Brevet FR2538445A1 — publié le 19840629

ENGIN EXCAVATEUR ET PROPULSEUR POUR POSER DES CANALISATIONS SOUTERRAINES L'invention est relative à un engin excavateur et propulseur pour poser des canalisations souterraines et, plus particulièrement, à un tel engin qui est muni d'un dispositif capable de broyer des pierres relativement grosses faisant partie d'un sol à structure de poudingue et mélangées à la terre et au sable excavés, de façon à permettre à la terre, au sable et aux pierres excavés d'être transportés et évacués en totalité. Les -engins excavateurs et propulseurs usuels, permettant la pose de canalisations souterraines, sont agencés de façon à excaver la terre et le sable qu'ils trouvent devant eux à l'aide d'un dispositif excavateur pilote qui est relié à l'extrémité avant des tronçons de canalisations à poser en sous-,sol et à faire avancer l'ensemble de l'engin excavateur et propulseur à l'aide d'une machine de transport des canalisations, placée derrière dans un puits de lancement Au fur et à mesure de l'avancement, la terre et le sable excavés sont transformés en boue par l'eau qui est refoulée par une pompe d'alimentation, par l'intermédiaire d'lune conduite d'eau installée dans la canalisation enterrée, jusque dans le dispositif excavateur pilote et cette boue est alors évacuée, à l'aide d'une pompe à sable ou analogue, par une autre conduite qui est installée elle aussi dans la canalisation enterrée Les dimensions des pierres mélangées à la boue qui peut être évacuée à ce moment sont limitées à une gamme comprise entre un tiers et la moitié du diamètre de la conduite d'évacuation de l'eau boueuse et de celui de la conduite d'évacuation reliée à la pompe à sable. Par conséquent, il faut tenir compte du diamètre de la conduite d'évacuation en déterminant les dimensions de io l'orifice qui est ménagé dans la tête de coupe du dispositif excavateur pilote, pour l'entrée de la terre et du sable excavés Les engins excavateurs et propulseurs de ce type connu sont donc désavantageux puisqu'ils ne peuvent être utilisés dans des sols à structure de poudingue dont les pierres ont des dimensions supérieures à celles de l'orifice d'entrée de la terre et du sable. L'invention a pour but d'éliminer le susdit inconvénient et a pour premier objectif de fournir un engin excavateur et propulseur, pour poser des canalisations souterraines, qui soit muni d'un dispositif capable de broyer directement des pierres relativement grosses, dans un sol à structure de poudingue, quel que soit le diamètre de la canalisation d'évacuation de la terre et du sable excavés. Un autre objectif de la présente invention est de fournir un engin excavateur et propulseur, pour poser des canalisations souterraines, qui soit muni d'un éjecteur à eau pour empêcher la poussière, produite lors du broyage des pierres de la structure de poudingue, de s'accumuler à l'intérieur du broyeur de pierres. Pour atteindre le premier de ces objectifs, il est prévu, selon l'invention, un engin excavateur et propulseur, pour poser des canalisations souterraines, qui possède: une tête de coupe rotative discoïde comportant plusieurs plaquettes taillantes et plusieurs orifices d'entrée pour la terre et le sable excavés-et agencée de façon à pouvoir être montée sur l'extrémité antérieure d'un corps excavateur pilote agencé lui-même -de manière à se déplacer en sous-sol à l'avant d'une canalisation souterraine à poser; plusieurs dents de rotor, en forme de barreaux, portées par la face arrière de la tête de coupe et faites d'une seule pièce avec cette tête, de façon à s'étendre radialement ou à peu près radialement, à intervalles réguliers l'une de l'autre; une plaque frontale annulaire munie de plusieurs trous de passage pour la terre et le sable excavés, ces trous 1 o communiquant avec l'intérieur du corps excavateur pilote et étant situés au voisinage et en face de la tête de coupe; et plusieurs dents de stator, en forme de barreaux, portées par la face avant de la plaque frontale et faites d'une seule pièce avec cette plaque, de façon à s'étendre radialement ou à peu près radialement, à intervalles réguliers l'une de l'autre, les dites dents de rotor et dents de stator constituant en combinaison un broyeur pour les pierres d'un sol à structure de poudingue. En outre, pour atteindre le deuxième des susdits objectifs, le susdit engin comprend en outre un éjecteur à eau capable d'éjecter de l'eau sur la face avant de la plaque frontale pour empêcher la poussière produite lors du broyage de pierres de s'accumuler dans les divers espaces compris entre dents de stator voisines l'une de l'autre et de boucher ainsi les trous de passage de la terre et du sable excavés. Selon un mode de réalisation avantageux, l'éjecteur à eau comprend plusieurs ajutages dont chacun s'étend de la face arrière de la plaque frontale à la face avant de celle-ci et est situé entre dents de stator voisines; un passage d'arrivée d'eau placé à l'intérieur de la canalisation souterraine à poser et du corps excavateur pilote; et des conduits pour relier les ajutages au passage d'arrivée d'eau Selon une variante, l'éjecteur à eau comprend des moyens à ajutages, agencés de façon à éjecter de l'eau radialement ou à peu près radialement le long des dents de stator et entre celles-ci; un passage d'arrivée d'eau placé à l'intérieur de la canalisation souterraine à poser et du corps excavateur pilote; et des conduits pour relier les moyens à ajutages au passage d'arrivée d'eau. Les caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement aux hommes de métier en se référant à la description suivante des modes de réalisation de l'invention qui sont illustrés, à titre d'exemple, par les dessins annexés. La figure 1 montre partiellement, en coupe longitudinale schématique, un engin excavateur et propulseur pour poser des canalisations souterraines, conforme à un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 montre de face, à plus grande échelle, une tête de coupe destinée à être montée à l'extrémité avant de l'engin excavateur et propulseur de la figure 1. La figure 3 montre partiellement, en coupe axiale schématique à plus grande échelle, un éjecteur à eau destiné à être monté sur le broyeur de poudingue de l'engin excavateur et propulseur de la figure 1. La figure 4 montre, de face avec coupe partielle, la plaque frontale du corps excavateur pilote qui comporte l'éjecteur à eau de la figure 3. La figure 5 montre partiellement, en coupe axiale schématique, un éjecteur à eau conforme à une variante de la figure 3. La figure 6 montre, de face avec coupe partielle, la plaque frontale du corps excavateur pilote qui comporte l'éjecteur à eau de la figure 5. La présente invention va être maintenant décrite plus en détail en référence aux dessins annexés. A la figure 1 qui illustre schématiquement un mode de réalisation particulier de l'engin excavateur et propulseur pour poser des canalisations souterraines, on a désigné par 1 un corps excavateur pilote qui fait partie de l'engin excavateur et propulseur et qui est destiné à être propulsé, tout en excavant le sol, à l'avant de la canalisation (non montrée) à poser en tranchée Une tête de coupe 3, montée sur l'extrémité avant -du corps 1, se présente en saillie par rapport à ce corps creux 1 et est destinée à être entraînée en rotation par un moteur 2 Dans le corps 1, il est formé un passage d'arrivée d'eau ld, destiné à transformer en boue la terre et le sable excavés, ainsi qu'un passage d'évacuation lg pour transporter à l'arrière la terre et le sable excavés à l'état de boue, et pour les évacuer, à l'aide d'une pompe à sable ou analogue, jusqu'à un endroit convenable à la surface du sol. Comme montré à la figure 2, la tête de coupe 3 possède plusieurs orifices d'entrée 3 c, en forme de secteurs annulaires, destinés à la terre et au sable excavés En i 5 outre, la tête de coupe 3 porte plusieurs plaquettes taillantes 3 b, en forme de barreaux, qui sont fixées rigidement à la surface frontale de cette tête 3, parallèlement entre elles, entre les orifices d'entrée 3 c. De plus, la tête de coupe 3 porte, sur sa surface postérieure, plusieurs ailettes radiales ou à peu près radiales 4 a, faites d'une seule pièce avec cette tête 3 et disposées à intervalles réguliers La tête de coupe 3 est agencée de façon à pouvoir être attachée et détachée facilement afin de permettre son remplacement lorsqu'elle est usée. En face et au voisinage de la tête de coupe 3, le corps 1 possède une plaque frontale la (figure 3), de forme annulaire, qui est munie à sa partie centrale d'un trou relativement grand 4 c pour laisser passer, avec un jeu radial notable, l'arbre rotatif 3 a de la tête de coupe 3 La plaquette frontale la est traversée, d'avant en arrière, par un grand nombre de trous le (figure 4) de petit diamètre, pour laisser pénétrer dans le corps 1 la terre et le sable excavés à l'état de boue Sur sa surface antérieure, cette plaque frontale la annulaire la possède une pluralité de dents 4 b, en forme de barreaux, faites d'une seule pièce avec cette plaque la et disposées à intervalles réguliers sur sa circonférence, ces dents 4 b s'étendant ou divergeant radialement et tangentiellement à partir du contour intérieur de la plaque frontale la Ainsi, les dents 4 a, qui sont agencées de façon à tourner avec la tête de coupe 3, et les dents 4 b, qui sont statiques, forment en combinaison un broyeur de poudingue 4. Les figures 3 et 4 montrent une partie de l'engin excavateur et propulseur, pour poser des canalisations souterraines, qui est muni d'un éjecteur à eau, conforme à un mode de réalisation particulier de l'invention, pour évacuer par lavage la poussière de pierre produite lors du broyage d'un sol à structure de poudingue et pour empêcher ainsi cette poussière de pierre de s'accumuler entre dents statiques 4 b voisines et de boucher les trous le destinés au passage de la terre et du sable Dans ce mode de réalisation de l'éjecteur à eau, il est prévu plusieurs ajutages 5 qui traversent la plaque frontale la en se rétrécissant d'arrière en avant Ces ajutages 5 sont répartis dans les espaces compris entre dents statiques 4 b voisines, à intervalles l'un de l'autre, de façon à diverger radialement le long de ces dents statiques 4 b En outre, il est prévu des conduits lc qui relient ces ajutages 5 au susdit passage d'arrivée d'eau ld. Les figures 5 et 6 illustrent en partie un engin excavateur et propulseur, pour poser des canalisations souterraines, qui est équipé d'un éjecteur à eau conforme à une variante Selon cette variante, un organe annulaire tubulaire lb est monté sur la surface circonférentielle de la plaque frontale annulaire la du corps excavateur pilote 1 et il entoure en partie, avec un jeu radial notable, l'arbre rotatif 3 a de la tête' de coupe 3 Un passage d'eau annulaire 1 f, formé dans l'organe tubulaire lb, est relié au passage d'arrivée d'eau ld par l'intermédiaire des conduits lc En outre, plusieurs trous 5 a sont percés radialement dans les espaces compris entre dents statiques 4 b voisines, le long de la circonférence de l'organe tubulaire lb Ces trous 5 a sont reliés au passage d'eau annulaire 1 f et sont munis d'ajutages 5 qui y sont vissés, pour éjecter de l'eau radialement le long des dents statiques 4 b (comme montré par des flèches à la figure 6). On va maintenant décrire le fonctionnement de l'engin excavateur et propulseur, pour poser des canalisations souterraines, qui est construit selon l'invention de la manière décrite ci-dessus. La terre et le sable, qui sont excavés par la tête de coupe 3 entraînée par le moteur 2, sont' dirigés en totalité vers le broyeur de poudingue 4, par les orifices d'entrée 3 c La terre granuleuse et le sable pénètrent directement dans le corps excavateur pilote 1, en passant par les trous de passage le percés dans la plaque frontale la, et l'eau introduite par le passage d'arrivée ld les y transforme en une boue relativement fluide qui est évacuée par l'intermédiaire du passage lg En revanche, les pierres du poudingue, qui sont suffisamment grosses pour ne pas pouvoir passer par les trous le, sont amenées dans les espaces définis par les dents voisines de rotor 4 a et de stator 4 b, ces espaces se rétrécissant de façon progressive radialement vers l'intérieur, si bien que ces grosses pierres sont broyées par le même effet que celui obtenu dans les broyeurs à disques ordinaires Ainsi broyées, ces pierres peuvent alors traverser* les trous le destinés au passage de la terre et du sable et'la partie libre du trou 4 c réservé au passage de l'arbre 3 a et pénétrer ainsi dans le corps excavateur pilote 1. En outre, de l'eau est continuellement ejectée par les ajutages 5 de manière à empêcher la poussière, produite lors du broyage des pierres depoudingue, de s'accumuler entre les dents de stator 4 b et de boucher les trous le destinés au passage de la terre et du sable. Bien que, dans les modes de réalisation représentés, les dents de stator 4 b aient la forme de 253 & 445 saillies tangentielles (ou à peu près tangentielles) qui entourent le trou 4 c réservé au passage de l'arbre 3 a, elles peuvent être orientées tangentiellement Il est seulement nécessaire d'agencer les dents de stator 4 b de façon qu'elles délimitent, deux à deux, des intervalles allant en se rétrécissant le long de la circonférence du trou 4 c réservé au passage de l'arbre 3 a. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés mais en englobe les modifications et variantes qui sont à la portée des hommes de métier. 2538 '445 REVENDICATIONS 1 Engin excavateur et propulseur, pour poser des canalisations souterraines, caractérisé en ce qu'il possède: une tête de coupe rotative discoïde ( 3) comportant plusieurs plaquettes taillantes ( 3 b) et plusieurs orifices d'entrée ( 3 c) pour la terre et le sable excavés et agencée de façon à pouvoir être montée sur l'extrémité antérieure d'un corps excavateur pilote ( 1) agencé lui-même de manière à se déplacer en sous-sol à l'avant d'une canalisation souterraine à poser; plusieurs dents de rotor ( 4 a), en forme de barreaux, portées par la face arrière de la tête de coupe ( 3) et faites d'une seule pièce avec cette tête ( 3), de façon à s'étendre radialement ou a peu près radialement, à intervalles réguliers l'une de l'autre; une plaque frontale annulaire (la) munie de plusieurs trous de passage (le) pour la terre et le sable excavés, ces trous (le) communiquant avec l'intérieur du corps excavateur pilote ( 1) et étant situés au voisinage et en face de la tête de coupe ( 3); et plusieurs dents de stator ( 4 b), en forme de barreaux, portées par la face avant de la plaque frontale (la) et faites d'une seule pièce avec cette plaque (la), de façon à s'étendre radialement, ou à peu près radialement, à intervalles réguliers l'une de l'autre, les dites dents de stator ( 4 a) et dents de rotor ( 4 b) constituant en combinaison un broyeur ( 4) pour les pierres d'un sol à structure de poudingue. 2 Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un éjecteur à eau capable d'éjecter de l'eau sur la face avant de la plaque frontale (la) pour empêcher la poussière produite lors du broyage de pierres de s'accumuler dans les divers espaces compris entre dents de stator ( 4 b) voisines l'une de l'autre et de boucher ainsi les trous de passage (le) de la terre et du sable excavés. 3 Engin selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'éjecteur à eau comprend: plusieurs ajutages ( 5) dont chacun s'étend de la face arrière de la plaque frontale (la) à la face avant de celle-ci et est situé entre dents de stator ( 4 b) voisines; un passage d'arrivée d'eau (ld) placé à l'intérieur de la canalisation souterraine à poser et du corps excavateur pilote ( 1); et des conduits (lc) pour relier les ajutages ( 5) au passage d'arrivée d'eau (ld) (figures 3 et 4). 4 Engin selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'éjecteur à eau comprend: des moyens à ajutages ( 5,5 a) agencés de façon à éjecter de l'eau radialement ou à peu près radialement le long des dents de stator ( 4 b) et entre celles-ci; un passage d'arrivée d'eau (ld) placé à l'intérieur de la canalisation souterraine à poser et du corps excavateur pilote ( 1); et des conduits (lc) pour relier les moyens à ajutages ( 5,5 a) au passage d'arrivée d'eau (ld) (figures 5 et 6). Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les dents de stator ( 4 b) en forme de barreaux divergent radialement et tangentiellement à partir du contour intérieur de la plaque frontale annulaire (la), à intervalles réguliers.