Brevet FR2573474A1 — publié le 19860523

L'invention a pour objet un dispositif d'arrosage secto- riel utilisable pour l'abattage du charbon en vue de réduire la production de poussières et de refroidir les outils afin de minimiser le risque d'explosion dans les atmosphères grisouteuses. L'abattage du charbon se fait notamment à l'aide de haveuses intégrales, qui sont pourvues d'un ou plusieurs bras mobiles portant un tambour armé de pics et dont l'axe est per- pendiculaire au front de taille. Les pics sont placés d'une part sur la surface cylindrique du tambour, d'autre part sur sa face plane située du côté du front de taille, qui est sou- vent appelée disque rouilleur. Pendant le havage, les pics du disque rouilleur attaquent en permanence le massif, tandis qu'une partie seulement des pics de la surface cylindrique est, à un instant donné, en contact avec le charbon. Par rapport à la haveuse, la position de ces pics correspond à un secteur cylindrique du tambour. En général, le bras de havage est sus- ceptible d'occuper soit une position haute (abattage au toit), soit une position basse (abattage au mur). A chacune de ces positions correspond, pour les pics en contact avec le charbon à un instant donné, un secteur cylindrique du tambour, ces deux secteurs se recouvrant d'ailleurs généralement en partie. Les haveuses comportent souvent deux bras de havage dont l'un, placé à l'avant de la machine, est en position haute, tandis que l'autre, placé à l'arrière, est en position basse. Lorsque la haveuse arrive en bout de taille, la position des bras est inversée avant que l'on change son sens de déplacement. Il est connu de projeter de l'eau sur le massif à abat- tre au voisinage de chaque pic. Il existe des pics spéciale- ment conçus à cet effet présentant à un endroit approprié une buse d'éjection d'eau. Il est souhaitable de réduire au strict minimum néces- saire la consommation de l'eau utilisée et par conséquent, de n'alimenter à un instant donné que les pics qui sont en contact avec le charbon, c'est-à-dire d'une part les pics du disque rouilleur, d'autre part les pics du secteur cylindrique qui sont en contact avec le massif à cet instant. Le but principal de l'invention est, en consé- quence, de parvenir à un dispositif distributeur d'eau d'arrosage se montant dans la partie centrale d'un tambour d'abattage et comprenant trois circuits d'alimentation qui assurent l'alimentation permanente des pics du disque rouilleur et l'alimentation sélective des pics de deux secteurs cylindriques latéraux en fonction du sens de dépla- cement horizontal du tambour. Sur un tambour de havage ayant face extrême munie de pics, appeLée disque rouiLLeur, une surface cylin- drique munie de pics dans laquelle on distingue deux secteurs cylindriques opposés ayant deux parties diamétralement opposées et susceptibles d'avoir une partie commune, ce tambour ayant aussi une zone centrale par laquelle il est monté sur un arbre fixe qui présente au moins une face extrê- me libre, selon l'invention, il est prévu dans l'arbre et dans la zone centrale du tambour trois canalisations concen- triques à L'arbre et au tambour dans lesqueLles iL existe une première canalisation intérieure cylindrique, une deuxième canalisation intermédiaire annulaire et une troi- sième canalisation extérieure annulaire qui sont raccordées chacune par l'une de leurs extrémités à une arrivée d'eau comprenant une vanne d'arrêt; ces canalisations aboutis- sent individuellement chacune soit à des canaux conduisant aux pics du disque rouilleur, soit à des chambres secto- rielles annulaires convenables ménagées sur l'arbre, aux- quelLes correspondent des canaux qui sont répartis circon- férentieLlement sur le tambour et qui sont réunis chacun, par exemple, par un flexible à un pic correspondant. De préférence, La première canalisation inté- rieure cylindrique aboutit aux pics du disque rouilleur. De préférence aussi, la deuxième canalisation intermédiaire est plus longue-par sa partie extrême ter- minale que la troisième canalisation extérieure et plusieurs canaux radiaux réunissent ces canalisations aux chambres sectorielles annulaires correspondantes qui sont situées dans des plans transversaux espacés en sens axial. Sur un bras de havage, l'espace disponible en sens axial est extrêmement limité. Selon l'invention, avantageusement, à leurs extrémités éloignées du disque rouilleur du tambour, les canalisations ménagées dans l'arbre se terminent à proximité d'un disque fixe transversal dans lequel sont creusés des canaux d'alimentation radiaux dans un même plan perpendiculaire à l'axe du tambour; ces canaux d'alimen- tation sont raccordés par leurs extrémités extérieures à des tubes d'arrivée d'eau; leurs extrémités intérieures sont prolongées par des passages internes jusqu'aux extré- mités des canalisations. De cette façon, avec un faible encombrement en sens axial, on peut alimenter par plusieurs tubes d'arrivée d'eau et plusieurs passages internes, l'une quelconque des canalisations, en fonction du débit d'ar- rosage nécessaire. On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description d'un mode préféré de réalisation. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation sché- matique de la position de deux tambours de havage sur un bras de havage, faisant comprendre la nécessité de l'alimen- tation sectorielle des pics, - la figure 2, est une représentation schématique d'un tambour de havage en position haute et en position basse montrant Les secteurs utilisés, - la figure 3 est une vue partielle en coupe selon III-III de ta figure 5, - la figure 4 est une vue partielle en coupe selon IV-IV de la figure 5, - La figure 5 est une vue partieLle en coupe LongitudinaLe par un plan passant par L'axe de L'arbre fixe qui porte un tambour-de havage, - La figure 6 est une vue en coupe ton- gitudinale comme la figure 5 de la partie extrême de l'arbre éloignée du disque rouilleur du tambour de havage, - la figure 7 est une vue en coupe seLon VII-VII de la figure 6. La figure 1 montre schématiquement un premier tambour de havage 1 et un second tambour de havage 2 qui équipent une haveuse se déplaçant en sens horizontal de la droite vers la gauche, comme indiqué par une flèche Fl. Le premier tambour 1 est en position haute et le second tambour 2 est en position basse. A la fin de la course en sens Fi, la haveuse se déplace en sens opposé F2 après basculement des tambours 1, 2 comme indiqué par des fLèches F3, de sorte que le premier tambour 1 se met en position basse et que le second tambour 2 se met en position haute. La figure 2 montre plus clairement te chan- gement des secteurs actifs par lesquels le charbon est atta- qué, qui résulte du changement de position haute ou basse du tambour 1 à la suite de son basculement selon F3, autour d'un centre 0. En position haute, tout le secteur cylindrique G gauche de la surface latérale du tambour 1 est actif sur 180 . En position basse, le secteur cylin- drique D droit est actif sur 120 . Du fait du basculement les deux secteurs G et D ont une partie commune C indiquée par des hachures serrées qui est toujours active. Les pics de la partie commune C des secteurs ont besoin d'être arrosés en permanence, ceux du reste du secteur cylindrique G gauche et ceux du reste du secteur cylin- drique D droit ont besoin d'être arrosés seulement quand le tambour de havage est en position haute ou basse respectivement. Le dispositif d'arrosage sectoriel de l'invention procure ce résultat. En plus, il assure l'alimentation permanente en eau des pics du disque rouilleur qui attaquent le charbon dans les deux positions du tambour 1. Un tambour de havage 1 étant bien connu de l'homme de l'art et, comme il n'est pas concerné dans son ensemble par l'invention, on ne le décrira pas en détail. Ce tambour 1 a une partie centrale 2 qui est montée tournante sur un arbre 3 immobile en rotation (figure 5). Cet arbre 3 est creux; il est creusé de trous longitudinaux à diamètres étagés qui contien- nent trois tubes 4,5,6 concentriques entre eux et concentriques à l'axe de l'arbre 3, faisant apparaître ainsi une première canalisation intérieure cylindrique 7, une deuxième canali- sation intermédiaire annulaire 8 et une troisième canalisation extérieure annulaire 9, également concentriques. A la partie extrême de l'arbre 2 qui est proche du tambour, représentée sur la figure 5, la première canalisation intérieure cylindrique 7 est prolongée par un canal 7A jusqu' à un embout central de raccordement 10 à partir duquel par- tent des tuyaux souples 10A qui aboutissent aux pic du disque rouilleur. La deuxième canalisation intermédiaire 8 de la troi- sième canalisation extérieure 9 se terminent par des parties extrêmes situées dans des plans transversaux IV-IV et III-III res- pectivement, espacés en sens axial de l'arbre 3, dans lesquels sont ménagés des canaux radiaux 11,12 respectivement. Dans le plan III-III, figure 3, les canaux radiaux 12 se terminent, dans l'épaisseur de l'arbre 3, dans une chambre sectorielle annulaire 13, contenue dans ce plan III-III, creusée à la sur- face de l'arbre 3, et se développant sur 180 . Toujours dans le plan IIIIII, des canaux radiaux 14 sont prévus dans la partie centrale 2 du tambour 1; leur nombre correspond à celui des pics de la face tatérale du tambour 1 et ils sont espacés régu- lièrement en sens circonférentiel. Ils sont prolongés chacun dans le tambour 1 par des canaux longitudinaux 15 puis par des canaux radiaux terminaux 16 (figure 5) qui aboutissent à des embouts de raccordement 17 d'o partent des flexibles 18. Ces derniers s'étendent respectivement chacun jusqu'aux pics de la surface latérale du tambour. Dans le plan IV-IV, il existe une disposition ana- logue à celle qui vient d'être décrite. Les canaux radiaux 11 se terminent dans une chambre sectorielle annulaire 19, creusée à la surface de l'arbre 3, mais qui ne s'étend que sur un arc de 120 . Dans la partie centrale du tambour 1, des canaux radiaux 20 suivie de canaux longitudinaux 21 sont reliés aux embouts de raccordement 17, aux flexibles 18 et aux pics. Les deux chambres sectorielles annulaires 13 et 19 sont disposées, en sens circonférentiel, en correspondance avec les secteurs actifs G et D du tambour 1 (figure 1) et elles se recouvrent en concordance avec la partie commune C. Pendant la rotation du tambour 1, les pics qui sont réunis aux canaux radiaux 14 et 20 sont alimentés en eau seulement quand ces canaux passent, en tournanten regard des chambres sectorielles 13 et 19. Ces dernières sont alimentées en eau par la troisième canalisation extérieure annulaire 9 ou par la deuxième canalisation intermédiaire annulaire 8 selon la position haute ou basse du tambour 1. Des clapets anti- retour 22, 23 sont prévus sur les canaux longitudinaux 15, 21 (figure 5) pour éviter que l'eau envoyée par un circuit reflue par l'autre circuit. Les canalisations concentriques 7, 8, 9 sont alimentées en eau, de manière continuelle pour la canalisa- tion 7, de manière alternée pour les canalisations 8, 9 à l'extrémité de l'arbre 3 éloignée du disque rouilleur du tambour, de préférence de la façon que l'on décrira mainte- nant en se référant aux figures 6 et 7. Du côté de l'arrivée de l'eau d'alimentation, les tubes 4, 5, 6 et par conséquent, les canalisations concentri- ques 7, 8, 9 se terminent dans des plans espacés en sens axial, et chaque canalisation débouche dans un volume d'ali- mentation 24, 25, 26 respectivement situé dans son prolonge- ment. Ces volumes 24,25,26 et les parties extrêmes des tubes 4,5,6 se trouvent dans une pièce fixe 27 se terminant par un disque 28 disposé dans un plan transversal à l'axe du -5 tambour de havage. Ce disque 28 a l'épaisseur juste suffi- sante pour permettre d'y creuser des canaux d'alimentation radiaux 29,30, 31,32. Ces derniers sont donc espacés en sens circonférentiel; à Leurs extrémités extérieures, ils sont raccordés à des tubes d'arrivée d'eau 33, 34, 35, 36 respec- tivement. Le canal d'alimentation radial 29 débouche directe- ment dans le volume d'alimentation 26 de la première canali- sation intérieure cylindrique 7. Le canal d'alimentation radial 30 est relié par des passages internes (un passage longitudinal 37 puis un passage radial 38 creusés dans la pièce fixe 27) au volume d'alimentation 25 de la deuxième canalisation annulaire intermédiaire 8. Les deux canaux d'alimentation 31, 32 aboutissent tous deux au volume d'ali- mentation 24 de la troisième canalisation annulaire extérieure 9 par l'intermédiaire de passages internes longitudinaux 39 et radiaux 40. Avec un disque 28 de faible épaisseur et par conséquent de faible encombrement en-sens axial, on peut alimenter chacune des canalisations concentriques 7, 8, 9 à l'aide de plusieurs tubes d'arrivée d'eau 33 à 36 si le débit L'exige. Sur Les tubes d'arrivée d'eau 34 et 35, 36 sont montées des vannes d'arrêt (non représentées) qui sont ouvertes ou fermées, automatiquement, en fonction de la posi- tion haute ou basse donnée au tambour de havage. L'étendue en sens circonférentiel des chambres sectorielles 13, 19 est choisie en correspondance avec celle des secteurs cylindriques actifs G, D du tambour de havage. L'étendue du secteur actif G en position haute du tambour est généralement de 180 , bien que l'on puisse souhaiter faire l'arrosage sur une étendue plus grande susceptible environ. d'atteindre 210 / L'étendue angulaire du secteur actif D en position basse du tambour est variabLe selon la hauteur du front de taille; elle peut se situeren pratique entre 60 et 180 . REVENDICATIONS 1. Dispositif d'arrosage sectoriel des pics d'un tambour de havage (1) ayant une face extrême ou disque rouiLLeur munie de pics et une surface cylindrique munie de pics dans LaquelLe on distingue deux secteurs cylindriques opposés (G, D), avec une partie commune éventuelle (C), ces secteurs opposés (G, D) étant actifs en alternance selon Le sens de déplacement du tambour (1), caractérisé en ce qu'il comprend, dans La zone centrale du tambour (1), trois cana- lisations concentriques (7, 8,9) qui sont raccordées chacune par une extrémité à au moins un tube d'arrivée d'eau (33 à 36) et qui mènent individuellement chacune soit à des canaux (10A) conduisant aux pics du disque rouilleur, soit à des chambres sectorielles annulaires fixes (13, 19) auxquelLes correspondent des canaux (14, 20) mobiles en rotation répar- tis circonférentieL!ement réunis aux pics de la face laté- rale cylindrique du tambour de havage (1), ces chambres sectorielles (13, 19) ayant des positions relatives et des étendues en sens circonférentiel qui correspondent à ceLLes des secteurs cylindriques actifs (G, D) du tambour (1). 2. Dispositif selon La revendication 1 caracté- risé en ce que la première canalisation intérieure (7) est cylindrique et prolongée par un canal (7A) jusqu'à un embout centrai (10) de raccordement aux pics du disque rouiLLeur. 3. Dispositif selon la revendication 2 caracté- risé en ce que La deuxième canalisation intermédiaire annulaire (8) est plus longue par sa partie extrême termi- nale que La troisième canalisation extérieure annulaire (9) et plusieurs canaux radiaux respectifs (11, 12) réunissent ces canalisations aux chambres sectorielles correspondantes (13, 19) qui se trouvent dans des plans transversaux espacés en sens axial. 4. Dispositif selon la revendication 1 caracté- risé en ce que l'étendue angulaire de la chambre sectorielle (13) qui correspond à un secteur cylindrique (G) actif en position haute du tambour de havage (1) est choisie entre et 210 cependant que l'étendue angulaire de la chambre sectorielle (19) qui correspond à un secteur cylindrique (D) actif en position basse du tambour de havage (1) est choisie entre 60 et 180 . 5. Dispositif selon la revendication 1 caracté- risé en ce que, à leur extrémité éloignée du disque rouiLleur du tambour de havage (1), les canalisations concentriques (7,8,9) se terminent à proximité d'un disque fixe trans- versaI (28) dans lequel sont creusés dans un même plan perpendiculaire à l'axe du tambour des canaux d'alimenta- tion radiaux (29,30, 31,32) ayant des extrémités extérieures raccordées à des tubes d'arrivée d'eau et des extrémités intérieures prolongées par des passages internes (39,40) jusqu'aux extrémités des canalisations concentriques (7, 8, 9). 6. Dispositif selon la revendication 5 caracté- risé en ce qu'au moins une canaLisation concentrique (9) est réunie par des passages internes (39,40) à deux canaux d'alimentation radiaux (31, 32) ménagés dans le disque transversal (28).