Brevet FR2582853A1 — publié le 19861205

La présente invention concerne un appareil des- tiné à revêtir extérieurement un câble, électrique ou d'un autre type, d'une couche de bitume, opération con- nue également sous le nom de bitumage ou goudronnage. Les câbles, tant pour le transport d'énergie que pour le transport d'informations, sont fréquemment recouverts d'une ou plusieurs couche(s) de bitume ser- vant à protéger les armatures, les isolants et autres constituants plus facilement altérables. Cette protec- tion est appliquée tant aux câbles terrestres qu'aux câ- bles destinés à l'utilisation sous-marine et elle est formée de substances appropriées telles que les goudrons naturels, bitumes oxydés, mélanges bitumineux et autres dérivés. Ces substances sont très stables dans le temps, même dans l'eau de mer et sont utilisées comme première protection pour les constituants des câbles qui sont plus sujets à des altérations dues à l'ambiance tels que les fils, les rubans d'acier, les cordes, les toiles, les papiers, etc.. Les opérations de bitumage sont effectuées dans les machines bitumeuses fixes, installées sur les diffé- rentes lignes de production du câble, et qui ont des di- mensions et caractéristiques adaptées aux différentes né- cessités de la production. En raison du fonctionnement en continu et des quantités de bitume exigées, en particulier pour les tronçons de câbles de grande longueur, les machines de ce genre reçoivent le bitume chaud en provenance d'ins- tallations de stockage dans lesquelles le bitume est maintenu à l'état liquide et par l'intermédiaire de ré- seaux de distribution très étendus. Les installations de stockage sont alimentées en bitume liquide transporté par des camions citernes, en raison du fait que la capa- cité thermique des installations est calculée uniquement pour le maintien du bitume à la température d'utilisa- tion. Certaines machines de bitumage sont associées à des installations d'alimentation munies de fours de fu- sion de bitume et qui sont en mesure d'accumuler des quantités limitées de bitume liquide, lequel est ensuite envoyé aux machines bitumeuses. Dans ce cas également, les machines bitumeuses proprement dites reçoivent le bi- tume des installations d'alimentation sous la forme li- quide. Toutes ces machines présentent de notables in- convénients que l'on va maintenant décrire sommaire- ment. Les installations de stockage et d'accumulation doivent fonctionner pratiquement en permanence parce que l'interruption du fonctionnement provoque la solidifica- tion du bitume dans l'installation, ce qui entraIne des conséquences graves qui peuvent même exiger la recons- truction partielle de l'installation. Ceci se traduit par des coûts d'exploitation très élevés pour maintenir le bitume chaud, surtout lorsque la production des câ- bles est discontinue. Un autre inconvénient dérive des altérations chimico-physiques du bitume contenu dans les installa- tions qui, étant maintenu en circulation dans l'installa- tion pendant des temps prolongés, tend à avoir une tempé- rature de liquéfaction (ou un point de goutte) différen- te de sa température initiale. Le problème devient enco- re plus grave lorsque l'installation doit débiter plu- sieurs types de bitumes différents. En outre, les phénomènes de craquage qui se ma- nifestent inévitablement dans l'installation déterminent la formation d'incrustations à l'intérieur des tubes, ré- servoirs et oompes, et ces substances gênent le passage du bitume au point de l'obstruer. Finalement, la dépendance des machines bitumeu- ses connues vis-à-vis des installations d'alimentation en bitume rend pratiquement impossible leur éventuel transfert en d'autres points de la ligne de production du câble o elles pourraient être nécessaires ou utili- sées. Un but de la orésente invention est de réaliser un appareil destiné à bitumer en continu un câble élec- trique qui soit autonome et qui puisse être alimenté avec du bitume froid, de manière à ne pas exiger d'ali- mentation "centralisée" en bitume liquide. Un autre but de l'invention est de réaliser une machine pour bitumer un câble électrique qui soit perfec- tionnée en ce qui concerne' la fusion du bitume, et son application sur le câble. L'invention a pour objet un appareil pour le bi- tumage en continu des câbles qui comprend une cuve conte- nant le bitume à l'état liquide, un canal de support ou auget le long duquel le câble défile, et des moyens des- tinés à prélever le bitume liquide de la cuve de façon continue et à le transférer dans l'auget, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens desti- nés à faire fondre le bitume qui est acheminé à l'appa- reil sous une forme solide, lesdits moyens comprenant un fluide qui circule dans des conduites à l'intérieur de la cuve, dans une relation d'échange thermique avec le bitume qui remplit la cuve, des éléments chauffants qui chauffent ledit fluide et un dispositif destiné à faire circuler le fluide le long des conduites. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, feront bien comprendre comment l'in- vention peut être réalisée. Sur ces dessins, la figure 1 est une vue avant en coupe de l'ap- pareil selon l'invention; la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 représente le dispositif d'essuyage du bitume; la figure 4 représente un dispositif de réglage de la quantité de bitume prélevée dans le bain; et la figure 5 représente un dispositif qui fait obstacle à la sortie du bitume dans le cas d'arrêt du câble. L'appareil représenté schématiquement sur les figures 1 et 2 comprend un socle 1 et une cuve 7 qui sur- monte ce socle et est délimitée par des parois latérales 2 et 4 et fermée à sa partie supérieure par un couvercle 16. Sur le couvercle sont en outre prévus une sor- tie 17 pour les gaz et un couvercle d'alimentation 15 qui sera décrit de façon détaillée dans la suite. Dans la partie inférieure de la cuve est dispo- sé un ensemble de conduites 30 à 36 dans lequel circule un fluide de chauffage tel que, par exemple, une huile diathermique chauffée par une petite centrale placée sur le socle 1 et refoulée par des pompes (non représen- tées). Le fluide peut être chauffé par des résistances électriques ou par d'autres moyens connus et il est in- troduit le long d'un conduit transversal 27 relié à son tour à un conduit collecteur longitudinal 33. Ici et dans la suite, les termes "longitudinal" et "transver- sal" s'entendent rapportés à la direction d'avancement du câble, qui est indiquée par la flèche A sur la figure 2. Du conduit collecteur 33, dont le niveau est intermé- diaire entre les autres conduites, partent une pluralité de conduits 32, inclinés, qui parviennent à proximité du fond de la cuve 7 et se prolongent (en 34) jusqu'à un deuxième conduit longitudinal 35. Du conduit 35, part en- suite une conduite en serpentin qui se développe en mon- tée progressive en longeant les quatre parois latérales (30, 31, 36) de la cuve et qui revient à l'extérieur par un conduit 29. Pour simplifier, les conduits 34 n'ont pas été représentés sur la figure 2. L'ensemble des con- duites est recouvert par le bitume liquide dont le ni- veau 8 peut varier dans certaines limites en fonction des dimensions du câble 12 à bitumer. Une roue cylindrique 5 est montée sur un arbre , entre les parois latérales 4 de l'appareil et est entraînée en rotation constante dans le sens de la flè- che R oar une transmission 6 reliée à un moteur (non re- présenté). La roue cylindrique s'étend dans la direction du câble 12 sur une longueur considérable, au moins sur plus de la moitié de la cuve 7 et elle est partiellement immergée dans le bain de bitume de manière à soulever constamment une couche de bitume liquide qui adhère à sa surface. A proximité du point le plus élevé de la roue , est monté un transporteur 9 sensiblement formé d'une lame 25 qui s'étend sur la même longueur que la roue, et de deux parois 26. Le transporteur est monté de manière à pouvoir tourner autour d'une barre 19 dans le but de faire varier la quantité de bitume qu'il prélève sur la roue 15, ainsi que ceci sera illustré dans la suite. Le bitume prélevé oar le transporteur est versé dans un canal de support ou auget 10 sous-jacent, sur le- quel passe le câble 12 à bitumer. L'auget 10 est articulé sur l'appareil en 13, de manière que sa position puisse être modifiée pour s'adapter à différents diamètres du câble à bitumer. L'auget comprend un dispositif 70 de retenue du bitume à son extrémité d'entrée et un organe essuyeur 50 à son ex- trémité de sortie (figure 2), ces dispositifs seront dé- crits de facon plus détaillée dans la suite. L'appareil selon l'invention est alimenté en bi- tume à l'état solide, sous la forme de charges allon- gées, de préférence cylindriques, qui sont introduites dans l'appareil, soit manuellement, soit automatique- ment. Le dispositif de chargement comprend un berceau 20 qui peut tourner autour de son axe longitudinal 23 et est protégé par un couvercle relevable 15, et un action- neur 21. Dans la forme de réalisation qui prévoit l'ali- mentation manuelle, l'actionneur est constitué par un le- vier actionné par l'opérateur pour faire tourner le ber- ceau et provoquer la chute de la charge 28 déposée sur ce berceau, dans la cuve sous-jacente. Dans le cas de l'alimentation automatique, l'actionneur 21 peut être une courroie de transmission qui avance par intermitten- ce et en synchronisme avec un transporteur des charges. La charge qui a été déversée dans la cuve tend à tomber au fond, en raison de son poids spécifique supé- rieur à celui du bitume liquide et elle s'appuie sur les conduites chaudes 31 et 32, qui définissent une zone de fusion et déterminent la subdivision de cette charge par fusion localisée. Une charge 28', représentée en traits interrompus, est représentée sur la figure 1 prête à être attaquée par les conduites 31 et 32 et, en particu- lier, par les conduites 32, dans lesquelles le fluide de chauffage possède la température maximum. La charge ne pourra quitter l'espace de fusion défini entre les con- duites 31 et 32 qu'après avoir été subdivisée en mor- ceaux beaucoup plus petits qui seront ensuite rapidement fondus dans le bain proprement dit, lequel est entouré par le serpentin. Les dimensions de la zone de fusion et/ou celles des charges pourront être de nature à per- mettre de disposer trois ou plus de trois charges super- posées dans la zone de fusion. L'action de la roue 5, qui s'étend sur une grande partie de la cuve, contribue à assurer la fusion rapide du bitume, en remélangeant l'ensemble de la masse fondue. Une autre contribution à la fusion rapide des charges est celle de la structure du dispositif de char- gement. En effet, la charge suivante sera déversée sur celle qui est déjà en contact avec les conduites, en exerçant sur cette dernière une poussée égale à son pro- pre poids et, étant donné que le poids des charges est de l'ordre de plusiseurs kilogrammes, ceci favorise la subdivision rapide des charges de bitume. Une vitesse de chargement excessive sera signalée par la résistance à la rotation du berceau qui bute alors contre la dernière charge qui ne s'est pas encore suffisamment enfoncée. Dans l'alimentation manuelle, l'opérateur pourra repren- dre le chargement lorsque la dernière charge se sera suf- fisamment enfoncée. Dans le fonctionnement automatique, un détecteur de surcharge assure les mêmes fonctions. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 2, le câble 12 traverse l'appareil en circulant le long de l'auget 10 et il en sort recouvert d'une couche de bitu- me en cours de solidification. A l'extrémité de sortie, est prévu un dispositif essuyeur 50 destiné à éliminer l'excès de bitume et qui est représenté en détail sur la figure 3 o, pour la simplicité du dessin, on a omis de représenter le câble. Ce dispositif comprend un support formé de deux guides 51, 52, entre lesquels sont mon- tées, l'une au-dessus de l'autre, deux plaques 54, 55, qui présentent des encoches en forme de demi-cercles qui forment un trou 58 de passage du câble 12 possédant un plus grand diamètre que ce dernier. Les paires de pla- ques peuvent être facilement remplacées pour adapter l'appareil à différents diamètres des câbles à bitumer et la plaque supérieure est munie d'une poignée de soulè- vement 57. Immédiatement en arrière des plaques, c'est-à- dire à l'intérieur de la machine, le câble est entouré d'un élément élastique de grande longueur 60 dont une ex- trémité 61 est ancrée à la plaque 52 et dont l'autre ex- trémité 62 est reliée à des moyens de traction réglables tels qu'un poids 64. L'élément de grande longueur 60 for- me au moins un tour complet autour du câble et passe sur un rouleau de renvoi 65. Il est soumis à une traction longitudinale sous l'effet du poids 64, de façon à adhé- rer au câble bitumé et à essuyer l'excès de bitume. Le mouvement d'avancement du câble provoque ensuite l'appli- cation de l'élément 60 contre les parois des plaques 52, 54 et 55, de sorte que l'excès de bitume revient à l'in- térieur de l'appareil. L'élément de grande longueur 60 est de préféren- ce formé d'un profilé de section rectangulaire, en mati- ère élastomère ou plastomère. Le caoutchouc de silicone est particulièrement bien adapté à cette application, parce que le bitume ne se combine pas avec lui, et on peut ainsi réutiliser le profilé après en avoir détaché les incrustations de bitume. t l'extrémité d'entrée du câble, il est prévu un dispositif 70 de retenue du bitume, constitué par un support 81 solidaire de l'appareil et auquel est fixée une palette 82 en matière élastique, présentant dans sa partie inférieure un profil en arc de circonférence qui s'appuie sur le câble avéc un certain frottement (figure 5). Pendant que le câble avance dans le sens indiqué par la flèche A, le bitume qui tombe sur ce câble est entraú- né par le câble lui-même et ne tend pas à sortir de l'ap- pareil. Dans le cas d'arrêt du câble, pour différentes raisons, la palette évite que le bitume ne s'égoutte à l'extérieur de l'appareil. Sur la figure 4, on a représenté schématique- ment le dispositif de réglage de la position du transpor- teur qui permet de faire varier la quantité de bitume qui est prélevée par la roue. Ce dispositif comprend un ensemble à piston et cylindre 84dont l'extrémité du piston 85 est reliée par une articulation à un levier 86 dont l'autre extrémité est articulée sur le transporteur 9. Il est ainsi possible de faire varier la quantité de bitume acheminée à l'auget en fonction des caractéristi- ques et des dimensions du câble. En outre, le piston est relié à un dispositif d'entratnement du câble et, en cas d'arrêt de ce dernier, il soulève immédiatement le trans- porteur à la position dans laquelle ce dernier ne prélè- ve plus de bitume. On évite de cette façon que, par sui- te d'un arrêt du câble, la prolongation de l'apport de chaleur par le bitume ne puisse endommager ce câble. L'appareil selon l'invention atteint les buts qu'on s'était fixé. En effet, il est entièrement indépen- dant des installations de stockage ou de fusion du bitu- me et il peut être installé au point de la ligne de pro- duction du câble o il est nécessaire. Grâce à son auto- nomie, il peut être déplacé d'un point à l'autre des li- gnes de production et être adapté aux caractéristiques des différents câbles. L'appareil est en outre extrêmement économique, comparativement aux installations de chauffage ou de stockage centralisées, en raison du fait qu'il n'est chauffé que lorsque cela est nécessaire et que, même s'il est maintenu allumé en permanence, l'énergie thermi- que consommée reste limitée à celle qui est nécessaire pour maintenir à l'état liquide le bitume contenu dans la cuve, tandis que les stocks sont avantageusement con- servés à l'état solide. L'utilisation d'un fluide de chauffage intermé- diaire tel que l'huile diathermique, qui est réparti sur toute l'étendue de la cuve, élimine les inconvénients de la surchauffe que l'on observe dans les installations de fuison déjà connues, dans lesquelles les résistances électriques sont noyées dans le bain et sont directement en contact avec le bitume. On évite ainsi les risques de craquage ou d'incrustations qui limitent la durée de vie de l'appareil. En outre, avec l'appareil selon l'invention, les caractéristiques du bitume appliqué peuvent être mat- trisées d'une façon extrêmement précise, puisque le bitu- me ne continue pas à recirculer pendant des périodes pro- longées, en s'altérant de façon imprévisible et de toute façon indésirée. En outre, on résout tous les problèmes relatifs à l'utilisation de bitume possédant des caracté- ristiques variables. Le dispositif d'alimentation particulier permet d'obtenir une fusion rapide des charges de bitume soli- de, qui rencontrent aussitôt les conduites présentant une température plus élevée et sont pressées contre ces dernières par le poids même des charges suivantes. Finalement, les dispositifs particuliers d'es- suyage et de protection permettent d'obtenir un bitumage régulier et bien réparti, sans risque d'endommager le câ- ble en cas d'arrêt et sans provoquer de sortie du bitume de l'appareil. Il va de soi que diverses modifications pour- ront être apportées par l'homme de l'art au mode de réa- lisation qui vient d'être décrit, notamment par substitu- tion des moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 1l R E V E N D I C A rI O N S 1 - Appareil pour le bitumage continu des câ- bles, comprenant une cuve (7), un canal de support ou au- get (10) dans lequel défile le câble (12) et des moyens (5, 9) destinés à prélever le bitume liquide dans la cu- ve en continu et & le transférer dans l'auget, ledit ap- pareil étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (30 à 36) destinés à faire fondre le bitume qui est ache- miné à l'appareil sous la forme solide, lesdits moyens comprenant un fluide qui circule dans des conduites (30 à 36) à l'intérieur de la cuve, dans une relation d'échange thermique avec le bitume qui remplit la cuve, des éléments chauffants qui chauffent ledit fluide, et un dispositif destiné à faire circuler le fluide le long des conduites. 2 - Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend un dispositif de chargement du bitume (20, 21, 23), qui charge le bitume sous la forme de charges allongées (28), ce dispositif comprenant un berceau d'alimentation (20) qui peut tourner autour de son axe longitudinal pour faire tomber une charge de bi- tume (28), déposée dans le berceau, dans la cuve (7) sous-jacente, dans une zone de fusion délimitée par une partie desdites conduites, la zone de fusion présentant une configuration telle que la charge de bitume soit com- primée contre les conduites par le poids des charges in- troduites à la suite, de façon à en favoriser la subdivi- sion. 3 - Appareil selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la partie des conduites qui délimite la zone de fusion comprend une première pluralité de condui- tes parallèles superposées et espacées (31) et une deuxi- ème pluralité de conduites parallèles et espacées (32), inclinées par rapport aux précédentes, qui partent d'un collecteur (33) alimenté directement par le fluide prove- *nant des éléments chauffants. 258 2-8 53 4 - Aopareil selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, au point de sortie du câble, un dispositif essayeur (50) formé d'une plaque (51 à 55) présentant un trou (58) de diamètre supérieur à celui du câble, et d'un élément élastique de grande longueur (60), qui est enroulé en un tour complet autour du câble et est maintenu en position (en 62), et qui s'appuie contre ladite plaque. - Appareil selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'une extrémité (61) de l'élément élastique de grande longueur (60) est fixée à l'appareil tandis que l'autre extrémité est chargées par un poids (64). 6 - Apareil selon la revendication 5, caracté- risé en ce que ledit élément de grande longueur (60) est un profilé de section sensiblement rectangulaire, en ma- tière élastomère ou plastomère. 7 - Appareil selon la revendication 6, caracté- risé en ce que ledit élément élastique de grande lon- gueur (60) est fait de caoutchouc de silicone. 8 - Appareil selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens destinés à prélever le bitume liquide en continu dans la cuve com- prennent une roue cylindrique (5) partiellement immergée dans le bitume liquide et entraînée en rotation de mani- ère à soulever une couche de bitume qui adhère à sa sur- face, un transporteur (9) disposé à proximité du point le plus élevé de la roue pour intercepter une partie de la couche de bitume qui adhère à la surface de la roue et la faire couler sur l'auget, ladite roue, ledit trans- porteur et ledit auget s'étendant sur au moins la moitié de la longueur de la cuve. 9 - Appareil selon la revendication 8, caracté- risé en ce que ledit transporteur (9) peut tourner au- tour d'un axe longitudinal pour régler la quantité de bi- turne prélevée par la roue. - Appareil selon la revendication 9, caracté- risé en ce que la rotation du transporteur (9) est com- mandée par un mécanisme qui comprend un piston d'action- nement (85) et un levier (86). 11 - Appareil selon la revendication 10, carac- térisé en ce que l'actionnement du piston (85) est asser- vi au mécanisme d'entratnement du câble de manière à fai- re tourner le transporteur pour l'amener à une position inactive lorsque le câble est arrêté. 12 - Appareil selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend, au droit de l'entrée du câble, un dispositif de retenue du bitume (70) qui retient le bitume en cas d'arrêt de l'avancement du câble, ce dispositif étant constitué par une palette en matière élastique (82) qui présente dans sa région inférieure un profil en arc de cercle qui est maintenu appuyé sur le câble (12) avec frottement.