Brevet FR2512102A1 — publié le 19830304

Cylindre de coupe comprenant un dispositif de pulvéri- sation. L'invention concerne un cylindre de coupe comprenant un dispositif de pulvérisation, en particulier pour engins d'abattage et d'avancement et analogues, comprenant des buses montées sur au inoins un support de buses du cylindre de coupe entraîné et une conduite d'amenée d'eau pour alimenter les buses en eau sous pression. Pour le perçage de tunnels, de galeries et analogues, dans de la roche ainsi que dans des galeries en roche ou en couche, d'exploitations minières, on utilise de façon connue des engins dits à découpe partielle qui sont équipés d'un cylindre de coupe entraîné et monté sur un bras de coupe pivotant Pour lutter contre les poussières qui se forment lors de la coupe et éviter l'inflammation du CH 4 des instal- lations qui sont menacées par le grisou, il est nécessaire d'asperger la zone du travail du cylindre de coupe avec de l'eau sous pression On peut alors travailler avec un disposi- tif de pulvérisation interne du cylindre de coupe, ainsi que cela est connu surtout pour les haveuses à cylindre pour abattage souterrain (document DE-OS 28 10 982). Les cylindres de coupe à pulvérisation interne connus sont équipés d'une commande d'eau sous pression grâce à laquelle on est assuré que seules les buses de pulvérisation situées dans la zone du secteur de cylindre qui effectue la coupe sont alimentées-en eau sous pression Mais les cylindres de coupe à pulvérisation interne et travaillant avec des commandes à eau sous pression de ce type ont cependant une constitution relativement compliquée Du fait de l'usure inévitable des surfaces métalliques d'obturation et des fuites déterminées par cette usure, ils sont particulièrement susceptibles de défaillances. L'objet de l'invention est de proposer un dispositif de pulvérisation pour cylindres de coupe qui soit simple par sa construction et fiable, qui ne présente pas de problème particulier d'étanchéification pour l'amenée d'eau sous pression, et qui puisse être utilisé de façon particulièrement avantageuse avec les engins connus à coupe partielle équipés d'un tel bras de coupe pivotant, tels qu'on les utilisa surtout pour des travaux d'abattage et d'avancement. Selon l'invention, le support de buses est monté de façon fixe par rapport au cylindre de coupe tournant et il est muni de plusieurs buses réparties dans le sens de la périphérie du cylindre de coupe ainsi que d'au moins une canalisation d'amenée de l'eau sous pression. Selon cette constitution du dispositif de pulvérisation, le cylindre de coupe est donc équipé au moins d'un support de buses, et en général d'un groupe de supports de buses qui comprennent des buses qui sont réparties en direction périphé- rique du cylindre de coupe et qui sont décalées vers l'arriè- re en direction radiale par rapport aux outils mécaniques de creusement du cylindre de coupe Les supports de buses ne prennent pas part au mouvement tournant du cylindre de coupe, mais ceci n'exclut pas qu'ils puissent être pivotés autour de l'axe du cylindre en vue du réglage du secteur de pulvérisa- tion du cylindre par rapport à ce dernier Comme le support de buses ne tourne pas en fonctionnement avec le cylindre de coupe, on peut éviter une amenée d'eau sous pression compli- quée et pouvant facilement tomber en panne, qui traverse le cylindre, et travailler par contre avec une amenée d'eau sous pression externe De ce fait, le dispositif de pulvérisation a une constitution d'ensemble relativement simple et ne posant pas de problèmes d'étanchéité concernant l'amenée d'eau sous pression. Les buses du ou des supports de buses sont de préférence disposées de manière à projeter l'eau sous pression directe- ment contre les tranchants des ciseaux ou trépans mécaniques, pour refroidir de façon aussi efficace que possible les zones de coupe Avantageusement, le support de buses est en forme de plaque Il est de préférence monté dans un étroite enfonce- ment périphérique en forme de rainure du cylindre de coupe. En général, le cylindre de coupe comprend, comme mentionné, plusieurs supports de buses disposés à une certaine distance les uns des autres en direction de son axe Le cylindre de coupe peut alors comprendre un enfoncement périphérique en forme de rainure pour chaque support de buses en forme de plaque Tous les supports de buses montés sur le cylindre de coupe sont avantageusement reliés mécaniquement les uns aux autres. Pour des raisons de montage et de démontage des supports de buses ceux-ci sont de préférence constitués en plusieurs parties Ils sont avantageusement constitués respectivement par deux segments reliés dans le plan radial de leur sépara- tion Pour graisser les surfaces de glissement métalliques dans les enfoncements en forme de rainures du cylindre de coupe, les supports de buses sont avantageusement munis de canalisations de graissage. Pour être certain que seules les buses qui sont montées sur le secteur du cylindre qui effectue la coupe sont alimen- tées en eau sous pression, indépendamment de la position d'attaque du cylindre de coupe sur le front de taille, il est recommandé de prévoir un dispositif de pivotement au moyen duquel le ou les supports de buses peut ou peuvent être pivotés autour de leur axe, par rapport au cylindre de coupe. Lorsque plusieurs supports de buses sont montés sur le cylin- dre de coupe, les supports de buses individuels sont avanta- ngeusement reliés mécaniquement à une unité de pivotement, un dispositif de pivotement commun étant alors prévu pour faire pivoter les supports de buses Avantageusement, les supports de buses en forme de plaques sont reliés mécaniquement par l'intermédiaire d'un organe en pont ou élément de jonction constitué de préférence sous forme d'un élément de recouvre- ment des segments, le dispositif de pivotement commun coopé- rant avec l'élément de jonction En ce qui concerne le dispo- sitif de pivotement, on peut utiliser un simple entraînement par un vérin, ou un entraînement de pivotement mécanique, et en particulier un entraînement à moyen de traction ou à timonerie ou analogue On peut alors réaliser l'ensemble de manière que le pivotement du ou des supports de buses s'effec- tue automatiquement en fonction de la mesure de la modifica- tion de la position d'attaque du cylindre de coupe, ou du pivotement de la flèche supportant le cylindre de coupe. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation représentés sur les dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 représente la zone de travail à l'avant d'une machine à coupe partielle connue en soi, vue par le côté, le cylindre de coupe étant représenté en coupe avec le disposi- tif de pulvérisation qui lui est associé, la figure 2 représente le cylindre de coupe de la figure 1, avec le dispositif de pulvérisation montré de façon sché- matique et simplifiée sur la périphérie du cylindre, la figure 3 représente de la même façon que la figure 1 un exemple de réalisation modifié, la figure 4 est une vue en coupe à plus grande échelle de la disposition des supports de buses et de leurs buses par rapport au cylindre de coupe, et les ciseaux ou trépans montés sur celui-ci. A la figure 1 est représentée la constitution de base d'un engin connu d'abattage et d'avancement 10, muni d'un train de roulement qui lui est propre, constitué dans le cas présent par des chenilles 11, et d'un bras de coupe 12 monté sur une articulation 13 de la flèche de manière à pouvoir pivoter en hauteur sur un châssis tournant 14 de l'engin, qui peut tourner autour d'un axe vertical par rapport au bâti 15 équipé des chenilles 11 De ce fait, le bras de coupe 12 peut être pivoté dans toutes les directions Sur le bâti 15 de l'engin et au-dessous du bras de coupe 12 est monté un dispo- sitif de chargement 16 au moyen duquel on peut charger et évacuer les déblais provenant de l'abattage. Le bras de coupe 12 comprend à son extrémité libre une tête de coupe qui comporte deux cylindres de coupe 18 pouvant tourner autour d'un axe commun qui tourne perpendiculairement à l'axe du bras de coupe 12 et qui sont entraînés par un -arbre commun 17 (figure 2), seul l'un de ces deux cylindres de coupe étant représenté sur le dessin L'entraînement commun des deux cylindres de coupe peut être disposé à l'in- térieur du bras de coupe 12 qui est en forme de caisson Le cylindre de coupe 18 porte de façon connue des outils de creusement mécaniques tels que des couteaux ou trépans 12102 coniques 19 (figure 4) La ligne circulaire décrite par les pointes des trépans des cylindres de coupe est représentée en en traits mixtes aux figures 1 et 2, alors que les trépans ne sont pas représentés pour des raisons de clarté. Les cylindres de coupe 18 comprennent sur leur périphérie plusieurs enfoncements 21 en forme de rainure 21, disposés à une certaine distance les uns des autres en direction de l'axe du cylindre, au nombre de trois dans l'exemple de réalisation représenté, dont le centre du cercle qu'ils forment coincide avec l'axe du cylindre et qui reçoivent respectivement un étroit support de buses 22 en forme de plaque, qui comprend en direction périphérique du cylindre de coupe des buses 23 décalées les unes par rapport aux autres en direction périphérique du cylindre de coupe et en retrait en direction radiale par rapport à la périphérie 20 du cylin- dre de coupe Les buses 23 sont raccordées dans chaque sup- port 22 à une canalisation d'amenée d'eau sous pression commune 24, se terminant par un raccord externe 25 sur le support de buses. Les supports de buses 22 sont subdivisés dans le plan radial du cylindre De ce fait, ils sont constitués respec- tivement par deux segments 26 et 27, qui entourent le fond cylindrique des enfoncements en forme de rainure 21 par leur surface semi-cylindrique et sont reliés de façon amovible dans le plan de leur séparation par des brides 28 ou analo- gues Les segments 26 portent les buses 23 Ils comprennent à proximité de la canalisation d'amenée d'eau sous pression 24 une canalisation de graissage 29 qui débouche, par des canali- sations radiales 30 et comme on peut le voir particulièrement à la figure 4, dans le fond des enfoncements périphériques en forme de rainures 21 et qui se termine par un raccord externe 31 du segment 26 Le raccord externe 31 est disposé à proxi- mité du raccord externe 25 de l'amenée d'eau sous pression. Grâce aux canalisations de graissage, la graisse peut être amenée par pression de l'extérieur et parvenir dans les enfoncements périphériques en forme de rainures, en vue de graisser les surfaces métalliques du cylindre de coupe et du support de buses qui glissent les unes sur les autres en fonctionnement. Les supports de buses 22 sont reliés mécaniquement par un organe de liaison 32 de manière à former un ensemble pi Votant. L'organe de liaison 32 est cosntitué sous forme d'un segment de recouvrement qui recouvre le cylindre de coupe 18 dans la zone arrière ou supérieure d'un segment. En fonctionnement, le cylindre de coupe entraîné 18 tourne relativement au support de buses 22, dont les buses 23 sont réparties sur le secteur de coupe du cylindre de manière que les jets d'eau sous pression qu'elles envoient, comme représenté à la figure 4, soient dirigés contre les tranchants des trépans mécaniques 19 On obtient ainsi un refroidisse- ment efficace des tranchants et des zones de coupe tout en supprimant simultanément les poussières de façon efficace. Une amenée d'eau sous pression aux buses 23 s'effectue par l'intermédiaire de canalisations 24 du support de buses 22. La figure 4 montre que les supports de buses 22 peuvent être rendus étanches dans les enfoncements périphériques en forme de rainures 21 du cylindre de coupe au moyen de joints élas- tiques 33 qui sont disposés dans des rainures du corps du cylindre. Lorsque le bras de coupe 18 pivote dans l'articulation 13, le secteurs du cylindre de coupe qui attaque le front de taille change Pour adapter la zone d'aspersion au secteur du cylindre de coupe qui est en action, les supports de buses 22 peuvent pivoter, comme mentionné, autour de l'axe du cylin- dre On prévoit dans ce but un mécanisme d'entraînement pivotant commun à tous les supports de buses 22, ce mécanisme pouvant coopérer avec l'élément de jonction 32 Dans l'exem- pie de réalisation de la figure 1, il est prévu en tant que mécanisme d'entraînement un vérin hydraulique 34 prenant appui sur l'articulation 35 montée sur le bras de coupe 12 et dont la tige de piston est fixée à une articulation 36 de l'élément de jonction 32 Le vérin 34 est protégé par un élément de recouvrement 37 qui est raccordé au bras de coupe 12 par l'articulation 35 Lorsque le vérin 34 rentre ou se déploie, les supports de buses 22 peuvent être pivotés autour de l'axe du cylindre de coupe Ce mouvement de pivotement peut s'effectuer automatiquement quand le secteur du cylindre de coupe est en position d'attaque contre la taille, c'est-à- dire en s'adaptant à la position pivotée du bras de coupe 12, ce résultat pouvant être atteint par un accouplement hydrau- lique du dispositif de pivotement 34 avec le dispositif de pivotement hydraulique 38 du bras de coupe 12 La course de rentrée et de sortie du mécanisme de pivotement 34 peut être commandée en fonction de la position pivotée du bras de coupe 12 ou de la course de rentrée et de sortie du mécanisme de pivotement 38 La figure 1 représente en pointillés la posi- tion de l'élément de jonction 32 lorsque le vérin de pivote- ment 34 est à l'état sorti On peut voir que l'élément de jonction 32 recouvre alors le côté supérieur du cylindre de coupe 18 L'élément de jonction 32, quand il est dans cette position, sert de protection pour le personnel qui peut utiliser l'élément de recouvrement 37 du vérin comme plate- forme de travail pour réaliser des travaux accessoires déter- minés, lorsque l'engin est à l'arrêt. La forme de réalisation de la figure 3 se différencie de celle des figures 1, 2 et 4 seulement par le dispositif de pivotement destiné aux supports de buses 22, qui sont reliés mécaniquement dans ce cas également pour constituer un ensem- ble pivotant -Le dispositif de pivotement est constitué ici par un câble de traction 40 ou par un autre moyen de traction qui est raccordé à une extrémité en 41 aux supports de buses ou à l'élément de jonction commun, et par l'intermédiaire de roues 42 à un point fixe (non représenté) pouvant être sur le bâti de l'engin ou sur une superstructure L'ensemble consti- tué par le câble et les roues est agencé pour que lorsque le bras de coupe 12 est pivoté en hauteur, une force de traction soit appliquée au câble 40, sous l'effet de laquelle les supports de buses 22 sont pivotés dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport au cylindre de coupe 18, alors que lorsque le bras de coupe 12 est abaissé, on puisse faire effectuer aux supports de buses un mouvement de pivote- ment en sens contraire sous l'effet de la gravité et le câble étant relâché. Le dispositif de pulvérisation selon l'invention est, comme mentionné, constitué de préférence pour des cylindres de coupe d'engins à coupe partielle que l'on utilise poeur des travaux d'avancement et d'abattage, ou analogues Mais il est également possible d'utiliser le dispositif de pulvérisation selon l'invention avec des engins à cylindre de havage desti- nés à l'exploitation souterraine de charbon ou autres mine- rais Le dispositif de pulvérisation peut être utilisé pour précipiter les poussières et/ou refroidir le dispositif de coupe mécanique ainsi qu'éventuellement pour un abattage hydromécanique, les buses 23 étant constituées dans ce dernier cas par des buses de coupe hydraulique alimentées à très haute pression Le nombre de supports de buses 22 peut varier en fonction de l'utilisation et de la constitution ou des dimensions du cylindre de coupe. REVENDICATIONS 1 Cylindre de coupe comprenant un dispositif de pulvéri- sation, en particulier pour engins d'abattage et d'avancement et analogues, comprenant des buses montées sur au moins un support de buses du cylindre de coupe entraîné et une condui- te d'amenée d'eau pour alimenter les buses en eau sous pres- sion, caractérisé en ce que le support de buses ( 22) est monté de façon fixe par rapport au cylindre de coupe ( 18) tournant et en ce qu'il est muni de plusieurs buses ( 23) raparties dans le sens de la périphérie du cylindre de coupe ainsi que d'au moins une canalisation d'amenée ( 24) de l'eau sous pression. 2 Cylindre de coupe selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le support de buses ( 22) est monté dans un enfoncement périphérique ( 21) en forme de rainure du cylindre de coupe ( 18). 3 Cylindre de coupe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support de buses ( 22) est constitué sous forme d'une plaque. 4 Cylindre de coupe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support de buses ( 22) est consti- tué par deux segments ( 26, 27) reliés dans le plan de sépa- ration radial. Cylindre de coupe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par un dispositif de pivotement ( 34, 40) au moyen duquel le support de buses ( 22) peut être pivoté autour de son axe par rapport au cylindre de coupe ( 18). 6 Cylindre de coupe selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que le support de buses ( 22) est muni d'au moins une canalisation de graissage ( 29) parvenant dans l'enfoncement périphérique ( 21) en forme de rainure. 7 Cylindre de coupe selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs supports de buses ( 22) disposés à une certaine distance les uns des autres en direction de l'axe du cylindre. 8 Cylindre de coupe selon la revendication 7, caractéri- sé en ce que les supports de buses ( 22) sont montés respectivement dans des enfoncements périphériques ( 21) en forme de rainure du cylindre de coupe. 9 Cylindre de coupe selon la revendication 7 ou 8,. caractérisé en ce que les supports de buses ( 22) sont reliés mécaniquement. Cylindre de coupe selon la revendication 9, caracté- risé en ce que les supprots de buses ( 22 > sont reliés de façon à constituer un ensemble pivotant par l'intermédiaire d'un élément de jonction ( 32) constitué sous forme d'un élément de recouvrement des segments, l'ensemble du disposi- tif de pivotement coopérant avec les éléments de jonction. 11 Cylindre de coupe selon la revendication 5 ou 10, caractérisé en ce que le dispositif de pivotement est cons- titué par un vérin ( 34) d'un dispositif de pivotement méca- nique ( 40), en particulier un dispositif à moyen de traction ou à tringlerie, ou analogue, qui fait pivoter automatique- ment le ou les supports de buses ( 22) en fonction de la position d'attaque du cylindre de coupe ( 18) par rapport à la taille.