les obstacles. L'enveloppe 11, qui supporte le moteur 14, est empêehée de tourner par les chenilles 29 qui frottent contre la surface intérieure de la canalisation,' les chenilles 29 établissant une grande surface de contact avec la surface de la canalisation. Comme indiqué 'ci-dessus, les obstacles à éliminer sont des dépôts très durs, comme de la pierre et les extrémités en saillie de tuyaux; ils sont par conséquent très difficiles à couper et à eaûse de' l'a résistance qu'ils présentent, il serait tout- à* fait impossible,dans la plupart des ea^ de faire ' avancer 69 44432 6 2027319 l'outil de nettoyage à travers une canalisation à vitesse constante. Cependant, l'emploi d'un câble remorque avec un moteur de traction extérieur permet d'ajuster la vitesse de déplacement de l'outil de nettoyage aux ^conditions réelles de coupe. Cependant, quand 5 on rencontre des obstacles particulièrement difficiles, il est possible de faire reouler l'outil d'une courte distance à l'aide du câble de recul, sans risquer de:coincer la tête de nettoyage. Ayant fait reculer l'outil, l'opérateur applique ensuite à nouveau un effort de. traction au câble remorque en déplaçant l'outil vers 10 l'avant. Dans le présent mémoire descriptif, on indique que " l'enveloppe 11 est cylindrique. Cependant, il va de soi que l'enveloppe n'est pas obligatoirement, une enceinte complète mais peut avoir la forme d'une cage> par exemple; à l'intérieur de laquelle 15 le moteur est logé, à condition que le moteur soit convenablement protégé de la chute des débris. De plus, l'enveloppe n'est pas nécessairement de section transversale circulaire mais peut évidemment avoir une section transversale polygonale, carrée ou autre, quasi circulaire. L'expression "enveloppe cylindrique" dans le . 20 .mémoire descriptif et les revendications doit donc être interprétée en conséquence. 69 44432 7 2027319 REVENDICATIONS ' - - 1 - Outil de nettoyage destiné à nettoyer la surface intérieure d'un tuyau, caractérisé en ce qu'il comprend s &)K une enveloppe cylindrique avec des extrémités 5 avant et arrière j - b) à l'intérieur de cette.enveloppe un dispositif destiné à assujettir une extrémité"d'un câble c) un moteur monté à l'intérieur de'l'enveloppe ; - d)1 des-moyens techniques pour raccorder le moteur 10 à une source 'd'énergie. ; e) un arbre tournant relié au moteur pour l'entraîner cet arbre tournant ayant le même axe que l'enveloppe et dépassant, de l'extrémité avant de celle-ci ; f) une tête- de nettoyage fixée sur ledit arbre ^ » ■15 tournant pour être entraînée par celui-ci, l'axe de la tête de nettoyage coïncidant avec celui de l'enveloppe cylindrique ; g) plusieurs paires de roues dentées espacées longitudinalement, fixées à l'extérièur de ladite enveloppe, lesdites paires de roues dentées étant espacées circonférentiel- 20 lement autour de ladite enveloppe ; h) un groupe de chenilles sans fin orientées longitudinalement, espacées circonférentiellement, supportées par les paires de roues dentées correspondantes ; i) une série de sabots de frottement fixés sur 25 chacune desdites chenilles sans fin ; et j) un dispositif à pivot pour fixer un câble remorque à la tête de nettoyage. 2 -Outil de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de fixation de l'outil est un accouplement à 30 pivot monté sur le moteur. 3 - Outil de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens techniques pour pousser- élastiquement les sabots de frottement radialement vers l'extérieur pour les mettre en contact avec la surface intérieure de 35 la canalisation. - 4- - Outil pour nettoyer la surface Intérieure d'une canalisation caractérisé en ce qu'il comprend : 69 44432 8 2027319 a) une enveloppe cylindrique comportant-des extrémités antérieure et postérieure ; b) un dispositif à l'intérieur de ladite enveloppe pour fixer une extrémité d'un câble ; c) un moteur monté à l'intérieur de l'enveloppe ; d) des moyens techniques pour raccorder le moteur à une source d'énergie ; - - . . e) un arbre tournant fixé au moteur et entraîné par ce dernier, ledit arbre tournant ayant le même are que l'enveloppe et dépassant de l'extrémité antérieure de celle-ai ; - f) une tête de nettoyage fixée audit arbre tournant et entraînée par lui, cette tête de nettoyage ayant le même axe que l'enveloppe cylindrique ; g) plusieurs organes.fous espacés circonférentiel— lement fixés sur ladite enveloppe à l'extérieur de celle-ci h) des moyens techniques destinés à venir en contact, avec frottement, avec la surface intérieure du tuyau, lesdits moyens techniques de mise en contaet avec la canalisation étant supportés par lesdits organes fous ; et , i) un dispositif à pivot pour fixer un câble remorque à la tête de nettoyage. 5 - Outil de nettoyage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de fixation est un accouplement à pivot monté ,s.ul? • le moteur." 6 - Outil- de nettoyage selon la revendication 4/ caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour pousser élastiquement, radialement -et vers l'extérieur les sabots en frottement pour les.mettre en contact avec la surface intérieure de la canalisation. 7 - Outil de nettoyage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tête de nettoyage comporte une pièce tournante avec un groupe d'organes coupants espacés circonférentiellement, destinés à venir au contact des matières dépassant de la surface intérieure de la canalisation. % - 8 - Outil de nettoyage selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite tête de nettoyage est un . corps creux de révolution comprenant : une plaque tronconique terminée à une extrémité par un rebord ' cylindrique .extérieurrùr accouplement àpivot-f ermant l'autre' actré mité, de ladite plaque tronconique, l'accouplement à^pivot ayant le 69 44432 9 2027319 même axe que ledit arbre tournant, une plaque support reliée à l'arbre tournant et orientée radialement à partir de celui-ci, le rebord cylindrique étant fixé à la plaque support et une série d'organes coupants fixés à ladite plaque conique et' répartis • \ - * circonférentiellement autour de celle-ci, lesdits organes coupants étant conçus de manière à venir au contaet des matières dépassant de la surface intérieure d'une canalisation à nettoyer. 9 - Outil de nettoyage selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque organe^coupant comprend une plaque d'acier avec une 'surfaoe active comportant des particules d'abrasif fixées à ladite plaque d'acier. - 10 - Outil de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moteur est un moteur à air comprimé, ledit dispositif pour raccorder le moteur à une.source d'énergie étant un dispositif pour fournir de l'air comprimé audit.moteur. 11 - Outil de nettoyage selon la revendication caractérisé en ce que toutes les chenilles sans fin orientées longitudinalement, supportées par une paire correspondante de roues dentées, sont montées entre une paire de plaques orientées longitudinalement fixées BUTj, ladite enveloppe et en ce que les moyens techniques pour pousser élastiquement les sabots de frottement radialement vers l'extérieur, au contact de la surface intérieure de la canalisation,..sbnt constitués par un groupe de patins de poussée espacés longitudinalement et de ressorts pour pousser lesdits patins de poussée cârïtre différentes parties de la chenille.