Brevet FR2630777A1 — publié le 19891103

L'invention a pour objet un dispositif d' a s p e r s i o n intermittente des pics d'une tête de havage, avec un liquide de refroidissement, par utilisation d'un distributeur comportant des ajours en forme de fente allongée, à peu près rectangulaire, auxquels peuvent être raccordés des canaux traversant la tête de havage tournante, et menant chacun à au moins une buse placée sur le pourtour de la tête de havage. Par le brevet GB-2 058 175, on connait une tête de havage tournante dans laquelle il est prévu, dans la zone terminale éloignée du front de taille, voisine du bras de havage, une pluralité de buses, réparties sur tout le pourtour, et destinées à appliquer un fluide. Le brevet GB-2 152 974 montre et décrit un mode de réalisation d'un guidage du fluide dans une tête de havage dans laquelle un fluide est acheminé sous pression, par des conduits d'alimentation non- tournants, vers un volume annulaire comportant une pluralité de buses orientées vers le front de taille ou vers des outils d'abattage. Par le brevet US-4 501 449, on connaît une configuration dans laquelle on amène un fluide sous une faible pression et un autre fluide sous une forte pression dans la zone d'une tête de havage, le fluide sous une faible pression, constitué en particulier d'air, étant partiellement renvoyé dans la tête de havage, afin de réduire la formation de poussière ou d'air humide, dans la zone située à l'arrière de la machine d'abattage. Mais aucune de ces configurations connues ne permet d asper g e r par intermittence les pics d'une tête de havage, avec un liquide de refroidissement. Le brevet AT-382 206 décrit par exemple un dispositif du type précité. Dans ce mode de réalisation connue, les ajours formés par des fentes allongées sont disposés sur le pourtour d'un distributeur en forme de douille. Cette configuration du distributeur en douille, permet des fréquences relativement élevées pour l ' a-s p e r s i o n intermittente du liquide de refroidissement, mais pose d'autre part toute une série de problèmes concernant l'étanchéité du distributeur. Par ail- leur, avec une configuration connue de ce type, sans éléments constitutifs supplémentaires séparés, une commande de secteur n'est pas directement possible, commande dans laquelle le fluide de refroidissement est distribué aux buses de la tête de havage, qui sont tournées vers le front de taille, uniquement sur une zone d'angle au centre. La configuration connue par le brevet AT-382 206 était donc conçue dans son principe pour un mode de réalisation dans lequel l'arrivée d'eau aux buses est commandée par prise, et rendue dépendante du déplacement axial des pics qui se trouvent en prise avec le terrain. L'invention vise à réaliser un dispositif du type précité, permettant de combattre efficacement la poussière, avec une consommation d'eau minimale, et de réduire au maximum le risque d'inflammation du mélange gaz méthaneair, et convenant par conséquent à la protection contre les explosions de grisou. Une consommation d'eau trop importante, telle qu'on l'observe toujours dans les dispositifs connus, conduit généralement à ramollir le sol, et ce ramollissement du sol réduit la stabilité de la machine à proximité du front de taille. Pour réduire la consommation d'eau, il ne faut pas oublier qu'on ne peut réduire le risque de formation d'étincelles que si de l'eau est projetée par les buses avec une pression suffisante, afin qu'elle puisse effectivement atteindre les gorges de coupe des pics. Si l'on utilise comme ajours, des perçages, la montée de la pression dans le conduit menant aux buses, est relativement lente et la pression du fluide de refroidissement dimi.nue à nouveau de façon relativement lente lorsqu' on passe sur ces perçages. Avec cette variation de pression qui monte et descend de façon lente, une grande partie de l!eau distribués se trouve à un niveau de pression qui n'assure pas que l'eau projetée atteigne effectivement le front de taille ou les gorges de coupe. L'utilisation de fentes permet une configuration dans laquelle la montée en pression est relativement rapide, de sorte que toute la quantité de liquide projeté se trouve effectivement à un niveau de pression qui permet un refroidissement efficace des gorges de coupe. L'invention a pour but en particulier de réaliser un dispositif du type précité, simple et compact, permettant en même temps une aspersion intermittente du front de taille, et une commande de secteur, tout en garantissant, même aux pressions d'alimentation élevées, et par conséquent pour une montée et une baisse rapides de la pression dans les différentes buses, une étanchéité parfaite, pour réduire la quantité de liquide nécessaire. La succession nécessaire dans le temps des impulsions d'eau doit être fonction des conditions concernant les délais d'inflammation du mélange gaz méthane-air. Pour résoudre ce problème, le dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce que le distributeur est formé par un disque relié fixe en rotation de l'arrivée d'eau, en ce que les fentes du disque sont des fentes s'étendant radialement vers-l'intérieur à partir du pourtour du disque, et sont disposées sur le pourtour du disque de distribution, sous un angle au centre inférieur/égal à 180 , et en ce que les canaux traversant la tête de havage se raccordent au disque, par des raccords parallèles au disque, dont le contour correspond à peu près à celui des fentes. Du fait que le distributeur est ici un disque, contrairement à la construction du brevet AT-382 206, destinée à 1' a s p e r s io n intermittente des pics-, on a la possibilité de prévoir les fentes sur une zone périphérique de ce disque, et de permettre ainsi une commande de secteur. A cet effet, les fentes de ce disque s'étendent radialement vers l'intérieur, sur un angle au centre S 180 , ce qui garantit que seules les pics ou le côté de la tête de havage qui sont ou est tourné(es)vers le front de taille, sont aspergés avec du liquide de refroidissement. Du fait que les canaux de la tête se raccordent au disque, par des raccords parallèles à celui-ci, et dont le contour correspond à peu près à celui des fentes, on garantit une montée en press.ion et une baisse de pression particulièrement rapides, de sorte qu'effectivement presque toute la quantité du liquide de refroidissement pulvérisé est disponible à un niveau de pression qui est suffisant pour atteindre avec certitude la gorge de coupe, et pour garantir son refroidissement. Les raccords peuvent être alignés avec les fentes, par rotation de l'élément constitutif portant les raccords; la section transversale du raccord est aussi en forme de fente et son contour correspond à peu près à celui du disque. Le disque agissant comme un distributeur de commande, est soumis dans une configuration de ce type à de fortes sollicitations par changement de pression, et dans tous les cas il doit être assuré que la montée en pression dans les canaux menant aux buses, s'effectue de manière aussi rapide que possible, comme la baisse de pression, afin de maintenir la quantité d'eau nécessaire au but recherché, aussi petite que possible. A cet effet, la configuration est avantageusement telle que la largeur intérieure des raccords, sur le côté tourné vers le disque, est supérieure à la largeur intérieure des fentes du disque, et inférieure à la distance, mesurée dans la direction périphérique, séparant des fentes voisines du disque, ce qui assure qu'à chaque fois, une seule fente du disque peut être alignée avec un raccord, et que pendant une durée aussi définie que possible, on dispose de la pleine pression d'alimentation du fluide de refroidissement. Une caractéristique d'ouverture et de fermeture particulièrement rapides peut être réalisée, en ce que les raccords sont des fentes, pratiquées sur le côté tourné vers le disque, dont' les parois de délimitation s'étendent à peu près radialement. Pour mieux maîtriser les sollicitations variables du disque, et par conséquent l'étanchéité, la configuration est avantageusement telle que les distances séparant les fentes du disque et/ou les raccords sont différentes dans la direction périphérique. On garantit ainsi que les canaux menant aux buses ne reçoivent pas de l'eau cycliquement et simultanément. Il y a lieu de tenir compte du fait qu'au dispositif suivant l'invention est liée une commande de secteur et par conséquent une sollicitation' unilatérale plus forte, du fait de la variation de -la pression, du distributeur se présentant sous la. forme d'un disque. Une alimentation non périodique, de ce type, des différents canaux fait que les pointes de pression n'agissent que dans des parties du secteur du disque, présentant les fentes, et ne se produisent pas simultanément sur tout l'angle au centre portant les fentes. On peut améliorer de même cette sollicitation agissant sur le disque, en c. que le nombre des raccords est différent du nombre des fentes du disque, ce qui permet d'obtenir un optimum. En effet, si un certain nombre de canaux différents menant aux buses sont bien alimentés en même temps en liquide sous pression, la distance et le nombre de ces canaux alimentés en même temps varie toutefois de façon non périodique. Ces sollicitations non périodiques réduisent le risque de phénomènes de fatigue du matériau du disque formant le distributeur, et empêchent l'apparition de grandeursde résonance. - Si l'on utilise comme distributeur un disque, l'étanchéité peut être réalisée beaucoup plus facilement qu'avec une douille. En- effet, avec une configuration de ce type, la pression du liquide de refroidissement agit dans le sens d'étanchéité, et sur le côté du disque éloigné des raccords, agit donc une pression de pressage qui améliore l'étanchéité. Pour assurer une action de pression aussi uniforme que possible, à des fins d'étanchéité, la configuration est avantageusement telle que le disque fixe en rotation peut être pressé en butée, sous l'effet de la pression du liquide de refroidissement, contre l'élément constitutif portant les raccords et tournant avec la tête et peut coulisser axialement. Inversement, pour décharger mécaniquement les surfaces d'étanchéité du disque, lorsque l'alimentation en liquide est coupée, et pour accroître ainsi la durée de vie du disque, il est avantageusement prévu qu'un élément de fixation, placé sur le côté du disque fixe en rotation, éloigné des raccords, et coopérant avec Ce disque, est précontraint dans la direction de déplacement axial, par un ressort agissant axialement, dans une position soulevée par rapport à l'élément constitutif portant les raccords, et en ce que la force du ressort est inférieure à la force de déplacement appliquée par la pression du liquide de refroidissement, dans le sens de l'application contre l'élément constitutif portant les raccords. On garantit ainsi un relèvement automatique de l'élément de fixation, et par conséquent une course libre du disque, dès que la pression d'alimentation du liquide ou du fluide de refroidissement est supprimée, ou que l'alimentation en liquide est coupée, de sorte que les surfaces d'étanchéité ne peuvent plus frotter contre la partie tournante de la tête de havage. Pour obtenir la liaison fixe en rotation de l'élément constitutif portant le disque de distribution, avec l'alimentation en eau de façon simple, on peut prévoir que l'élément de l'alimentation en eau portant le disque, est une pièce tubulaire sur l'extrémité libre de laquelle le disque est monté fixe en rotation, et de manière protégée, et en ce que le ressort agissant sur le disque, est placé dans un boîtier fixe en rotation, entourant à la manière de griffes la pièce tubulaire. Une configuration de ce type pour le ressort, avec un boîtier fixe en rotation, entourant à la manière de griffes, permet de réaliser la disposition déjà connue par le brevet AT-382 206, une pièce intermédiaire coulissant axialement et permettant de compenser les tolérances. Cette configuration est ici avantageusement telle que la pièce tubulaire portant 263077? le disque est accouplée au conduit d'alimentation en eau, disposé non tournant, à l'intérieur de la tête de havage, par interposition d'une pièce intermédiaire coulissant axialement, le boîtier recevant le ressort et entourant, à la manière de griffes, la pièce tubulaire portant le disque, assurant le maintien fixe en rotation par rapport à l'alimentation en eau non mobile et stationnaire. Par le brevet GB-1 110 763, on connaît déjà une commande de secteur pour un cylindre de havage, dans laquelle on utilise un disque comme distributeur. Etant donné qu'avec cette configuration connue, on ne cherchait à obtenir qu'une commande de secteur, la sollicitation du disque par suite des changements de pression, était naturellement beaucoup plus faible, puisqu'on avait toujours plusieurs canaux alignés en même temps avec le volume libéré par le disque. Dans la présente configuration qui vise à assurer en même temps une commande de secteur et une alimentation intermittente des buses en liquide, pour maintenir la zone des surfaces d'étanchéité du disque exactement en butée, de manière étanche, contre l'élément constitutif tournant, y compris sous une forte pression de liquide, il est prévu suivant l'invention que le disque présente un évidement annulaire, sur le c8té tourné vers l'élément constitutif présentant les raccords, dont le diamètre maximal est inférieur à la distance radiale minimale des parois intérieures des fentes du disque et des raccords, et en ce que l'évidement annulaire est relié au côté du disque, éloigné de l'élément constitutif présentant les raccords, par au moins un perçage de décharge. La pression du disque contre l'élément constitutif tournant qui porte les raccords menant aux buses, obtenue ainsi sous l'effet de la pression de liquide, est limitée dans la zone des surfaces d'étanchéité, de sorte que-celles-ci peuvent être maintenues en butée plane les unes contre les autres, sans qu'il puisse se former une fente en coin dans la zone périphérique, qui réduirait l'étanchéité. Un exemple de réalisation est décrit ci-après plus en détail et représenté de manière schématique aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique des éléments constitutifs prévus pour l'aspersion la figure 2 représente la zone de la tête de havage dans laquelle est placé le distributeur en forme de disque; la figure -3 est une vue de dessus d'un distributeur suivant l'invention; la figure 4 est une vue en coupe du distributeur, le long de la ligne IV-IV de la figure 3, et la figure 5 est une vue d'un élément constitutif portant un raccord pour les conduits menant aux buses d'aspersion. Sur la figure 1, la référence 1 désigne le réservoir à fluide de refroidissement. A ce réservoir fait suite un filtre 2, et du liquide de refroidissement est envoyé à une tête de havage, par une pompe 4 placée dans l'alimentation centrale en eau, entraînée par un moteur 3. Dans le conduit menant au canal d'alimentation, à peu près axial, sont montés un limiteur de pression 5, un manomètre 6, un régulateur de débit 7 et un réservoir haute pression 8. L'arrivée axiale du fluide de refroidissement traverse le mécanisme de havage ou de coupe 9 et débouche dans les canaux d'une tête de havage ou de coupe 10. La commande de secteur qui permet l'alimentation intermittente en fluide de 2630777 refroidissement, est représentée de manière schématique en 11 sur la figure 1, et les canaux traversant l'intérieur de la tête de havage 10, débouchent dans des buses d'aspersion 12. La zone de la commande de secteur intermittente, qui est désignée par 11 sur la figure 1, est représentée à plus grande échelle sur la figure 2. Sur la figure 2, le conduit d'alimentation en fluide de refroidissement est désigné par 13. Le conduit d'alimentation 13 débouche dans un trou borgne 14 étagé, dans lequel est introduit une pièce intermédiaire 15 coulissant axialement. Cette pièce intermédiaire 15 est guidée, par des joints d'étanchéité 16 et 17, de manière à coulisser axialement, pour compenser des tolérances, et débouche dans une pièce tubulaire 18 qui porte* le distributeur 19. Le distributeur 19 a la forme d'un disque et est calé de manière fixe en rotation sur cette pièce tubulaire. Un joint 20 empêche un déplacement axial exagéré du distributeur 19. La liaison fixe en rotation de la pièce tubulaire 18 et du conduit d'alimentation en eau 13, se fait par des surfaces d'ajustementpolygonaleset des accouplements à griffes, comme expliqué plus en détail ci-après. La zone terminale du conduit d'alimentation en eau 13, portant le trou borgne 14, a un pourtour hexagonal qui est entouré par un profilé correspondant hexagonal d'un élément constitutif d'accouplement 21. Dans le trou borgne 14 est logé un ressort 22 qui presse la pièce intermédiaire 15 en butée contre la pièce tubulaire 18. Au manchon 21 accouplé fixe en rotation, est reliée une coupelle de ressort 23 qui fait elle-même partie d'un accouplement à griffes qui est accouplé par rotation, à un boîtier 25 d'un ressort 24. Le boîtier 25 passe sur une pièce à six il pans 26 placée sur le pourtour de la pièce tubulaire 18, sur laquelle est monté fixe en rotation le distributeur 19. Grâce au ressort 24, la pièce tubulaire 18 et par conséquent le distributeur 19 sont sollicités dans le sens de la flèche 27. Lorsqu'aucune pression de liquide ne règne dans le conduit d'alimentation 13, cette sollicitation dans le sens de la flèche 27, entraîne un soulèvement du distributeur 19 par rapport à l'élément constitutif 29 tournant et portant les raccords 28, lequel est relié fixe en rotation à la tête de havage 10. Dans la tête de havage 10, les conduits menant aux buses 12 non représentées, sont désignés par 30. La pression de liquide régnant dans le conduit 13 agit sur le côté du distributeur 19, éloigné de l'élément constitutif 29 portant les raccords 28, dans le sens contraire à la flèche 27, et par conséquent pour l'amener en butée contre l'élément constitutif 29. Les surfaces d'étanchéité 31 du distributeur 19 sont maintenues par cette pression, en butée contre l'élément constitutif 29; dans ce - cas, la pression de liquide efficace dans le sens de la butée, doit être supérieure à la force appliquée par le ressort 24 dans le sens de la-flèche 27. Pour assurer une application plane des surfaces d'étanchéité 31 les unes contre les autres, le disque 19 présente sur son côté tourné vers l'élément constitutif 29, un volume annulaire 32 qui est relié par des perçages de décharge 33 au côté du distributeur 19, tourné vers l'élément constitutif 29. La pression de liquide agit ainsi exclusivement dans la zone des surfaces d'étanchéité 31, ce qui fait qu'elles s'appliquent de façon plane dans cette zone. Dès que l'alimentation en fluide de refroidissement est coupée, l'anneau de fixation 20 est poussé, sous l'effet de la force du ressort 24, dans le sens de la flèche 27, de sorte que le distributeur 19 se déplace librement et que le déplacement axial de l'anneau de fixation 20 est assuré par l'accouplement de l'élément constitutif 25 et de la pièce tubulaire 15. Pour permettre une alimentation intermittente du liquide de refroidissement, le distributeur 19 comporte des fentes radiales 34, comme le montrent clairement les figures 3 et 4. Par rotation de l'élément.constitutif 29 tournant, les raccords 28, aussi en forme de fente, parviennent dans une position alignée avec les fentes 34 radiales du disque 19. La fixation du distributeur 19 sur la pièce tubulaire 18, de manière fixe en rotation, est réalisée sur la figure 3 par le contour intérieur 35 à six pans. Les fentes 34 s'étendent sur un angle au centre d'environ 1800, de sorte que l'on a une commande de secteur en même temps que l'alimentation intermittente en fluide de refroidissement. Sur la vue en coupe de la figure 4, on voit à nouveau le volume annulaire 32 qui peut être maintenu à la pression d'alimentation en fluide de refroidissement, par le perçage de décharge 33. La surface d'étanchéité du disque 19 qui est maintenue en butée contre l'élément constitutif 29 tournant, lorsque l'alimentation en liquide est ouverte, est à nouveau désignée par 31, et la compensation de pression, par l'intermédiaire des perçages de décharge 33, assure que ces surfaces d'étanchéité 31 puissent être maintenues, appliquées sur toute leur surface, contre l'élément constitutif 29 tournant. Les raccords 28 a ussi en forme de fente, pratiqués dans l'élément constitutif 29 tournant, selon la figure 2, sont représentés sur la figure 5 d'une manière correspondant à l'échelle de la figure 3, cette figure 5 étant une vue dans la même direction que la vue du disque de distribution de la figure 3. La distance a prévue dans la direction périphérique pour les raccords 28 voisins de ce type, de l'élément constitutif 29 tournant, a été choisie ici de telle sorte que les distances a soient différentes des distances b séparant les fentes voisines du disque 19. On assure ainsi que toutes les buses du secteur concerné ne soient pas alimentées simultanément et de façon cyclique en liquide sous pression, de manière à mieux compenser -la sollicitation due au changement de pression du disque 19. Les distances a séparant les raccords 28 sont, dans le mode de réalisation choisi, supérieures aux distances b des fentes 34, ces raccords 28 s'étendant sur tout le pourtour de l'élément de constitution 29 tournant, réduit à l'angle au centre du disque de distribution, dans lequel sont prévues des fentes 34, afin de permettre une commande de secteur, le nombre de raccords 28, dont la forme est aussi à peu près en fente mais d'ouverture un peu plus grande, est inférieur au nombre de fentes 34 du disque de distribution 19. ]4 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aspersion intermittente des d'une tête de havage (10), avec du liquide de refroidissement,. par utilisation d'un distributeur (19) comportant des ajours en forme de fente allongée, à peu près rectangulaire, auxquels peuvent être raccordés des canaux traversant la tête de havage tournante, et menant chacun à au moins une buse placée sur le pourtour de la tête de havage, caractérisé en ce que le distributeur (19) est formé par un disque relié fixe en rotation à l'arrivée d'eau, en ce que les fentes (34) du disque (19) sont des fentes s'étendant radialement vers l'intérieur à partir du pourtour du disque, et sont disposées sur le pourtour du disque de distribution (19), sous un angle au centre inférieur/égal à 180 , et en ce que les canaux (30) traversant la tête de havage (10) se raccordent au disque (19), par des raccords (28) parallèles au disque (19), dont le contour correspond à peu près à celui des fentes (34). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur intérieure des raccords (28) sur le côté tourné vers le disque (19), est supérieure à la largeur intérieure des fentes (34) du disque (19) et inférieure à la distance (b), mesurée dans la direction périphérique, séparant des fentes voisines (34) du disque (19). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les raccords (28) sont formes, sur le côté tourné vers le disque (19), par des fentes aux parois de délimitation à peu près radiales. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3,. caractérisé en ce que les distances (a,b) des fentes (34) du disque et/ou des raccords (28) sont 2630777 différentes les unes des autres dans la direction périphérique. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le nombre des raccords (28) est différent du nombre des fentes (34) du disque (19). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que le disque (19) fixe en rotation est monté coulissant axialement, et de manière à pouvoir s'appliquer contre l'élément constitutif (29) portant les raccords (28), tournant avec la tête (10), sous l'effet de la pression du liquide de refroidissement. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé- en ce qu'un élément de fixation (20), placé sur le côté du disque (19) fixe en rotation, éloigné des raccords (28), et coopérant avec ce disque, est précontraint dans la direction de déplacement axial, par un ressort (24) agissant axialement, dans une position soulevée par rapport à l'élément constitutif (29) portant les raccords (28), et en ce que la force du ressort est inférieure à la force de déplacement appliquée par la pression du liquide de refroidissement, en direction de la butée contre l'élément constitutif (29) portant les raccords (28). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément de l'arrivée d'eau, portant le disque (19) est une pièce tubulaire (18) sur l'extrémité libre de laquelle le disque (19) est monté fixe en rotation, et de manière protégée, et en ce que le ressort (24) agissant sur le disque, est placé dans un boîtier (25) fixe en rotation, entourant à la manière de griffes la pièce tubulaire (18). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pièce tubulaire (18) portant le disque (19) est accouplée au conduit d'arrivée d'eau (13), placé de manière à ne pouvoir tourner, à l'intérieur de la tête de havage (10), par interposition d'une pièce intermédiaire (15) coulissant axialement. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le disque (19) présente un évidement (32) annulaire, sur le côté tourné vers l'élément constitutif (29) présentant les raccords (28), dont le diamètre maximal est inférieur à la distance radiale minimale des parois intérieures des fentes (34) du disque (19) et des raccords (28), et en ce que l'évidement (32) annulaire est relié au côté du disque (19), éloigné de l'élément constitutif (29) présentant les raccords (28), par au moins un perçage de décharge (33).