Brevet FR2514856A1 — publié le 19830422

Accouplement de tuyaux pour câble multiconducteur hydrau- lique ou pneumatique, en particulier pour systèmes de soutène- ment hydrauliques d'exploitations minières. La présente invention concerne un accouplement de tuyaux pour câble multiconducteur hydraulique ou pneumatique, en particulier pour systèmes de soutènement hydrauliques d'exploi- tations minières, comprenant un élément d'accouplement dispo- sé à l'extrémité du tuyau protecteur dans lequel sont contenus les conducteurs et pouvant être accouplé à un contre-élément d'accouplement constitué sous forme d'un distributeur, les raccords à embout qui sont fixés par enfichage aux extrémités des conducteurs étant maintenus dans l'élément d'accouplement et pénétrant dans des alésages de raccordement du contre- élément de raccordement lorsque l'accouplement est fermé. Les conduites à tuyaux multiples dans lesquelles les tuyaux individuels qui sont disposés en faisceau à l'intérieur d'un tuyau de protection supportent à leur extrémité un élément d'accouplement constitué par exemple sous forme d'un écrou-chapeau dans lequel les tuyaux individuels sont fixés sur une plaque de retenue par leurs raccords à embout, sont utilisées de préférence dans les systèmes de soutènement hydrauliques d'exploitations minières souterraines (documents DE-AS 20 66 052, DE-GM 80 02 198, revue "o-p-oelhydraulik und pneumatik", 1980, pages 597/598) Ces câbles hydrauliques multiconducteurs servent par exemple à l'alimentation en fluide sous pression des vérins hydrauliques individuels, et surtout des étançons hydrauliques et des vérins de ripage et de manoeuvre, ainsi que souvent d'autres vérins de travail tels que des vérins de réglage de chapeau, des vérins d'ali- gnement, des vérins de commande et analogues Dans les com- mandes dites de proximité de boucliers de soutènement hydrau- liques marchants et analogues, les câbles multiconducteurs sont raccordés par exemple à des éléments distributeurs qui constituent dans ce cas le contre-élément d'accouplement de l'élément d'accouplement monté à l'extrémité du tuyau de protection Le détachement des accouplements de tuyaux, par exemple en vue d'un échange du câble multiconducteur, conduit nécessairement à l'élimination de la pression dans les vérins de travail qui leur sont raccordés Il en résulte le délesta- ge de la pression appliquée aux étançons, ce qui, on le sait, constitue un danger considérable pour le personnel travaillant dans la taille. L'objet de l'invention est donc de constituer un accouple- ment pour conduites à tuyaux multiples, c'est-à-dire pour des câbles multiconducteurs de type connu, tel que lorsque l'on défait l'accouplement au moins une partie des dispositifs utilisateurs qui lui sont raccordés, et en particulier les vérins hydrauliques quand le câble multiconducteur est utilisé dans des systèmes de soutènement hydrauliques, reste soumiss à la pression Simultanément, l'invention cherche à réaliser d'une façon aussi simple et fiable que possible un dispositif de maintien de la pression qui puisse être mis en oeuvre dans des accouplements de conduites à tuyaux multiples sans dépense supplémentaire excessive. Selon l'invention, ce problème est résolu du fait qu'un clapet de nonretour qui ferme l'alésage de raccordement est monté au moins dans un alésage de raccordement au moins du contre-élément d'accouplement, au moins un dispositif d'ouver- ture de clapet étant prévu dans l'élément d'accouplement et ouvrant automatiquement le clapet de non-retour lors de la fermeture de l'accouplement. Selon l'invention, l'élément d'accouplement qui est monté à l'extrémité du tuyau de protection du câble multiconducteur comprend au moins un dispositif d'ouverture de clapet, qui ouvre automatiquement au moins un clapet de non-retour monté dans le contre-élément d'accouplement lorsque l'on ferme l'accouplement, de manière que la liaison hydraulique qui est établie avec le vérin concerné ou avec le groupe de vérins concerné reste ouverte aussi longtemps que l'accouplement de tuyaux est fermé Lorsqu'on ouvre l'accouplement, le clapet de non-retour est par contre amené automatiquement en posi- tion de fermeture par un ressort et/ou par la pression ré- gnant dans la chambre du vérin qui y est raccordé, ce qui empêche le délestage de la pression du vérin ou du groupe de vérin qui lui est raccordé Dans les systèmes de soutènement hydrauliques, il suffit en général qu'un clapet de non-retour s'ouvrant automatiquement soit monté seulement dans la conduite qui est raccordée à un étançon unique ou à un groupe d'étan- çons, du fait que le délestage de la pression dans les autres vérins de travail qui lui sont raccordés peut être le plus souvent accepté lors de l'ouverture de l'accouplement rapide. Il suffit également dans ce cas qu'une partie seulement des étançons d'une unité de soutènement, tel qu'un bouclier de soutènement, soit maintenue sous l'effet de la pression Le contre-élément d'accouplement constitue en général un élément distributeur, un bloc de raccordement, un adaptateur ou analogue. L'invention peut être mise en oevre de diverses manières. Par exemple on peut monter sur la plaque de retenue de l'élé- ment d'accouplement à laquelle sont fixés les conducteurs individuels au moyen de leurs raccords à embout enfichables un organe d'ouverture, en particulier mécanique et tel qu'une tige axiale, une butée ou analogue, qui lors de la fermeture de l'accouplement amène par butée et directement ou indirec- tement en position d'ouverture le ou les clapets de non- retour du contre-élément d'accouplement Une disposition particulièrement simple et fiable de l'invention consiste à constituer le dispositif d'ouverture de clapet par le raccord à embout lui-même Dans ce cas, on peut utiliser avantageuse- ment un clapet commandé par un poussoir et dont le poussoir est actionné par la venue en butée du raccord à embout qui pénètre dans l'alésage de raccordement. L'élément d'accouplement de l'extrémité du tuyau de protection peut être de constitution connue Il comprend avantageusement à l'intérieur une plaque de retenue sur laquelle sont fixés les raccords à embout qui sont eux-mêmes fixés sur les conducteurs flexibles Selon un mode de réalisa- tion préféré de l'invention, la disposition est alors prévue pour qu'au moins un raccord à embout fasse saillie par rap- port à la plaque de retenue sur une plus grande distance qu'au moins un autre raccord à embout maintenu par cette plaque de retenue Le raccord à embout qui est le plus en saillie forme alors un raccord à embout de butée qui coopère avec le poussoir ou un organe d'ouverture quelconque du clapet de non-retour Le poussoir qui ouvre le clapet de non- retour lorsqu'on ferme l'accouplement est avantageusement monté dans un piston qui est guidé dans un partie élargie de l'alésage de raccordement et qui est muni d'au moins un évidement ou analogue pour établir la liaison pour le fluide sous pression. Le contre-élément d'accouplement est constitué avantageu- sement sous forme d'un distributeur angulaire comprenant des alésages de raccordement coudés destinés aux conducteurs individuels et qui débouchent sur des surfaces de raccorde- ment du distributeur angulaire qui forment un angle l'une par rapport à l'autre Dans ce cas,la branche d'un alésage de raccordement coudé au moins qui sert de prise pour le raccord à embout est prolongé au-delà de la position de changement de direction et jusqu'au côté externe du distributeur angulaire, et le clapet de non-retour qui est constitué de préférence sous forme d'un clapet à cartouche est inséré dans cette branche de l'alésage à partir du côté qui est opposé à la surface de raccordement du raccord à embout De préférence, la liaison de l'élément d'accouplement avec le contre-élément d'accouplement ou avec le distributeur est réalisée au moyen d'un accouplement à vis, ce qui permet d'obtenir des forces suffisamment élevées pour la fermeture de l'accouplement et pour l'ouverture du ou des clapets de non-retour. Sur le dessin est représenté un exemple de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un élément d'accouplement monté à l'extrémité d'un tuyau de protection et comprenant le raccord à embout de butée prévu selon l'in- vention, la figure 2 est une vue en coupe dans la direction de la flèche II de la figure 1, la figure 3 est une vue de la surface de raccordement située du côté sortie du contre-élément d'accouplement de l'accouplement de tuyaux représenté, constitué sous forme d'un distributeur angulaire, la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, la figure 5 est une vue en coupe de l'accouplement de tuyaux fermé, l'élément angulaire étant simplement représenté en coupe partielle. L'accouplement de tuyaux représenté consiste en l'élément d'accouplement 11 représenté aux figures 1 et 2 et disposé à l'extrémité d'un tuyau de protection flexible 10, et en un contre-élément d'accouplement 12 représenté aux figures 3 et 4, constitué sous forme d'un distributeur angulaire Le tuyau de protection 10 contient le faisceau de conducteurs qui comprend plusieurs conducteurs 13 et 14 formés par des tuyaux flexibles Dans l'exemple de réalisation représenté, il est prévu en tout sept conducteurs, soit trois conducteurs du type 13 et quatre conducteurs du type 14 Les conducteurs 13 ont des diamètres interne et externe plus importants que ceux des conducteurs 14 Les conducteurs 13 servent à l'alimenta- tion en fluide sous pression des étançons hydrauliques d'un bouclier de soutènement ou d'un dispositif de soutènement quelconque, et dans le cas d'un bouclier à deux étançons, chaque étançon hydraulique est alimenté en fluide hydraulique sous pression par un conducteur particulier 13 Lorsqu'il s'agit d'un bouclier à quatre étançons, deux étançons hydrau- liques sont respectivement alimentés par l'intermédiaire d'un conducteur commun 13 Le troisième conducteur 13 sert de conduite d'alimentation pour -un vérin de ripage et/ou de manoeuvre qui est associé au bouclier de soutènement Les quatre petits conducteurs 14 constituent les conduites d'ali- mentation de vérins additionnels tels que des vérins de réglage de chapeau, des vérins destinés à des plaques de recouvrement et de garnissage latérales, des vérins de com- mande et analogues. L'élément d'accouplement 11 est monté à l'extrémité du tuyau de protection 10, avec interposition d'un manchon - métallique 15 Le manchon métallique comprend une collerette annulaire 16 qui vient coopérer par l'arrière avec un épau- lement 17 du logement ou boîtier 18 de l'élément d'accouplement 11, le logement 18 étant maintenu de façon rotative sur le manchon 15 et de ce fait sur le tuyau de protection 10 Le logement 18 est constitué sous forme d'un écrou-chapeau, et il comprend un filetage 19 Dans le logement 18 est montée de façon rotative et de manière connue une plaque de retenue 20 à laquelle sont raccordés de façon à résister à la traction les conducteurs individuels 13, 14 au moyen de leurs raccords à embout 21 formés à leurs extrémités-et constitués sous forme de tiges d'enfichage Les raccords à embout 21 et 22 portent des joints toriques 23 L'un des seps raccords à embout, à savoir le raccord 22 qui est relié à un conducteur 13 de plus grand diamètre, et grâce auquel un étançon hydrau- lique ou un groupe d'étançons hydrauliques d'un dispositif de soutènement hydraulique est alimenté en fluide hydraulique sous pression, est constitué sous forme d'un dispositif d'ouverture de clapet ou d'embout de butée Sa longueur est plus importante que celle des autres raccords à embout 21 et il se prolonge donc plus loin au-delà de la plaque de butée que les raccords à embout 21 La figure 1 montre que le raccord à embout 22 fait saillie sur une distance 'X" au-delà de la face frontale du logement 18. Le contre-élément d'accouplement 12 représenté aux figu- res 3 et 4 est constitué sous forme d'un distributeur angulaire qui comprend des surfaces de raccordement 24 et 25 formant entre elles un certain angle Sur le côté de la surface de raccordement 24 de forme circulaire, le distributeur angulai- re 12 comprend un filetage externe 26 destiné à l'écrou- chapeau 18 de l'élément d'accouplement 11 qui est monté sur le tuyau. Le distributeur angulaire 12 est muni d'alésages de raccordement coudés 27 et 28 correspondant au nombre de conducteurs 13, 14 Les alésages de raccordement 27 de plus grand diamètre sont associés aux conducteurs 13 les plus importants, alors que la liaison des conducteurs plus petits 14 est établie avec les vérins de travail concernés par l'intermédiaire des alésages de raccordement 28 dont le diamètre est plus petit Les alésages 27 et 28 débouchent d'une part sur la surface de raccordement 24 et d'autre part sur la surface de raccordement 25 du distributeur angulaire qui est à l'opposé et dont le pourtour est rectangulaire Les ouvertures sur la surface de raccordement 25 sont constituées sous forme d'alésages d'enfichage 29 (figure 4) de diamètre plus important, dans lesquelles les conducteurs qui vont aux vérins de travail associés peuvent être introduits au moyen d'un raccord à embout et fixés au moyen d'une agrafe en forme de U, comme cela est connu. Dans l'un des sept alésages de raccordement est monté un clapet de nonretour 30 La branche 27 ' de l'alésage qui débouche sur la surface de raccordement 24 et qui sert alors de réceptacle pour le raccord à embout est prolongée à partir de la surface de raccordement 24 et en direction axiale jusqu'au côté opposé du distributeur angulaire 12 Le clapet de non-retour 30 est introduit par le côté opposé dans l'alé- sage de la branche 27 ' de l'alésage, qui présente plusieurs gradins Le clapet de non-retour 30 est constitué par un clapet à cartouche que l'on visse en partant du côté opposé dans l'alésage du distributeur angulaire qui a des dimensions plus importantes à cet endroit A l'intérieur du logement 32 en forme de manchon du clapet du type à cartouche se trouve l'organe de fermeture 33 constitué par une bille qui s'appli- que contre un siège 34 à l'état fermé Un ressort 35 presse l'organe de fermeture 33 contre le siège 34 Le logement comprend plusieurs alésages radiaux 36 qui établissent la liaison avec la branche de l'alésage de raccordement coudé 27 qui débouche sur la surface de raccordement 25 Dans l'autre branche 27 ' de l'alésage qui débouche sur la surface de raccordement 24 et dans une partie élargie de cet alésage est monté un piston-poussoir 37 qui supporte un poussoir axial 38 Le piston 37 est constitué sous forme d'un piston en croix; il présente sur sa périphérie plusieurs évidements axiaux qui établissent une liaison pour le fluide sous pres- sion le long du piston-poussoir, jusqu'au clapet de non- retour 30. Lorsque l'accouplement de tuyaux 11, 12 est ouvert, le clapet de nonretour 30 est fermé De ce fait, le vérin de travail qui est relié à l'alésage de raccordement 27 par l'intermédiaire du raccord 29 est donc fermé et ne peut être délesté de sa pression Si, selon la figure 5, l'accouplement 11, 12 est fermé, l'écrou-chapeau 18 de l'élément d'accouple- ment 11 étant vissé sur le filetage 26 du distributeur angu- laire, les divers raccords à embout 21 et 22 sont tirés dans les branches des alésages de raccordement individuelles débouchant sur la surface de raccordement 24, ce qui établit les liaisons hydrauliques avec les dispositifs utilisateurs. Le raccord à embout 22 constitué sous forme de butée de plus grande longueur vient en contact, lors de la fermeture de l'accouplement, avec le piston-poussoir 37, ce qui repousse suffisamment le piston-poussoir dans l'alésage pour que son poussoir 38 soulève l'organe de fermeture 33 du clapet de non-retour 30 de son siège 34 Ainsi, lorsque l'accouplement de tuyaux est fermé, la liaison du fluide sous pression avec la ou les chambres des pistons qui lui sont raccordés est automatiquement établie par l'intermédiaire du clapet de non- retour 30 qui est ouvert. Comme mentionné, un unique étançon ou un groupe d'étançons d'un dispositif de soutènement tel qu'un bouclier de soutène- ment est raccordé hydrauliquement par l'alésage de raccorde- ment 27 qui contient le clapet de non-retour 30 Si l'accou- plement de tuyaux est ouvert, le clapet de non-retour revient sous l'effet de la force du ressort et/ou de la pression hydraulique dans la position de fermeture de la figure 4, ce qui fait que la ou les chambres de pression du ou des étan- çons qui lui sont raccordés sont fermées et ne peuvent pas être délestées de leur pression On est ainsi assuré que lorsqu'on ouvre l'accouplement de tuyaux et lorsqu'on échange le câble multiconducteur, le dispositif de soutènement qui lui est associé n'est pas totalement privé de la pression et qu'il reste au moins en charge partielle entre le toit et le cadre de base. A la figure 5, l'accouplement de tuyaux est représenté d'une façon très simplifiée à l'état fermé, seul un unique conducteur 13 étant représenté dans le tuyau de protection On comprendra que l'on puisse monter dans le contre- élément d'accouplement 12 ou dans le distributeur angulaire plusieurs clapets de non-retour dans plusieurs alésages de raccordement 27, qui s'ouvrent obligatoirement lors de la fermeture de l'accouplement de tuyaux. Le raccord à embout 22 qui sert de dispositif d'ouverture pour le clapet est avantageusement constitué simultanément sous forme d'embout de centrage qui détermine le centrage des autres raccords à embout 21 par rapport à leurs alésages de raccordement 27. REVENDICATIONS 1 Accouplement de tuyaux pour câble multiconducteur hydraulique ou pneumatique, en particulier pour systèmes de soutènement hydrauliques d'exploitations minières, comprenant un élément d'accouplement disposé à l'extrémité du tuyau protecteur dans lequel sont contenus les conducteurs et pouvant être accouplé à un contre-élément d'accouplement constitué sous forme d'un distributeur, les raccords à embout qui sont fixés par enfichage aux extrémités des conducteurs étant maintenus dans l'élément d'accouplement et pénétrant dans des alésages de raccordement du contreélément de raccordement lorsque l'accouplement est fermé, caractérisé en ce qu'un clapet de non-retour ( 30) qui ferme l'alésage de raccordement est monté dans un alésage de raccordement ( 27) au moins du contreélément d'accouplement ( 12), au moins un dispositif d'ouverture de clapet étant prévu dans l'élément d'accouplement ( 11) et ouvrant automatiquement le clapet de non-retour ( 30) lors de la fermeture de l'accouplement. 2 Raccord de tuyaux selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le dispositif d'ouverture de clapet est monté sur le raccord à embout qui pénètre dans l'alésage de raccor- dement ( 27), ou bien est constitué par celui-ci. 3 Accouplement de tuyaux selon la revendication 2, caractérisé en ce que le raccord à embout ( 22) qui pénètre dans l'alésage de raccordement ( 27) et qui est constitué sous forme d'un élément d'ouverture de clapet constitue un dispo- sitif de centrage. 4 Accouplement de tuyaux selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le clapet de non-retour ( 30) est un clapet actionné par un poussoir, dont le poussoir ( 38) peut être manoeuvré par la venue en butée du raccord à embout ( 22) qui pénètre dans l'alésage de raccordement ( 27). Accouplement de tuyaux selon l'une des revendications 1 à 4, dont les raccords à embout fixés aux conducteurs flexibles sont maintenus par une plaque de retenue de l'élé- ment d'accouplement, caractérisé en ce qu'au moins un raccord à embout ( 22) est plus en saillie par rapport à la plaque de retenue ( 20) qu'au moins un autre raccord à embout ( 21) maintenu par ladite plaque de retenue ( 20), et en ce que l'autre raccord à embout ( 22) qui est le plus en saillie forme un raccord de butée qui coopère avec le poussoir ou avec un organe d'ouverture quelconque du clapet de non-retour ( 30). 6 Accouplement de tuyaux selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un piston ( 22) qui supporte le poussoir ( 38) est guidé dans une partie élargie de l'alésage de raccor- dement ( 27), piston qui est pourvu au moins d'une ouverture ou analogue établissant la liaison pour le fluide de pression. 7 Accouplement de tuyaux selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le contre-élément d'accouplement ( 12) est constitué sous forme d'un distributeur angulaire, pourvu d'alésages de raccordement ( 27) coudés destinés aux conducteurs individuels ( 13, 14) et qui débouchent dans les surfaces de raccordement ( 24, 25) du distributeur angulaire formant un angle l'une par rapport à l'autre, et en ce que dans au moins un alésage de raccordement coudé ( 27), la branche ( 27 '> de l'alésage qui sert de prise pour le raccord à embout est prolongée au-delà de la position de changement de direction jusqu'au côté externe du distributeur angulaire, le clapet de non-retour ( 30) qui est constitué de préférence sous forme d'un clapet à cartouche étant inséré dans cette branche de l'alésage à partir du côté qui est opposé à la surface de raccordement ( 24) du raccord à embout. 8 Accouplement de tuyaux selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il est constitué, de manière connue, sous forme d'un accouplement à vis.