Brevet FR2538850A1 — publié le 19840706

L'invention concerne un rouleau haveur pour machine d'extraction de l'industrie minière, en particulier pour l'-exploitation souterraine de la houille, comportant un anneau de fermeture à peu près conique tourné vers le front de taille et un corps tubulaire, qui présente du côté du front de taille un plus grand diamètre que du côté du remblai, le corps tubulaire pressentant au moins une ailette de forme hélicoldale à laquelle sont adjoints, de même qu'a' l'anneau de fermeture conique, dans la région de la surface circonférentielle, plusieurs porte-couteau destinés à la fixation de couteaux haveurs, les pointes de ces couteaux haveurs étant de préférence situées sur une enveloppe cylindrique commune. On connaît ce qu'on appelle des rouleaux haveurs à un et plusieurs filets pour machines d'extraction de l'industrie minière souterraine, principalement pour l'utilisation dans les mines de houille. Les rouleaux haveurs de ce genre sont habituellement formés d'une enveloppe tubulaire, dite corps tubulaire, sur laquelle sont soudées une ailette ou encore plusieurs ailettes présentant une allure hélicoldale autour de l'enveloppe tubulaire. Aux côtés extérieurs des ailettes sont soudés, à des espacements uniformes, des porte-couteau dans lesquels sont disposés des couteaux haveurs. Le c6té frontal du rouleau haveur, tourné vers le front de taille, est fermé par un couvercle. On connatt aussi des rouleaux haveurs de ce genre qui sont munis de ce qu'on appelle un anneau de fermeture conique ou encore un corps de fermeture conique. Le corps de fermeture conique est egalement muni, à des espacements uniformes, à son bord extérieur faisant saillie en direction du front de taille, de porte-couteau dans lesquels sont également disposés des couteaux haveurs qui font notablement saillie au-delà de la région marginale ex térieure de l'anneau de fermeture conique, en direction du front de taille. Par suite de cette structure conique de l'anneau de fermeture, la liaison assistée entre le rouleau haveur et le front de taille est diminuée. Il en résulte un meilleur rendement et un moindre dégagement de poussière lors du havage. Il est connu dans cet ordre d'idées que tout écart de la plaque frontale relativement à la disposition radiale conduit à une amélioration. On a déjà reconnu que l'angle de conicité, c'est-à-dire l'angle entre une ligne quelconque tirée radialement le long de la plaque frontale terminale et l'axe du rouleau haveur, et qui est inférieur à 900, procure des avantages. Des angles de conicité de 30 à 850 sont usuels. Une gamme préférentielle d'angles de conicité est celle d'environ 50 à 700. On a aussi obtenu des résultats favorables avec un angle de conicité d'environ 600. Dans les rouleaux haveurs connus, la fabrication du corps tubulaire en particulier est rendue difficile et entraîne des dépenses élevées en conséquence. L'invention a pour but de perfectionner notablement la structure du corps tubulaire, dans un rouleau haveur de l'espèce définie plus haut. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'un corps principal tubulaire est relié à l'anneau de fermeture séparable par l'intermédiaire d'un anneau intermédiaire séparable et que ces trois éléments forment vers l'extérieur une surface latérale lisse suivant une courbe exponentielle. Etant donné que le corps principal tubulaire est formé de trois éléments, -distincts avant l'assemblage, il est possible, par exemple, de former l'anneau de fermeture en partant d'un élément mécano-soudé relativement peu coûteux que l'on munit, selon le désir du client, du nombre nécessaire de porte-couteau. De cette manière, il est possible, en changeant l'anneau de fermeture, de faire varier sans dépense importante le nombre des porte-couteau sur l'anneau de fermeture, ce qui n'est pas possible dans les rouleaux haveurs antérieurement connus. L'anneau intermédiaire aussi peut être formé, en cas de besoin, d'un élément mécano-soudé que l'on retouche ensuite sur un tour. Ensuite, on assemble entre eux l'anneau de fermeture, l'anneau intermédiaire et le corps principal, avantageusement par des soudures, de telle sorte qu'ils forment vers l'extérieur une surface latérale lisse et sans gradins, suivant une courbe exponentielle dont l'exposant est plus grand que 1. Etant donné que les trois parties se rejoignent enformant une paroi lisse, on ménage tout d'abord le minéral extrait puisqutil ne se produit plus, comme antérieurement, entre l'anneau de fermeture à peu près conique et le corps fondamental le plus souvent cylindrique ou conique dans la technique antérieure, une sorte d'effet de saut par suite duquel la proportion de matière fine et de poussière est accrue de façon indésirable, ce qui est désavantageux surtout lors de l'extraction de houille. Au contraire, grâce a la structure spéciale de l'anneau de fermeture, de l'anneau intermédiaire et du corps principal, à leur surface latérale extérieure commune, on obtient un acheminement en douceur du minéral extrait, du front de taille au remblai. L'absorption de courant du moteur d'entraînement d'un rouleau haveur ainsi constitué est sensiblement inférieure à celle d'un rouleau haveur présentant, par exemple, un corps principal cylindrique et un anneau de fermeture conique. Par exemple, l'absorption de courant d'un rouleau haveur selon l'invention peut être inferieure de notablement plus de 10 % à celle d'un rouleau haveur selon la technique anterieure. Ainsi, dansl I1 est particulièrement avantageuxque les trois éléments, donc l'anneau de fermeture, l'anneau intermédiaire et le corps principal, soient reliés entre eux de façon interchangeable. On peut y procéder, par exemple, en détachant par oxycoupage l'élément à changer, après quoi on peut souder à nouveau un élément correspondant que l'on a en stock. Dans tous les modes d'exécution, l'anneau intermédiaire sert en même temps de siège au couvercle de fermeture du rouleau haveur. I1 est particulierement avantageux que le corps principal soit exécuté sous forme de pièce coulée ayant de préférence une épaisseur de paroi égale. De telles pièces sont relativement économiques à fabriquer. L'anneau intermédiaire peut servir en même temps de raccordement à une amenée d'eau d'arrosage. A cet effet, on munit l'anneau intermédiaire d'un conduit de raccordement, qui amène le liquide à pulvériser à un canal distributeur, qui peut en particulier être disposé a la périphérie extérieure de l'anneau intermédiaire. On peut facilement réaliser un tel conduit distributeur en creuSant une gorge avant de souder l'anneau de fermeture. A ce conduit collecteur sont raccordés les différents conduits menant aux buses de pulvérisation. Cette structure favorise aussi le revêtement anti-corrosion des conduits par de la matière synthétique frittée, par chromage, ou anàlogue. L'invention est représentée sur les dessins - en partie schématiquement - sous des exemples d'exécution : -la figure 1 est une vue en perspective d'un rouleau haveur, la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un rouleau haveur correspondant à la figure 1, et la figure 3 représente un détaii "X" de la figure 1 à plus grande échelle. Sur les dessins, l'invention est représentée dans son application à un rouleau haveur comme celui qui peut en particulier s'appliquer avantageusement dans les mines de houille souterraines. On a désigné par 1 un corps principal tubulaire auquel sont soudés un anneau intermédiaire 2 auquel est soudé un anneau de fermeture conique 3. Le corps principal 1, l'anneau intermédiaire 2 et l'anneau de fermeture 3 se rejoignent sans arête à leur c8té extérieur et la surface latérale extérieure 4 présente sur toute la longueur L du rouleau haveur l'allure d'une courbe exponentielle. La disposition est telle que dans la région du front de taille non repré-senté, le rouleau haveur présente son plus grand diamètre extérieur D, tandis qu'à son extrémité d'extraction, il présente son plus petit diamètre extérieur d. Comme le montre en particulier la figure 2, le grand diamètre extérieur D diminue rapidement dans la région de l'extrémité située vers le front de taille, par exemple suivant un segment d'hyperbole, jusqu'à ce que le plus petit diamètre extérieur d soit atteint. Cette diminution très rapide du diamètre extérieur s'effectue, dans le mode d'exécution représenté (figure 2) à peu près sur un tiers de la longueur, mesurée en partant de l'extrémité située vers le front de taille. Sur le reste de la longueur du rouleau haveur, par contre, la diminution du diamètre extérieur D jusqu'au plus petit diamètre d ne s'effectue plus, dans le mode d'exécution représenté, que graduellement. Dans les conditions de service supposées, la raison de cette forme est que la quantité de minéral extrait ne varie plus aussi fortement que sur le tronçon de longueur qui forme le premier tiers du rouleau haveur, de sorte que les sections d'extraction 5, 6, entre les ailettes 7, 8 faisant saillie à l'extérieur et disposées en hélice sur le corps 1, 2, 3 n'ont plus besoin d'augmenter aussi rapidement que dans la région du front de taille. Les ailettes 7, 8 sont formées, dans le mode d'exécution représenté, de plaques soudées de chant sur le corps tubulaire 1, 2, 3. Chaque ailette 7, 8 est munie, à sa circonférence extérieure, de porte-couteau 9, 10 disposés à des espacements uniformes, et qui sont reliés solidairement, donc d'une seule pièce, à l'ailette correspondante 9, 10 par des soudures. L'anneau de fermeture 3 s'ouvre coniquement en direction du front de taille non représenté. Cet anneau de fermeture 3 aussi présente à sa circonférence extérieure des porte-couteau 11 (figure 1) uniformément répartis comme les ailettes 9, 10. Tous les porte-couteau sont garnis de couteaux faisant saillie vers l'extérieur et taillant le minéral et-dont on a seulement représenté, pour plus de simplicité, les deux couteaux 12, 13. Les pointes de tous les couteaux 12, 13 sont situées sur une enveloppe cylindrique imaginaire 14. Egalement les arêtes extérieures des hélices 7 et 8 et de l'anneau de fer meture à peu près conique 3 sont situées sur une enveloppe cylindrique commune, omise sur le dessin pour des raisons de simplicité. La référence 15 désigne un couvercle, tandis que 16 est une bride de raccordement destinée à un entraine- ment à moteur, non représenté. Comme on le voit, l'anneau intermédiaire 2 forme la surface d'application du couvercle 15. En outre, dans cette région est prévu un conduit de raccordement 17 pour la liaison avec un tuyau souple non représenté. Le conduit de raccordement 17 débouche dans-un conduit collecteur annulaire 18 tournant à la périphérie, donc ininterrompu, auquel-sont raccordés les différents conduits 19, qui mènent aux buses 20. Dans le mode d'exécution représenté, le rouleau haveur est muni de buses individuelles, c'està-dire qu'à chaque couteau haveur 12, 13 est adjointe une buse 20, le jet de liquide pulvérisé étant dirigé de telle sorte qu'il arrose le couteau correspondant 12, 13 à peu près dans le tiers inférieur et par suite, le refroidit. L'amenée de liquide de pulvérisation pour les différentes hélices 7, 8 s'effectue chaque fois par un raccord 21 auquel est raccordé un conduit 22, qui mène à un conduit collecteur annulaire 23, auquel sont raccordés les différents conduits 24, qui mènent aux buses 25 de Ithélice considérée 7, 8. On voit nettement par la figure 3 la constitution de l'anneau intermédiaire 2. Le corps principal tubulaire 1 présente, à son extrémité frontale tournée vers l'anneau intermédiaire 2, un appendice de centrage 26, dans lequel l'anneau intermédiaire 2 s'engage par une saillie appropriée. Les régions d'arête de transition entre les éléments 1, 2 et 3 sont évidées de telle sorte qu'elles peuvent être remplies par de la soudure. On peut ensuite usiner celle-ci -de manière à obtenir une transition courbe et régulière entre les éléments 1, 2 et 3, à la façon d'une courbe exponentielle. Comme on le voit par la figure 2, le rouleau haveur présente en coupe longitudinale une forme à peu près en "tulipe". Dans ce mode d'exécution représenté, l'anneau de fermeture est sous la forme d'un élément mécano-soudé relativement économique, tandis que le corps principal 1 est fabriqué sous forme de pièce de fonderie avec une épaisseur constante. Bien entendu, il est possible de diviser les éléments 1, 2 et 3 ou encore, seulement le corps principal 1, par exemple de la former en partant de deux coquilles assemblées par brides de façon appropriée.. Par exemple, le corps principal peut être divisé, par un plan passant par son axe longitudinal, en deux coquilles semblables, ce qui n'est toutefois pas une condition. Les hélices 7, 8 peuvent aussi être formées totalement ou partiellement par coulée ou soudage. Les caractéristiques décrites et représentées peuvent être essentielles à la réalisation de l'invention auss-i bien isolément qu'en toutes combinaisons. REVENDICATIONS 1. Rouleau haveur pour machines d'extraction de l'industrie miniere, en particulier pour l'exploitation souterraine de la houille, comportant un corps de fermeture à peu près conique tourné vers le front de taille et un corps tubulaire, qui présente du côté'du front de taille un plus grand diamètre que du côté du remblai, le corps tubulaire présentant au moins une ailette ou une hélice à allure hélicoidale qui, de même que le corps de fermeture à peu près conique, est muni dans la région de sa surface circonférentielle de plusieurs portecouteau pour la fixation de couteaux haveurs, les pointes de ces couteaux haveurs étant de préférence situées sur une enveloppe cylindrique commune, rouleau caractérisé en ce qu'un corps principal tubulaire (1) est relié à l'anneau de fermeture séparable (3) par un anneau intermédiaire séparable (2), et encre que ces trois éléments (1, 2 et 3) forment vers l'extérieur une surface latérale lisse (4) suivant une courbe exponentielle. 2. Rouleau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois éléments (1, 2, 3) sont reliés entre eux de façon interchangeable. 9. Rouleau selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps principal (1) est exécuté sous forme de pièce coulée, en particulier à épaisseur de paroi égale, tandis que l'anneau de-ferme- ture (3) est un élément combustible. 4. Rouleau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'anneau intermédiaire (2) forme un palier de centrage pour le couvercle (15) du rouleau et présente un conduit de raccordement (17) débouchant A l'intérieur du rouleau haveur et raccordé à un conduit collecteur annulaire (18), qui est formé par une gorge dans la région de transition entre anneau intermédiaire (2) et anneau de fermeture (3).