Brevet FR2027477A1 — publié le 19700925

L'invention concerne un dispositif de commande pour une pompe à béton. On connais des pompes à béton qui sont constituées essentiellement de deux pistons de pompe avec respectivement un cylindre de pompe. L'actionnement des pistons de pompe s'effectue en sens contraire de telle sorte qu'à la course de refoulement d'un des pistons correspond la course d'aspiration de l'autre piston. Les deux pistons de pompe sont alimentés à partir du même réservoir de stockage de béton et fonctionnent également sur la même canalisation de refoulement. Les pistons de pompe de ces pompes à béton connues sont én général actionnées hydrauliquement et dans ce cas il est possible de relier ensemble par des éléments mécaniques les deux pistons de pompe. En minéral, ces compes à béton connues fonctionnent de la fa çon suivante : pendant que l'un des pistons de pompe exécute la course de refoulement, l'autre piston aspire le béton. Â ceci correspond également la position des tiroirs qui peuvent par exemple être actionnés mécaniquement ou hydrauliquement. Lorsque le piston dé pompe qui effectue la course de refoulement a atteint la fin de sa course, l'autre piston de pompe a atteint également la fin de sa course d'aspiration. Les tiroirs sont alors commutés et les deux pistons de pompe effectuent l'autre course. Une autre commutation a lieu ensuite, etc. Avec un tel mode de fonctionnement, il est évident qu'à la fin de la course de refoulement de l'un des pistons, la pression tombe dans la canalisation de refoulement. Même lorsque la commutation des tiroirs de commande est très rapide, il est inévitable que la quantité de béton ou la colonne de béton se trouvant dans la canalisation de refoulement s'arrête lorsque cette canalisation est en montée. L'autre piston de pompe est obligé, de ce fait, au début de chaque course de refoulement, d'accélérer à nouveau toute la masse de béton se trouvant dans la canalisation de refoulement, ce qui demande une quantité importante d'énergie, et, du fait des caractéristiques du béton, provoque des résistances considérables dans la canalisation de refoulement.Les pressions qui sont néces saires pour mettre à nouveau en mouvement la colonne de béton sont très importantes. On a constaté que, mime lorsque la construction de la pompe à béton est suffisamment résistante, les pressions qui sont nécessai res ne peuvent pas être accrues à volonté. Lorsqu'uSe limite de pression déterminée est dépassée,les engorgements augmentent considérablement, ce qui est visiblement- à imputer au fait que les parties les plus grossières du béton ne sont plus séparées les unes des autres par -les parties constituantes les plus fines. Mais, lorsque les éléments les plus grossiers du béton sont comprimés les uns-contre les autres, ils stagglomèrent de façon inévitable et le-moindre obstacle provoque des engorgements. C'est un but de l'invention de fournir une pompe àbéton et une commande pour une pompe à béton ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-dessus. L'invention part d'un dispositif de commande pour une pompe à béton constitué par au moins deux pistons de pompe respectivement dans un cylindre de pompe, les pistons étant actionnés en sens inverse et la pompe comportant des tiroirs de commande pour relier alternativement le cylindre de pompe au réservoir- contenant le béton ou à la canalisation de refoulement. Le dispositif de commande conforme à l'invention est caractérisé en ce que les courses-de refoulement des différents pistons dé pompe se recouvrent partiellement dans le temps. Il est évident qu-'il n'est plus possible avec l'invention de coupler les deux pistons de pompe d'une pompe -à béton équipée de deux cylindres, de telle sorte qu'à la course-de refoulement de l'un des pistons corresponde la course d'aspiration de l'autre. Dans l'invention, les deux pistons de pompe sont actionnés indépendamment l'un de autre. L'avantage essentiel de l'invention consiste en ce que la masse-de béton-est refoulée à peu près régulièrement dans la canalisation de refoulement et ceci indépendamment du fait que l'un des deux pistons se trouve à ce moment18 juste dans la phase de commutation, ou que l'un des pistons se trouve au milieu de sa course de refoulement. L'acheminement régulier de la masse de béton dans la canalisation de refoulement permet d'éviter largement le contact entre eux des éléments constitutifs les plus grossiers.Les éléments les plus grossiers restent, pratiquement dans chaque stade du transport, enveloppés par les éléments les plus fins du mélange de béton, donc par le ciment, les charges en grains fins et l'eau. Ces eléments constitu tifsplus fins agissent en quelque sorte comme un lubrifiant pour les éléments constitutifs les plus grossiers. L'acheminement de la masse de béton a par ailleurs pour conséquence qu'il est besoin pour le transport lui-E4me de pressions relativement faibles. La résistance par frottement est relative ment faible. Mais du fait que des pressions relativement faibles sont utilisées pour le transport, le risque d'engorgement est lar gement évité.En outre, un autre avantage est que le béton peut parcourir de très longs parcours ou être envoyé à des hauteurs re lativement importantes sans difficultés0 Le dispositif de commande proposé par l'invention consiste en ce que la course de refoulement de l'un des pistons passant de la course d'aspiration à la course de refoulement agit déjà sur la ca nalisation de refoulement au moment où l'action de refoulement de autre piston passant de la course de refoulement à la course d'aspiration commence à s'affaiblir. Il est évident qu'on peut réaliser relativement simplement une pompe à béton conforme à l'invention avec trois cylindres de pompe.- Mais l'invention peut être également utilisée sans diffi cultés avec des pompes à béton comportant deux cylindres. Dans ce cas, l'invention prévoit que le laps de temps disponible pour la course d'aspiration est plus court que celui réservé à la course de refoulement. Ceci signifie que la course d'aspiration doit s'ef fectuer sensiblement plus vite. Mais, étant donné que lors de la course d'aspiration, les résistances à vaincre sont plus faibles, il est facile d'obtenir un déplacement plus rapide pour la course d'aspiration. L'invention peut être utilisée dans toutes les pompes à béton dans lesquelles un tiroir à deux orifices ou deux tiroirs à un ori fice sont associés à chaque cylindre de pompe. -Les pompes à béton qui comportent des tiroirs à deux orifices qui commandent les deux orifices dtadmission ou les deux orifices d'évacuation de la paire de cylindres ne conviennent par contre pas pour l'invention0 L'invention propose en particulier qu a chaque cylindre soit associé un tiroir à deux orifices qui relie le réservoir de stocka ge du béton au cylindre ou le cylindre à la canalisation de refou lement et elle prévoit que les deux tiroirs à deux orifices 'une pompe équipée de deux cylindres de pompe ainsi que les deux pistons de pompe sont actionnés chacun pour soi et indépendamment l'un de l'autre, mais toutefois que les dispositifs d'actionnement indivi duels des pistons de pompe et des tiroirs de commande soient reliés entre eux par une commande à poursuite. Dans les cas où à chaque cylindre de pompe sont associés deux tiroirs à un orifice, il convient que les deux tiroirs à un orifice de chaque cylindre de pompe et les pistons de pompe soient actionnés indépendamment l'un de l'autre, mais toutefois que les différents dispositifs d'actionnement des pistons de pompe et des tiroirs soient reliés entre eux au moyen d'une commande à poursuite. Lorsque deux tiroirs à un orifice sont associés à chaque cylindre de pompe, il est possible de coupler ensemble les dispositifs d'actionnement des deux tiroirs à un orifice. L'utilisation d'une commande à poursuite permet une certaine élasticité de la pompe à béton sur la masse de béton à refouler dans la canalisation de refoulement. Si pour une raison quelconque, la résistance dans la canalisation de refoulement augmente passagèrement, la course de refoulement peut s'adapter à ces conditions. Mais ceci signifie que la course de refoulement s'effectue un peu plus lentement. La commande à poursuite permet toutefois de mettre en oeuvre l'idée de base de l'invention même dans ces cas. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté schématiquement sur le dessin, sur lequel - la figure 1 montre une vue latérale schématique ou une coupe longitudinale schématique à travers une pompe à béton dans laquelle on utilise le dispositif de commande conforme à l'invention ; - les figures 2 à 5 sont des représentations schématiques des différentes conditions de fonctionnement d'une pompe à béton comportant deux cylindres de pompe et équipée du dispositif de commande conforme à l'invention. Sur la figure 1, 1 désigne un cylindre de pompe dans lequel une tige de piston 5 déplace dans les deux sens un piston de pompe 3. Lors de la course d'aspiration dans le sens de la flèche 11, le piston de pompe 3 aspire du béton dans le réservoir de stockage 1 2 et ce béton lors de la course de refoulement dans le sens de la flèche 13 est refoulé dans la canalisation de refoulement 9. Le dispositif d'actionnement du piston de pompe 3 qui agit à l'extrémité 19 de la tige de piston n'est pas représenté. Sur la figure 1 est représentée la position du tiroir de commande 16 associée à la course de refoulement. Le tiroir de commande 7 est déplacé au moyen de la manivelle 14 et de la tige 15 du piston de commande 16 dans le cylindre de commande 17. les raccordements de conduite hydraulique pour l'actionnement du piston de commande 16 sont référencés en 18. L'agencement de la figure i doit être considéré comme schématique. Si on doit préférer en général le présent agencement du cylindre de pompe 1, on peut toutefois, le cas échéant, sten écarter. Parallèlement au cylindre 1, on prévoit un autre cylindre de pompe non représenté sur la figure i qui est également équipé d'un tiroir de commande et qui aspire le béton dans le réservoir de stockage 12 et le refoule dans la canalisation de refoulement associée0 Ces réalisations apparaissent sur les figures 2 à 5. Les figures 2 à 5 toutefois sont également à considérer comme des représentations schématiques pefimettant d'expliciter l'invention. le piston de pompe associé à l'autre cylindre de pompe 2 est référencé en 4, la tige de piston en 6, le tiroir de commande en 8, et la partie de canalisation de refoulement associée en 10. Les deux canalisations de refoulement sont réunies en une canalisation de refoulement commune 20. Sur la figure 2, le piston de pompe 3 effectue la course de refoulement. Le tiroir de commande 7 relie le cylindre de pompe i à la canalisation de refoulement 9, mais ferme toutefois la liaison avec le réservoir de stockage 12. Le tiroir de commande 8 se trouve en position d'aspiration pour le cylindre de pompe 2. Le piston de pompe 2 effectue sa course d'aspiration et aspire le béton dans le réservoir de stockage 12 Bur la représentation de la figure 3,le piston dé pompe 3 n'a pas encore atteint sa position terminale, mais toutefois dans cette position, la course de refoulement du piston de pompe 4 commence déjà, à laquelle correspond également la commutation du tiroir de commande 8 de la phase d'aspiration à la phase de refoulement. Du fait que commence la course de refoulement du piston 4, le matériau aspiré dans le cylindre de pompe 2 est pré-compacté. Le pré-compactage élimine par exemple les vides qui se produisent du fait que le matériau visqueux suit insuffisamment la course du piston 4. Lors de la commutation du tiroir de commande 8, le précompactage s'effectue également dans le matériau situé dans la canalisation de refoulement 10. Il se constitue une pression qui commence à faire avancer le matériau dans la canalisation de refoulement 10. Il faut noter que toutes ces opérations s'effectuent à un moment où le piston de pompe 3 n'a pas encore atteint sa position terminale. Peu de temps après, le piston de pompe 3 atteint cette posi tisn terminale. Ceci est représenté sur la figure 4. Le tiroir de commande 8 est parvenu à la position dans laquelle le réservoir de stockage est complètement obturé tandis que le tiroir de com mande 7 a pivoté dans la positi-on d'aspiration Le piston de pompe 4 agit pleinement- sur le béton dans la canalisation de refoulement 20, ce béton ne s'étant pas arrêté lors-de l'opération de commutation. La figure 5 correspond à une position de fonctionnement symétrique à la position de fonctionnement de la figure 2. Sur la figure 5, le piston dé pompe 3 effectue - la course-d'aspiration tandis que le piston de pompe 4 effectue- la course de- refoulement. Avant que le piston de pompe 4 ait-atteint sa position terminale, le piston de pompe 3 commence la course de refoulement, le tiroir de commande 7 est-commuté, etc. Il est évident que chaque fois le-matériau s'arrête dans les courtes canalisations de refoulement 9 et 10. Mais cette quantité de matériau est relativement faibles de sorte que sa remise en mouvement ne présente pas d'inconvénients particuliers. Il est par ailleurs évident qu'une construction appropriée permet de faire ces. canalisations de refoulement 9 et 10 aussi courtes que possible. Il faut encore mentionner que le piston de pompe 4 est actionné selon le même principe que le piston de pompe 2. Le tiroir de commande 8 comporte également un dispositif d'actionnement qui correspond au dispositif d'actionnement du tiroir de commande 7. Il est bon que les clapets commandant le liquide hydraulique qui arrive au cylindre d'actionnement pour les tiroirs de comman de 7 et 8 ainsi qu'au dispositif d'actionnement des-pistons de pompe 3 et 4 soient commandés par des électro-aimants. On peut, par exemple, obtenir une commande à poursuite en prévoyant des interrupteurs électriques qui commandent le iiquide hydraulique pour autres opérations après l'exécution d'un mouvement déterminé des éléments actionnés hydrauliquement. Sur le dessin est représenté une. construction comportant deux tiroirs à deux orifices. On peut également réaliser une commande du même type-en prévoyant respectivement entre le réservoir de stockage 12 et les cylindres de pompe I ou 2- un tiroir- à un orifi ce, tandis qu'un autre tiroir à un orifice commande chaque fois la liaison entre le cylindre de pompe et la canalisation de refoulement. RdNnENDICA-TIONS Dispositif de commande pour une pompe à béton constitué par au moins deux pistons de pompe dans un cylindre de pompe, les pistons de pompe étant actionnés en sens inverse et la pompe com portant des-tiroirs de-commande pour relier alternativement le cy lindre de pompe au réservoir de stockage du béton ou à la canalisa tion de refoulement, caractérisé en ce que les courses de refoule-ment des différents pistons de pompe se recouvrent partiellement. 2.- Dispositif de commande selon la revendication 1, caracté risé en ce que la course de refoulement de l'un des pistons de pompe passant de la course d'aspiration à la course de refoule ment agit dé-jà- sur- la canalisation de refoulement au moment où l'action de refoulement de l'autre piston de pompe passant de la course de refoulement à-la-course d'-giration commence à s'affai blir. 3. - Dispositif de commande selon la revendication 1, caracté risé en ce que le laps de temps disponible pour la course d'aspira tion est plus court que celui destiné à la course de refoulement. 4. Dispositif de commande selon la revendication I, caracté risé en ce que, à chaque cylindre est associé un tiroir à deux ori ficestqui relie le réservoir de stockage du béton au cylindre ou le cylindre à la canalisation de-refoulement, en ce que les deux tiroirs à deux orifices d'une pompe à deux cylindres, et les deux pistons due pompe, sont actionnés chacun pour soi et indépendamment l'un de 1'- autre et en ce que toutefois les différents dispositifs d'actionnement des pistons de pompe et des tiroirs sont reliés ensemble par une commande à poursuite. 5. Dispositif de commande selon la revendication 1, caracté risé en ce que, à chaque cylindre de pompe, sont associés deux ti roirs à un orifice, en -ce que les deux tiroirs à un orifice de cha que cylindre de pompe, respectivement, et les pistons de pompe sont équipés de dispositifs d'actionnement indépendamment les uns des autres, et en ce que toutefois les différents dispositifs d'action nement des pistons de pompe et des tiroirs sont reliés'ensernble par une commande à poursuite. 6-. Dispositif de commande selon la revendication 5, caracté risé en ce que dans le cas d'une réalisation avec deux tiroirs à un orifice pour chaque cylindre de pompe, les dispositifs d'action- nement-des-deux tiroirs à un orifice sont couplés ensemblé.