Brevet FR2277753A1 — publié le 19760206

La présente invention se rapporte & des appareils de déchargement en vrac tels que ceux utilisés pour décharger des matériaux, coite les minerais, des cales de bateaux transportant des produits en Trac. Le débit de chargement de minerais lourds dans des bateaux indépendamment de leur tonnage a augmenté continuellement, en particulier au cours des dix dernières années. 6 000 tonnes par heure est tout à fait normal, 10 000 tonnes n'est nullement impossible et, par exemple, Vizagapatnam en Inde désire agrandir son port et les installations correspondantes pour pouvoir mann- tentionner finalement 16 000 tonnes par heure. tandis que les débits de chargement ont augmenté, le déchargement n'a pas suivi. Le plus grand appareil déchargeur i benne preneuse fonctionne autour de 3 000 tonnes & l'heure seu- leaent. Ce débit correspond & un prélèvement facile avec un trajet horizontal et vertical court de la benne preneuse. Plus le bateau à décharger est grand et plus le trajet horizontal et vertical est long. Le débit de déchargement tombe & 2 000 tonnes à l'heure lorsque le bateau & décharger a plus de 100 000 tonnes. Aujourd'hui le plus grand débit de déchargement disponible pour un bateau transportant du minerai de fer est de l'ordre de 5 500 tonnes par heure, ce qui entraîne l'emploi de 3 ou 4 ponts & minerai ou bennes preneuses de déchargement. Il s'agit de débit de déchargement net qui toiserait considérablement si on tenait compte dn débit de déchargement brut. Le principal but de la présente invention est de fournir un appareil de déchargement de matériaux qui soit capable de décharger avec u débit beaucoup plus rapide que l'équipement conventionnel et qui qui malgré sa construction lourde n'entraîne pas de difficultés d'entretien ou des avaries corne les appareils de déchargemelt de conception plus ancienne. Dans l'un de Ses aspects, l'invention a pour objet un appareil de déchargement de matériaux en vrac coaprenant des moyens pour extraire les matériaux fournis en Trac, lesdits mo- yens d'extraction étant disposés de façon & décharger les aat6- rivaux cdlectés dans des doyens élévateurs pour monter les waté- riaux dans une position élevée par rapport aux moyens d' extrac- tion, caractérisé en ce que lesdits moyens élévateurs comprennent une pluralité de roues élévatrices ayant une section ouverte en U d'une dimension déterminée divisée en une pluralité de poches retanant les matériaux, chaque roue étant montée de façon à pouvoir tourner sur un cadre support en relation ascendante l'une par rapport à l'autre, et chaque roue étant disposée de façon à décharger le contenu de ses poches par gravité dans les poches de la roue voisine située au-dessus, la roue la plus basse recevant les matériaux venant desdits moyens collecteurs, l'appareil comprenant des moyens pour entrainer les roues pratiquement à la meAme vitesse et des moyens pour collecter les matériaux déchargés de la roue élévatrice la plus élevée. Les élévateurs en forme de roue sont de préférence circulaires mais ils peuvent présenter toute autre configuration ouverte en ayant d'une façon générale, un axe central de rotation. Chaque élévateur est de préférence de construction rigide comprenant une jante plate et des parois latérales radiales définissant un canal circulaire ouvert, ledit canal étant divisé en poches, telles que celles obtenues par des parois de division espacées sur la circonférence, radiales ou inclinées transversalement. L'élévateur inférieur de la #chaîne" est alimenté en matériaux par tout système convenable comme, par exemple, une ou plusieurs roues preneuses i godets disposées sur un cadre supportant la chaste et déchargeant dans 1' élévateur inférieur. De préférence, une seule roue preneuse est disposée en relation avec l'élévateur inférieur comme indiqué avec plus de détails plus loin. Dans un autre de ses aspects, l'invention a pour objet un appareil de déchargement de matériaux en vrac, comprenant des moyens pour extraire les matériaux stockés en vrac et pour les décharger dans un système élévateur, lesdits moyens de pré lavement et lesdits moyens élévateurs étant supportés par des cadres séparés, caractérisé par le fait que le cadre supportant les moyens de prélevement est monté à pivotement sur le cadre des moyens élévateurs et les moyens de prélaveaent peuvent pivoter transversalement par rapport au cadre des moyens élévateurs. On décrira ci-dessous un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels La Figure 1 est une vue latérale en élévation d'un pont minéralier supportant un appareil de déchargement selon l'invention au-dessus d'un transporteur de mineralen vrac La Figure 2 est une vue latérale en élévation de l'appareil de déchargement et du chariot supportant l'appareil de déchargement sur le pont minéralier La Figure 3 est une vue en élévation de face prise le long de la ligne 3-3 de la Figure 2 La Figure 4 est une vue en coupe partielle en élévation par 4-4 de la Figure 3 montrant la relation entre la première et la seconde roue élévatrices et la relation entre la roue preneuse et la première roue élévatrice ; et La Figure 5 est une représentation schématique d'une disposition des roues en variante. flans la disposition indiquée à la Figure 1, l'appareil de déchargement 10 des matériaux en vrac est monté sur un chariot 11 support par an rail 12 faisant partie d'un pont miné- ralier pivotant 13. Un crible avec treuil 14 est prévu pour déplacer le chariot le long du pont 13.La membrure peut Stre montée ou descendue par rapport i la tour 15 sur laquelle le pont 13 est monté pour faciliter les mouvements de l'appareil de déchargement 10 i l'intérieur et t l1extérieur de la cale H d'un minéralier O. Pour la mise a quai du minéralier C, le pont i3 peut Titre levb autour du pivot 16 par le système câble/poulie 17. En se référait plus particulièrement aux figures 2 et 3, on voit que l'appareil de déchargement 10 comprend une rone preneuse et trois roues élévatrices liées ensemble de façon i former une chaîne. La roue preneuse 20 est essentiellement une roue à godets comprenant un nombre convenable de godets 21 ouverts en haut, soudés sur une Jante 22 ayant des ouvertures appropriées et iowijs en un ensemble rigide an moyen de structures annulaires en caisson 29 sondées sur les arêtes de la jante 22 et sur les côtés des poches 21 ( voir Fig. 3). La roue i godets 20 est supportée de façon i pouvoir tour- ner entre les bras renforcés 24 d'un cadre en forme d'étrier 25 au moyen de deux jeux de quatre roulements coniques en porte à faux 26 engagés dans les sections 23 du cadre de chaque c8té de la roue. L'emploi de roulements coniques 26 est destiné à éviter d'avoir des brides sur les sections 23, ce qui serait nécessaire si des roulements plans étaient utilisés. La roue 20 est entrainée par un moteur hydraulique ou électrique 27 par l'intermédiaire d'une chaine 28 supportée par une roue d'entrainement comme montré à la Fig. 3 et dans un engagement semi-périphérique avec un anneau denté 29 fixé sur l'une des sections 23. A titre d'exemple, la vitesse de la roue 20 peut être de l'ordre de 5 tours à la minute (à partir d'environ 450 du bas de la roue 20). Les bras 24 de l'étrier 25 supportent également une plaque 30 de maintien des matériaux disposée à l'intérieur de la roue 20 avec un léger Jeu entre la Jante 23 et la partie ouverte des godets 21. La plaque 30 s'étend à partir de 450 environ du bas de la roue 20 Jusqu a une position très proche du sommet de la roue 20 (six. 2). La plaque 30 a pour obJet de maintenir dans les godets 21 les matériaux recueillis par ceux-ci au cours de leur ascensiaivers le haut de la rouè 20. Les godets 21 déchargent leur contenu dansla première roue élévatrice 32 lorsqu'ils passent en haut de la plaque de maintien 30. La roue 32 comprend un anneau à section rectangulaire en U divisé en une série de poches à matériaux 33 au moyen de plaques radiales 34. La roue élévatrice 32 a des structures caissons 35 semblables aux structures 23 soudées sur les côtés, et elle est supportée d'une manière similaire de façon à pouvoir tourner par quatre roulements coniques en porte à faux 36 fixés sur un autre cadre 37 en forme d'étrier, de chaque côté de la roue 32. Une plaque directrice ou de maintien 37a, similaire à la plaque 30, est supportée par le cadre 37 en laissant un petit jeu avec la roue 32 pour maintenir les matériaux transférés dans les poches 33 jusqu'à ce qu'ils soient déchargés dans la roue élévatrice suivante. le volume de chaque poche 33 est tel que les matériaux transférés des godets les remplissent seulement partiellement. La roue 32 est mise en rotation par un moteur 38 actionnant une channe 39 engagée d'une manière périphérique sur un anneau denté 40 fixé autour de la Jante de la roue. La vitesse peut être de l'ordre de 5 tours/minute. les deux roues élévatrices restantes sont substantiellement identiques de construction à la roue 32 et elles sont supportées et entraînées d'une manière similaire. Par suite, on utilise les mimes références numériques mais avec prime pour indiquer la deuxième roue élévatrice, et seconde prime pour indiquer la troisième roue élévatrice. La construction et le fonctionnement de ces roues va de soi. La troisie'me roue élévatrice 32" décharge son contenu sur un convoyeur à bandes 42 supporté par des rouleaux 43 montés de façon à pouvoir tourner sur la structure du chariot 11. Les supports à roues 44 (Fig. 2 et 3) circulant sur les rails 45 du pont 13 portent des roues rainurées 46 dans lesquelles s'engagent des crochets 47 sur les caties de barreaux 48 pour supporter l'alimentation du convoyeur 42. Les supports 44 se déplacent avec le chariot lorsqu'il parcourt le pont 13. Le cadre 37 qui supporte les trois roues élévatrices 32, 32'et 32" est monté à pivot sur le chariot Il au moyen d'un arbre transversal pivotant 50, engagé sur des ouvertures paliers dans les bras du cadre et dans les côtés du chariot 11. Deux paires de vérins hydrauliques à double effet 51 sont montées entre le chariot Il et le cadre 3? pour faciliter le mouvement de pivotement du cadre d'environ 150 de chaque cté de la verticale.De mime, le cadre 27 pivote à la partie inférieure du cadre 37 (Fig. 3) et deux vérins 52 i double effet situés entre les deux cadres permettent le pivotement du cadre 25 dans une direction perpendiculaire au mouvement pivotant du cadre 37, d'environ 45 de chaque côté de la verticale. Le mouvement 9 150 du cadre principal 37 de chaque côté de la verticale permet à la roue à godets 20 de collecter les matériaux sur les les côtés W ou dans la cale H aussi bien que sous les hiloires de panneaux. Le diamètre plus petit de la seconde roue élévatrice 32' facilite un mouvement pivotant plus impor- tant avant le contact avec l'hiloire. Le mouvement à 450 du cadre 25 supportant la roue à godets 20 permet de prélever le matériau sous les hiloires près des cloisons avant et arrière de la cale H. Les mouvements combinés de ces deux cadres permettent l'accès dans les coins entre les cloisons et les flancs. On pense que le double mouvement de balancement des sections de l'appareil de déchargement permettra le déchargement de presque tous les matériaux contenus dans une cale en laissant seulement des quantités ion commerciales. Ceci signifie que dans la plupart des cas l'usage habituel d'un bulldozer pour nettoyer la cale ne sera pas nécessaire. De wEae, pour décharger des matériaux depuis d'antres containers ou des tas de stockage, l'appareil de déchargement pourra enlever un volume important avant qutil soit nécessaire de déplacer le chariot ou le support. Un autre avantage peut-être plus important de l'appareil de déchargement décrit ci-dessus, réside dans l'utilisation de roues élévatrices rigides, de préférence reliées comme indiqué, pour recueillir les matériaux de la roue à godets ou d'un autre dispositif d'extraction approprié et les déposer sur un convoyeur ou un autre dispositif de déchargement à une position élevée par rapport au point de prélèvement. On pense que l'emploi de telles roues élévatrices permettra un accroissement important des débits de déchargement de minerais et d'autres matériaux en vrac des cales de minéraliers et une réduction des pertes de temps pour les réparations et l'entretien.Des essais ont été effectués avec une installation à l'écheBe du trentième simulant le dispositif de transfert entre la roue preneuse et la première roue élévatrice et on a trouvé des caractéristiques de transfert satisfaisantes entre les roues. Les résultats obtenus indiquent de façon prudente qu'un modèle grandeur nature donnerait des taux de transfert de l'ordre de 7 OOO-tonnes/heure à 5 tours/minute. En se différenciant des élévateurs à godets précédemment connus agant des tringleries et d'autres parties mobiles sujets à des usures et défaillances, le présent appareil de dUchargem3t consiste en plusieurs roues de construction rigide supportées par des roulements fiables qui sont relativement faciles à entretenir ou à replacer. On croit aussi que la construction de la roue présente un poids inférieur à celui d'un élévateur à chaine à godets extracteurs de caractéristiques semblables. Les détails mécaniques décrits ci-dessus et représentés sur les dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemple, et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. Par exemple, la roue à godets peut titre remplacée par une chaste à godets de configuration différente ou par plusieurs roues plus petites alimentant la première roue élévatrice. Les systèmes d'entrainement des roues élévatrices peuvent astre à des positions différentes et fonctionner différemment de la manière indiquée. Par exemple, les roulements supports peuvent être commandés de façon à combiner les deux fonctions. De même, le nombre de roues n'est pas important ; on peut utiliser autant de roues que l'on veut. Une cinquième roue peut être utilisée pour décharger, par l'in termédiaire d'un convoyeur de transfert court qui décharge à son tour sur nn convoyear principal situé sur le côté du pont. Cette disposition supprimerait la nécessité de supports élaborés pour le convoyeur comme représenté sur les dessins. De même, les rones (y compris la roue preneuse) ne doivent pas nécessairement être situées à 900 l'une de l'autre, c'est-àdire que l'une ou plusieurs des roues peuvent erre disposées différemment de 900 dans l'un on l'autre sens pour assurer une meilleure pénétration sous les hiloires. De même, il n'est pas nécessaire qu'elles soient reliés entre elles en channe cons représenté. Par exemple, conte le montre la Fig. 6, les roues W1 a W4 peuvent être parallèles et adjacentes avec alimentation par gravité de l'une à l'autre au moyen de plaques inclinées PI à P3. Une telle disposition aurait des avantages similaires par rapport aux dispositifs à channe à godets connues précédemment. Tandis que le système de déchargement a été représenté monté sur un pont minéralier, cette disposition peut entre modifiée de toutes sortes de façons dont voici quelgues-nnes Il n' est pas nécessaire que le pont soit support par une seule tour. Un éperon ou un brise-laie peut 8tre construit en mer pour former un ou plusieurs mouillages suffisamment an large pour permettre l'entrée d'un grand transporteur entre l'éperon ou briselame et le quai à terre.L'éperon devrait être dégagé ponr supporter des rails et une tour support extérieure pour le pont. la tour support principale pourrait alors être plus étroite sans qu'il soit nécessaire d'avoir un contrepoids, le résultat net étant une réduction du poids total. L'appareil de déchargement peut être supporté par un dispositif de grue portique se dépla çant sur le pont avec l'appareil de déchargement. Ceci permetrait à l'appareil de déchargement d'être levé aussi haut que le permet le convoyeur principal, ce qui diminuerait d'autant la hanteur totale à laquelle le pont doit être levé.L'appareil de déchargement peut être monté à bord du navire avec un portique à cheval sur les ouvertures de panneau et déchargeant sur des convoyeurs d'alimentation en croix ou des convoyeurs i l'avant et à l'ar- rière du navire. Pour réduire la complexité du système de support des convoyeurs ainsi conçu, le convoyeur principal pourrait être supporté sur l'un des côtés du pont avec une alimentation en diagonale croisant la ligne centrale du pont d'une façon aussi oblique que possible. De même, un support peut être introduit pour permettre aux roues et au cadre support de tourner de 900 en améliorant ainsi les possibilités de reprise sous le pont. La disposition du vérin supérieur représentée peut être modifiée en prolongeant le cadre 37 au sommet et en disposant les vérins 51 horizontalement avec une extrémité reliée au chariot 11 et l'autre extrémité reliée au prolongement du cadre. REVEND I GÂTIONS 1. Un appareil de déchargement de matériaux en vrac comprenant des doyens pour extraire les matériaux amenés en vrac, les moyens d'extraction étant disposés pour décharger les maté rivaux prélevés dans des moyens élévateurs pour monter les matériaux dans une position élevée par rapport aux moyens d'extrac- tion, caractérisé en ce que lesdits moyens élévateurs comprmuub une pluralité de roues élévatrices avec des sections ouvertes rigides divisées en une pluralité de poches retenant les waté- riaux, chaque roue étant montée de façon à pouvoir tourner sur un cadre support en relation ascendante 1 'une par rapport & l'autre, et chaque roue étant disposée de façon à décharger le contenu de ses poches par gravité dans les poches de la roue élévatrice située au-dessus, la roue la plus basse recevant les matériaux venant desdits moyens collecteurs, l'appareil comprenant des moyens pour faire tourner les roues pratiquement à la m8we vitesse et des moyens pour prélever les matériaux déchargés de la roue élévatrice la plus élevée. 2. Un appareil de déchargement de matériaux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites roues sont reliées entre elles de façon à former une chaSne, de sorte que le contenu de chaque roue est directement déchargé de chaque poche au moment ot elle passe sur les sections ouvertes de la roue à laquelle la première roue mentionnée est reliée. 3. Un appareil de déchargement de matériaux suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque roue comprend une jante et des cStés s' étendant d'une façon sensiblement perpendiculaire à partir des arêtes de la jante, et des sections de renforcement fixées de chaque côté aux arStes libres de ceux-ci, lesdites roues étant supportées, de façon & pouvoir tourner, par des roulements à bille, sur lesdites sections de renforcement et étant supportées par ledit cadre support. 4. Un appareil de déchargement suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits roulements sont coniques et lesdites sections de renforcement sont profilées en conséquence. 5. Un appareil de déchargement suivant l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que les moyens d'extraction comprennent une roue d'extractlon à godets disposée de façon i décharger son contenu dans ladite roue élévatrice inférieure. 6. Un appareil de déchargement suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites roues sont disposées d'une façon adJacente l'une à l'autre avec leurs plans de rotation à peu pres parallèles et se recouvrant partiellement et les chutes pour le transfert par gravité sont comprises entre le point de déchargement d'une roue et le point d'introduction de la roue supérieure suivante. 70 Un appareil de déchargement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'extraction sont supportés par un cadre qui est monté de façon à pouvoir pivoter sur le cadre support pour lesdites roues élévatrices et il y a des moyens pour faire pivoter ledit cadre des moyens d'extraction transversalement par rapport à la direction longitudinale dudit cadre supportant l'élévateur. 8. Un appareil de déchargement suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ledit cadre support est suspendu à pivotement à une structure, autour d'un axe transversal à l'axe de pivotement dudit cadre du système de prélèvement, et des moyens sont compris entre ladite structure de support et ledit cadre de support pour faire pivoter ledit cadre de support autour dudit axe. 9. Un appareil de déchargement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant de plus une plaque directrice incurvée montée sur ledit cadre support à l'intérieur de chaque roue et légèrement espacée de celle-ci, ladite plaque s'étendant sur un secteur d'environ 450 depuis le bas de chaque roue Jusqu1à une position tout près du-haut de la roue et agissant de façon à maintenir les matériaux dans lesdites poches.