Brevet FR2251515A1 — publié le 19750613

La présente invention concerne le domaine de la construction du matériel de manutention , et en particulier les dispositifs d'extraction en usage dans les mines. le dispositif conforme à la présente invention sera le plus avantageusement utilisé dans les mines où les cabales en acier sont soumis à une corrosion intensive sous l'effet d'un milieu corrodant. On connaît bien des dispositifs d'extraction pour mines, comportant un câble dont un bout est raccordé à un tambour d'entraînement, tandis que l'autre est attaché à un organe d'exécution qui peut être formé par une cage d'extr.action, une pompe suspendue, une chargeuse pneumatique, etc. le câble de ce dispositif comporte une âme en matériau fibreux autour de laauelle sont rangés des torons. Chacun de ces torons est constitué par des fils torsadés. Pour la protection contre la corrosion, les fils du câble sont recouverts de matière lubrifiante. En enduisant le câble de lubrifiant on n'assure pas sa protection prolongée contre la corrosion, étant donné que les lubrifiants sont rapidement emportés, au cours de 11 exploitation, par les eaux de mine, au bien se détachent des fils sous l'action des forces centrifuges au cours de l'enroulement du câble sur le tambour et lors de son passage sur les poulies de renvoi. Pour la protection des câbles contre la corrosion, les fils sont en outre-recouverts de zinc ou d'un autre métal quelconque, stable à l'effet de corrosion. L'inconvénient de ce mode de protection contre la corrosion réside dans la réduction de la résistance à la rupture au cours de 1'exploitation des cnries ce ce type. De tels revetements ntassurent pas une durée de vie prolongée des cables. I1 existe un autre mode de nrotection des cables contre la corrosion, suivant lequel on interpose dans le toron un ou plusieurs fils an- zinc, aluminium ou autre matorialr créant une certaine protection anti-corrosive. Ce mode ne protection réduit également la résistance à la rupture du cible et n'est pas suffisamment efficace tour ltexploi+ation des câbles dans un milieu à halite activité corrodante. Parfois, les fils des torons sont exécutés en acier inoprdable, ce oui provoque un accroissement considérable du cout du câble et donc de l'ensemble du dispositif d'extraction. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Cette invention est destinée à procurer un dispositif d'extraction pour mines, dans lequel le câble serait protégé contre la corrosion électrochimioue d'une façon fiable. Ce problème est résolu du fait que dans le dispositif d'extraction pour mines mentionné, dans lequel un câble formé de fils et comportant une âme en matière filamenteuse autour de laquelle sont rangés des torons constitués de fils torsadées, est attaché à l'un de ses bouts.à un tambour, et à son autre bout, à l'organe d'exécution se trouvant dans la mine, suivant l'invention ledit dispositif comprend une source d'induction de courants dans le câble, placée à proximité de ce dernier, ainsi aucune diode dont le pôle négatif est connecté au câble mentionné à proximité de son point de fixation sur l'organe d'exécution, tandis que le pôle positif est connecté, par l'intermédiaire d'un conducteur disposé parallèlement au câble, aux pièces métalliques de l'organe d'éxécution, à la suite de quoi le cable se trouve sous l'effet d'l-n potentiel négatif pour sa protection contre la corrosion électrochimique. I1 est avantageux que la longueur du conducteur soit quatre fois inférieure à la longueur d'onde de la source d'induction de courants dans le câble Une telle longueur du conducteur assure au cable un potentiel négatif maximal. I1 est également avantageux de disposer à l'intérieur de l'âme du câble, le long de ce dernier, un fil en matériau conducteur de courant, qui est utilisé pour brancher le câble sur la borne négative de la diode. La disposition du fil à l'intérieur de l'âme permet de protéger contre la corrosion électrochim ue les surfaces des torons du câble qui adhèrent à l'me, étant donne que ces surfaces se trouvent dans des conditions corrosives défavorables comparativement aux surfaces extérieures des torons. Il est avantageux d'enfermer l'ame du câble dans un tube formé par un fil disposé en hélice. La présence du tube permet de protéger l'âme du câble contre son écrasement par les torons. Il est avantageux, au point de mle de la technologie, d'imprégner l'ame d'une composition électroconductrice. Une telle imprégnation amliore la. qualité de la protection des fils des torons du cible contre la corrosion électrochimique. On a déterminé d'une façon exnérimentale que la résistance interne de la diode doit être choisie, de préférence, d'une valeur identique à l'impndance d'onde du circuit câble-mine. le montage de la diode avec une telle résistance assure l'obtention d'un potentiel négatif identique au cible à des niveaux diffdrents de disposition de 11 organe d'exécution dans la mine. le dispositif d'extraction peur mines exdcuté conformément à la présente invention dispose d'une durée de vie prolongée, étant donné que son cabale est efficacement protégé contre la corrosion électrochimique. Une telle protection du câble contre la corrosion électrochimique est en outre peu coûteuse et ne nécessite que des frais minimes pendant l'exploitation du dispositif d'extraction. Ci-dessous est donnée la description détaillée d'un exemple de réalisation concret mais non limitatif de là présente invention, avec références aux dessinsannexés, qui représentent : - la figure t, une vue schématique du dispositif d'extraction pour mines conforme à la présente invention ; - sa ligure 2, la section transversale du câble - la figure 3, le bout du câble raccordé au mécanisme d'exécution et son branchement sur la diode ; - la fiacre , la section transversale du cablo avec un ressort hélicoïdal autour de son âme. le dispositif d'extracti.on nour mine t (figure i) comporte un tambour d'entraînement ? (figure 15 auquel est attaché le bout du câble 3, l'autre bout de ce rible étant raccordé à l'organe d'exécution 4. L'organe d'exécution peut être constitué par une cage d'extraction, une pompe suspendue, des chargeuses pneumatiques, etc. lie cabale contourne la poulie 5 fixée sur le chevalem.ent 6. Pour la protection du câble 3 contre la corrosion électrochimique, on a prévu sur le chevalement 6, à proximité du brin vertical du câble 3, une source 7 pour l'induction de courants dans le cable 3. Comme source de courant on fait appel à un générateur haute fréquence dont la fréquence d'oscillation est invariable. Cette source de courant 7 est montée sur le chevalement 6 à un emplacement où elle ne s'oppose pas à la translation de l'organe d'exécution 4 au cours d la réalisation des opérations de descente et de remontée. la conversion du courant alternatif induit dans le câble 3 en courant continu est assurée par la diode 8. le pôle négatif de la diode 8 est connecté au câble 3, et le pôle positif, par l'intermédiaire du conducteur 9 disposé parallèlement au câble 3, aux pièces métalliques de 11 organe d'exécution 8. La longueur du conducteur 9 est quatre fois inférieure à la longueur des ondes engendres par la source de courant alternatif 7. le câble 3 comporte des torons 10 (figure 2) constitués chacun par des fils torsadés 11. Ces torons sont disposés autour de l'âme 12 en matériau filamenteux, par exemple en chanvre, en manille, en sisal. Â l'intérieur de l'âme 12 est disposé le fil 13 en matériau conducteur de courant, prévu pour le branchement du câble 3 sur la borne négative de la diode 8, comme représenté sur la figure 3. le fil 13 est exécuté en zinc, aluminium ou un autre matériau conducteur quelconque convenant à cet effet. la disposition du fil 13 à l'intérieur de l'ame 12 assure le transfert du processus anodique, qui est à l'origine de la destruction des fils 7t, du point de contact des fils 7f avec l'ame 12 au point de contact de l' me 12 avec le fil 13, où le processus anodique n'affecte pas la résistance, la fiabilité et la longévité du câble 31 Pour la protection de l'ame 12 contre l'écrasement par les torons tO, il est préférable de ltenfermer dans un tube souple 14 (figure 4) constitué par un fil disposé en hélice. lie tube souple 14 dispose des propriétés d'un ressort et a la possibilité de se tendre ou de se comprimer suivant une direction correspondant à celle du câble, et d'encaisser la pression des torons 10. Pour améliorer l'efficacité de la protection du cible 3 contre la corrosion électrochimique, l'âme t2 est imprégné d'une substance conductrice de courant et disposant des propriétés d'un électrolyte. Une telle imprégnation favorise le phFnomène de transfert du processus anodique nuisible aux fils Il au point de contact entre l'âme 12 et le fil 13. Afin de conserver sur le cible 3 une valeur constante du potentiel négatif indépendamment de la profondeur à laquelle se trouve 1' organe d'exécution A dans la mine, la résistance-interne de la diode 8 est choisie d'une valeur égale à l'impédance d'onde du circuit "câble-mine". le dispositif d'extraction pour mines fonctionne de la façon suivante. lors du branchement de la source de courant alternatif 7 sur le secteur électrique, dans le cible 3 sont induits des courants haute fréquence engendrés par la source 7. Ces mêmes courants haute fréquence sont induits dans le conducteur 9 grâce à la présence d'un couplage capacitif entre le conducteur 9 et le crible 3. 'lies courants alternatifs induits dans le conducteur 9 sont convertis par la diode 8 en courant continu engendrant un potentiel négatif au câble 3. Ce potentiel négatif protège la surface extérieure des fils Il des torons 10 contre la corrosion électrochimique. La zone du câble 3 située, pat rapport à l'organe d'exécution 4, a une distance égale au quart de la longueur d'onde de la source de courant alternatif 7, grâce à l'effet du quart d'onde, connu d'après la théorie de la liaison filaire et la théorie des antennes, ltimpédanee d'onde du circuit "cfible-mine" sera maximale. C'est pourquoi le conducteur 9, dont la longueur est quatre fois inférieure à la longueur d'onde de la source de courant alternatif 7, sera pratiquement isolé du câble 3. Dans le cas d'utilisation d'un câble 3 avec un fil 13, les courants alternatifs induits dans le conducteur 9 sont redressi par la diode 8, qui alimente ainsi en courant continu le fil 13 sur lequel se forme alors un potentiel négatif. Ce potentiel négatif engendre une séparation zonale du processus anodique de destruction du métal des fils 11, et du processus cathodique de corrosion électrochimique. lie processus anodique de destruction du métal est alors transféré sur le fil 13, tandis que le processus cathodique rétablissant le métal des fils 71 est déplacé au point de contact des fils Il avec l'âme 12, en protégeant ainsi les fils il contre-la corrosion électrochimique. Grace à l'imprégnation de l' me 12 avec des substances conductrices de courant, le mouvement des ions négatifs ét positifs à l'intérieur de cette dernière est facilité, c'est-à-dire-qu'on améliore de cette façon l'efficacité de la protection du cible 3 contre la corrosion électrochimique. Etant donne que l'âme 72 est protégée contre l'écrasement par les torons 10 à l'aide du tube souple 14, les substances conductrices de courant ainsi que les lubrifiants et les matières anticorrosives de consistance voulue se conservent dans ladite âme pendant un temps prolongé et ne s'en entre enitre entre la résistance interne de la diode et l'impédance d'onde du circuit "cable-mine" assure la constance du potentiel négatif de protection sur le câble quelle que soit la profondeur à laquelle se trouve l'organe d'exécution 4 dans la mine i au cours de la réalisation des opérations de manutention. Pour le reste, le dispositif d'extraction fonctionne comme les dispositifs ordinaires. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi. que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendieations-qui suivent. REVEWLTCAT IONS 1. Dispositif d'extraction pour mines, du type comprenant un câble constitué par des fils et comportant une âme en mtériau filamenteux autour de laquelle sont disposés des torons de fils torsadés, 'une des extrémités dudit câble étant attachée à un tambour, et son autre extrémité, à. un organe d'exécution se trouvant dans la mine, caractérise en ce qu'il comprend une source d'induction de courants dans le câble, située à proximité de ce dernier, ainsi qu'une diode dont le pôle négatif est connectr'- audit câble à proximité de l'endroit où celui-ci est attaché à l'o*ie d'exécution, tandis que le pôle positif de ladite diode est connecté, par l'intermédiaire d'un conducteur disposé rarallèlement au câble, aux nièces métalliques de l'organe d'exécution, ce qui a pour effet de conférer au câble un potentiel négatif assurant a protection contre la corrosion électrochimique. 9. Dispositif d'extraction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur dudit conducteur est de quatre fois inférieure à la longueur d'onde de la source d'induction de courants dans le câble 3. Dispositif d'extraction suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de l'âme du câble, le long de ce dernier, est disposé un fil en matériau condueteur de courant, prévu pour connecter le câble au pEle négatif de la diode. 4. Dispositif d'extraction suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'âme du câble est renfermé dans un tube formez par un fil disposé en hélice. 5. Dispositif d'extraction suivant l'une des revendications 1, ?, 3 et 4, caractérisé en ce que l'âme du câble est imprégnée d'une composition conductrice de courant. 6. Dispositif d'extraction suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4 et 5,-caractérisé en ce que la résistance interne de la diode est choisie d'une valeur égale à l'impédance d'onde du circuit "eRble-mine".