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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'IMPORTATION Couloir à plan incliné hélicoldal2 notamment pour exploitation au fond des mines.
En ce qui concerne le transport de haut en bas de matières en vrac, dans les exploitations à ciel ouvert, on connaît déjà l'utilisation de plans inclinés hélicoïdaux, de même qu'on a déjà employé ces plans inclinés hélicoïdaux pour le transport vers le bas de charbon, pour les exploitations souterraines, dans les cheminées et faux puits. Ces plans inclinés hélicoïdaux consistent essentiellement, à l'instar d'un escalier en limaçon, en une colonne centrale constituant l'élément portant tout le dispositif, autour de laquelle est placé, sous forme de spires, le couloir de glissement en forme d'auge. La section de ce couloir accuse une courbe plus ou moins accentuée, et la disposition en est telle qu'il y a surélévation vers l'extérieur.
Or, ces couloirs à plans inclinés hélicoïdaux ne constituent pas encore un moyen satisfaisant pour le transport dans l'exploi-
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tation souterraine, du fait qu'ils ne sont pas suffisamment adaptés aux conditions de travail du fond des mines. C'est avant tout la construction ouverte du couloir qui s'avère désavantageuse car, lorsque le couloir est surchargé - circonstance qu'on ne saurait quelquefois éviter-, il y a danger que le charbon, en dépassant le bord, se précipite vers le fond du puits, chute qui peut provoquer des accidents parmi les mineurs. Cet inconvénient est d'autant plus fâcheux que la colonne centrale peut déterminer facilement, dans le couloir de glissement, un entassement du charbon, et cette obstruction cause dès lors fréquemment le débordement et la chute du charbon.
De plus, quant au travail au fond des mines, ces couloirs à plan incliné hélicoïdal accusent le défaut principal qu'ils requièrent relativement trop de place, et cela est d'autant plus défavorable que, dans la plupart des cas, on les utilise précisément en remplacement d'un transporteur à cadre, et qu'ils doivent, de ce fait, être montés dans un compartiment d'épuisement dont la largeur est cependant assez faible, de sorte que les dimensions de la colonne centrale et celles du couloir doivent être très réduites ce qui, à son tour, désavantage encore plus fortement le glissement des matières.
Le but essentiel de la présente invention est de créer, pour le service au fond des mines, un couloir à plan incliné hélicoïdal qui ne présente pas les inconvénients énumérés ci-dessus.
Pour ce faire, le couloir est logé dans un tube faisant office de conduite ; en même temps, ce tube remplace la colonne centrale porteuse et constitue l'élément portant toute l'installation.
On aboutit ainsi à l'avantage qu'aucun fragment de charbon ne pourra en passant par-dessus les bords extérieurs, tomber dans le puits ; de plus, le couloir de glissement se trouve maintenant, vers le centre, être tout à fait dégagé de sorte que le charbon ne pourra s'entasser et provoquer ainsi l'obstruction du couloir.
On choisit, pour ce dernier, un profil tel qu'il ne s'abaisse pas
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vers l'intérieur, de manière que le charbon ait, par suite de la force centrifuge, tendance à s'approcher le plus possible, pendant son glissement, de la paroi extérieure du couloir. Grâce à la dite force centrifuge, les matières sont même pressées contre la paroi du tube conducteur, de sorte qu'il se produit, entre celle-ci et le charbon, un frottement déterminant un effet de freinage. Cet effet se trouve encore accru du fait que le couloir de glissement est, près de sa périphérie extérieure, recourbé vers le haut de manière à former un angle avec la paroi du tube.
Le sommet de cet angle est disposé de telle sorte-que la composante centrifuge passe essentiellement par le dit sommet, ce qui détermine un certain coincement de la matière dans l'angle formé par la paroi du tube conducteur et la partie périphérique du couloir de glissement, lequel coincement vient accroître encore l'effet de freinage précité. L'ouverture de l'angle que forme le couloir avec la paroi du tube dépend de la nature de la matière et de la vitesse de glissement qu'on désire obtenir.
Comme le couloir de glissement, transversalement considéré, s'étend librement vers l'intérieur, on pourra faire descendre dans ce couloir des morceaux de charbon mesurant, au bord, jusqu'à 800 mm. environ, et ces morceaux glisseront sans aucun accroc du fait que leur centre de gravité vient se situer dans le couloir incliné vers l'extérieur ;il y a dès lors la possibilité que ces morceaux - lorsque le couloir est, transversalement, tout à fait rempli - dépassent, du côté intérieur, le couloir de glissement , D'autre part, en utilisant un tube servant en même temps d'élément porteur, on pourra donner au couloir la largeur qui convient à la grosseur des morceaux. Cela pourra se réaliser en ce sens que la branche en porte à faux de la section dépasse la partie médiane ou reste légèrement en deçà, par rapport à cette dernière.
Cette dernière forme de réalisation semble la plus avan- tageuse, car il est créé ainsi, du,bord intérieur du couloir de glissement à la paroi opposée du tube, un espace libre qui, dans le cas d'une surcharge du couloir, permet aux morceaux de charbon
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de tomber directement sur la spire de couloir suivante, ce qui rend toute obstruction du couloir impossible.
Grâce à cette construction, il est dès lors possible de donner aux surfaces de glissement et, ainsi, à la section de l'installation comme telle, par rapport à la grosseur maximum des morceaux de charbon, et par rapport à la section disponible du puits, des dimensions telles qu'on obtient les conditions optima pour le déplacement du charbon, à l'intérieur du tube ou cylindre, ainsi que pour le montage de toute l'installation dans des faux puits existants.
En outre, cette conformation apporte, au point de vue de la construction, certaines facilités qui permettent d'adapter l'ensemble aux exigences spéciales du travail dans les mines, à savoir : transport facile, assemblage aisé et solidité. Ainsi, 1"installation se compose de plusieurs tronçons ou éléments dont chacun constitue une pièce cylindrique dont l'intérieur ne reçoit que la partie d'une spire du couloir de glissement. En fixant cette spire, par soudure, dans l'élément cylindrique, on renforce davantage, quant au tube, la forme déjà favorable en soi, au point de vue de la stabilité. En considération de l'angle de glissement, du couloir, nécessaire à la descente des matières, on obtient, pour ces éléments cylindriques comportant une demispire chacun, une hauteur d'environ 650 mm, tandis que le diamètre intérieur en est environ de 1100 mm.
De telles dimensions permettent de monter et de transporter facilement les différentes pièces, dans l'exploitation au fond des mines, et également de les faire passer par les moises et à travers le compartiment voisin de celui destiné à recevoir le couloir à plan incliné hélicoi- dal.
On connaît déjà des couloirs à plan incliné hélicoïdal logés également à l'intérieur d'un cylindre ; toutefois, ils sont utilisés exclusivement dans le travail à ciel ouvert, et n'accusent pas les caractéristiques du couloir à plan incliné hélicoïdal
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suivant la présente invention. Toujours est-il que les couloirs connus ne s'adaptent pas aux conditions particulièrement difficiles de l'exploitation au fond, alors que l'objet de l'invention s'y prête particulièrement bien.
Au dessin annexé est représenté un couloir à plan incliné hélicoïdal suivant l'invention ; la fig.l montre, en élévation, l'ensemble monté dans un compartiment de faux puits, tandis que la fig.2 en est une coupe transversale ; la fig. 3 représente, à plus grande échelle, une coupe longitudinale d'une partie du couloir à plan incliné hélicoïdal. Les fig. 4 à 12 montrent une forme d'exécution spéciale de l'objet de l'invention ; la fig.4 est une coupe longitudinale d'un élément de couloir, tandis que la fig.5 montre, à plus grande échelle, le mode de fixation du couloir de glissement ; la fig. 6 est un dessin schématique y cor- respondant, du couloir à plan incliné hélicoïdal.
Les fig.7, 8 et 9 représentent, en trois vues perpendiculaires l'une par rapport à l'autre et en'coupe partielle, des éléments de couloir comportant un organe d'entrée, tandis que les fig.10, 11 et 12 montrent, également en trois vues perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, le mode de montage du couloir à plan incliné hélicoïdal, dans un faux puits.
Dans le faux puits 10 est monté le couloir à plan incliné hélicoïdal 11, par lequel le charbon venant de la galerie supérieure 12 passe,à la galerie inférieure 13. Le couloir à plan incliné hélicoïdal 11 est composé d'éléments 11', reliés l'un à l'autre par brides 14 ; section de l'appareil est circulaire , ce qui présente l'avantage que le corps qui est fait en tôle, est particulièrement résistant ; d'autre part, cette section circulaire assure, quant à la fabrication d'un tel corps en tôle, -les meilleures conditions au point de vue de l'indéformabilité, notamment aux joints des différents éléments cylindriques.
A l'intérieur du tube ou cylindre 11 est disposé le couloir de glissement 15 en forme de spirale, dont l'assemblage, avec le
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cylindre ou tube, peut se faire par soudure, de sorte que ce der- nier ne sert pas seulement d'enveloppe empêchant le charbon de déborder et de tomber dans le puits, mais sert aussi d'organe portant le couloir de glissement proprement dit.
Il résulte de tout cela qu'il est dès lors possible de donner au couloir hélicoidal un diamètre assez petit pour permettre de le monter à l'intérieur d'un goyau d'extraction 10' d'un faux puits déjà existant et conçu selon les règles habituelles ; ainsi l'objet de l'invention convient particulièrement pour être utilisé dans l'exploitation au fond. A cela s'ajoute que le couloir nélicoidal est subdivisé en éléments, dont les dimensions sont telles qu'ils reçoivent chacun une fraction de spire, par exemple une demi-spire, ce qui permet en même temps une excellente exécution des assemblages de l'auge.
De plus, cette subdivision rend possible à la fois d'adopter un angle de glissement qui permette au charbon de descendre sans encombre, - ce qui peut être favorisé encore par le choix d'un profil particulier - et de donner aux éléments du couloir de déversement une longueur telle qu'ils puissent être aisément montés à l'intérieur du goyau d'extraction au travers des moises 10".
Dans l'exemple de réalisation selon la fig.3, le profil de glissement adopté est constitué par deux branches 16, 17, dont la disposition est telle que, dans l'ensemble, le profil est en quelque sorte en fond de bateau. Les branches 16 et 17 peuvent éventuellement être assemblées au moyen d'une pièce rapportée cintrée. Au lieu d'un profil "brisé", on peut évidemment choisir aussi un profil tout à fait cintré, tel que cela est indiqué à la fig.3 par traits mixtes ; les conditions décrites ci-dessus sont également données dans ce cas. Le profil de glissement en arc présente encore cet avantage particulier qu'il affleure avec la surface d'assemblage des éléments du tube, ce qui signifie une facilité supplémentaire pour la mise en place des éléments.
En vue de permettre l'accès dans l'intérieur du couloir si besoin en
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est, sans devoir démonter pour cela les éléments, on a prévu dans le manteau des trous de main longitudinaux 18, qui seront utilement disposés suivant l'inclinaison de l'auge.
Les développements illustrés par les fig.4-12 procèdent de l'idée qu'en subdivisant encore davantage la construction du couloir hélicoïdal, le montage pourra s'en faire en un temps minimum et que, de plus, l'emploi du couloir hélicoïdal en soi en sera encore rendu plus aisé. C'est ainsi que, d'abord, pour fixer l'auge inclinée proprement dite sur la paroi de la cage, il est fait usage d'un joint amovible, lequel permet de monter et de dé- monter les éléments de l'auge (pour cause d'usure, par exemple), par un trou d'homme ménagé dans chacun des éléments du couloir, sans qu'on soit obligé de démonter pour cela la cage cylindrique elle-même.
Cette possibilité se présente lorsque chaque élément de couloir contient une demi-spire d'auge ;cependant, pour des raisons pratiques, il est avantageux de subdiviser à son tour cette demi-spire, en vue de permettre d'effectuer aisément le montage et le démontage, même si la place est très mesurée. Conformément à ce développement, on a prévu en outre la subdivision de l'élément de couloir en sa longueur ; il suffit donc d'éloigner une pièce de la paroi pour pouvoir procéder à la pose et à l'enlèvement de l'auge. Au surplus, cette subdivision longitudinale sert encore spécialement à la pose ultérieure de nouvelles pièces d'entrée ou de sortie pour le couloir de glissement, tel que le besoin s'en présente dans certains procédés d'exploitation.
De toute façon, cette manière de faire permet d'éviter d'importants travaux préparatoires, car la'pose d'une nouvelle pièce d'entrée peut se faire de la sorte en un temps tel que, pratiquement, il ne se produit pas d'interruption du service.
L'auge transporteuse 15 proprement dite est fixée sur la surface intérieure des éléments cylindriques de couloir 11, au moyen d'assemblages à vis 20 ; la branche 16 de l'auge se termine en porte- à-faux dans la partie médiane de l'élément de couloir
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11, tandis que l'autre branche 17 forme un angle avec la paroi intérieure de l'élément de couloir 11. L'auge 15 forme une demispire à l'intérieur d'un élément de couloir 11, et dans le cas présent, elle se divise encore une fois au milieu. Les pièces 15', 15" sont donc des quarts de spire ; au surplus, leurs dimensions sont telles qu'elles puissent être montées et démontées facilement par un trou d'homme 18, prévu dans la paroi de l'élément de couloir 11.
Il est évidemment possible de subdiviser le couloir de glissement en plus ou en moins d'éléments, mais au point de vue pratique, la division d'une demi-spire en deux quarts de spire s'est avérée utile, car les conditions sont alors telles qu'elles permettent de monter et d'enlever rapidement l'auge transporteuse, même dans les circonstances les plus défavorables dans l'exploitation au fond.
La fixation de l'auge de glissement à l'intérieur de la cage cylindrique 11 se fait de la manière suivante ; Au moyen de dispositifs particuliers, on soude sur la paroi intérieure des éléments de couloir 11, des embases 21 convenablement adaptées à l'inclinaison de l'auge de glissement et à l'obliquité du bras d'auge 11. Les tôles constituant l'auge sont posées sur ces embases 21 et assemblées avec ces dernières au moyen de vis 22.
Celles-ci ont une tête conique 23, qui affleure avec la surface de glissement. L'évasement conique de la tôle de glissement autour du trou à vis et servant à recevoir la tête de vis est engagé dans un évidement conique de l'embase 21, ce qui assure une bonne fixation des tôles de l'auge. Les vis de fixation 22 sont réparties sur la circonférence du cercle de telle sorte que les éléments d'auge, étant disposés à la façon des tuiles d'un toit, mais sinon en tous points semblables entre eux, assurent ensemble la continuité de l'auge de glissement, en particulier des raccords vers le haut et vers le bas.
Grâce à la forme identique donnée à tous les éléments, la construction d'un semblable couloir à plan incliné hélicoïdal se trouve considérablement simplifiée
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d'autre part, on a le grand avantage que, le couloir étant en service, ces éléments sont toujours interchangeables, sans qu'il soit nécessaire de procéder à de longs et coûteux travaux acces- soires.
Dans l'exemple de réalisation suivant les fig.4-6, les élé- ments fermés du couloir sont assemblés par les brides 14, 14.
Conformément à l'exemple de réalisation suivant les fig.7,8,9, les joints 24, 24 subdivisent également l'élément de couloir dans le sens longitudinal, ce qui permet d'enlever la demi-paroi d'un élément de couloir, après avoir desserré le joint à brides 14 et les vis traversant les joints 24, 24. Cela doit notamment permet- tre, lorsqu'on attaqué un nouvel étage, de charger le couloir hélicoïdal depuis cet endroit. A cet effet, il suffit d'enlever la moitié d'un élément de couloir et de le remplacer par une pièce d'entrée 25, dont la glissière 26 est étranglée et obliquée de manière à réaliser un bon raccord avec la partie d'auge 15 située dans l'autre moitié de l'élément de couloir immédiatement inférieur.
Il est évidemment possible de diviser longitudinalement , tout élément d'un couloir à plan incliné hélicoïdal, d'enlever et de placer des moitiés d'élément et d'interchanger les auges de glissement. En pratique, on ne posera cependant des éléments de couloir,longitudinalement divisés qu'aux seuls endroits où l'on prévoit qu'on devra créer un nouvel orifice d'entrée au cours de l'exploitation. Il est.utile de disposer en semblables endroits, l'un au-dessus de l'autre, deux éléments de couloir longitudinale- ment divisés. Il est certain que l'ensemble du couloir à plan in- cliné hélicoïdal reviendra ainsi moins cher, que si tous les élé- ments du couloir étaient divisés.
Pour que le montage et le démontage des pièces formant l'au- ge puissent se faire facilement, il importe de ménager autant de place que possible autour du couloir ; il s'agit donc de la fixer dans la cage au moyen d'organes aussi peu encombrants que possi- ble. On y arrive, suivant l'invention, si, près de la bride supé-
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rieure 14, chaque huitième élément de couloir est muni de surfaces radiales 27, 27, placées des deux côtés exactement opposés, sur lesquelles est vissée une plaque d'ajustement 28 se terminant en haut en un boulon 29, lequel traverse une poutre 31 placée sur les moises 30 et est tenu par les écrous 32. Plusieurs trous sont prévus dans les surfaces à vis 27 et dans les plaques d'ajustement 28, afin de pouvoir régler la suspension du couloir.
De cette manière, ensemble avec la faculté de réglage au moyen de la vis 29, on a la possibilité de tenir compte des mouvements inévitables des terrains. Cette suspension présente l'avantage que, contrairement à la suspension habituelle par chaînes, où cellesci sont généralement en oblique par rapport aux moises, elle est située tout près de la cage cylindrique, parallèlement à celleci, et qu'ainsi elle ne requiert que très peu de place, nonobstant la grande étendue de l'ajustement possible.
REVENDICATIONS.
1. Couloir à plan incliné hélicoïdal pour le transport de haut en bas de charbon et d'autres matières en vrac, en particulier pour l'exploitation au fond de la mine, dans lequel l'élément portant l'installation est constitué par un tube qui remplace la colonne porteuse centrale et auquel est fixé le couloir de glissement, caractérisé en ce que le couloir de glissement et le tube sont assemblés pour constituer des organes de transport, de telle manière que chaque élément contient moins d'une spire complète.