Brevet FR2154307A1 — publié le 19730511

I1 est bien connu que les transporteurs à courroies, ou convoyeurs a bandes, sont très utilisés pour la manutention mécanique des produits en vrac tels que granulés et pulvérulents. En général, les courroies sont soutenues et guidées dans le sens du déplacement par des rouleaux supportés par des structures convenablement disposées. te plus souvent, sur chaque support le nombre de rouleaux est de trois, un rouleau central dtaxe sensiblement horizontal et deux rouleaux latéraux dont les axes sont faiblement inclinés sur l'horizontale, l'inclinåison ne dépassant guère 300 ;; la courroie ainsi soutenue présente une surface plane ou légèrement concave en forme d'auge. Pour assurer des débits élevés sans atteindre des vitesses trop grandes, on a recours à des courroies de grande largeur dfoù un encombrement qui peut être gênant. On sait également qu'il y a intérêt pour le transport de certains produits à refermer la courroie sur elle-meme, ce qu'on réalise aisément en utilisant des rouleaux latéraux fortement inclinés sur l'horizontale, leurs axes étant sensiblement verticaux par exemple. Toutefois, pour l'opération de chargement, il est avantageux que la courroie offre une surface à peu près plane. oi l'on compare l'épaisseur ou la hauteur du produit transporté à sa largeur on voit quTà l'aplomb du chargement, lorsque la courroie est sensiblement plane, cette épaisseur est très inférieure à la largeur alors que lorsque la courroie est refermée sur elle-mame, la hauteur est au moins égale à la largeur.Lors du passage d'une configuration à l'autre, il faut fournir au produit transporté une certaine énergie correspondant au travail des forces de frottement, ou de viscosité, qui se manifestent au sein du produit. Dans le cas de granulés rugueux et de débits élevés, ce travail peut être considérable et, s'il est fourni par la courroie, peut imposer à celleci des efforts importants. De meme, si le niveau du rouleau central était le même pour tous les supports, le centre de gravité du produit s'élèverait d'un support au suivant, entraînant un travail dA à la pesanteur qui viendrait s'ajouter au travail des forces de frottement et surcharger la courroie. La présente invention a pour objet un procédé de manutention de charges sur des convoyeurs à bandes souples$ par abaissement progressif du centre de gravité des charges transportées et les moyens pour le réaliser permettant de modifier progressivement la forme de la courroie transporteuse sans que celle-ci soit soumise à des efforts trop élevés. On supposera que la courroie est soutenue et guidée sur des supports de type connu, par exemple des rouleaux ou des coussins de fluide convenablement disposés et espacés dans le sens du déplacement. Chaque support comportera par exemple trois rouleaux, un rouleau central d'axe sensiblement horizontal placé entre deux rouleaux latéraux s il -7a de soi que le nombre des rouleaux peut titre plus éleve sans pour cela sortir du domaine de linven- tion. A l'aplomb de l'appareil de chargement sur la courroie du produit transporté, une trémie par exemple, les rouleaux latéraux ont leurs axes sensiblement horizontaux ou peu inclinés sur l'horizontale, de telle sorte que la courroie est à peu près plate ou en forme d'auge très ouverte.Au fur et-à mesure que la courroie se déplace sur les supports successifs, elle s'appuie sur des rouleaux latéraux dont l'inclinaison sur l'horizontale va en augmentant si bien qu'après avoir franchi un ou de préférence plusieurs supports, la courroie est refermée sur elle-m8me. Simultanément, d'un support au suivant, tandis que l'inclinaison des rouleaux latéraux augmente le niveau du rouleau central, horizontal, va en s'abaissant 3 ainsi la partie centrale de la courroie qui s'appuie sur le rouleau central rabaisse en même temps que par l'effet des rouleaux latéraux la courroie est refermée sur ellemême.Grâce à cette disposition, et par un choix judicieux de l'abaissement du rouleau central d'un support au suivant conjugué avec une augmentation de l'inclinaison des rouleaux latéraux sur l'horizontale, il est possible d'abaisser le centre de gravité du produit transporté. A cet abaissement du centre de gravité correspond un travail de la pesanteur, ce qui permet de compenser le travail des forces de frottement et ainsi réduire les efforts appliqués à la courroie.Comme en général le niveau moyen de l'ensemble de la courroie est fixé par le site, il va de soi que le poste de chargement sera surélevé afin de tenir compte de l'abaissement du niveau de la courroie, te nombre de supports intermédiaires entre l'appareil de chargement et le premier support sur lequel les rouleaux latéraux ont leurs axes sensiblement verticaux dépend évidemment des caractéristiques de l'installation, charge et vitesse de la courroie, produit transporté, distance des supports, etc...Il va de soi que pour des caractéristiques à peu Frès constantes, il est possible d'adopter des supports intermédiaires sur lesquels la position des rouleaux est fixe, niveau et inclinaison. nar contre, lorsque les caractéristiques de fonctionneent sont variables, on peut avoir intérêt à ce que l'inclinaison des rouleaux latéraux dépende de l'abaissement du niveau du rouleau central. te niveau du rouleau central étant fonction de la charge verticale qui lui est appliquée, à cet effet le rouleau central est supporté par un dispositif comportant un ressort qui se comprime sous l'effet de la charge appliquée par la courroie au rouleau. En outre, une liaison est établie entre le rouleau central et les rouleaux latéraux de telle sorte que lorsque le niveau du rouleau central s'abaisse l'inclinaison des rouleaux latéraux augmente en tratnant la fermeture de la courroie sur elle-même. La liaison entre le rouleau central et les rouleaux latéraux peut être réalisée de façon simple, par des leviers par exemple. Suivant un autre dispositif, cette liaison est assurée par un système de barres articulées combinées avec des câbles et des pou Qe renvoi lies Enfin suivant un autre dispositif, la liaison est assurée par un système hydraulique comportant un mattre cylindre lié au rouleau central et des vérins liés à chaque rouleau latéral. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention est réalisée. La figure 1 est une vue en coupe montrant une position du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 montrant une autre position du dispositif selon l'invention. La figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1. La figure 4 est une vue dans laquelle le dispositif comprend des rouleaux latéraux ayant une inclinaison d'environ 450. ta figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 1. La figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 2. La figure 7 est une vue en perspective montrant schématiquement comment se présente l'installation au voisinage du poste de chargement. La figure 8 et la figure 9 sont des vues en coupe partielle qui montrent un dispositif de laison du rouleau central et des rouleaux latéraux. tes figures 10 et 11 sont des variantes des figures 8 et 9. tes figures 12 et 13 sont des variantes des figures 10 et 11. La figure 14 est une vue analogue à la figure 8, les supports étant constitués par des coussins de fluide, En regard des figures 1 et 2, on voit un rouleau central 1 mobile en rotation autour de son axe et deux rouleaux latéraux 2 et 3 également mobiles en rotation autour de leurs axes et placés de chaque cSté du rouleau central s les rouleaux sont d'un type connu, Sur ces rouleaux repose la courroie transporteuse 4 qui est chargée d'un produit 5, Sur la figure 1, l'inclinaison sur l'horizontale des rouleaux latéraux est faible et la courroie est sensiblement plane. Sur la figure 2, les rouleaux latéraux ont leurs axes sensiblement verticaux et la courroie est refermée sur ellemême.Sur ces deux figures 7 et 2, on a représenté intentionnellement le rouleau central 1 au même niveau pour montrer que lorsque la courroie est refermée sur elle-meme, le centre de gravité du produit transporté est plus élevé (hauteur h) que lorsque la courroie est sensiblement plane. Sur la figure 3, on a représenté la courroie 4 sensiblement horizontale reposant sur les rouleaux 1, 2 et 3 et sur la figure 4 la courroie reposant sur le rouleau central 6 et guidée latéralement par les rouleaux 7 et 8 inclinés sur l'horizontale d'un angle de 450 ; le rouleau 6 est à un niveau inférieur à celui du rouleau 1 de la figure 3. On a indiqué en G1 sur la figure 3 et en G'1 sur la figure 4 le centre de gravité du produit 5. On voit que l'écart vertical entre le centre de gravité G'1 et la courroie 4 reposant sur le rouleau 6 est plus grand que l'écart vertical entre le centre de gravité G1 et la courroie reposant sur le rouleau 1. Mais comme le rouleau 6 est à un niveau inferieur à celui du rouleau 1, le centre de gravité G'1 se trouve être lui aussi c un niveau inférieur à celui du centre de gravité G1, la différence de niveau étant la hauteur h1. Sur la figure 5, on a représenté, comme sur la figure 3, la courroie 4 sensiblement horizontale. Sur la figure 6, on a représenté la courroie refermée sur elle-mame, reposant sur le rouleau central 9 et guidée par les rouleaux latéraux 11 et 12 dont les axes sont verticaux ; le centre de gravité du produit est en G'2. En comparant les figures 5 et 6 aux figures 3 et 4, on voit que l'écart vertical entre le centre de gravité G'2 et la courroie 4 (figure 6) est plus grand que l'écart vertical entre le centre de gravité G' 1 et la courroie 4 (figure 4). Mais comme le rouleau 9 est à un niveau inférieur à celui du rouleau 6, le centre de gravité G'2 est à un niveau inférieur à celui du centre de gravité G2 ; mais la différence entre le niveau du centre de gravité G'2 et celui du centre de gravité G2 est alors h2 supérieure à h1. Sur la figure 7, on peut voir en 4 la courroie, en 5 le produit et en 1, 2 et 3 les rouleaux des figures 1, 7 et 5. De même, on voit en 6 et 8 les rouleaux de la figure 4 et en 9 et 12 les rouleaux de la figure 6 ; dans cette vue perspective, les rouleaux 7 de la figure 4 et les rouleaux 11 de la figure 6 sont cachés par la courroie. On peut voir en 13 une trémie de chargement qui est placée au-dessus de la partie sensiblement plane de la courroie. te fonctionnement de l'installation est le suivant : La courroie se déplaçant dans le sens de la flèche F est chargée par la trémie 13 lorsqutelle repose sur des rouleaux tels que 1, 2 et 3, sa configuration étant sensiblement plane. Puis elle repose sur des rouleaux tels que 6, 7 et 8, sa configuration étant alors celle d'un V très ouvert, comme représenté sur la figure 4. Ensuite elle repose sur des rouleaux tels que 9 et est guidée par des rouleaux tels que 11 et 12, sa configuration étant alors celle représentée sur la figure 6, configuration quelle conserve jusqu'au site de déchargement. tes différents rouleaux sont supportés par des structures qui n'ont pas été représentés. On a supposé qu'il n'y avait qu'un seul support intermédiaire muni de rouleaux tels que 6, 7 et 8 ; bien entendu, le nombre de supports intermédiaires peut avantageusement entre plus élevé. Dans le cas où il y a plusieurs supports intermédiaires, la disposition des rouleaux est différente d'un support à autre. te niveau du rouleau central tel que 6 s'abaisse d'un support au suivant ; simultanément, l'inclinaison sur l'horizontale des rouleaux latéraux tels que 7 et 8 augmente.Ainsi, la configuration de la courroie est modifiée progressivement ct en choisissant convenablement les différences de niveau des rouleaux centraux tels que 6 et l'inclinaison des rouleaux latéraux tels que 7 et 8, il est possible de réduire et même de supprimer les efforts dus aux frottements qui se produisent au sein du produit et que la courroie aurait à vaincre lorsqu'elle est progressivement refermée sur elle-môme. Sur les figures 8 et 9, on a représenté en coupe partielle un dispositif de liaison entre le niveau du rouleau central 14 et l'inclinaison d1un rouleau latéral 15. te rouleau 14 est supporté par une chape 18 reposant sur un ressort 16 qlwi prend appui au sol 9 un guide 17 m2intient l'axe du rouleau 14 sensiblement horizontal et perpendiculaire au sens du déplacement de la courroie, le rouleau 14 pouvant se déplacer verticalenent. te rouleau latéral 15 est supporté par une chape 19 articulez en 21 sur un socle 22 reposant sur le sol. Un levier 23 pouvant pivoter autour d'un axe 26 est muni à chaque extrémité de galets 24 et 25 le galet 24 est en contact avec la chape 18 et le galet 25 avec la chape 19.Un ressort de rappel 27 est solidaire par une extrémité du levier 23 et par l'autre extrémité dé la chape 19, de telle sorte que le galet 25 soit toujours en contact avec la chape 19. te fonctionnement du dispositif est le suivant Lorsque la courroie n'est pas chargée, le ressort 16 maintient le rouleau 14 en position haute. te rouleau 15, sous l'effet de son propre poids tend à prendre une position basse et par l'intermédiaire du galet 25 maintient le galet 24 du levier 23 en butée contre la chape 18. Lorsque la courroie 4 est chargée du produit, le ressort 16 est comprimé et le niveau du rouleau 14 s'abaisse ainsi que le galet 24, ce qui fait basculer le levier 23 autour de l'axe 26. La chape 19 pivote alors autour de l'articulation 21 et l'inclinaison du rouleau 15 sur l'horizontale est augmentée ; sur la figure 9, on a représenté le rouleau 14 à son niveau le plus bas auquel correspond pour le rouleau 15 la position verticale. Sur les figures 10 et 11, on a représenté un autre dispositif de liaison entre le niveau du rouleau central 28 et l'incli- naison d'un rouleau latéral 29. Le rouleau 28 est supporté par une chape 31 munie d'un bossage 32 et d'un anneau 33. te rouleau 29 est supporté par une chape 34 munie d'un bossage 35 et d'un anneau 36. La chape 31 repose, par l'intermédiaire du bossage 32 sur un ressort 39 qui prend appui au sol sur un bossage 41. Deux barres supérieures 37, de longueurs égales, sont articulées à l-'une de leurs extrémités sur le bossage 32. Deux barres inférieures 38, de longueurs sensiblement égales et de préférence identiques aux barres 37 sont articulées à une de leurs extrémités sur le bossage 41. tes autres extrémités des barres 37 et 38 sont articulées entre elles deux à deux en 42 ; les quatre barres forment ainsi un quadrilatère et de préférence un parallèlogramme articulé et déformable. Par ailleurs, un cible 43 est attaché par une extrémité à l'anneau 33 et par l'autre extrémité à l'anneau 36 ; il passe sur une poulie 44 qui tourillonne sur I'articulr?tion 42 des barres 37 et 38. Le bossage 35 de la chape 34 est articulé en 45 sur un autre bossage 46 lui-meme fixé sur un élément de structure 47 fixé au sol. te fonctionnement du dispositif est le suivant Lorsque la courroie n'est pas chargée, le ressort 39 maintient le rouleau 28 en position haute. te parallèlogramme formé par les barres 37 et 38 présente une diagonale verticale plus grande que sa diagonale horizontale et de ce fait, la poulie 44 se trouve en position haute, ce qui permet au rouleau 29 de présenter une faible inclinaison sur l'horizontale. Lorsque la courroie 4 est chargée, le ressort 39 est comprimé et le niveau du rouleau 28 est abaissé. te parallèlogramde se déforme et sa diagonale verticale devient plus petite que sa diagonale horizontale. Le niveau de la poulie 44 s'abaisse, entraînant psr l'intermédiaire du cible 43 l'abaissement de l'anneau 36 ce qui fait pivoter la chape 34 autour de l'articulation 45 et ainsi augmente l'inclinai- son du rouleau 29 sur l'horizontale ; sur la figure 11, le rouleau 29 est représenté en position verticale. Sur les figures 12 et 1-3, on a représenté un disposit-if hydraulique de liaison entre le niveau du rouleau central et l'inclinaison des rouleaux latéraux. te rouleau central 43 s'appuie sur le ressort 53 par l'intermédiaire de la chape 49, de la tige 51 et du piston 52 qui peut se déplacer verticalement dans le cylindre 54 qui repose sur le sol. tes rouleaux latéraux 55 sont portés par des chapes 56 et articulées en 57 sur des consoles 58 fixées par exemple sur le cylindre 54. tes chapes 56 sont articulées en 59 sur l'extrémité de tiges 61 de vérins hydrauliques 62. tes cylindres 63 de ces vérins sont articulés en 64 sur le sol. Les tiges 61 portent à leurs extrémités les articulations 59 et des pistons 65 qui se déplacent dans les cylindres 55. Les capacités supérieures des vérins 62 et du cylindre 54 sont an coiellunica- tion par des tuyaux flexibles 66 ; de môme, les capacités inférieures des vérins 62 et du cylindre 54 sont en co:amunication par des tuyaux flexibles 67. t'ensemble des capacités du cylindre 54, des vérins 62 et des tuyaux 66 et 67 sont remplies d'un fluide de préférence incompressible. Les jeux entre le piston 52 et le cy lindre 54 et entre les pistons 65 et les cylindres 64 des vérins sont suffisamment faibles pour limiter les fuites le long des pistons à des quantités négligeables. On voit que lorsque la courroie 4 est chargée le piston 52 s'enfonce vers le bas en comprimant le ressort 53 et en refoulant le fluide sous les pistons 65 des vérins, provoquant ainsi le déplacement vers le haut des pistons 65, des tiges 61 et des articulations 59 des chapes 56 qui tourillonnent alors autour des articulations 57, ce qui entraîne une variation de l'inclinaison des rouleaux latéraux 55, La section de la tige de piston 51 est telle que lorsque le piston 52 s'abaisse en refoulant le fluide incompressible sous les pistons 65 des vérins, la variation du volume de la capacité située au-dessus du piston 52 est égale ou supérieure à la variation de volume des capacités situées au-dessus des pistons 65 des vérins. Sur la figure 13, on peut voir la configuration prise par la courroie 4 chargée du produit 5 lorsque les rouleaux 55 occupent une position verticale. La figure 14 montre un dispositif dans lequel les supports sont constitués par des coussins de fluide 68 alimentés en 69 à partir d'une source non représentée. tes dispositifs de liaison qui viennent d'être décrits sont différents dans leur mode de réalisation mais ils ont un caractère commun. En effet, l'abaissement du niveau du rouleau ou du coussin central sous le poids du produit dont est chargée la courroie dépend de la raideur du ressort 16 ou 39 ou 53, mais dépend aussi de la résistance que les rouleaux ou les coussins latéraux opposent à un changement d'inclinaison. Lorsque les rouleaux ou les coussins latéraux sont peu inclinés sur l'horizontale, cette résistance est due en grande partie au poids du produit. Lorsque les rouleaux ou les coussins latéraux s'inclinent en se redressant vers la verticale, ils ont à vaincre la résistance des frottements qui se produisent au sein du produit ; cette résistance s'oppose au changement d'inclinaison des rouleaux ou des coussins latéraux et en raison des dispositifs de liaison à l'abaissement du rouleau ou du coussin central. On voit ainsi que le dispositif de liaison entre le rouleau ou le coussin central et les rouleaux ou les coussins latéraux a pour effet non seulement de donner à la courroie la forme refermée désirée de façon pro gressive, mais également de réaliser une certaine adaptation des travaux de frottement interne du produit avec le travail résultant de l'abaissement du centre de gravité du produit. On voit également qu'il est préférable de disposer plusieurs supports intermédiaires successifs équipés de l'un ou l'autre des dispositifs précédents. De môme, d'un support au suivant, les caractéristiques du dispositif de liaison peuvent entre différentes ; par exemple, d'un support à l'autre, la raideur du ressort de charge peut augmenter ou diminuer ou bien les leviers des barres ou des vérins peuvent avoir des dimensions différentes. REVENDICATIONS 1. Procédé de manutention d'une charge de matériau à l'état divisé (granuleux, pulvérulent ou analogue) sur un convoyeur à bande souple dont le brin actif porteur de ladite charge est de section transversale en forme d'mage à rayon de cou-rb-ui-e décroissant d'amont en aval, du moins sur une partie de son parcours depuis le poste de chargement du convoyeur, ledit brin porteur étant de section faiblement incurvée à proximité dudit poste de chargement et de plus en plus refermée au-delà de ce poste sur ladite partie de parcours par rabattement l'un vers l'autre des bords du brin, lequel procédé est caractérisé en ce qu'on imprime audit brin porteur sur ladite partie de parcours une pente longitudinale descendante en donnant au fond de sa section en auge une inclinaison vers le bas. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite pente longitudinale descendante est suffisamment forte pour que le lieu géométrique du centre de gravité de chaque section transversale de la charge le long du brin sur ladite partie de parcours s'abaisse progressivement au fur et à mesure qu'on s'éloigne dudit poste de chargement et que ledit rayon de courbure décroit. 7. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on conjugue l'abaissement du fond de la section en auge du brin porteur avec le rabattement l'un vers l'autre de ses bords. 4. Dispositif de manutention pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, comprenant des moyens d'appui réglables en position pour supporter le fond de la section en auge du brin porteur et d'autres moyens d'appui réglables en position pour rabattre l'un vers l'autre les bords du brin, un système d'interconnexion des premiers et des seconds moyens mentionnés permettant leur conjugaison dans le sens d'un plus fort rabattement des seconds moyens mentionnés pour un plus grand abaissement des premiers et inversement. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel ledit système d'interconnexion comporte des barres formant ù parallèlogramme articulé et déformable portant des poulies sur lesquelles passent des cibles de liaison accrochés auxdits moyens d'appui conjugués. 6. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel ledit système d'interconnexion comporte un jeu de vérins hydrauliques avec un vérin central aboutissant aux premiers moyens d'appui mentionnés et des vérins latéraux aboutissant aux seconds moyens d'appui mentionnés, la pression des vérins latéraux étant asservie à celle du vérin central. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, comprenant des moyens dtappui pour supporter ledit brin porteur, dans lequel lesdits moyens d'appui sont constitués par des coussins de fluide sous pression.