Brevet FR2810572A1 — publié le 20011228

La présente invention est relative à une plaque revêtement anti- usure pour le garnissage de surface d'un support destiné à recevoir un flux de matériaux abrasifs, tel qu'une trémie. Elle concerne également un ensemble de revetement anti-usure constitué d'une pluralité de telles plaques. Dans de nombreux domaines de l'industrie, on se trouve confronté au problème de l'usure prématurée de certains outils, du fait qu'ils sont en contact avec des matières abrasives, corrodantes ou sujettes à des colmatages. Ainsi, par exemple, les blocs de pierre prélevés dans une carrière et déversés dans une trémie ont tendance à abîmer très rapidement le matériau metallique de celle-ci, du fait des impacts reçus et des phénomènes d'abrasion. De tels problèmes se retrouvent également dans d'autres secteurs d'activités tels que l'industrie minière, la sidérurgie, la métallurgie, la cimenterie, industries alimentaires, chimiques, etc. On a solutionné ce problème en garnissant outils sujets à dégradation par des nappes de matériaux protecteurs tels que du caoutchouc, du polyéthylène ou du polyuréthane. Ces nappes protègent par garnissage les divers éléments des installations soumis à l'usure. Ces éléments, hormis les trémies, peuvent être des goulottes, des cuves, des couloirs d'acheminement, des boucliers, etc. Les nappes de caoutchouc anti-abrasif consistent en des feuilles non toilées, renforcées de tissu et/ou de métal. Le caoutchouc présente le double avantage d'absorber l'énergie du choc reçu par les matériaux à véhiculer, puis de la restituer et d'être peu sensible à l'usure due au passage répété de la matière abrasive. De plus, il présente des qualités d'anti-colmatage qui contrarient l'effet de voûte que certains matériaux en mouvement ont tendance à créer. Un choix judicieux quant à son épaisseur et à sa qualité, ainsi qu'un montage bien fait sont des gages de la durée de vie accrue du matériel. A titre indicatif, elles sont commercialisées en feuilles de 1,4m de largeur, d'épaisseur variable et de longueur minimale de 5m. On utilise également des feuilles de polyéthylène à haut poids moléculaire, dont la caractéristique essentielle est son fort pouvoir de glissement, ce qui permet de garnir des éléments présentant une pente faible. Malheureusement, ce type de matériau n'offre pas autant de fiabilité que le caoutchouc, quant à la résistance à l'impact et à l'usure. Des plaques d'épaisseurs diverses sont couramment commercialisées sous la forme de rectangles d' 1 m par 2m de côté. Plusieurs procédés sont utilisés pour fixer les feuilles de caoutchouc, préalablement découpées, aux éléments à protéger. Ainsi, on peut procéder par boulonnage direct sur le support. Une autre méthode consiste à boulonner la feuille sur un fer plat façonné en forme de crochet, pour une fixation mobile par suspension. On peut également procéder à un collage direct sur la tôle de l'élément à garnir, ou sur une tôle distincte à fixer ultérieurement sur l'élément à protéger. En ce qui concerne le polyéthylène, les plaques rigides sont, après découpage aux dimensions voulues, essentiellement boulonnées. Quels que soient la nature du matériau utilisé et le mode de fixation, chaque méthode comporte un certain nombre d'inconvénients. Bien entendu, le premier réside dans le fait que les plaques doivent être découpées pour s'adapter à la surface de l'élément à garnir. Cela génère des chutes de matériau, le plus souvent non utilisables, ce qui représente une perte financière non négligeable. En ce qui concerne les caoutchoucs boulonnés, il est nécessaire de prévoir des points d'ancrage. On constate alors une usure prématurée dans ces zones par la chute des matériaux sur les boulons métalliques qui ont servi de matériels de fixation. Lorsque le caoutchouc vieillit, les boulons et la tôle s'oxydent. De plus, le caoutchouc s'use partiellement dans la zone d'impact des matériaux, de sorte qu'il est obligatoire de rénover l'ensemble du garnissage. En ce qui concerne les caoutchoucs collés, la préparation des plaques et leur découpe nécessitent des connaissances en chaudronnerie, afin d'épouser au mieux les formes de l'élément à garnir. La procédure de collage et le choix des colles en fonction du support supposent des connaissances suffisantes de la technique de vulcanisation, la bonne réalisation de l'opération dépendant également de la dextérité de l'opérateur et de son expérience quant aux aléas climatiques dans ce domaine. Après usure du caoutchouc, la rénovation de l'ensemble nécessite de devoir décoller le caoutchouc initial, de mettre à blanc le support de tôle et procéder à nouveau collage selon la méthode décrite ci-dessus. En ce qui concerne le polyéthylène, du fait qu'il est vendu en plaques rigides, les formes géométriques courbes sont difficiles à garnir. L'application sur tôle ne se fait que par boulonnage, ce qui entraîne les mêmes problèmes de fixation que ceux décrits plus hauts. Le polyéthylène, intéressant pour son important pouvoir glissant, n'est que résistant aux chocs et à l'abrasion. Son usure rapide entraîne donc réfections fréquentes dont le coût n'est pas négligeable, tant en arrêt d'exploitation, qu'en temps passé et en prix. Compte-tenu de ces différents problèmes, il existe un besoin prévoir structure de matériau d'usure qui puisse être fixée sur un support sans avoir recours aux méthodologies décrites plus haut, et que l'on puisse remplacer ponctuellement en cas d'usure, sans avoir à enlever et mettre au rebut la totalité revêtement. La présente invention répond à cette attente en proposant une plaque de revêtement anti-usure. Cette plaque, destinée au garnissage de surface d'un support destiné à recevoir un flux de matériaux abrasifs, tel qu'une trémie, se caractérise essentiellement par le fait qu'elle comporte une première grande face destinée à recevoir matériaux en mouvement, ainsi qu'une seconde grande face, généralement opposée à la première, dont la surface est garnie de ventouses venant de matière avec le reste de la plaque, ces ventouses assurant son adhésion par succion sur support, ainsi que son amortissement sous l'effet de l'impact des matériaux. On comprend donc qu'avec ce type de plaque, il va être facile de garnir la surface du support, puisque sa mise en place ne requiert aucun élément de fixation. Ce sont les ventouses qui vont permettre aux plaques d'adhérer sur le support, ces dernières ayant une fonction supplémentaire qui consiste à encaisser une partie des chocs dus à l'impact des matériaux s'écoulant sur la première grande face. Cet amortissement se fait bien entendu par déformation élastique des ventouses. Un autre avantage essentiel de ce type de plaques est que, en cas d'usure localisée, se contente de remplacer seulement la ou les plaques usées. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives de cette plaque - faces latérales présentent un profil de forme adaptée pour venir coopérer avec le profil complémentaire de la face correspondante d'une plaque voisine ; - profils sont du type à tenon et mortaise ; - lorsque la plaque comporte deux grandes faces parallèles et s'inscrit dans un parallélépipède rectangle, deux de ses faces latérales parallèles - dites premières faces latérales - forment un angle aigu, respectivement un angle obtu, avec ladite première grande face ; - ledit angle aigu est de l'ordre de 45 ; - lesdites faces latérales sont destinées à être orientées perpendiculairement à la direction générale du flux de matériaux ; - les profils desdites premières faces latérales sont à section cylindrique et à emmanchement à force , - profils des deux autres faces latérales, dites secondes faces latérales, sont à section trapézoïdale et à emmanchement par coulissement ; - elle est constituée de caoutchouc ou de polyuréthane. deuxième aspect de l'invention concerne un ensemble de revêtement anti-usure. Cet ensemble est constitué d'une pluralité de plaques telles que celles décrites plus haut, coopérant les unes avec les autres. Selon une caractéristique particulière de cet ensemble, l'angle aigu formé par l'une desdites premières faces latérales et la première grande face, est disposé de telle manière à se situer au plus loin du point d'impact du flux de matériaux. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre. Cette description sera faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté, selon une direction longitudinale, d'une plaque conforme à la présente invention ; - la figure 2 est une vue, également de côté, de la plaque de la figure 1, selon une direction généralement transversale et perpendiculaire à la précédente ; - les figures 3 et 4 sont des schémas partiels et simplifiés de deux plaques coopérant entre elles des profils à tenon et mortaise présents sur deux de leurs faces latérales parallèles - les figures et 6 sont des schémas correspondants sensiblement aux deux schémas précédents mais montrant les deux autres faces latérales de deux plaques, avec leurs moyens de coopération mutuels ; - la figure 7 une vue partielle de côté de deux plaques coopérant l'une avec l'autre, en place un support, et recevant sur leur grande face supérieure un flux de matériaux abrasifs. La plaque représentée aux figures 1 et 2 est de préférence réalisée en caoutchouc ou en polyuréthane, s'inscrit dans un parallélépipède rectangle. Il s'agit d'un simple exemple de réalisation, toute autre forme géométrique pouvant être également donnée à cette plaque. La plaque 1 comporte deux grandes faces parallèles 10 et 11 destinées à constituer ses faces supérieure et inférieure. Elles ont ici une forme rectangulaire allongée. La face supérieure est représentée totalement lisse, de manière à autoriser l'écoulement de matériau par glissement, comme on le verra plus loin. Toutefois, dans un mode de réalisation différent, cette face supérieure pourrait être pourvue de profils, tels que des picots, des plots oblongs, des tasseaux, ou d'autres reliefs destinés à orienter et/ou répartir les matériaux sur la totalité de la plaque. La deuxième grande face 11, ou face inférieure, est garnie d'une pluralité de ventouses 6 venant matière avec le reste de la plaque. Ces ventouses vont permettre de fixer la plaque sur un support, et également, comme on le verra plus loin, d'amortir les impacts résultant de la chute de matériaux sur la plaque 1. La forme, la taille et la disposition des ventouses peuvent être déterminés en fonction des impératifs d'accrochage. Dans un mode de réalisation différent, il pourrait être prévu réseau de ventouses auto-commandées par le vide, grâce à un réseau de communication de circuits internes noyés dans la plaque. Les quatre faces latérales de la plaque, ou petites faces, sont parallèles deux à deux. Les deux premières faces latérales référencées 2 et 3 sont dites faces transversales . Elles constituent des plans inclinés qui forment avec la première grande face 10 un angle aigu oc, respectivement un angle obtu P. Dans l'exemple représenté ici, les valeurs de ces deux angles sont respectivement de 45 et de 135 . Bien entendu, les angles que forment ces faces latérales avec la grande face inférieure 11 sont les mêmes mais sont inversés. Les faces latérales 2 et 3 présentent un profil de forme adaptée pour venir coopérer avec le profil complémentaire de la face correspondante d'une plaque voisine. Ces profils sont de type à tenon et mortaise. Plus précisément, comme le montrent clairement les figures, la face latérale comporte un jonc rectiligne mâle 20 qui court tout le long celle-ci, parallèlement aux grandes faces 10 et 11. Sa section est semi-circulaire. La face 3 comporte quant à elle, un logement également rectiligne 30 dont le profil est adapté pour recevoir le jonc 20 d'une plaque voisine. section est également semi-circulaire et on s'arrange pour que son diamètre soit légèrement inférieur diamètre du jonc mâle 20 afin d'autoriser un engagement de l'un dans l'autre par déformation élastique et coincement, ce qui favorise la robustesse de l'accrochage des plaques entre elles. Cette situation d'engagement réciproque est représentée à la figure 6, l'emmanchement du jonc 20 dans le logement 30 se faisant ' force. Les deux autres faces latérales 4 et 5, ou secondes faces latérales, forment avec les grandes faces 10 et 11 un angle droit. De la même manière que les faces 2 et 3, elles présentent des profils d'assemblage complémentaire du type à tenon et mortaise. En l'occurrence, la face 4 présente un logement rectiligne 40, qui court tout le long de celle-ci, parallèlement aux faces 10 et 11. Il présente une section trapézoïdale, à queue d'aronde. La face 5 comporte un jonc de forme complémentaire formant saillie. L'engagement du jonc 50 dans le logement 40 d'une plaque voisine se fait par engagement de coulissement longitudinal. Bien entendu, la forme et le dimensionnement des joncs et cavité par rapport reste des plaques sont déterminés en fonction des caractéristiques de tenue et de résistance aux efforts que l'on souhaite obtenir. Ces forme et dimensionnement, tels qu'ils apparaissent sur les figures, ne correspondent pas forcément à la réalité et ont essentiellement pour propos d'expliciter la structure et le fonctionnement de l'invention. On prendra soin de situer le jonc et le logement au plus proche de la face supérieure de la plaque de manière à augmenter la rigidité longitudinale de l'ensemble. On s'arrangera pour que les ventouses 6 qui bordent les petits cotés latéraux obliques 2 et 3 des plaques soient disposés de telle manière qu'on obtienne une parfaite symétrie de positionnement lorsque plusieurs plaques sont jointives (voir figure valeur a) En l'occurrence, chaque ventouse de bordure devra trouver à distance égale de l'axe de symétrie issu du milieu de l'hypoténuse du triangle fictif délimité par faces 20 et 30. Les plaques conformes à l'invention peuvent être fabriquées en une seule coulée ouverte de polyuréthane dans un cadre-moule comportant plusieurs pièces assujetties à chaque forme. Notamment, il comporte deux pièces de fond de moule, correspondant aux contours mâles et femelles de ventouses. s'agit de pièces rigides, de façon à pouvoir démouler les ventouses par extraction et déformation de la matière grâce à sa souplesse. Dans l'hypothèse d'une fabrication de plaque bi-matière, la partie supérieure s'obtient par rajout de polyuréthane adhérisé à la partie inférieure pourvue des ventouses. Les profils latéraux, indépendant les uns des autres, s'ajustent dans le périmètre du cadre du moule. En fonction des formes et caractéristiques souhaitées de plaque, la constitution du moule et de ses pièces sera complètement différente. Le montage standard des plaques décrites ci-dessus consiste à les imbriquer les unes dans les autres au moyen des deux types de profil cités, à savoir, dans le sens perpendiculaire à l'écoulement des matériaux, le jonc 20 d'une plaque épousant la rainure 30 de la suivante et, dans le sens longitudinal, l'assemblage à queue d'aronde selon le même principe. Ainsi que le montre particulièrement la figure 7, ce montage sera effectué de telle façon que le matériau C qui arrive sur la plaque et s'écoule dans le sens des flèches f, c'est-à-dire de haut en bas, tombe au plus loin, c'est-à- dire en amont de l'angle aigu oc formé par la première face latérale 2 avec la grande face supérieure 10. En effet, cet angle aigu délimite une sorte de bec 2 de rabat protecteur pour la plaque. Ceci permet d'éviter un éventuel accrochage des matériaux contre le bec qui, s'il était disposé à l'inverse, serait à contre-courant du sens d'ecoulement des matériaux. Cet agencement permet donc une meilleure étanchéité des plaques et supprime le risque de choc frontal avec les matériaux. La présence de ventouses 6 comme moyens d'adhésion sur le support S, va donner à la nappe formée par les plaques 1 assemblée une certaine élasticité, la hauteur ' des ventouses pouvant varier par déformation élastique sous l'effet de l'impact et la charge des matériaux C reçus. Cet amortissement contribue à réduire le phénomène d'usure prématurée des plaques. Dans certains cas particuliers impliquant des déformations souples des plaques, c'est-à-dire de l'avant vers l'arrière ou de la gauche vers la droite, rien n'empêche de concevoir des plaques avec des pans inclinés alternés munis de joncs et de rainures, indifféremment sur les faces latérales parallèles, en largeur et/ou en longueur. La plaque selon l'invention peut prendre toute forme géométrique rectiligne. Ainsi, dans des couloirs d'écoulement de forme trapézoïdale, il suffira de découper un des bords de la plaque dans son épaisseur suivant le tracé la pièce réceptrice en laissant un léger surplus de coincement de caoutchouc contre la paroi contre laquelle elle doit être accolée. De plus, si les bords de couloirs doivent être garnis, une partie de la plaque en sa position verticale peut posséder flanc droit lisse dont l'épaisseur sur chant vient s'appuyer sur la face supérieure la pièce plane horizontale de la goulotte. Dans le cas de garnissage de plafond, la fixation ne pose pas plus de problème le côté plancher des pièces à garnir. Seule demeure à connaître efforts à l'extension des plaques posées à l'inverse des plaques de planche soumises à la compression. Comme montré plus haut, la fixation des plaques sur le support résume à opérer une simple pression sur la plaque pour faire adhérer les ventouses. De plus, en bénéficiant des caractéristiques physiques et mécaniques inhérentes au caoutchouc traditionnel et au polyuréthane, la plaque selon l'invention apporte les avantages non négligeables, résumés ci-après En premier lieu, sa face supérieure lisse ou à profils remplit propriétés propres au caoutchouc, à savoir la résilience, la déformation rémanente la résistance à l'abrasion, aux chocs, aux déchirements, etc. Ce sont les critères principaux de défense contre les phénomènes et les efforts mécaniques issus de dynamique de l'écoulement des matériaux divers. De plus, la plaque présente une élasticité et un amortissement accru grâce à l'action des ventouses dans l'absorption des sollicitations vibratoires dues aux chocs. Lorsque la plaque selon l'invention est réalisée en polyuréthane, est possible de lier ensemble plusieurs qualités différentes. Ainsi, pour la partie supérieure de la plaque, on pourra utiliser polyuréthane de dureté 95 shores A, qui présente des caractéristiques intéressantes au niveau de rigidité et de la résistance au déchirement. La partie inférieure pourra être quant à elle réalisée en polyuréthane de dureté 25 à 60 shores A, c'est dire un polyuréthane très résilient et très souple, ce qui autorise la nappe ventouses à operer un accrochage intéressant sur le support ainsi qu'une dynamique d'amortissement très efficace, quant à l'absorption de l'énergie cinétique des matériaux venant en contact de choc. Lorsque plusieurs plaques conformes à l'invention sont assemblées les unes aux autres, elles remplissent ensemble leur fonction de réception et d'écoulement des produits. Elles constituent ce que l'on peut appeler un groupe collectif de surfaçage . Toutefois, elles demeurent chacune indépendante les unes des autres et légèrement mobiles latéralement. Enfin, lorsqu'une plaque est abîmée, il suffit de démonter cette plaque ainsi que les plaques voisines et de remplacer uniquement l'entité souhaitée. REVENDICATIONS 1. Plaque de revêtement anti-usure pour le garnissage de surface support (S) destiné à recevoir un flux de matériaux abrasifs (C), tel qu'une trémie, caractérisée par le fait qu'elle comporte une première grande face (10) destinée à recevoir les matériaux (C) en mouvement, ainsi qu'une seconde grande face (11), généralement opposée à la première, dont la surface est garnie de ventouses venant de matière avec le reste de la plaque, ces ventouses (6) assurant adhésion par succion sur le support (S), ainsi que son amortissement sous l'effet l'impact des matériaux (C). 2. Plaque selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ses faces latérales (2, 3, 4, 5) présentent un profil (20, 30, 40, 50) de forme adaptée pour venir coopérer avec le profil complémentaire de la face correspondante d'une plaque (1) voisine. 3. Plaque selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ces profils (20, 30, 40, 50) sont du type à tenon et mortaise. 4. Plaque selon l'une des revendications 1 ou 3, qui comporte deux grandes faces parallèles (10, 11) et qui s'inscrit dans un parallélépipède rectangle, caractérisée par le fait que deux (2, 3) de ses faces latérales parallèles - dites premières faces latérales - forment un angle aigu (a), respectivement un angle obtu avec ladite première grande face (10). 5. Plaque selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit angle aigu est de l'ordre de 45 . 6. Plaque selon l'une des revendications 4 ou caractérisée par le fait que lesdites premières faces latérales (2, 3) sont destinées à être orientées perpendiculairement à la direction générale du flux de matériaux (C). 7. Plaque selon la revendication 3 prise en combinaison avec l'une des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que les profils (20, 30) desdites premières faces latérales (2, 3) sont à section cylindrique et emmanchement à force. S. Plaque selon la revendication 3, prise en combinaison avec l'une des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que les profils deux autres faces latérales (4, 5), dites secondes faces latérales, sont à section trapézoïdale et à emmanchement par coulissement. 9. Plaque selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'elle est constituée de caoutchouc ou de polyuréthane. 10. Ensemble de revêtement anti-usure constitué d'une pluralité de plaques selon l'une des revendications 1 9, coopérant les unes avec les autres. 11. Ensemble selon la revendication 10, constitué d'une pluralité de plaques selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisée par le fait que l'angle aigu (a) formé par l'une (2) desdites premières faces latérales et la première grande face (10) est disposée de telle manière à se situer au plus loin du point d'impact du flux de matériaux (C).