Brevet FR2234471A1 — publié le 19750117

L'invention concerne une valve distributrice à quatre voies destinée à être montée sur une pompe à béton à fonctionnement hydraulique du type constitué par deux cylindres et des pistons correspondants, qui, alternativement, aspirent le béton d'une trémie collectrice et le refoulent dans une tuyauterie de transport. Plus précisément, la valve selon l'invention sert à établir et à interrompre la liaison entre la trémie collectrice de béton et lecylindre qui aspire et entre le cylindre qui refoule et la tuyauterie de transport. On connaît déjà diverses pompes à béton à un cylindre munies d'une ou deux valves distributrices. Ces pompes ont l'inconvénient d'avoir un nombre de courses deux fois plus grand que les pompes à deux cylindres pour une même quantité de béton pompé.En outre, puisqu'il faut exécuter en un cycle de travail une course d'aspiration et une course de refoulement, touJours pour obtenir la même quantité de béton pompé, le béton qui se trouve dans la tuyauterie de transport pendant la phase d'aspiration reste immobile et taiui par conséquent à se dissocier, ce qui peut provoquer des difficultés de pompage et aussi une perte des caractéristiques de résistance du béton. Donc, étant donné qu'au cours d'un cycle de travail une seule des deux phases est active àu point de vue du pompage, Si l'on veut obtenir la même quantité de béton pompé, il faut que celui-ci atteigne des vitesses doubles dans les conduits d'aspiration et dans ceux de refoulement, ce qui entraîne des pertes de charge, une plus grande usure des conduits de transport, une plus grande possibilité de ségrégation et une plus grande possibilité d'incrustation du béton dans les tuyaux. Les limitations et les inconvénients ci-dessus ont conduit à réaliser des pompes à béton à deux cylindres munies de deux ou quatre valves distributrices, donc en nombre deux fois'plus grand qutil n'est nécessaire pour des pompes à un seul piston. Compte tenu de la nature de la matière à transporter et en particulier de ses caractéristiques très abrasives ainsi que des limites de pression intérieure au delà desquelles il se produit une ségrégation des constituants et éventuellement des incrustations en présence de rétrécissements de section et de parties saillantes relativement à l'écoulement normal d'aspiration ou de refoulement, la réalisation des valves distributrices pour pompes à béton présente des difficultés techniques portant sur le pro Jetage, l'étude et la construction, qui exercent une influence défavorable sur leur prix de revient et donc sur celui des pompes à béton qui en sont équipées. Pour limiter ce prix de revient et simplifier à la fois la construction et le maniement de ces machines, on a admis depuis peu de temps qu'il faut réaliser, pour les pompes à béton, une valve de dérivation unique capable d'effectuer simultanément le travail des deux ou quatre valves normalement adoptées. Logiquement, lesdifficultésà surmonter pour réaliser une valve unique qui soit vraiment efficace sont importantes, comme on le voit immédiatement si l'on songe, par exemple, que dans cette valve la position rélative des deux cylindres de pompage est généralement imposée par des questions d'encombrement, ces cylindres devant autre montés l'un près de l'autre et parallèlement, ce qui crée des problèmes d'écoulement de béton qui peuvent avoir une influence négative sur le fonctionnement, ou au moins sur le rendement -de la pompe. D'autrepart, la valve unique a l'avantage d'etre moins volumineuse que quatre valves simples , ce qui facilite le montage dans des espaces réduits. En'outre, il est évident que le système de commande de la valve unique est très réduit en comparaison de celui de plusieurs valves. En suivant ce critère, la technique a déåà fourni divers types de valves uniques pour pompes à béton, mais - comme cela se produit pour toutes les solutions qui s'écartent de la pratique courante - les résultats n'ont pas été très brillants jusqutiçi, de sorte que l'on attend toujours des perfectionnements à ces dispositifs, pour en garantir l'efficacité, la sûreté et la commodité. L'invention apporte une réponse extrêmement satisfaisante à cette exigence en fournissant une valve distributrice du type ci-dessu, caractérisée par le fait quelle comprend un corps de valve de forme symétrique muni dtune chambre qui se resserre en allant d'une partie double de raccordement aux cylindres de la pompe vers une partie simple de raccordement à un tuyau de sortie et qui loge en son centre un obturateur tournant creux, ouvert vers le haut demanière à communiquer avec une trémie placée au dessus de la valve et sur le côté de manière à communiquer alternativement, en synchronisme avec le mouvement des pistons , avec un seul des cylindres à la fois, à l'intérieur de la chambre, entre l'autre cylindre et le tuyau de sortie, de sorte qu'il s'établit un parcours de communication continu et exempt d'obstacles. On décrira l'invention plus en détail, purement à titre d'exemple, à propos des dessins annexés qui illustrent un mode d'exécution préférentiel et sur lesquels La figure 1 est un plan de l'ensemble de la valve selon l'invention, appliquée aux deux cylindres d'une pompe à béton qui sont placés cate à cette, la valve étant représentée partiellement ouverte, dans la position de nettoyage ; La figure 2 est une coupe pratiquement horizontale de la valve et des cylindres de la pompe, suivant la ligne A-A de la figure 3 -La figure 3 est une coupe verticale suivant la ligne B-B de la figure 2;; La figure 4 une coupe verticale suivant la ligne D-D de la figure 3 et La figure 5 est une vue par le bas de l'ensemble de valve et de -cylindres de pompe selon l'invention, suivant la fleche C de la figure 3. Comme on peut le voir par les dessins, la valve distributric-e V selon l'invention est prévue pour être appliquée (figure t) à l'extrémité des deux cylindres I et la d'une pompe à béton, disposés côte à côte horizontalement dans le cas représenté, et pour envoyer le béton ainsi pompé à une installation utilisatrice (non représentée) par un tuyau ou raccord de sortie U. Dans les deux cylindres 9 et la de la pompe sont prévus des pistons 2 et 2a fonctionnant en-opposition de phase tandis qu'une trémie d'amenée de béton, 3, est montée au dessus de la valve V de façon que le béton soit aspiré de la trémie précisé ment à travers la valve V, vers l'un ou 1'autre des cylindres, 1, la, en fonction de la position de l'obturateur 4. Celui-ci est constitué par un corps de forme complexe, pratiquement cylindrique à la partie supérieure, de forme en U à la partie intermédiaire et en cuvette ouverte d'un côté à la partie inférieure. L'obturateur 4 peut tourner relativement à l'ensemble de la valve V, au fond de laquelle il fait saillie par un prolongement qui peut entre mis précisément en rotation, par l'intermédiaire d'un balancier o, sous la commande de deux cylindrés hydrauliques 5 reliés aux extrémités du balancier. Plus exactement, l'obturateur 4 peut tourner d'environ 900 dans.les deux sens dans le corps 7 de la valve, étant centré sur des couvercles 8 et 9 de la valve. Ceux-ci sont fixés au corps 7 par les vis 10. Le corps 7 est muni d'une chambre qui loge en son centre l'obutrateur 4 et qui se resserre en allant d'une partie double destinée à Entre reliée aux deux cylindres 1 et la de la pompe vers une partie simple de raccordement au tuyau de sortie U.Pour assurer 11 étanchéité entre l'intérieur de la valve et l'extérieur, des garnitures il sont prévues. Le mouvement de rotation de la valve 4 dans les couvercles 9 est guidé par des coussinets 12 fixés sur l'obturateur 4 et qui tournent dans les douilles 13 fixées aux couvercles 9. Toutes les surfaces de contact des dOuilles 13 avec d'autres surfaces tournantes sont chromées, de manière à éviter une usure rapide pendant le fonctionnement. Les surfaces tournantes sont lubrifiées au moyen des graisseurs extérieurs 14 ou manuellement, ou grâce à une tuyauterie reliée directement à l'installation hydraulique de la pompe. Le lubrifiant est retenu~dans les chambres de lubrification et sur les surfaces tournantes grâce aux garnitures 15 qui ont aussi pour rôle d'éviter que les constituants très fins du béton et l'eau contenue dans celui-ci ne s'infiltrent dans les parties tournantes, provoquant une usure rapide de celles-ci. Sur le corps 7 de la valve sont prévus des plats d'usure 16 et 17, dans les zones où les surfaces d'étanchéité de l'obturateur 4 entrent en contact; ces plats sont fixés au moyen de vis 18 et 19 et peuvent être remplacés lorsque leur état d'usure devient excessif. La valve V est reliée aux cylindres I et la par le raccord télescopique 20. Le raccord 20, outre qutil est fixé aux cylindres 1 et la par l'intermédiaire de raccords rapides 21 de type commercial, est fixé rigidement à la structure de la pompe de sorte qu'il sert à soutenir toute la valve V. L'étanchéité entre ce raccord télescopique 20 et la valve V est assurée par des garnitures 22. La sortie de la valve V se fait par une réduction 23 qui sert à la liaison entre la valve V et la tuyauterie de transport de sortie U, grtce à un raccord rapide commercial 24. Une garniture 25 assure l'étanchéité. Dans le haut, la valve V, avec son couvercle 9, est reliée à la trémie 3 par un Joint rapide 26. Les surfaces de serrage inclinées du joint rapide 26 assurent l'étanchéité entre la bride de la trémie 3 et le- couvercle 9, compte tenu du fait qu'il stagit d'une branche d'aspiration et qu'il n'y a pas de pression pouvant favoriser la sortie de constituants du béton par le raccordement. Dans l'ensemble formé par le raccord télescopique 20 de la valve V et par la réduction 23, les parties sont liées ensembles par les goupilles extréctibles 27 et 28 et peuvent être serrées, de manière à prendre la position fermée de fonctionnement au moyen de tirants 29 qui ont leur point d'appui sur le raccord télescopique 20, par l'intermédiaire des goupilles 30. Pour appliquer une traction aux tirants 29, on agit sur les vis 31, qui, se vissant sur les tirants 29, tirent la réduction 23 vers le raccord=télescopique 20 par l'intermédiaire de la selle d'appui 32, serrant ainsi la valve V et serrant toutes les surfaces d'étanchéité. Comme le montre la figure 5, les cylindres hydrauliques 5 qui commandent la rotation de l'obturateur 4 sont articulés par le pivot 33 à un étrier d'attache 34 fixé sur le couvercle inférieur 9 de la valve 7, grâce aux vis 10 et le mouvement est communiqué au balancier 6 par les cylindres 5, gracie à des pivots 35 montés aux extrémités du balancier. Celui-ci est fixé à son tour à l'obturateur 4 par des vis 36. En ce qui concerne l'utilisation et le fonctionnement de la valve, on peut observer que lorsque l'obturateur 4 se trouve dans la position représentée par la figure 2, le cylindre 1 effectue l'aspiration et le cylindre la le refoulement. Cela signifie que le piston 2 se déplace vers la droite du dessin, provoquant l'aspiration du béton depuis la trémie à l'intérieur de la valve V et en partie à l'intérieur du cylindre 1. En même temps, le piston 2a se déplace vers la gauche du dessin et pousse le béton aspiré précédemment dans le cylindre la vers le réducteur 23 et le tuyau de sortie U.La course des deux pistons étant terminés, ceux-ci inversent leur mouvement et en même temps, les cylindres 5 causent la rotation du balancier 6 : l'obturateur 4 tourne alors de manière à relier la trémie 3 au cylindre 2a et le cylindre 2 au réducteur 23 et au tuyau U. il est évident que le-déplacement du piston 2a vers la droite -produit ensuite l'aspiration du béton de la trémie 3 dans le cylindre la et que le mouvement du piston 2 vers la gauche a pour effet d'envoyer dans le tuyau U le béton qui se trouve dans le cylindre.1. Le cycle reprend ensuite comme on l'a déjà décrit. Pour le nettoyage, la valve selon l'invention peut s'ouvrir très commodément et à cet effet, on la libère avant tout des liaisons avec la trémie 3 et la tuyauterie de sortie U qui sont constituées par les raccords rapides 24 et 26. On desserre donc les vis 31 jusqu'à ce que la-selle d'appui 32 réussisse à sortir de son siège sur la réduction 23, de manière- à permettre la rotation des tirants 29 sur les goupilles 30. il faut ensuite retirer (en les libérant des contre-goupilles à ressort ou arrêts similaires), l'une des goupilles extractibles 27 et l'une des goupilles extractibles 28. En tournant ensuite autour de la goupille 27 laissée en place, la réduction 23 se détache de la valve 7, dégageant la partie antérieure interne de la valve (figure 1). De façon similaire, en tournant autour de la goupille 28 laissée en place, la valve V se détache du raccord télescopique 20, dégageant la partie postérieure interne de la valve et les culasses des cylindres 1 et la, avec les pistons correspondant de refoulement du béton, 2 et 2a (figure 1). Toutes les parties de l'ensemble peuvent ainsi être librement examinées et nettoyées Pour la fermeture de la valve, il faut procéder en sens inverse de l'ouverture. Relativement aux valves distributrices déjà connues, celle de l'invention comporte des avantages importants qui la placent certainement à l'avant-garde du domaine considéré, malgré quelques complications importantes de construction. A part le fait que cette valve présente un encombrement très limité, ce qui est de la plus grande importance dans les applications visées - il faut dire tout de suite qu'elle permet d'effectuer l'aspiration du béton de façon parfaitement centrée et sur l'axe de rotation de l'obturateur 4, c1 est-à-dire de la partie de la valve qui sert à diriger le béton de la trémie d'alimentation vers le cylindre qui aspire et du cylindre qui refoule vers la tuyauterie de transport. On réussit ainsi à obtenir sur la branche d'aspiration du béton une aspiration pratique+ ment sans interruption et avec un écoulement régulier et continu de béton qui suit un parcours naturel, sans entraves étant donné l'absence de parties saillantes, pendant la phase de pompage des deux cylindres. Tout cela limite les difficultés que l'on rencontre habituellement pendant l'aspiration (qui est particulièrement difficile en présence de bétons secs), en augmentant le rendement de la pompe et en limitant toute incrustation possible. Le béton pompé par le cylindre qui refoule, passant à travers la valve de l'invention, arrive à la tuyauterie de transport en suivant un parcours direct, sans déviations. Cela entrain des pertes négligeables de pression de pompage ce qui -améliore le rendement de la pompe. La structure de la valve tournante qui sépare la chambre d'aspiration de celle de pompage est parfaitement symétrique de sorte que la pression de pompage engendre sur la partie tournante de la valve des poussées équilibries. La valve est ainsi parfaitement équilibrée, quelle que soit sa position relativement aux cylindres de pompage. Contrairement à d"aztr pompes s béton, la trémie et la valve sont fixées à l'ensemble de la pompe de sorte que, ne devant pas tourner en même temps que la valve, la trémie peut être de n1 importe quelle forme et peut contenir le malaxeur normalement utilisé pour-maintenir le béton en agitation. Etant donné la structure de la valve, toutes les sections de passage du béton ne présentent pas de surfaces d'impact avec le courant de béton et les variations de section se font graduellement, aussi hien en ce qui concerne les changements de forme que les variations de surface. La lumière unique d'aspiration, qui se trouve parfaitement alignée sur l'axe de rotation de la valve, élimine l'inconvénient qui existe dans d'autres valves, à savoir que pendant l'inversion du cycle de pompage d'un cylindre à l'autre, des parties de la valve viennent couper le courant de béton aspiré. Le système de protection des parties en rotation relative plongées dans le béton est tel qu'il assure une parfaite étanchéité du lubrifiant. Compte tenu aussi du fait que les raccordements de lubrification peuvent être reliés directement à l'installation hydraulique de commande de la pompe, on peut établir à l'intérieur de ces chasbres une pression supérieure à la pression de refoulement du béton, et par conséquent, l'huile qui réussit à s'infiltrer à travers les joints peut jouer le rôle de véhicule pour le béton ou pour les constituants très fins, de celui-ci qui tendent à pénétrer dans les parties tournantes de la valve, évitant ainsi l'usure rapide-des organes tournants, qùe l'on déplore souvent dans ces appareillages. La valve de l'invention peut Entre examinée facilement. En effet, en desserrant simplement deux vis et en extrayant deux goupilles, on réussit à ouvrir complètement la valve en dégageant le groupe de dérivation et ltextrémité des cylindres de pompage avec les pistons correspondants. Ainsi, une fois le travail terminé, il devient possible de nettoyer parfaitement toute partie de la -valve et des cylindres de pompage de manière à éliminer tout dépôts de béton. Avec ce système, il est possible aussi de'remplacer les garnitures de pompage des cylindres sans procéder au démontage de ceux-ci. Il est entendu que l'on pourra prévoir de nombreuses variantes et modifications relativement au mode d'exécution décrit de la valve, sans pour cela sort-ir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Valve de dérivation pour pompes à béton à deux groupes cylindre-piston, caractérisée par le fait qu'elle comprend un corps de valve de forme symétrique muni d'une chambre qui se resserre en allant d'une partie double de raccordement aux cy lindresde la pompe vers une partie simple de raccordement à un tuyau de sortie et qui loge en son centre un obturateur tournant creux, ouvert vers le haut de manière à communiquer avec une trémie placée au dessus de la valve et sur le côté de manière à communiquer alternativement, en synchronisme avec le mouvement des pistons, avec un seul des cylindres à la fois, à l'intérieur de la chambre, entre l'autre cylindre et le tuyau de sortie, de sorte qu'il s'établit un parcours de communication continu et exempt d'obstacles. 2) Valve selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la rotation de l'obturateur entre une position où il communique avec un cylindre et une position où il communique avec l'autre est obtenue grâce à l'action de deux cylindres pneumatiques fonctionnant en synchronisme avec les ensembles cylindre-piston de la pompe, sur les extrémités d'un balancier associé à un prolongement axial de l'obturateur. 3) Valve selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le prolongement, le balancier et les cylindres qui le commandent sont placés dans le bas de la valve. 4) Valve selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'obturateur tourne à l'intérieur du corps de valve qui délimite la chambre, grâce à des coussinets lubrifiés munis de garnitures de protection. 5) Valve selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les cylindres pneumatiques de commande de la rotation de l'obturateur sont supportés par un étrier relié directement au corps. 6) Valve selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le corps de valve est relié à la pompe et plus précisément aux deux groupes cylindre-piston de celle-ci par des attaches à goupilles amovibles et des tirants de serrage, ces derniers servant aussi à serrer sur le corps un raccord qui relie celui-ci au tuyau de sortie qui peut, lui aussi, être relié au moyen de goupilles amovibles. 7) Valve selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que l'obturateur est un corps de forme complexe, pratiquement cylindrique en sa partie située vers la trémie, en U en sa partie intermédiaire et en cuvette ouverte d'un côté en sa partie éloignée de la trémie.