Brevet FR2370828A1 — publié le 19780609

La présente invention concerne une machine excavatrice dont la tête est constituée par un bac de récupération qui est surmonté par un carter de forme semi-circulaire dans lequel tourne l'outil de travails également de forme semi-circulaire et de dimensions légèrement inférieures à celles du carter. Les engins d'excavation continue utilisés dans les travaux publics et dans les mines servent soit à l'extraction directe des matériaux en place, par exemple dans les carrières, les sablières, les mines de phosphates ou de lignites et analogues, soit à la reprise de matériaux préalablement stockés, par exemple des minerais, des combustibles solides et produits analogues. Ltexcavation continue présente les avantages d'un rendement élevé et d'un faible prix de revient au mètre cube. Les engins d'excavation connus à ce jour comportent, soit une roue dont la périphérie est équipée d'un certain nombre de pelles, (excavateur à roue pelle), soit un convoyeur sans fin portant de multiples godets (excavateur à channes et godets multiples). Ces engins sont généralement des machines importantes pouvant atteindre des dimensions considérables et ils sont destinés à travailler dans des terrains meubles et homogènes comme, par exemple, des terrains consti-tuespar du sable, de l'argile, du gravier des minerais et analogues ou dans les stocks de ces matériaux et tout autre produit.Lorsqu'il s'agit dtenlever des matériaux par couches successives on préfère les engins à roue pelle mais les excavatéurs a' channes et à godets multiples sont également utilisés fréqueimnent. Etant donné le grand débit de ces engins lsévacuation des matériaux enlevés doit être assurée par des dispositifs de transport d'un rendement également élevé, par exemple par des convoyeurs à bande sans fin. 1)ans les excavateurs à roue pelle où la roue ou le tambour tournant autour d'un axe horizontal ne sert que de support à un certain nombre de pelles ou godets le matériau prélevé est évacué vers l'arrière ou sur le c8té sous l'influence de la force centrifuge,ee qui exclut l'enlèvement de produits présentant un fort coefficient d'adhérence. L'inconveient des excavateurs à chaînes et godets multiples réside dans leur manque de mobilité De plus ces deux procédés d'excavation ont des rendements limités en raison de leur faible vitesse de rotation. La présente invention a pour objet de créer une machine excavatrice qui permet l'excavation continue de tous matériaux même ceux d'un fort coefficient d'adhérence, tout en présentant une grande mobilité, ainsi qu'un meilleur rendement du fait de sa grande vitesse de rotation. Ce nouvel excavateur suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une tête de travail qui est constituée par un bac de ré cupérati on portant un carter de forme semi cylindrique, ouvert vers le front de taille et dans lenuel tourne,. autour d'un axe vertical et fixe un outil d'excavation ou rotor également de forme semi-cylindrique fermé sur son pourtour arriere, mais à face avant ouverte, et dont les dimensions sont légerement inférieures à celles du carter, une plaque d'arrêt verticale et fixe montée sur l'axe vertical étant prévue à l'intérieur du rotor pour retenir le matériau enlevé et l'obliger à tomber ensuite dans le bac de récupération par une ouverture de communicatlon prévue dans le fond du carter et dans la face supérieure du bac. Diverses autres caraetéristiaues de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés- La fixe 1 est une vue en perspective de la tête de trn- vail de l'excavateur suivant l'invention. Les fic 2 à 5 montrent, en plan, les différentes phases de travail de la tête de l'excavateur. ta tête de travail de l'excavateur suivant l'invention est constituée par un bac de récupération a de forme parallélipédique qui porte un carter 2 de forme semi-cylindrique et ouvert vers le front de taille 3 L'outil d'excavation ou roter 4, également de forme semi-cylindrirlue, fermé sur son pourtour 4a, à face avant 4b ouverte et présentant des dimensions légèrement inférieures à celles du carter 2, est monté, de façon à pouvoir tourner autour d'nn axe vertical et fixe 5s dans le carter 2.L'excavateur 4 peut entre réalisé en acier ou toute autre matière; ainsi, lorsqu'il s'agit de prélever des produits inflammables,il peut8tre préférable d'utiliser de l'aluminium, du bronze, du laiton ou des matières plastiques synthétiques.Une plaque d'arrêt 6, dont la longueur correspond sensiblement au rayon intérieur du rotor 4 et dont la hauteur est légèrement inférieure à la hauteur intérieure de ce même rotor, est fixée par l'une de ses extrémités à l'axe 50 Le fond du carter 2 et la face supérieure du bac de récupération 1 sont découpés pour former une ouverture ou canal de communication ?. De plis, il est prévu, dans le bac I des moyens d'évacuation tels que tapis roulants ou autres. Le fonctionnement de l'excavateur suivant l'invention est le suivant: lorsque la tête de travail se trouve en face du front de taille 3, le rotor 4 est entrainé au moyen d'un procédé classique, par exemple un moteur électrique, un moteur à combustion interne, un moteur hydraulique ou pneumatique. Le mouvement de rotation est transmis au rotor 4 par un mode de transmission quelconque, par exemple des courroies. Dans la première phase, représent-ée à la fig.2, le rotor 4 vide sort du carter 2 et attaque le front de taille 3. Lorsqu'il poursuit sa rotation (fig.3) le matériau est prélevé et transporté à l'intérieur du carter2 par le rotor (fig.4).Ce matériau vient alors buter sur la plaque d'arrêt 6 nui 7 lors de la demirévolution suivante du rotor, retient le matériau de sorte çue ce dernier tombe par gravité à travers l'ouverture ou canal 7 dans le bac de récupération 5 d'oui il est ensuite évacuez par tout moyen approprié (fig.5). La quantité de produit traitée est proportionnelle à la dimension du rotor, à sa vitesse de rotation et à la vitesse d'avancement de la tête d'excavation dans le produit. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre' Lorsque l'adhérence naturelle du produit à traiter n'est, par exemple, pas assez grande et qu'il risque de s'ochap- per du rotor par l'arriere celui-ci peut alors être équipé d'un volet mobile de fermeture oui retient le produit pendant la semi-révolution effectuée par le rotor dans le carter et s'efface lors de son passage devant la plaque d'arrebt. La taste de travail peut également comporter un pis-ton qui, placé devant la plaque d'arrtt, accélère l'évacuation du produit lorsqu'il s'agit de traiter un produit très visqueux ou d'aug- menter la vitesse dévacuation En vue de faciliter l'évacua- tion, il est également possible de diminuer la viscosité de certains produits par un apport calorifique, par exemple sous forme de vapeur d'eau sous pression projetee par des buses fixées sur le carter 2, sur l'axe 5 ou su-r la placide d'arrêt 6. Dans d'autres cas, un effet contraire peut être obtenu par projection d'agents réfrigérants. il est en outre possible de prévoir des formes diXfé- rentes pour le rotor et le carter et de placer l'ouverture d'é- vacation latéralement de sorte aue le produit soit évacué par la force centrifuge obtenue du fait de la vitesse de rotation du rotor. L'appareil permet un résultat équivalent aux roues pelles, c'est-à-dire une prise de matériaux de façon continue: sur un front de taille dans le cas d'exploitation de matières premières; dans un stock constitué de matières premières ou d'autres produits en vrac; dans des produits stockés dans des installations prévue spécialement à cet effet pour leur conservation ou leur transport; dans un stock représentant le résidu d'une activité de stockage (hydrocarbaies par exemple) ou le résultat d'une activité industrielle (cas des résidus d'pffinage des eaux usés). REVEND IGAT IONS 1 - Machine excavatrice caractérisée en ce qu'elle com porte une tête de travail qui est constituée par un bac de récupération 1 portant un carter 2 de forme semi-cylindrique, ouvert vers le front de taille 3 et dans lequel tourne, autour d'un axe vertical et fixe 5, un outil d'excavation ou rotor 4 également de forme semi-cylindrique fermé sur son pourtour arrière mais à face avant ouverte et dont les dimensions sont légèrement inférieures à celles du carter 2 une plaque d'arrêt verticale et fixe 6 étant prévue à l'intérieur du rotor 4 pour retenir puis évacuer le matériau enlevé qui tombe ensuite dans le bac de récupération I- par une ouverture de communication 7 prévue dans le fond du carter et dans la face supérieure du bac. 2 - Machine suivant la revendication 1, carachérisée en ce que le rotor 4 semi-cylindrique est fermé sur son pourtour arrière 4a, empsschant ainsi le produit transporté de s'échapper vers l'arrière. 3 > Machine suivant l'une des revendications 5 et 2, caractérisée en ce que l'action de la plaque d'arrêt 6 est renforcée par un piston accélérant l'évacuation du produit traitée 4 - Eachine suivant l'une des revendications 9 à 3, caractérisée en ce qu'on diminue la viscosité de certains produits transportés par un apport calorifique afin de faciliter leur évacuation, cet apport calorifique pouvant entre réalisé par de la vapeur d'eau sous pression projetée par des buses fixées sur le carter 2, lbexe fixe 5 et sur la plaque d'arrêt 6- 5 - Machine suivant l'une des revendications 4 à 4, caractérisée en ce qu'on augmente la viscosité de certains produits par projection d'agents réfrigérants en vue d'éviter un échappement inopportun hors du rotor, du produit traitn- 6 - machine suivant l'une des revendications I à 5, caractérisée en ce que l'ouverture d'évacuation est prévue laté- ralement sur le carter 2 de sorte que le produit transporté est évacué par la force centrifuges