Brevet FR2240880A1 — publié le 19750314

Dans les industries qui doivent stocker des quantités importantes de matières premières en vue de leur traitement ou pour les consommer, la manutention efficace de grands volumes de matières est extrêmement imporante. La mise en tas du charbon, des minerais et autres matières premières et la reprise de ces matières dans le tas se sont montrées propices à la construction d'appareils de manuten- tion de matières, massifs, onéreux, qui bien qu ils soient construits sous de nombreuses formes différentes sont habituellement connus sous la désignation générale d'appareils de transbordement ou appareil "déverseurs-chargeurs". la fonction de base de ces appareils déverseurschargeurs est de prendre la matière qui est amenée du parc de stockage par des navires, péniches, wagons de chemin de fer, etc. et d'ériger tout d'abord un tas de matière. Ensuite, le même appareil-reprend la matière dans le tas et la dépose sur un transporteur qui amène la matière à sa destination finale. Un appareil déverseur-chargeur typique comporte une structure de portique mobile qui se déplace entre les tas et comporte une structure de flèche qui s' étend à partir dudit portique. la structure de flèche s'étend au-dessus du parc de stockage sur une longueur importante et est montée en général de façon à pouvoir virer d'un côté et de l'autre du portique pour lui permettre de couvrir l'ensemble du parc de stockage. Un dispositif de ramassage de la matière, tel qu'une roue à godets, est typiquement disposé à 11 extrémité de la flèche. Une roue à godets est un appareil extremement lourd et rassemble une masse importante de matière. Ainsi, le portique et la structure de flèche sont soumis à des contraintes dtune importance extrême au cours du fonctionnement. Une superstructure support et des systèmes de relevage complexes et volumineux ont été utilisés pour supporter la structure de flèche et effectuer le soulèvement et l'abaissement de la structure de flèche. Ces superstructures encombrantes et volumineuses ont pour effet qutil se produit un déplacement important du centre de gravité de l'appareil déverseur-chargeur lorsque la flèche vienne accidentellement s'appuyer sur le tas pouvait produire un déséquilibre svffisant pour endommager les supports de la flèche ou même provoquer le renversenent de l'appareiL. Un appareil déverseur-chargeur ou transbordeur comporte en outre un élévateur mobile du type t'sauterelle" qui est utilisé pour transporter la matière jusqutà la flèche pour la mise en tas de la matière. La pratique habituelle lorsau'on utilise une flèche à contre-poids avec un appareil déverseur-chargeur a consisté à disposer le contre-poids sur un bSti-support faisant partie de la superstructure de façon que le contre-poids prisse passer au-dessus de la partie de l'appareil déverseurchargeur constitué par l'élévateur mobile. S'il en avait été autrement, en effet, la flèche n'aurait pas pu virer sur l'arc requis d'approximativement 1800 afin de couvrir les tas disposés des deux cotés de l'appareil de manutention sans rencontrer l'obstacle formé par l'élévateur à bande mobile. Un système de pivot-support de virage de la flèche est prévu au sommet de la structure de portique typique pour permettre le montage à rotation de la flèche sur ledit système. La flèche peut ainsi être déplacée suivant un arc audessus du parc de stockage. la flèche s'étend sur une distance considérable en porte-à-faux à partir du portique et de la structure de tour support. La flèche doit être capable de résister aux moments et efforts de cisaillement verticaux résultant du poids mort de la structure, de la roue à godets, du poids de la matière sur le transporteur et dans les godets et de la force de creusement exercée dans le plan vertical de la roue à godets.La flèche est également soumise à des forces de cisaillement et à des moments horizontaux provoqués par le virage de la flèche pour entrer la roue à godets dans le tas, et par les vents latéraux. Au cours du fonctionnement, il est important qu'un support rigide soit fourni au pivot support de la flèche et que la charge soit répartie uniformément sur les bogies supports mobiles prévus à la base de l'appareil déverseur chargeur. Les structures de portique de la technique antérieure en poutres caissons, en pourres en tôles, ou armées, ont été construites pour essayer de répartir la charge uniformément. Selon ltinvention, il est prévu un dispositif de manutention de matières pour la mise en stock des matières et la reprise de stock qui comporte un portique support mobile et une structure support de flèche montée rotative sur le portique support. Une flèche allongée équilibrée de manutention des matières est montée pivotante sur la structure support de flèche et su étend à partir de cette structure support dans des sens opposés.Suivant le mode de construction perfectionné de lutin vention, la flèche allongée équilibrée comporte une partie formant fourche à deux branches, ou-étrier, encadrant la structure support qui est monté pivotant sur ladite structure support de flèche. Â une extrémité, les bras de la fourche sont réunis entre eux et une fiche allongée de manutention des matières s'étend à partir de la jonction des bras tandis qu'un organe formant contre-poids est disposé à l'autre extrémité des bras de la fourche. La flèche équilibrée est de préférence de construction tubulaire ce qui simplifie le montage de l'appareil et supprime la nécessité d'utiliser de nombreuses cloisons, entretoises et raidisseurs le long de la flèche. La construction de flèche équilibrée peut être soulevée et abaissée avec des moyens de relevage à cylindres et pistons hydrauliques qui sont fixés au portique support et raccordés à la flèche. Ces moyens de relevage entraient une simplification considérable par rapport aux systèmes de relevage par câbles encombrants généralement. utilisés dans la technique. La construction de flèche équilibrée et les moyens de relevage simplifiés rendent possible de ne plus utiliser de structures complexes pour supporter la flèche dans le mode de réalisation préférettiel. la flèche équilibrée peut ainsi virer sur un arc total de 1800 autour du portique support. Une structure de portique unitaire de forme générale conique peut être utilisée pour cet ensemble de manutention de matières. lie portique conique constitue un support rigide, uniforme, économique pour le dispositif de pivot support de la flèche qui est disposé sur une surface de rebord annulaire prévue autour du bord supérieur du portique conique. Les forces exercées par la charge sont,ainsi directement et uniformément transférées du pivot support, par -l'inter- médiaire de la structure de portique de forme générale conique, aux bogies prévus à la base du portique conique. La structure de portique conique et la structure de flèche tubulaire peuvent trouver des applications individuelles dans un très grand nombre de dispositifs de manutention de matières. Le portique conique est facilement fabriqué et érigé. les parois pleines que comporte le portique conique forment une enceinte pour loger les appareillages de commande électriques utilisés dans l'appareil de manutention déverseurchargeur ou d'autres appareillages si désiré. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la- description qui va suivre et les dessins annexés dans lesquels - la figure1 est une vue en perspective de la structure de portique conique de la présente invention montée sur des bogies supports mobiles - la figure 2 est une vue d'ensemble en perspective d'un appareil combiné déverseur-chargeur comportant la structure de portique conique de la présente invention ainsi que la construction de flèche équilibrée - la figure 3 est une vue en élévation latérale de la partie centrale formant la tour portique et de la partie de flèche équilibrée de l'appareil déverseur-chargeur de la présente invention - la figure 4 est une vue en élévation de l'appareil déverseur-chargeur, du caté du prolongeaent de la flèche portant le contre-poids, pour monter l'élévateur mobile - la figure 5 est une vue partielle, en plan, de l'appareil, représentant plus particulierement le montage de la flèche sur le portique ; et - la figure 6 est une vue en coupe de la flèche tubulaire. L'invention sera plus facilement comprise en se référant aux modes de réalisation donnés à titre d'exemple représentés sur les dessins. l'invention sera décrite en se référant à un dispositif déverseur-chargeur ou transbordeur spécifique 10 représenté sur la figure 2. L'appareil déverseurchargeur 10 comporte des bogies supports mobiles il oui roulent sur une voie 12 pour permettre à l'appareil de se déplacer entre les tas du stock. Un portique 13 de forme générale conique est monté sur les bogies support 11. Un rebord annulaire 14 disposé dans un plan horizontal est prévu sur le bord supérieur du portique conique 13 et un pivot support classique 15 est porté sur le rebord 14. Un cylindre support rotatif 16 est-monté sur le pivot support 15 et une flèche rectiligne équilibrée 17 est montée pivotante sur le cylindre support rotatif 16.Un dispositif élévateur à bande mobile 18 permet le transport et le transfert de la matière à stocker à un transporteur coopérant avec la flèche 17, comme on le décrira plus en détail ci-après. Il est naturellement possible de construire le portique conique 13 sous la forme d'un organe conique unitaire ayant des parties de base et de sommet tronquées. Il est également possible d'utiliser plusieurs éléments en métal mis zen forme 19 qui sont conçus pour s'adapter les uns aux autres, par exemple tar soudage de leurs bords. Dans 1' exemple de la figure 1,-le-portiaue conique est formé par quatre quarts de portique 19 oui sont formés avec la courbure appropriée pour constituer le portique conioue 13 lorsqu'ils sont assemblés les uns aux autres. le rebord annulaire 14 qui est disposé dans le plan 'horizontal et est sensiblement transversal par rapport au cône peut être soudé sur le bord du sommet du portique conique 13. le pivot support annulaire 15 est porté par le rebord annulaire 14. Les moyens d'entrainement 20 du pivot support font tournerle pivot support annulaire 15 et le cylindre support 16 auquel la flèche équilibrée 17 est fixée. Des prolongements coniques formant pieds 21 sort de prf'rence prévus à-des emplacement, symetricuement espacés à la partie de base du portique conique 13. Les prolongements conicues formant pieds 21, par exemple au nombre de auatre, sont fixés à une structure support 22 disposée sur les bogies support mobiles 11. Il peut être prévu des organes raidisseurs locaux, non représentés, fixés à la surface inté- rieure du portique conique 13 et en particulier au niveau des prolongements coniques formant pieds =1. Le portique conique 13, lorsqu'il est complète- nent fabriqué, constitue un cône support unit ire pour le pivot support de virage de la flèche. les charges qui sont supportées par l'appareil 10 sont ainsi uniformément portes par le portique conique 13 du fait de son intégrité structurale et transmisses par l'intermédiaire des prolongements coniques formant pieds 21 prévus à la base du portique conique 13 aux bogies supports 11. L'appareil déverseur-chargeur ou transbordeur 10 est représenté de façon plus détaillée sur les figures 3 à 6. La flèche équilibrée 17 comporte une partie en fourche ou en étrier 23 encadrant le cylindre support qui est montée pivotante sur ledit cylindre support 16 au moyen de tourillons 24 monts sur le périmètre du cylindre 16. La flèche 17 peut ainsi ivoter dans le sens vertical de sorte qu'elle peut être amenée à la base d'un tas ou soulevée Xu-dessus au tas. Des moyens de relevage à cylindres et pistons à fluide 25 sont fixés au cylindre support 16 et à la flèche 17 pour effectuer le soulèvement ou l'abaissement de la flèche.Un contre-poids 26 est fixé à l'extrémité la plus éloignée de la partie de la flèche en fourche 23 et s'étend à partir du cylindre support 10 appro- ximativement dans le me plan que la partie de flèche 27. La partie de flèche allongée 27 part de la partie de flèche en fourche 27 et se termine à l'endroit où est montée la roue à godets 28. Une cabine d'opérateur 29 est également disposée à cette meme extrémité de la partie de flèche allongae 27. Le dispositif élévateur mobile 18 est lui-même mobile le long de la voie 12 avec le portique central de l'appareil. La matière est transportée vers le haut de l'éléva- teur 18 et introduite par l'ouverture 36 d'une structure 37 prolongeant le cylindre support 16 et est déversée sur le transporteur réversible 30 monté sur le dessus de la partie de flèche allongée 27. Lorsque l'appareil est utilisé pour former des tas de matière, le transporteur 30 entrain la matière vers l'extrémfté de la flèche où elle est déchargée sur le tas. Lorsque la roue à godets 28 fonctionne pour reprendre la matière du tas, le transporteur 30 ramène la matière le long de la partie de flèche 27 jusqu'au portique où la matière est déchargée par le centre du cylindre support 16 tombe à travers le portique et est déposée sur un transporteur 31 qui l'amène à l'endroit où elle doit être consommée. Une goulotte de guidage de la matière 32 peut etre prévue dans le bEti du portique 13 pour diriger la matière sur le transporteur 31. la combinaison de la présente invention comportant une flèche~ équilibrée rectiligne permet le virage de la flèche 27 sur un arc d'environ 1800, le contre-poids 26 passant sous l'élévateur mobile 18. la flèche 27 doit être déplacée par pivotement dans le sens vertical à la position représentée en traits mixtes sur la figure 3 avec la roue à godets 28 soulevée au-dessus du sol afin de permettre au contre-poids 26 de passer facilement sous l'élévateur mobile 18. Ainsi, par exemple, si lton considère la figure 2, la flèche peut être déplacée en rotation dans- le sens des aiguilles d'une montre pour s'étendre vers un tas disposé de l'autre côté de la voie 12. La flèche équilibrée 17 est de préférence de construction tubulaire. Une section de la partie de flèche allongée 27 ayant une telle construction est représentée en coupe sur la figure 6. Le corps tubulaire 33 a une épaisseur de paroi et un diamètre qui sont déterminés en fonction des charges auxquelles la flèche est prévue pour résister. A titre d'exemple, pour une flèche qui s'étend sur environ 23 m ou davantage, la flèche tubulaire peut être formée par un tube d'acier ayant une épaisseur de paroi d'environ 9,5 mm et un diamètre d'environ 1,8 m.Une pluralité d'organes raidisseurs ou de renforcement disposés intérieurement 34 peuvent être fixés à l'intérieur du corps tubulaire 33, suivant une variante de construction, pour supporter la charge. les organes raidis- seurs 34 sont constitués par des plaques allongées soudées à la paroi intérieure tubulaire 33 suivant des cordes d'arc du tube. les organes raidisseurs 34, lorsqu'lus sont utilisés, sont disposés à l'intérieur de la partie de flèche allongée 27, en particulier à l'emplacement ou la partie de flèche 27 s'étend à partir de la partie en fourche 23. Il est prévu une trappe ou volet de commande 35 monté sur la structure 37 qui prolonge le dessus du cylindre support 16, au moyen duquel la matière amenée par l'élévateur 18 peut être dirigée sur le transporteur 30 en vue d'effectuer le déversement de la-matière sûr un tas. le volet de commande 35 peut être également réglé de telle sorte que la matière déchargée de l'élévateur 18 soit dirigée vers le bas à travers le centre du cylindre support 16, du portique 13 et par la goulotte 32 sur le transporteur 31 en vue d'être immédiatement utilisée. L'appareil déverseur-chargeur ou transbordeur 10 a été représenté dans le mode de réalisation préférentiel sans aucune structure support supplémentaire de la flèche, mais il est bien entendu que de telles structures classiques peuvent être utilisées pour contribuer à supporter la structure de flèche. Bien que l'invention ait été décrite en se référant à une combinaison formant appareil déverseur-chargeur, il est bien entendu que la structure de portique conique préférentielle décrite ci-dessus, de môme que la construction de flèche tubulaire préférentielle sont utilisables individuellement dans les ensembles de manutention de matière en général. REDICATIOIYS 1. Un dispositif de manutention de matières compor tant un portique support mobile, une structure support de flèche montée rotation sur le portique support, une flèche allongée équilibrée montée pivotante sur la structure support de flèche et s'étendant à partir de cette structure support dans des sens opposés des moyens de manutention de la matière dispose à une extrémité de la flèche et un contre-poids disposé à l'extrémité opposée de la flèche, ledit dispositif étant caractérisé en ce que la flèche allongée équilibrée comporte une partie en forme de fourche encadrant la structure support, chaque partie de la fourche étant montée pivotante sur la structure support de flèche, les parties de la fourche étant réunies à une extrémité et une partie de flèche allongée s'étendant à partir de ladite extrémité, un organe formant contre-poids étant disposé à l'autre extrémité des parties de la fourche. 2, Dispositif de manutention de matière selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de rele vage à cylindre et piston à fluide sont montés sur le portique support et sont raccordes à la flèche de telle sorte que la flèche peut être soulevée et abaissée par pivotement. 3. Dispositif de manutention de matière selon l'une des reveudications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie de flèche éouilibrée a une construction tubulaire. Dispositif de manutention de matière selon la revendication 3 caractérisé en ce que la partie de flèche tubulaire comporte des organes de renforcement disposés à 11 intérieur de ladite partie tubulaire. 5. Dispositif de manutention de matière selon l'une des revendications 1 à 4, ledit dispositif constituant un appareil de mise en stock de la matière et de reprise de stock caractérisé en ce que la flèche équilibrée porte un transporteur réversible qui est utilisé pour déverser la matière sur un tas de stockage et également pour reprendre la matière du tas. 6. Dispositif de manutention de matière selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un élé vateur mobile qui s'étend d'un emplacement proche du sommet de la structure support de la flèche jusqu a un transporteur de chargement de telle sorte que la matière peut être amenée du transporteur de chargement par l'élévateur mobile jusqu'à un transporteur porté par la flèche et en ce que la flèche équilibrée est capable d'effectuer une rotation sur un arc de 1800 environ, la partie de flèche portant le contre-poids passant sous l'élévateur mobile. 7. Dispositif de manutention de matière selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le portique support mobile est monté sur une pluralité de bogies et en ce que le portique support comporte un organe unitaire de forme générale conique. 8. Un ensemble de manutention de matière comprenant un portique support mobile, une structure support de flèche montée à rotation sur le portique support, une flèche allon gée montée pivotante sur la structure support de flèche et des moyens de manutention de la matière disposés à une extrémité de la flèche, ledit ensemble étant caractérisé en ce que le portique support mobile est monté sur une plurtli- té de bogies mobiles, le portique support comportant un corps unitaire de forme générale conique muni d'un pivot support de virage de la flèche monté sur le bord du sommet du corps conique, la structure support de flèche étant montée à rotation sur le pivot support de telle sorte que le pivot support est porté de façon uniforme par le portique unitaire de forme générale conique et que la charge en fonctionnement est uniformément transmise aux bogies mobiles. 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la base de la partie de corps de-forme générale conique de la structure de portique comporte une pluralité de prolongements formant pieds symétriquement disposés. 10. Ensemble selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le portique unitaire de forme générale conique comporte un rebord support annulaire horizontal disposé sur le bord du sommet de la partie de corps conique, le pivot support de virage étant monté~sur ce rebord. 11. Un ensemble d'appareil de manutention de matières comprenant un portique support mobile porté par une plura lité de bogies mobiles, un pivot support de virage porté par le portique et des moyens de manutention de la matière montés à rotation sur ledit pivot support, ledit ensemble étant caractérisé en ce que le portique support comporte une structure unitaire de forme générale conique- de telle sorte que le pivot support de virage est supporté de façon uniforme par la structure de portique et que la charge en fonctionnement est transmise uniformément aux bogies mobiles. 12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que la structure de portique de forme générale conique comporte un rebord annulaire s'étendant dans un plan hori zontal disposé sur-le bord du sommet de la structure de portique de forme générale conique. 13. Dispositif de manutention desmatinres comportant une structure support à partir de laquelle étend une flèche de manutention de la matière,- caractérisé en-ce que ladite flèche est tubulaire.