Brevet FR2387175A1 — publié le 19781110

La présente invention, due aux travaux de Messieurs Francis PRANGERE de la Société Anonyme dite : SOCIETE D'ETUDES INDUSTRIELLES DE VILLEJUIF et de Guy GOBERT, Maurice DALLE, Harry BERUJARD de 1'INSTITUT MAX VON LAUE - PAUL LANGEVIN, conçerne d'une matière générale, un dispositif d'aéroglisseur à jupe gonflable et, plus perticulièrement, un dispositif de manutentidn sur coussin de fluide, du type comportant : Une structure rigide destinée à recevoir une charge à transporter et au moins un aéroglisseur comprenant : un joint de confinement annulaire gonflable prenant appui sur ladite structure, des moyens pour délimiter de façon étanche un espace de confinement ouvert vers le bas, ces moyens comprenant le joint gonflable, et des moyens pour injecter du fluide sous pression à pression réglable dans l'espace de confinement. Dans un dispositif connu de ce type, le joint de confinement est gonflé à la même pression que l'espace de confinement. I1 en résulte que le mode de fonctionnement d'un tel dispositif est du type par tout ou rien, le décollage au-dessus du sol de ce dispositif ayant lieu brusquement pour une pression d'alimentation donnée, et la hauteur de cette élévation est de plusieurs centimètres. Il en résulte que ce dispositif connu nécessite une consommation de fluide sous pression relativement élevée. L'invention remédiè à cet inconvénient et a notamment pour but de réaliser un dispositif à coussin de fluide à fonctionnement progressif Ce but est atteint- conformément à l'invention du fait que le joint est associé à des moyens d'alimentation en fluide comprimé permettant son gonflage à une pression réglable indépendamment de celle du fluide injecté par les moyens d'injection dans l'espace de confinement. Avantageusement, l'espace de confinement comprend une chambre de confinement ouverte vers le bas, dans laquelle débouchent directement les moyens d'injection, cette chambre étant séparée du reste de l'espace de confinement par une membrane reliant de façon continue l'embouchure desdites moyens d'injection à a partie inférieure du joint gonflable sur toute la périphérie de ce dernier, des moyens de communication étant ménagés entre ladite chambre et le reste de l'espace de confinement, la chambre de confinement présentant une forme s'amincissant depuis l'endroit où débouchent les moyens d'injection jusqu'à la périphérie de ladite chambre. Avantageusement, la membrane est souple et elle est tendue lorsque l'aéroglisseur est en service. Avantageusement, l'espace de confinement est délimité vers le haut par une deuxième -ménrbrane souple reliant de façon étanche l'embouchure des moyens d'injection à la partie supérieure du joint gonflable. Avantageusement, les moyens d'injection comprennent un injecteur monté mobile verticaiement sur la structure et auquel sont fixées les première et deuxième membranes, des moyens de butée étant prévus pour arrenter ledit injecteur en position haute. Avantageusement, la première membrane est percée. Avantageusement, le joint gonflable s'appuie à sa périphérie sur une jupe de la structure frigide. Avantageusement, le dispositif comporte en outre plusieurs aéroglisseurs du type à paroi rigide montés sur la structure et répartis autour de.l'aéroglisseur à joint gonflable. Avantageusement, chaque aéroglisseur à paroi rigide est monté sur la structure par l'intermédiaire d'un bras déformable de suspension. Ainsi, le dispositif à jupe selon l'invention est constitué de deux parties élastiques étanches recevant chacune le fluide compressible à pression réglable indépendamment de celle de l'autre partie. L'une des parties fait office de joint gonflable, l'autre partie fait office de vérin déformable et sert également de réservoir pour ltécoulement fluide constituant le film gazeux sustentateur. Chacune de ces fonctions ainsi obtenuesrésulte d'une liaison mécanique avec séparation étanche de ces deux parties du système à jupe. Les enveloppes de ces parties sont avantageusement en matériau plastique ou en caoutchouc. L'enveloppe du joint peut être-incluse dans l'enveloppe du vérin. Les deux parois de l'enveloppe du vérin szont reliées entre elles par l'injecteur de gaz comprimé L'ensemble des enveloppes est avantageusement maintenu dans une structure indéformable sur laquelle s'appuie la charge (non représentée}. . Après mise en pression des enveloppes, mise à l'état tendu de la paroi de subdivision et levee de la charge de quelques dixièmes de millimètres, l'ensemble peut glisser librement sur le sol mais est verticalement instable.Aussi à la structure de résistance, des aéroglisseurs du type aérostatique sont adjoints par l'intermédiaire d'un système élastique chargé de supprimer les effets hyperstatiques-du montage et de-compenser les diffé-rences de levée. Les aéroglisseurs de stabilité peuvent aussi être des aéroglisseurs de puissance et,dans ce cas, le système à jupe n'est pas indispensable, leur fonctionnement résulte de l'injection de gaz par des buses et.des alvéoles, cette injection a lieu à pression industrielle, l'écoulement gazeux qui s'effectue entre le sol et la paroi indéformable de ces aéroglisseurs assure l'éta- blissement du film sustentateur avec une hauteur de levée de quelques centièmes de millimètres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupé verticale suivant le plan I-I de la figure 2, à travers un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 2 est une vue de des-sous du dispositif de la figure 1. Le dispositif représenté comprend une plate-forme rigide de forme circulaire 1 destinée à recevoir la charge à transporter et un aéroglisseur 2 du--type à joint de confinement gonflable, placé. sous la plate-forme 1. Cet aéroglisseur 2 est réalisé de la manière suivanté une jupe cylindrique rigide d'axe vertical 3 fait saillie vers le bas à partir de la face inférieure la de la plate-forme 1. Un joint de confinement gonflable 4 de forme torique s'appuie intérieurement contre cette jupe 3 ét sur ladite face inférieure la. L'intérieur du joint 4 est relié par l'intermédiaire d'une- conduite 5 s'adaptant sur un raccord 6-dudit joint, à une source d'air comprimé 7. La plate-forme 1 est percée d'un trou central 8 coaxial à la jupe 3, et qui est traversé avec faible jeu par un injecteur tubulaire rigide 9 présentant un collet 10 à son extrémité infé rieur. A son extrémité supérieure, le tube d'injecteur 9 est raccordé à une extrémité d'une conduite 11 dont 1'autre extrémité est reliée à une source d'air comprimé 12. Le collet 10 est relié de façon continue, d'une part, au sommet du tore 4 par une membrane annulaire dite supérieure 13 et, d'autre part, à la base du tore 4, par une deuxième membrane annulaire dite inférieure 14. Alors que la membrane supérieure 13 établit une liaison étanche entre le collet 10 et le tore 4 et délimite par conséquent vers le haut, de façon étanche, un espace de confinement de 1'aérQglisseur, la membrane inférieure 14 est percée de trous 14a mettant en communication l'espace 15 compris entre les membranes 13 et 14 avec la chambre de confinement proprement dite 16 où débouche directement l'injecteur 9 par l'orifice 9a. La pression, dans le joint 4 est réglée par un détendeur réglable 17 interposé sur la conduite 5. La pression dans l'espace de confinement 15,16 est réglée au moyen d'un autre détendeur réglable 18 interposé sur la conduite 11. Il est ainsi possible de régler à des valeurs différentes les pressions régnant respectivement dans le joint 4 et dans l'espace de confinement 15r16;; I Les membranes 13 et 14, qui peuvent être réalisées en caoutchouc, se rejoignent au niveau du collet 10 pour former un bord commun 19 enserré dans le collet 10 r ces-membranes 13, 14 sont conformées et agencées de telle sorte qu'en l'absence de surpression dans l'espace 15,16, le joint 4 étant gonflé, l'injec teur 9 prend la position de repos représentée sur la moitié gauche de la figure 1, position pour laquelle le bord 19, fixé à l'injec- teur des membranes 13 et 14, est sensiblement situé à mi-distance entre le sol 20 et la face inférieure la de la plate-forme 1, les membranes 13 et 14 pouvant être légèrement tendues.Lorsqu'une pression pneumatique suffisante est appliquée au moyen de l'injecteur 9 dans l'espace de confinement 15, 16, l'injecteur 9 est mis en position haute pour laquelle le collet 10 entre en butée contre la plate-forme 1, comme cela est représenté sur la moitié droite de la figure 1. La membrane inférieure 14 est alors tendue et revêt une forme tronconique très évasée vers le bas, forme qui est indépendante de la valeur de la pression régnant dans la chambre de confinement 16.La membrane inférieure 14 donne ainsi à la chambre de confinement 16 une forme sensiblement tronconique évasée vers le bas dont l'angle au sommet est choisi suffisamment grand pour permettre un.fonctionnement progressif de l'aéroglisseur, c'est-à-dire une augmentation continue et progressive de la hauteur de levée "a2' de l'ensemble du dispositif pour des valeurs croissantes de la pression d'air injecté dans l'espace de confinement 15,16 (voir moitié droite de la figure l). Cet angle au sommet est typiquement choisi à une valeùr supérieure à 450 Bien entendu, la hauteur de levée - ou hauteur de fuite - "a" est due à l'échappement d'un film fluide à l'endroit des bords de fuites constitués par l'extrémité ingérieure-du tore 4. La plate-forme 1 pourrait étre équipée d'un nombre au moins égal à trois, d'aréoglisseurs tels que 2 de manière à constituer un dispositif à coussin d'air ayant une bonne stabilité. Dans l'exemple représenté,.la plate-forme 1 ne comporte qu'un seul aéroglisseur à joint de confinement gonflable 2. L'instabilité de ce. système à un seul coussin d'air est compensée par la disposition de trois aéroglisseurs du type à parois rigides 21 montés chacun à l'extrémité libre d'une barre déformable de suspension(de flexion ou de torsion) 22 fixée à son autre extrémité sur la plate-forme I ; les barres 22 sont disposées à 1200 l'une de l'autre autour de l'aéroglisseur 2 de ladite plate-forme 1, et les aéroglisseurs 21 sont placés de manière à déterminer un triangleéquilatéraldont le centre coincide avec l'axe central de l'aéroglisseur 2 (figure 2). Les aéroglisseurs 21 comportent chacun n chambres(l 4 ndg9)dedistribution 23 alimentées en air comprimé à partir d'une source 24 par l'intermédiaire d'une conduite 25 sur laquelle est prévu un détendeur de réglage 26. Chaque aéroglisseur 21 est monté sur le bras 22 correspondant par l'intermédiaire d'une articulation à rotule 27 (figure 1) Ainsi, grâce à la possibilité de régler à des valeurs différentes les pressions P1 et P2 régnant, respectivement, dans le joint 4 et dans l'espace de confinement 15,16 et grace à la forme s'amincissant régulièrement du centre à la périphérie, de la chambre de confinement 16 de l'aéroglisseur 2, il est possible d'obtenir des hauteurs de levée "a" très faibles et donc une consommation de gaz comprimé réduite au minimum, en réglant ces pressions P1 et P2 à des valeurs convenables, pour une charge de. valeur donnée. A titre d'exemple; on donne ci-dessous des valeurs typiques de ces deux pressions et dela hauteur de levée "a" obtenue pour deux valeurs distinctes de la charge l P1 2 charge 1,a1, P1 2 1,7 bars 2 bars 2 100 kg 0,4 mm . fi 1,3 ' 1,3 bars 1,5 bars 1 500 kg 0,3 mm La présente invention trouve notamment application dans le transport avec précision de charges lourdes et, plus particulibrement, dans les dispositifs adaptés aux protections contre les rayonnements associés aux appareillages de physique. Ainsi, le dispositif à jupe selon l'invention est constitué de deux parties élastiques étanches recevant chacune le fluide compressible à pression réglable indépendamment de celle. de l'autre partie. L'une des parties 4fait office de Joint gonflable. L'autre partie(l5 et 16) fait office de vérin défor mabre et sert également de réservoir pour l'écoulement fluide constituant le film gazeux sustentateur. Chacune de ces fonctions ainsi obtenues résulte d'une liaison mécanique avec séparation étanche de ces deux parties du système à jupe. Les enveloppes 4a, 13, 14 de ces pa-rties sont avantageusement en matériau plastique ou en caoutchouc. L'enveloppe 4a du joint 4 peut être incluse dans l'enveloppe 13,14 du vérin. Les deux parois 13,14 de l'enveloppe du vérin sont reliées entre elles en 19 par l'injecteur de gaz comprimé 9,10. L'ensemble des enveloppes 4a, 13, 14 est avantageusement maintenu dans une structure indéformable 1,3 sur laquelle s'appuie la charge (non représentée). Après mise en pression des enveloppes 4a et 13, mise à l'état tendu de la paroi de subdivision 14 et levée de la charge de quelques dixièmes de millimètres, l'ensemble peut glisser librement sur le sol 20 mais est verticalement instable. Aussi à la structure de résistance,des aéroglisseurs du type aérostatique 21 sont adjoints par l'intermédiaire d'un système élas- tique (22) chargé de supprimer les effets hyperstatiques du montage et de compenser les différences de levée. Les aéroglisseurs de stabilité 21 peuvent aussi être des aéroglisseurs de puissance et, dans ce cas, le système à jupe 2 n1est pas indispensable, leur fonctionnement.résulte de l'injection de gaz par des busçs et des alvéoles 23, cette injection a lieu à pression industrielle, l'écoulement gazeux qui s'effectue entre le sol et la paroi indéformable de ces aéroglisseurs 21 assure l'établissement du film sustentateur avec une hauteur de levée 11a de quelques centièmes de millimètres. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de manutention sur coussin de fluide, du type comportant : uSewstructure rigide destinée à recevoir une charge à transporter, et au moins un aéroglisseur comprenant un joint de confinement annulaire gonflable prenant appui sur ladite structure, des moyens pour délimiter de façon étanche un espace de confinement ouvert vers le bas, ces moyens comprenant le joint gonflable, et des moyens pour injecter du fluide sous pression à pression réglable dans l'espace de confinement, caractérise en ce que le joint est associé à des moyens d'alimentation en fluide comprimé permettant son gonflage à une pression réglable indépendamment de celle du fluide injecté par les moyens d'injection dans ltespace de confinement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace de confinement comprend une chambre de confinement ouverte vers le bas, dans laquelle débouchent directement les moyens d'injection, cette chambre étant séparée du reste de l'espace de confinement par une membrane reliant de façon continue l'embouchure desdits moyens d'injection à la partie inférieure du joint gonflable sur toute la périphérie de ce dernier, des moyens de communication étant ménagés entre ladite chambre et le reste de ltespace de confinement, la chambre de-confinement présentant une forme s'amincissant depuis l'endroit où débouchent les moyens d'injection jusqu'à la périphérie de ladite chambre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la membrane est souple et elle est tendue lorsque l'aéroglisseur est en service. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'espace de confinement est délimité vers le haut par une deuxième membrane souple reliant, de façon étanche, l'em- bouchure des moyens d'injection à la partie supérieure du joint -gonflable. 5. Dispositif selon l'une des.revendications 1 à 4, carac térisé en ce que les moyens d'injection comprennent un injecteur monté mobile verticalement sur la structure et auquel sont fixées les première et deuxième membranes1 des moyens de butée étant prévus pour arrêter ledit injecteur en position haute. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la première membrane est percée. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le joint gonflable s'appuie à sa périphérie sur une jupe de la structure rigide. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre plusieurs aéroglisseurs du tylne à paroi rigide montés sur la structure et répartis autour de l'aéroglisseur à joint gonflable. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque aéroglisseur à paroi rigide est monté sur la structure par l'intermédiaire d'un bras déformable de suspension.