Brevet FR2247628A1 — publié le 19750509

L'invention concerne un distributeur à trois voies destiné à équiper une pompe à béton à fonctionnement hydraulique du type à deux corps et à pistons correspondants, dans laquelle ces pistons aspirent alternativement le béton d'une trémie collectrice et le refoulent dans une tuyauterie pour le transporter sur le lieu d'utilisation, La majeure partie des pompes à béton actuellement en usage reproduisent ce système et différent entre elles, quasiexclusivement, par la structure et les caractéristiques du dis tributeur.A ce point de vue, le système qui a été peut-tre le plus largement utilisé Jusqu'ici et qui est encore en usage actuellement est celui qui prévoit quatre volets qui relient alternativement les corps de pompe soit à la trémie collectrice de béton pendant l'aspiration, soit au tuyau dé transport du béton pendant le refoulement. Dans ce cas, le fonctionnement correspond exactement à celui d'un distributeur courant à quatre voles, bien que, dans la structure et les dimensions, les différences soient marquées, surtout pour tenir compte du mélange spécial à transporter. En effet, avec ce système, quand un corps de pompe est à la phase dlaspiration, le volet qui le met en communication avec la trémie collectrice de beton s'o ouvre et le volet qui le met en communication avec la tuyauterie de transport se ferme.A la phase active de refoulement, le volet de communication avec la trémie se ferme tandis que le volet de communication avec la tuyauterie de transport s'ouvre. Bien entendu, si un cylindre est à la phase d'aspiratlon, l'autre est à la phase de refoulement et vice versa. Le système ci-dessus est consitugénéralement par de nombreux composants de sorte qu'il est délicat et motteux. Si on tient compte en outre du fait que le mélange à transporter est très abrasif et constitué par divers fragments très différents les uns des autres, on comprend immédiatement que lletan- chéité entre les parties sous pression et celles qui ne sont pas sous pression comporte des difficultés d'étude et de construction non négligeables. Pour cette raison aussi, le prix de revient est élevé. Pour éviter ces inconvénients, on a tenté de grouper en un distributeur- unique le système de distribution du béton les solutions adoptées ont été multiples mais toutefois, elles ont toujours prévu de mettre en communication alternativement le corps de pompe qui aspire avec la trémie collectrice et le corps de pompe qui refoule avec la tuyauterie de transport. Ce n'est que récemment que l'on a réalisé aussi des distributeurs reliés directement à la tuyauterie de distribution ou de transport et conçus pour intercepter exclusivement le béton pompé par le corps de pompe qui refoule et l'introduire directement dans la tuyauterie de distribution L'invention a pour objet un distributeur de ce dernier type qui se distingue par des caractéristiques originales et permet d'obtenir des avantages notables, tant du point de vue de la construction que du fonctionnement, en outre, elle est avantageuse aussi au point de vue du prix de revient Un distributeur de ce genre est principalement ca ractérisé par le fait qu'il comprend un élément tubulaire courbé an S, conçu pour osciller - par rotation autour de l'axe du tuyau de distribution auguel il est relié par une extrémité - entre une position où il intercepte l'un des corps de pompe et une position où il intercepte l'autre, par son autre extrémité, des moyens permettant d'assurer cette oscillation et des moyens permettant de pousser axialement llélément tubulaire vers des sièges de liaison pour I1 interception mentionnée, avec une force différente aux phases de travail et à celles d'oscillation. De préférence, dans ce distributeur, l'élément tubulaire courbé en S est monté sur deux supports à l'intérieur desquels tournent des parties extërieures du distributeur qui lui sont boulonnées et les moyens servant à assurer l'oscillation par rotation de l'élément tubulaire sont constitués par deux vérins à pression de fluide agissant sur une plaque à balancier solidaire de l'élément tubulaire par l'intermédiaire de l'une des parties boulonnées tournantes, les vérins ayant leur pivot sur un appendice de la structure de trémie associée à la pompe à béton En outre, avantageusement, les corps de la pompe à bétonsont raccordés à des lumières d'une plaque d'usure fixée à la pompe etZou à la trémie et que ltélément tubulaire oscillant est conçu pour intercepter alternativement des lumières en établissant une étanchéité au moyen d'un anneau d'usure poussé contre des sièges de liaison de la plaque, autour des lumières. Pour pousser axialement l'élément tubulaire et son anneau d'usure contre la plaque correspondante, on utilise avantageusenent un cylindre à pression de fluide solidaire de I'élément tubulaire et coaxial au tuyau de distribution. En outre, de préférence, le cylindre à pression de fluide est commandé par le même circuit à pression de fluide qui commande la pompe à béton et qui commande les vérins à pression de fluide agissant de manière à faire osciller le distributeur, de façon telle que la force exercée pour l'accouplement entre l'élément tubulaire et des sièges de liaison avec les corps de pompe ait une grandeur élevée aux phases de travail où le béton est refoulé à travers le distributeur vers le tuyau de dis tribution et/ou de transport et une grandeur réduite et réglable aux phases de déviation où l'élément tubulaire est mis en oscillation par rotation de manière à passer de l'interception de l'un des corps de pompe à l'interception de l'autre. On décrira maintenant l'invention en détail uniquement à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés qui en représentent un mode d'exécution préférentiel et sur lesquels: - La figure 1 est une coupe longitudinale montrant le distributeur selon l'invention ainsi que la trémie, une partie de la pompe et le conduit de distribution et/ou de transport de béton desservis par le distributeur. - La figure 2 est une vue suivant la flèche F de la figure 1, - La figure 3 une coupe de détail de la partie centrale de la figure i, - La figure 4 un schéma du circuit hydraulique de commande du distributeur selon l'invention, à une phase de fonctionnement et, - La figure 5 un schéma similaire à celui de la figure 4, mais à une phase intermédiaire de fonctionnement, entre deux cycles de fonctionnement, entre deux cycles de pompage. Sur les figures I à 3, le distributeur est représenté dans son application à un ensemble qui comprend une trémie d'amenée de béton 1, deux corps de pompe 2, 2' avec pistons 3, 3' d'une pompe à béton du type alternatif (dont les autres parties ne sont pas représentées) et un tuyau 5 servant à distribuer et/ou à transporter le béton, la partie essentielle du distributeur, sous la forme d'un gros élément tubulaire courbé en S et oscillant entre deux positions, étant indiquée par la référence 4 et servant à relier alternativement le tuyau 5, par oscillation autour de l'axe x-x de l'extrémité de celui-ci à l'un et à l'autre des corps de pompe 2, 2'. La commande du distributeur 4 est assurée par deux vérins à pression de fluide 6 qui ont leurs pivots d'un c8té en 7 sur une console 1' qui fait saillie extérieurement à la partie supérieure de la trémie i et de l'autre c8té, en 9 sur une plaque 8 qui joue le r81e d'un levier à balancier et qui est solidaire, d'une façon décrite ci-après, de l'élément tubulaire en S ou distributeur 4 proprement dit. Le distributeur 4 est monté de manière à pouvoir tourner à l'intérieur de deux supports 10 et 11 munis de coussinets à l'intérieur desquels tournent les deux parties boulonnées 4',et 4" du distributeur, les supports 10 et 11 étant coaxiaux à l'axe x-x du tube 5 autour duquel doit osciller le distributeur 4 comme on l'a dit. Dans le support 10, le coussinet de coulissement 12 qui supporte l'arbre est protégé par les deux garnitures à lèvre, 13 et 14 qui maintiennent une chambre à graisse pour lallu- brification du coussinet 12. Dans le même support est aussi prévue une garniture à lèvre 15 qui empêche le béton contenu dans la trémie 1 de sortir et d'entrer ainsi en contact avec la garniture 13. La figure 3 montre aussi une quatrième garniture 16. Celle-ci sert à éviter que la partie fine du béton ne se rende de la trémie 4 à l'extérieur dans le cas où après un temps de travail prolongé, la garniture 15 permettrait ce passage. La garniture toroidale 16 joue en effet le rôle de larmier et fait tomber les particules de béton ou l'eau qu'il contient par les lumières 17 (figures 3) prévues dans le support, évitant ainsi le contact avec la garniture 13. A l'intérieur de la partie boulonnée 4' est monté un cylindre à pression de fluide 18 dont l'axe coïncide avec l'axe x-x du tuyau 5. Ce cylindre est muni d'un piston mobile 22 séparé par une chambre 21 d'un piston fixe 22' et le piston mobile 22 est muni d'une tige 20 qui traverse le piston fixe 22' et qui est parcourue par une perforation axiale par laquelle le fluide sous pression du circuit principal de la pompe à béton peut être envoyé à la chambre 21 en arrivant par le raccordement 19. Le piston 22 comporte une garniture 23 et le piston fixe 22' une garniture 24. Le cylindre 18 sert à commander, de la façon expliquée plus loin, l'étanchéité de l'anneau d'usure 25 du distributeur vis-à-vis de la plaque d'usure correspondante 26 fixée à la trémie i de la pompe à béton, ainsi que des sièges des lumières qu'elle présente pour la liaison avec les corps de pompe 2 et 21. La tige 20 du piston 22 est monté, par son extrémité extérieure au cylindre 18, à l'intérieur dMn support 27 boulonné à la trémie 1. Relativementàce support, la tige 20 est bloquée axialement tandis qu'elle peut tourner grace à la présence du roulement de butée 28. La référence 29 indique un joint rapide de liaison, par raccordement approprié entre le corps 2 de la pompe à béton et la lumière correspond nte de la plaque d'usure 26, sur un siège autour duquel est destiné à s'engager l'anneau d'usure du distributeur 4. De façon analogue, la référence 291 indique un joint rapide de liaison entre l'élément tubulaire 4 courbé en S (ou distributeur 4) et l'extrémité du tuyau de distribution 5. Les joints rapides 29 et 29' sont représentés complets avec garniture et servent à permettre respectivement une séparation rapide entre les corps de pompe 2, 2' et les sièges de la placue-26, et un démontage rapide de l'élément tubulaire 4. Le fonctionnement du dispositif décrit est facile à expliquer: de la trémie 1, le béton est aspiré directement et alternativement par les corps de pompe 2, et 2'. Le corps précédemment plein de béton refoule par contre cette matière pendant la phase de refoulement, à travers le distributeur 4, dans le tuyau à béton 5. En effet, le distributeur est disposé sur le siège correspondant de la plaque 26 de manière à intercepter la sortie du corps qui refoule.Lorsque la phase change et que les fonctions d'aspiration et de refoulement des deux corps de pompe s'inversent, le distributeur 4 est mis en oscillation par actionnement des deux vérins 6 autour de l'axe x-x du tuyau 5 (auquel il reste constamment relié), amenant l'extrémité d'entrée, voisine de la plaque 26, du siège de la lumière de liaison avec un corps au siège de la lumière de liaison avec l'autre. Pour garantir l'étanchéité pendant la phase de refoulement, le cylindre 18 coopère de manière à pousser l'anneau d'usure 25 contre la plaque d'usure 26. Cette pression doit évidemment être réduite pendant le mouvement de rotation du distributeur.A cet effet, le circuit d'alimentation du cylindre 18 est dédoublé de manière à obtenir pendant la rotation du distributeur une pression limitée, déterminée et variable et pendant la phase active de refoulement une pression plus élevée, proportionnée à la pression de refoulement du béton. La figure 4 montre le schéma d'un circuit hydraulique pendant le mouvement des deux corps de pompe, phase où le cylindre 18 se trouve en mesure d'exercer une pression élevée et proportionnée à la pression de l'installation hydraulique de pompage. Du réservoir 30, l'huile est aspirée à travers le filtre 31 par la pompe 32 et envoyée sous pression dans le circuit hydraulique qui est commandé par le limiteur de pression réglable 33. L'huile sous pression alimente, par l'intermédiaire dé la valve 40, alimente les cylindres hydrauliques 35 et 36 reliés à leur tout aux corps de pompe 2 et 2'. On a aussi prévu un étrangleur 37 qui alimente la partie commune des cylindres 35 et 36 pour les pertes volumétriques éventuelles qui se produisent à travers les garnitures des cylindres, tandis que dans le circuit principal sont prévus une valve de retenue 38 et un accumulateur 39. L'électrovalve 34 alimente les deux cylindres hydrauliques 6 qui par l'intermédiaire du levier 8, commandent la rotation du distributeur 4. En même temps que l'alimentation des deux cylindres 6, l'électrovalve 34 commande aussi la position de la valve 40 déterminant ainsi le mouvement synchronisé des deux cylindres hydrauliques 35 et 36 relativement à la position prise par le distributeur 4. Le renversement de l'électrovalve 34 est commandé par des interrupteurs électriques de fin de course (non représentés), actionnés par les pistons des cylindres hydrauliques 35 et 36. On voit aussi comment les valves distributrices 41 et 41' sont désactivées. Dans les deux positions extrmes, le levier 8 commande soit une valve distributrice 41, soit une valve distributrice 41'. Lthuile sous pression du circuit passe par l'une des deux valves distributrices qui alimentent le cylindre 18 et par conséquent, pendant la phase de refoulement, le distributeur 4 étant immobile dans l'une des deux positions extrêmes, il maintient le contact à pression élevée entre l'anneau 25 du distributeur et la plaque 26 de la trémie 1, à l'endroit du siege où se trouve la lumière du corps de pompe qui refoule. Une valve de retenue 42 empêche à cettephase l'huile sous pression de passer dans le circuit commandé par un réducteur de pression 43 alimenté par l'huile sous pression de la pompe 32. Le réducteur de pression 43 sert en effet à alimenter -avec une pression limitée et réglable le cylindre 18 pendant le mouvement de rotation du distributeur 4. Quand ce mouvement se produit, le levier 8 laissant libres les deux valves distributrices, 41 et 41' avec rappel à ressort, interrompt l'alimentation directe du cylindre 18 par l'huile sous pression de la pompe hydraulique 32. A ce stade, le cylindre 18 se trouve isolé du circuit principal de la pompe 32 et au lieu de cela, il est alimenté exclusivement par la pression de tarage du régulateur de pression 43, par l'intermédiaire de la valve de retenue 42. De cette manière, il est possible d'établir et de régler sur le circuit 18 une pression propre à maintenir le con tact entre les parties de glissement du distributeur 4 et de la plaque 26 de la trémie à béton 1 et à éviter des pertes de béton, en faisant en sorte, toutefois, que cette pression n'atteigne pas des niveaux pouvant causer des usures excessives entre les parties de glissement. La figure 5 montre le circuit dans l'état d'oscil lation du distributeur ou élément tubulaire 4 autour de l'axe x-x sous la commande des vérins 6. On voit que l'électrovalve 34 a changé d'état relativement au schéma de la figure 4 pour inverser la position et l'action des pistons des vérins 6 et déplacer le distributeur 4 d'un corps de pompe à l'autre. En effet, simultanément, l'électrovalve 34 a commandé la valve 40 et inversé sa position, la préparant à inverser le mouvement des cylindres hydrauliques 35 et 36 pour le cycle de pompage suivant. On voit aussi que les valves distributrices 41 et 41' sont désactivées. L'accumulateur 39 sert à faire en sorte que pendant le fonctionnement des cylindres hydrauliques 35 et 36, il s'accumule une certaine quantité d'huile permettant ensuite, aussitôt que l'électrovalve 34 est inversée, savoir la quantité d'huile nécessaire pour intervenir avec une certaine vitesse sur les cylindres de commande du distributeur 4. Le circuit comprend en outre de préférence deux étrangleurs 44 et 44' le long des conduits entre l'électrovalve 34 et la valve 40, ils ont pour rôle d'assurer un certain retard d'intervention de la valve 40 de façon que celle-ci agisse seulement sur les deux cylindres hydrauliques 35 et 36 quand le mouvement du distributeur s'est effectué-complètement. L'invention fournit ainsi un distributeur perfectionné qui comporte un système d'étanchéité automatique et la compensation automatique des jeux dûs à l'usure des parties en frottement réciproque, entre le distributeur et la surface de la trémie avec laquelle il est en contact. Ce système sert à éliminer la régulation continue généralement mécanique, qui est indispensable dans les distributeurs connues pour maintenir-le contact entre le distributeur et le cylindre qui refoule, aussi bien pendant le mouvement du dis tributeur que pendant le refoulement, avec l'avantage d'avoir deux pressions différentes pendant le mouvement et pendant le refoulement. Le contact sûr qui est réalisé entre les parties mobiles du distributeur selon l'invention (anneau 25 et plaque 26) permet d'empêcher toujours le béton sous pression de s'échap- per à travers des cavités éventuelles entre la partie mobile du système et la partie fixe. En effet, le contact imparfait entre le distributeur et le corps de pompe qui refoule permettrait à la partie fine du béton de s'échapper, modifiant avant tout les caractéristi- ques de résistance et privant le béton de ces parties fines qui vouent le rôle de lubrifiant pendant tout le parcours dans les tuyauteries de transport, chose indispensable à un bon fonctionnement de toute pompe à béton. Le système ci-dessus est automatique parce qu'il utilise directement le fluide sous pression qui circule dans l'installation de la pompe à béton. Le contact entre le distributeur et le corps de pompe qui refoule, étant réalisé par le fluide meme du circuit de la pompe, est par conséquent proportionnelle à la poussée et à la pression exercée sur le béton. Il stensuit donc que lorsque la pression appliquée au béton augmente la face de contact entre le corps de pompe et le distributeur augmente et qu'il est possible ainsi de faire face à l'augmentation de la force qui tend, au contraire, à séparer le distributeur du corps de pompe. Ensuite, avec le système de l'invention, il est possible de faire varier facilement la pression de contact, pendant le mouvement du distributeur. Le distributeur de l'invention est de montage facile, les parties d'usure pouvant être facilement séparées et remplacée Dar les autres parties qui, par contre, peuvent présenter une plus grande durée que les premières et qui sont les plus compliquées structuralement. Le distributeur peut entre facilement inspecté étant donné qu il est disposé librement à l'intérieur de la trémie à béton. il est entendu que l'on pourra modifier le mode d'exécution décrit du distributeur perfectionné pour pompes à béton alternatives selon l'invention. Ces autres modes d'exécution et les variantes du mode d'exécution décrit rentrent évidemment dans le cadre de l'invention. R E V E N D 1 C A T I O N S 10) - Distributeur à trois voies pour pompes à béton à deux corps, du type relié directement au tuyau de distribution ou de transport du béton et conçu pour intercepter exclusivement le béton pompé par le corps de pompe qui refoule et l'introduire directement dans le tuyau de distribution, distrubuteur caractérisé par le fait qu'il comprend un élément tubulaire courbé en.S, conçu pour osciller - par rotation autour de l'axe du tuyau de distribution auquel il est relié par une extrémité - entre une positionoù il intercepte liun des corps de pompe et unie position ou il interceptesl'autre, par son autre extrémité, desmoyens permettant d'assurer cette oscillation et des moyens permettant de pousser axialement l'élément tubulaire vers des sièges de liaison pour l'interception mentionnée, avec une force différente aux phases de travail et à celles d'oscillation. 20 Y - Distributeur selon la-revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément tubulaire courbé en S estmonté sur deux supports à l'intérieur desquels tournent des parties extérieures du distributeur qui lui sont boulonnées. 30) - Distributeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens servant à assurer ltoscillation par rotation de l'élément tubulaire sont constitués par deux vérins à pression de fluide agissant sur une plaque à balancier solidaire de l'élément tubulaire par l'intermédiaire de l'une des parties boulonnées tournantes, les vérins ayant-leur pS vot sur un appendice de la structure de trémie associée à la pompe à béton. 4 ) - Distributeur selon l'une des revendications i à 3, caractérisé par-le fait que les corps de la pompe à béton sont raccordés à des lumières d'une plaque d'usure fixée à la pompe et/0u à la trémie et que l'élément tubulaire oscillant est conçu pour intercepter alternativement des lumières en établissant une étanchéité au moyen d'un anneau d'usure poussé contre des sièges de liaison de la plaque, autour des lumières. 50) - Distributeur selon-l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'elle comporte un cylindre à pression de fluide solidaire de l'élément tubulaire, coaxiale au tuyau de distribution et agissant de manière à pousser axialement l'élément tubulaire contre les sièges de liaison. 60) - Distributeur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le cylindre à pression de fluide est commandé par le même circuit à pression de fluide qui commande la pompe à béton et qui commande les vérins à pression de fluide agissant de manière à faire osciller le distributeur, de façon telle que la force exercée pour l'accouplement entre l'élément tubulaire et des sièges de liaison avec les corps de pompe ait une grandeur élevée aux phases de travail où le béton est refoulé à travers le distributeur vers le tuyau de distribution et/ou de transport et une grandeur réduite et réglable aux phases de déviation ou l'élément tubulaire est mis en oscillation par rotation de manière à passer de l'interception de l'un des corps de pompe à l'interception de l'autre.