Brevet FR2101105A1 — publié le 19720331

L'invention a pour objet un extracteur transporteur à channes pour exploiter, par le dessou, des tas de produits granuleux. Dans l'exploitation des carrières et des chantiers, il arrive fréquemment que l'on constitue des stocks de produits granuleux, tels que, du gravier, du sable, des agrégats, des poudres diverses ou autres qui forment des tas à partir desquels ils sont repris pour être transportés. Cette manutention s'effectue jusqu'à présent, par deux procédés principaux. La reprisse directe à la pelle qu se fait, actuellement d'une façon générale, par des moyens mécaniques tel qutun chargeur sur pneus, par exemple qui met les produits dans les camions ou les wagons. Ce genre de manutention est largement connu et il est inutile de s'étendre sur lui. Lorsque le tas est importants on creuse, sous lui, une galerie dont le plafond comporte des ouvertures pratiquées de place en place. Chaque ouverture est pourvue d'un distributeur qui apporte le produit granuleux sur une bande transporteuse, qui alimente les points désirés par l'utilisateur. La manutention par pelle mécanique est onéreuse car lesdites pelles coûtent cher et elles nécessitent de la maln-doeu- vre. La manutention par galerie est également onéreuse du fait du creusement de ladite galerie; actuellement, le transporteur à raclettes n'est pratiquement pas employé pour la manutention des granulats. On connait par ailleurs les transporteurs à raclettes parfois appelés du terme anglo-saxon de "reddlers" ou dans les mines > "blindés ". Dans ce dernier transporteur, les raclettes sont entravées par deux channes sans fin latérales se déplatant dans un boîtier constitué de deux couloirs superposés. Le couloir supérieur est largement ouvert sur le dessus et les channes ne sont pas protégées. Le principal inconvénient de ce transporteur t raclettes est qu'il nécessite une énergie considérable pour ses mouvements.En effet, lorsqu'il se trouve sous un amas de matières à transporter, ce qui arrive fréquemment dans les mines, tout le tas de matières appuie sur les raclettes et sur les chanes et engendre un frottement considérable entre les pièces mobiles du transporteur et les pièces-fixes de celui-ci t me part, ainsi qu'au sein des produits granuleux, d'autre part. Par ailleurs, les chaînes sont soumises à une dure épreuve mécanique qui provoque leur usure par abrasion lorsqu'il ne s'agit pas de transporter des matériaux tant soit peu lubrifiants tel que le charbon. L'invention propose une amélioration de ce transpor eur à raclettes permettant d'abaisser l'énergie nécessaire à son fonctionnement ainsi que l'usure des chaînes. Ltinventlon prévoit également des moyens permettant d'éviter une alimentation trop abondante du transporteur et un engorgement de celui-ci. Pour arriver à ce dernier résultat, l'invention utilise la propriété des produits déversés en tas à s'ébouler pratiquement toujours suivant un même angle qui est caractéristique de la nature et de la granulométrie du produit. Cet angle est appelé "angle d'éboulement". Lorsqu'un extrait, par gravité; la matière d'un tas par le dessous de celui-ci en un point donné, la matière située au-dessus de ce point s'écoule pendant un certain temps et cesse de s'écouler en laissant libre un "contez moteur" dont l'inclinaison des parois correspond à l'angle d'éboulement.La matière restante s'appelle 1 tas mort ". Dans l'exploitation actuelle des tas par dessous avec galeries et "transporteur on bande", on prélève la matière en un seul point si bien que les matières utilisées correspondent toujours au cône-moteur et que le tas mort" reste inactif. Ceci est gênant car il constitue une immobilisation inutile et il est encombrant. Le but de l'invention est de prévoir un dispositif qui réduit le plus possible le volume du "tas mort. Ceci est important car, pour le cas d'un tas conique, dans le cas d'une extraction par la base dans l'axe du cône (cas le plus favorable), le"cône-moteur" ne représente que 25 % du tas. L'extracteur de l'invention est caractérisé principalement par le fait a) - que le couloir inférieur est fermé b) - que le couloir supérieur est ouvert par une fente dont les bords plans sont inclinés vers le centre depuis les côtés latéraux du transporteur de manière que les produits puissent s'ébouler sur les raclettes sans atteindre les haines, c) - que les raclettes s'appuient à proximité des chaînes sur deux rails parallèles, d) - qu'un chapeau surplombe la fente du couloir supérieur et que ses bords sont réglables à une distance telle des bords libres de la fente pour que l'écoulement des produits granuleux s'effectue régulièrement sans excès ni défaut, e) - que des moyens sont prévus pour forcer l'écoulement des produits vers la fente lorsque cet écoulement ne se fait pas natu tellement, f) - que des moyens sont prévus pour éviter le rapprochement accidentel des bords de la fente. D'une façon plus précise, les parois latérales du couloir supérieur ont une section générale en Z et sont fixées, à leur partie inférieure, et libres, à leur partie supérieure, pour favoriser leur vibration devant assurer l'écoulement des produits granuleux vers la fente centrale, une flexion exagérée vers 'intérieur desdites parois étant évitée par des butées réparties le long de la fente. Le chapeau allongé au-dessus de la fente est supporté par des portiques régulièrement espacés prenant appui extérieurement sur le plan de jonction des quatre pièces principales constituant la partie fixe du transporteur à savoir: - une cuvette formant le couloir inférieur avec ses bords recourbés dans le plan de joints - une plaque médiane séparant les deux couloirs et supportant les chaines et raclettes, - deux parois latérales à section en Z constituant le couloir supérieur. Il est commode de prévoir que les butées empêchant la flexion exagérée des parois latérales soient supportées par une traverse des portiques. Les moyens prévus pour forcer l'écoulement des produits vers la fente sont constitués par des vibrateurs placés de distance en distance, qui impartissent des vibrations aux bords inclinés de la fente. Au voisinage de ces vibrateurs, le plan joignant le bord du chapeau au bord intérieur de la fente fait, vec l'horizontale, un angle plus petit que l'angle d'éboulement naturel des produits granuleux. Le chapeau est fixé, dans sa partie médiane, sur une traverse du portique. On préfère le réaliser en un nombre impair d'éléments longitudinaux, parallèles à la fente, éléments qui sont amovibles et interchangeables en fonction du produit. Le dessus de celui-ci est généralement plat pour qu'il puisse accumuler des produits granuleux lorsque le tas est épuisé. aux endroits où il n'y a pas de vibrations, le plan joignant le bord du chapeau au bord intérieur de la fente, fait, avec l'horizontale > un angle légèrement plus grand que l'angle d'éboulement naturel des produits granuleux. La description ci-après donne un exemple non limitatif de l'appareil, objet de l'invention, qui est illustré par les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe verticale transversale de l'appareil à un endroit où l'alimentation de la fente centrale se fait naturellement - la figure 2 est une coupe transversale de l-'appareil à un endroit où l'alimentation de la fente est facilitée par un vibrateur - la figure 3 est une vue de côté schématisée de l'ensemble de l'appareil - la figure 4 est une coupe transversale d'ne variante du chapeau. 'extracteur transporteur à raclettes 1, raclettes qui sont entraînées par les chaines 2 et 3, se compose de 2 couloirs superposés, un couloir supérieur 4 et un couloir inférieur 5. Le couloir inférieur est constitué par une tôle 6 profilée en cuvette avec deux rebords 7 et 8 et il est fermé sur sa partie supérieure par une plaque 9. Le couloir supérieur 4 est constitué par des parois latérales 10 et 11 à sections en Z dont la partie inférieure s'applique sur la plaque 9, au-dessus des rebords 7 et 8, lten- semble étant assemblé par des boulons. Les chaînes 2 et 3 passent, à chaque extrémité de l'appareil, sur des barbotins 12 et 13. La partie supérieure des parois latérales 10 et 11 est libre et est constituée par des bords plans 14 et 15, inclinés vers le centre depuis les côtés latéraux du transporteur de manière à laisser subsister vers le milieu de l'extracteur transporteur une fente 16 dont les bords sont situés de manière à éviter que les produits à transporter s'éboulent simplement sur les raclettes 1 en évitant d'atteindre les channes 2 et 3. Les raclettes 1 se déplacent dans le couloir supérieur 4 en s'appuyant sur des rails 17 et 18 qui sout parallèles et fixés sur la plaque 9. Un chapeau 19 surplombe la fente 16 du couloir supérieur et les bords libres 20 et 21 du chapeau i9 sont à une distance telle des bords libres 14 et 15 des parois 10 et 11, que l'écoulement des produits granuleux s'effectue régulièrement sans excès ni défaut. Pour celà, lorsque l'on désire un écoulement gatu- rel, le plan joignant les bords tels que 20 et 21 aux bords libres des parois latérales 10 et 11 font, avec l'horizontale, un angle légèrement plus grand que l'angle d'éboulement naturel des produits granuleux. Ce cas est représenté à la figure 1 où l'on voit que la distance a, entre le chapeau 19 et les parois 10 et 11, est plus grande que la distance b, représentée à la figure 2, dont on va donner l'explication ci-après. Par contre, lorsque l'on désire un écoulement forcé des produits, par un vibrateur 22,(figure 2) relié aux parois latérales lO et 11, par un chevalet 23, le plan joignant les bords 20 et 21 du chapeau 19 aux bords intérieurs de la fente 16, fait avec l'horizontale un angle égal ou plus petit que l'angle d'éboulement naturel des produits granuleux. Le chapeau 19 est supporté par des portiques 24 s'ap puyant sur le plan de joint des parois latérales 10, 11, de la Plaque 9 et des rebords 7, 8. Le portique 24 comporte une traverse 25 qui supporte directement le chapeau 19. Des butées 26, 27, fixées sur la traverse 28(figure 1) évitent le rapprochement intempestif des parois latérales 10 et 11, sous l'effet d'un choc accidentel, par exemple. Le chapeau 19 peut etre remonté ou abaissé, et pour celà, la traverse 25 du portique 24 peut être déplacée verticalement à différentes hauteurs, pour faire varier la distance a, en la fixant dans des trous tels que 29 percés dans les montants 30 et 31 du portique 31 du portique 24. Le dessus du chapeau 19 comporte généralement une plaque plane 32, sur laquelle peut s'accumuler un prisme 33 de produits granuleux qui protège l'ap- pareil des chocs accidentels venant du dessus. Dans les figures 1 et 2, le chapeau 19 est représenté sous la forme d'un profilé à section trapézoidale . Ce chapeau a une largeur immuable. A la figure 4, on a représenté un chapeau composé de 3 éléments à section trapézoidale, 34 l'élément central a la grande base dirigée vers le bas ; il est fixé à la traverse 25 Par un crochet 37 serré par un écrou 38. Les deux éléments 34 latéraux sont fixés par coincement entre l'élément central et les montants 30, 31, du portique 24. Pour les produits ayant tendance à former des voutes, ce chapeau peut être composé de deux ou d'un seul élément 34 (ce profil est standardisé). La disposition "à écoulement libre" représentée à la figure 1 est prévue dans la partie centrale c (figure 3) de l'extracteur transporteur, tandis que la dispositionJ avec vibrateur 22 ,treprésenté à la figure 2), est prévue aux bâtis extrêmes d et c du transporteur. Pour des appareils plus longs que celui représenté sur la figure 3, il ne peut y avoir qu'un point à écoulement libre ( c) au centre du tas, les autres éléments étant vibrés. L'élément d est identique à l'élément e, Les vibrateurs 22 sont commandés par un dispositif automatique qui les met en route successivement lorsque l'extracteur ne débite plus naturellement par écoulement naturel. Pour se servir de l'apparell, on commence par le placer à l'endroit où l'on se propose de disposer un tas de produits granuleux Pour celà, il n'est pas nécessaire d'établir de galerie ni d'aucun travail de Génie Civil. Il suffit de le poser sur le sol et de déverser le tas au-dessus de lui, en s'arrangeant pour que la partie centrale du tas, soit placée au-dessus de la partie c (figure 3) de l'appareil. Lorsque l'on veut exploiter le tas, on met en route l'extracteur de façon que les raclettes 1 entraînent les produits granuleux qui ont pu s'ébouler entre le chapeau 19 et les parois 10 et 11 de la partie centrale c de l'appareil. Comme on lta vu, les produits, en vertu de l'angle d'éboulement naturel, ne peuvent se placer que sur la trajectoire des raclettes 11, sans tomber, tout au moins de manière exagérée, sur les channes 2 et 3. Llextraction se poursuit naturellement jusqu'au moment où on a absorbé le cône moteur du.tas, qui correspond à tout ce qui se trouve au-dessus de la partie c de l'extracteur. Pendant cette extraction, l'appareil ne risque pas de s'engorger du fait de la propriété des angles d'éboulement des matières. Les chaînes 2 et 3 sont protégées d'une usure exagérée et la pression sur les raclettes 1 reste modérée du fait de la présence du chapeau 19. Lorsque le cône moteur est totalement exploité, on peut s'attaquer aux tas morts, en mettant en route successivement les vibrateurs 22 qui provoquent l'écoulement des produits granuleux (figure 2), vers l'intérieur du transporteur, sur les raclettes 1. Un seul vibrateur à la fois est mis en action, de façon à éviter tout engorgement de l'appareil. Des appareils de manutention classiques, tels que chargeurs sur pneus ou bulldozers peuvent assister l'appareil en poussant des produits vers lui. Si un choc malencontreux provo qué par ces appareils sur l'extracteur transporteur vient à se produire, le fléchissement des parois 10 et 11 est limité par des butées 26 et 27. Un choc venu du dessus, par un appareil de manu tention quelconque, est amorti par le chapeau 19 protégé lui-même par le prisme de produits 33. Lorsque l'appareil constate ltépuisement du cone mo teur par manque de produits en tête au moyen"d'un palpeur" par exemple, un relais commande, les uns après les autres, une série de vibrateurs 22 disposés tout le long de l'appareil, et dont le nombre varie avec la nature du produit. Chaque vibrateur entre alors en action et alimente en produits l'appareil. Pour éviter tout engorgement, il est indispensable qu'un seul vibrateur à la fois soit en fonctionnement. Si au bout d'un temps préalablement déterminé et commandé par minuterie, le fonctionnement d'un vibra teur n'entraine aucune réaction, un combinateur actionne le vibra teur suivant, et ainsi de suite.Si le cône moteur vient à être alimenté à nouveau, un contact coupe automatiquement toute vibra tison Pour réduire les frottements, les rails 17 et 18 sont conçus en un matériau réduisant le coefficient de frottement, par exemple un acier spécial ou une matière de synthèse, telle qu'une matière de plastique à bas coefficient de frottement et à haute résistance à l'usure. On voit que les avantages principaux de l'appareil sont d'éviter les pressions exagérées sur les raclettes 1 et l'engorgement de l'appareil ainsi que l'abaissement des frottements, diminuant la consommation d'énergie nécessaire à son fonctionnement. Cet appareil ne nécessite, par conséquent, que peu d'entretien. On a pu s'apercevoir qu'il permettait d'extraire des granulats depuis les plus fins jusqu'à 200 millimètres. I1 supprime les galeries sous les stocks qui sont très coûteuses, l'emploi de chaigeurs, bulldozers, dont le prix estélevé, et dont on peut réserver l'emploi à des tâches plus nobles. I1 en est de meme de l'emploi des grues. Llextracteur transporteur de l'invention peut alimenter tous les engins de manutention connus. La solution la plus rentable consiste à alimenter une sauterelle ou un transporteur de reprise au sol, pour les exploitations plus importantes. L'extracteur transporteur de l'invention peut avoir une longueur de l'ordre de 50 mètres environ pour exploiter des tas allongées, ce qui est la solution la plus rentable, mais cette limite n'a rien d'absolu. La nature du tas nta aucune influence sur le comportement de l'appareil de l'invention. Tous les produits peuvent être confiés à cet appareil depuis les plus tendres jusqu'aux plus abrasifs. Une qualité très importante de l'appareil est qu'il absorbe une puissance nettement inférieure aux transporteurs à raclettes , reddlers, ou blindés utilisés jusqu'à présent. Ltélasticité des parois latérales 10 et 11 favorise l'écoulement des produits dans la fente 16. Une particularité de construction réside dans le fait que la tôle profilée en cuvette 6 possède une dépouille permettant l'emboltage des pièces et facilitant le stockage. REVENDICATIONS 10) Extracteur transporteur à chaînes pour exploiter, par le dessous, des tas de produits granuleux constitué par un transporteur à raclettes entraînées par deux channes sans fin latérales se déplaçant dans un boîtier constitué de deux couloirs superposés, le couloir supérieur étant ouvert sur le dessus, c a r a c t é r i s é par le fait a) - que le couloir inférieur est fermé b) - que le couloir supérieur est ouvert par une fente dont les bords plans sont inclinés vers le centre depuis les côtés latéraux du transporteur de manière que les produits puissent s'ébouler sur les raclettes sans atteindre les chaînes, c) - que les raclettes s'appuient, à proximité des channes, sur deux rails parallèles, d) - qu'un chapeau surplombe la fente du couloir supérieur et que ses bords sont règlables à une distance telle des bords libres de la fente que ltécoulement des produits granuleux s'effectue régulièrement sans excès ni défaut, e) - que des moyens sont prévus pour forcer l'écoulement des produits vers la fente lorsque cet écoulement ne se fait pas naturelliement, f) - que les moyens sont prévus pour éviter le rapprochement accidentel des bors de la fente. 20) - Extracteur transporteur, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que les parois latérales du couloir supérieur ont une section générale en Z et sont fixées à leur partie inférieure et libres, à leur partie supérieure, pour favoriser leur vibration devant assurer l'écoulement des produits granuleux vers la fente centrale, une flexion exagérée vers l'intérieur desdites parois étant évitée par des butées réparties le long de la fente. 30) - Extracteur transporteur, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le cha Peau allongé au-dessus de la fente et supporté par des portiques régulièrement espacés prenant appui extérieurement sur le plan de jonction des quatre pièces principales constituant la partie fixe du transporteur à savoir - une cuvette formant le couloir inférieur avec ses bords recourbés dans le plan de joints, - une plaque médiane séparant les deux couloirs et supportant les chaînes et raclettes, - deux parois latérales à section en Z constituant le couloir supérieur. 40) - Extracteur transporteur, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que les butées empechant la flexion exagérée des parois latérales sont supportées par une traverse des portiques. 50) - Extracteur transporteur, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que des vibrateurs, de distance en distance > impartissent des vibrations aux bords inclinés de la fente et, au voisinage de ces vibrateurs, le plan joignant le bord du chapeau au bord intérieur de la fente fait, avec l'horizontale, un angle plus petit que l'angle d'éboulement naturel des produits granuleux. 60) - Extracteur transporteur, tel que défini dans la revendication 5, c a r a c t é r i s é par le fait que le chapeau est fixé, dans sa partie médiane, sur une traverse du portique. 70) - Extracteur transporteur, tel que défini dans la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait que le cha peau est composé d'un nombre impair d'éléments longitudinaux parallèles à la fente, éléments qui sont amovibles et interchangeables pour ajuster la largeur du chapeau. 8 - Extracteur transporteur, tel que défini dans la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait que le chapeau présente un dessus plat sur le dessus duquel reste un prisme de produits granuleux lorsque lestas est épuisé. 90) - Extracteur transporteur, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait qu'aux endroits où il n'y a pas de vibrateurs, le plan joignant le bord du chapeau au bord intérieur de la fente fait, avec l'horizonta- le, un angle légèrement plus grand que l'angle d'éboulement naturel des produits granuleux.