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Perfectionnements aux appareils d'éclairage utilisés dans les mines grisouteuses ou les milieux explosifs.
Un des principaux obstacles à l'extension de 1''éclairage par réseau électrique dans les mines grisouteuses réside dans le.danger de bris des globes en verre des appa- reils d'éclairage, particulièrement au voisinage des fronts de taille. Le bris du globe en verre a généralement pour effet de mettre en contact avec l'air grisouteux des pièces sous tension entre lesquelles peuvent se produire des oourt-cir- cuits ou, ce qui est plus grave, de mettre en contact avec l'air grisouteux le filament encore incandescent d'une lampe dont 1-'ampoule de verre a été brisée en même temps que le globe protecteur.
Dans les lampes magnéto-pneumatiques, actionnée par l'air comprimé et d'emploi courant à l'heure actuelle, on connaît des dispositifs de sécurité ayant pour objet de pal- lier à l'inconvénient indiqué ci-dessus.
Ces dispositifs de sécurité sont basés généra- lement sur la disparition, en cas de bris du globe proteo- teur, de la pression d'air qui régna normalement à l'inté- rieur de celui-ci. Selon les systèmes, la disparition de la différence entre la surpression qui règne dans le globe et une autre pression choisie, de valeur fixe, provoque le dépla- oement d'Un organe par un quelconque des moyens connus à cet effet, piston, clapet, diaphragme, dilatation d'une chambre barométrique, etc. Le déplacement de cet organe agit sur le circuit électrique d'alimentation en établissant, entre deux pièces de contact, un court-circuit franc.
Ce court-circuit a pour effet de provoquer la mise en court-circuit de la source de courant chaque fois que la chose est possible (cas de l'alternateur d'une lampe magnéto-pneumatique par exemple) et en conséquence le shuntage, par ce court-circuit, de l'am- poule avariée ou bien encore il provoque la fusion d'un fusi- ble, ce dernier étant contenu dans une enveloppe anti-défla- grante protégée par un des moyens connus.
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Le déplacement du contact peut aussi être obtenu autrement que par l'air comprimé. Dans le système MUSY, par exemple, appliqué sur des lampes électro-pneumatiques et sur des lampes à accumulateurs, la moindre fêlure du globe provoque le bris immédiat et total de celui-ci par écartèlement, sous la pression d'une pièce conique sur laquelle appuie un ressort très puissant. 'La libération de ce ressort par la disparition du globe provoque le déplacement d'un organe portant un contact mobile. On se trouve ainsi ramené au cas précédent.
Il semble toutefois que, même dans le cas de ce fonctionnement purement mécanique, la présence de l'air comprimé soit nécessaire pour créer autour du filament encore incandescent de l'ampoule brisée un écran d'air l'isolant du contact de l'atmosphère grisouteuse. L'expérience a prouvé que cette dernière considération qui ne joue pas dans le cas des ampoules à faible puissance des lampes à accumulateurs, prend son importance dès que la puissance calorifique, dissipée par le filament, atteint une certaine valeur.
L'un quelconque des moyens que l'on vient de citer ou la combinaison de plusieurs d'entre eux permettent donc d'assurer la sécurité de l'installation en cas de bris du globe d'un appareil d'éclairage.
La présente invention a pour objet des perfectionnements qui, notamment rendent possible, sans danger, l'éclairage par appareils branchés sur le réseau électrique dans les mines grisouteuses ou les milieux explosifs.
L'un de ces perfectionnements consiste essentiellement à entourer les lampes d'éclairage alimentées par le réseau électrique, en particulier les lampes baladeuses, de globes protecteurs transparents destinés, de la manière connue, a retenir autour d'elles une enveloppe d'air sous pression et à relier ces globes par des tuyauteries, souples s'il y a lieu, à la canalisation générale de distribution d'air comprimé. Il y a intérêt à utiliser ces tuyauteries comme gaines protectrices pour y faire cheminer les fils d'amenée de courant aux lampes d'éclairage.
Afin de couper l'arrivée de courant, en cas de rupture ou de perforation des tuyauteries desservant les lampes, en particulier des tuyauteries mixtes qui viennent d'être définies, ou encore d'un tronc commun sur lequel sont branchées ces diverses tuyauteries, un interrupteur ou disjoncteur comb- né à un relais de commande sensible à la pression régnant dans ces canalisations pneumatiques est, de préférence, intercalé en amont de l'ensemble des lampes dans le circuit électrique d'alimentation de ces lampes. Le relais, peut, par exemple, comporter comme organe moteur un organe manométrique mobile ou déformable et soumis à la pression de service des tuyauteries en question.
Le dispositif de sécurité collective qui vient d'être décrit est, de préférence, complété par des dispositifs de sécurité individuelle combinés à chaque lampe : un tel dispositif de sécurité individuelle peut comporter un interrupteur électrique combiné à un clapet de fermeture de l'arrivée d'air au globe de la lampe, de manière qu'en cas de fêlure ou de rupture de ce globe, l'alimentation en courant électrique et l'alimentation en air comprimé soient coupées simultanément, cet interrupteur étant commandé, par exemple, par le disposi- tif d'écartèlement du globe.
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Dans la forme de réalisation adoptée de préfé- rance, les lampes sont branchées sur Une canalisation mixte, pneumatique et électrique, par l'intermédiaire de raccords se fixant, de façon amovible, sur des bottes destinées à établir la liaison électrique et la liaison pneumatique nécessaires.
Chaque boite peut comporter, à cet effet, un robinet d'air et un interrupteur électrique accouplés à un même organe de manoeuvre. en outre un dispositif de verrouillage est combiné à la boite et au raccord pour interdire, sous tension, les manoeuvres de raccordement ou de débranchement des lampes et pour éviter de laisser les organes de raccordement sous ten- sion lorsque les lampes n'y sont pas branchées.
Bien entendu, on peut appliquer tous les dispo- sitifs individuels de sécurité applicables aux appareils d'é- clairage anti-déflagrant ainsi que les systèmes mécaniques ou électriques de verrouillage utilisés sur ces appareils.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, .les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte fai- sant, bien entendu, partie de ladite invention.
' La fig. 1 est une vue schématique, avec des arrachements, d'une installation d'éclairage réalisée confor- mément , l'invention, Une seule lampe ayant été représentée.
La fig. 2 montre isolément la lampe et ses annexes après rupture du globe et de l'ampoule.
La fige 3 est une vue en perspective d'un rac- cord.
La fig. 4 est une vue en perspective, avec arrachement, d'une portion de tuyauterie souple.
Les fig. 5 à 7 sont des schémas illustrant le fonctionnement du dispositif de verrouillage.
Les appareils .sont alimentés en air comprimé par une canalisation 1 qui peut être la canalisation habituelle de l'exploitation -et dans laquelle'la pression est de 3 à 7 kg par cm2, par exemple. Le courant électrique est fourni par la distribution habituelle de l'exploitation (canalisation 2).
S'il s'agit d'une distribution à courant alternatif, on a avan- tage à alimenter les appareils par Un transformateur abaisseur de tension T donnant une tension au plus égale à 24 volts, ceci en conformité avec les règlements concernant la protec- tion des travailleurs contre l'électrocution. Si l'exploitation possède déjà des lampes de sécurité magnéto-pneumatiques, 'on a intérêt à choisir, pour la basse tension du transformateur, la tension d'alimentation des ampoules 'de ces lampes, ceci dans un but déification. Le transformateur, ses organes de raccordement et de protection, sont supposés connus et leur protec- tion contre la déflagration ne rentre pas' dans le cadre de l'invention.
Les deux canalisations 1 et 2 sont reliées à un - appareil dit "bloc-détendeur-disjoncteur" destiné à alimenter un groupe de lampes, en principe le groupe correspondant à la puissance du transformateur d'alimentation. Cet appareil, désigné dans son ensemble par D, comprend, renfermés sous un carter unique dont la protection contre la déflagration est assurée par tous moyens connus :
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a) un détendeur d'air comprimé qui, dans l'exem- ple du dessin comporte une soupape 3 soumise à l'action d'un ressort 4 et reliée, par sa tige 5 à un diaphragme 6 ;
la face inférieure du diaphragme est soumise à la pression atmosphéri- que et, en agissant sur le ressort antagoniste 7 prenant appui contre cette face du diaphragme, on peut régler à la valeur choisie, soit par exemple 200 à 400 g par cm2 la pression ré- gnant en aval de la soupape 3, c'est-à-dire au-dessus du dia- phragme 6. b) un interrupteur comprenant un diaphragme 8 soumis, à sa partie supérieure, à la pression constante four- nie par le détendeur et qui règne dans tout le carter 9 ; laface inférieure du diaphragme 8 de même que celle du diaphragme 6, est soumise à la pression de l'air atmosphérique (qui peut être l'air grisouteux, aucune communication n'existant entre les deux moitiés du carter 9) et à l'action d'un ressort ré- glable 10.
Le diaphragme 8 est lié à une tige 11 agissant, par des leviers 12 à rupture brusque, sur des contacts électriques 13 normalement fermés.
Du bloc détendeur-disjoncteur D part la cana- lisation 14 d'alimentation des lampes; cette canalisation peut être fixe, semi-fixe ou mobile et etre réalisée soit sous forme de tube métallique rigide, soit sous forme de tube flexible.
Dans cette canalisation passent les deux fils 15 de distribu- tion du courant à basse tension. En outre, dans la canalisa- tion 14 règne la basse pression d'air comprimé fournie par le détendeur D. Sur cette canalisation, sont intercalées autant de "bottes de raccordement" qu'il y a de lampes à alimenter.
La ^boite de raccordement" B est un organe per- mettant le branchement d'un appareil d'éclairage, avec divers dispositifs évitant toutes fausses manoeuvres. Cette boite comporte un carter 16 dont la protection contre la déflagration est réalisée par tous moyens connus; un robinet 17 permet de couper ou d'établir l'arrivée de l'air comprimé, Sur le même axe que le robinet 17 et commandé par la meme manette se trou- ve un interrupteur 18 intercalé dans le circuit d'alimentation à basse tension et permettant de fermer ce circuit lorsque le robinet 17 est dans la position d'ouverture.
Un raccord 19 fixé à l'extrémité du tube flexible 20 venant de la lampe se fixe sur une partie correspondante du carter 16 à la manière des raccords dits "raccords rapides", c'est-à-dire par compres- sion d'une rondelle de caoutchouc 21 et rotation de la partie mâle 19 jusqu'à ce qu'un tenon recourbé 22 porté par cette dernière vienne s'engager derrière une rampe 23 portée par la partie femelle (voir figures 1 et 3). Un double contact à bro- ches concentriques 24,25 placé dans l'axe longitudinal du rac- cord permet, en même temps que l'on raccorde la partie pneuma- tique, de raccorder les deux fils d'amenée de courant.
Un dispositif de verrouillage réciproque est prévu pour interdire de retirer le raccord tant que le robinet 17 n'est pas dans la position de fermeture, c'est-à-dire tant que le circuit électrique n'est pas coupé, et, inversement, pour interdire l'ouverture du robinet, donc la fermeture du circuit électrique, si le raccord n'est pas en place sur le carter.
Dans la forme de réalisation schématisée sur les fig.
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É(ÎÎO/ÉÔÉÉI' du robinet 17 et au raccord 19 sont combinés deux verrous 26, 27 sollicités l'un vers l'autre par un ressort 28; le verrou 26 porte une dent 29, destinée à pénétrer dans une encoche 30 du plateau 35, et un galet 31, pouvant rouler sur les tenons 22 ; le verrou 27 possède similairement une dent 32 et un galet
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33, la dent pouvant s'engager dans une encoche 34 du raccord tandis que le galet roule sur le plateau 35.
Dans la position de la fig.5, le robinet est ouvert, le raccord est verrouillé par suite de la pénétration de la dent 32 dans l'encoche 34; dans la position de la fig.6, le robinet est ouvert et, par suite du contact du bossage 36 du plateau 35 avec le galet 33, le raccord se'trouve déver- rouillé; enfin, dans la position de la fig. 7, le raccord, ayant été tourné en vue de son débranchement, a laissé péné- trer la dent 29 dans l'encoche 30 du plateau 35, de sorte que le robinet est verrouillé en position de fermeture.
Le dispositif de verrouillage qui vient d'être décrit interdit donc de recueillir du courant sur les broches 24, 25 pour des usages non autorisés. Bien entendu, les orga- nes du verrouillage seront disposés de façon à n'être pas accessibles de l'extérieur. En cas de bris fortuit ou de non fonctionnement de ce verrouillage, on ne pourrait essayer d'obtenir du courant sur les broches qu'en fermant l'interrup- teur, donc en ouvrant le robinet. A ce moment, la fuite pro- voquée dans la conduite 14 aurait pour effet de faire baisser la pression au-dessus du diaphragme 8 et de rompre le contact 13.
Il est nécessaire que ce contact 13 soit disposé sur les deux fils, afin qu'on ne puisse essayer de prendre du courant entre la terre et une des broches 24, 25, ceci à moins que le secondaire à très basse tension du transformateur mobile d'alimentation ne comporte aucun point à.la terre.
Le "hublot d'éclairage" désigné dans son ensem- ble par H est relié à la boite de raccordement B par le tube flexible 20 en caoutchouc armé (voir figure 4) renfermant les deux fils d'amenée de courant et terminé par le raccord qui vient d'être décrit. L'appareil d'éclairage proprement dit comporte un carter 38 terminé par un grillage de protec- tion 39 entourant le globe en verre épais 40. Ce carter con- tient le dispositif individuel de sécurité. Celui qui va être décrit, uniquement à titre d'exemple, constitue l'application du système MUSY, tel qu'il est employé actuellement dans les lampes magnéto-pneumatiques. Ce système est ohoisi comme étant celui qui donne actuellement la plus grande sécurité, puisque, contrairement aux autres systèmes existants, il agit meme en cas de simple fêlure du globe.
La constitution de ce disposi- tif est la suivante : le globe de verre 40 est taillé en cône à sa partie s upérieure. Sur ce cône vient appuyer, par l'in- termédiaire d'un joint en caoutchouc mi-dur 41, une pièce tron- conique 42 portant la douille et la lampe 43. Un joint en ca- outchouc souple 44 très extensible assure l'étanchéité entre cette pièce 42 et le carter 43. Le globe dé verre 40 reposa, en un point 43, sur le grillage formant partie intégrante du carter. Un ressort puissant 46 comprime fortement ensemble la pièce 42, le joint 41 et le globe 40. A la pièce 42 est fixé un clapet 47 qui se déplace avec elle et qui peut obturer un ori- fice 48 admettant la basse pression d'air à l'intérieur de la lampe .
Sur la tige 49 qui commande le clapet 47, sont fixées deux bagues isolées 50 et 51 qui peuvent entrer en con- tact avec des Trotteurs 52 et 53.La pression admise dans la lampe s'établit également dans le globe 40 par l'orifice 54 percé dans la pièce 42.
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L'appareillage fonctionne de la manière suivante :
Le bloc détendeur-disjoncteur D étant relié au transformateur T et à la conduite d'air comprimé 1, la basse pression s'établit dans la conduite d'alimentation 14 et dans les bottes de raccordement B. Les lampes étant reliées aux bottes à l'aide de leur flexible individuel 20, on ouvre les robinets 17. La pression s'établit dans le flexible 20 et dans l'ensemble de la lampe H. En même temps, l'interrup-, teur 18 étant fermé, la lampe est alimentée.
Ceci constitue le régime normal de fonctionnement. En cas de fêlure du globe 40, celui-ci est immédiatement écartelé par la pression oblique produite par la pièce 42 sous l'action du ressort 46. La pièce 42 s'abaisse sous l'action de ce ressort et, les bagues 50,51 abandonnant les frotteurs 52,53, le circuit de la lampe est coupé (voir figure 2). Si l'ampoule elle-même a été atteinte, la quantité d'air frais existant dans le globe 40 forme, entre l'air grisouteux et le filament de la lampe 43, un écran suffisant pour permettre au filament de se refroidir (ce phénomène a été mis en évidence sur les lampes magnéto-pneumatiques, sous réserve que la puissance dépensée dans chaque fiLament n'excède pas une vingtaine de watts, ce qui conduit généralement à mettre plusieurs filaments en parallèle).
De plus, la pièce 42 étant descendue sous l'action du ressort 46, le clapet 47 vient obturer l'orifice 48.
On évite donc ainsi une fuite constante à la conduite 14, qui aurait pour effet de provoquer, par la baisse de pression au-dessus du diaphragme,8, la coupure du contact général 13 et l'extinction de toutes les lampes. Il est possible qu'une telle chute de pression se produise entre le bris du globe et la fermeture du clapet 47, mais, dès cette fermeture, la pression se rétablit dans l'ensemble du système et le contact général 13 se ferme. L'extinction très courte de toutes les lampes servira d'ailleurs d'avertissement, au cas où. le bris du globe aurait passé inaperçu.
Dans le cas où un flexible 20 d'alimentation de lampe viendrait à être rompu ou crevé accidentellement, la disparition de la pression dans l'ensemble de l'appareillage provoque la coupure du contact général 13 et l'extinction de toutes les lampes. Pour remettre l'appareillage en fonctionnement, il suffit d'isoler la lampe défectueuse en fermant le robinet de sa botte de raccordement. De même, pour éteindre volontairement une lampe, il suffit de manoeuvrer ce même robinet, qui forme en même temps interrupteur.
La protection du circuit à basse tension peut être assurée par des fusibles ou par un disjoncteur, qui peuvent etre placés dans le carter 9 dubloc détendeur-disjoncteur D. En cas de remplacement d'un fusible par exemple, l'ouverture obligatoire de ce carter, en détruisant la pression au-dessus du diaphragme 8, provoquerait l'ouverture du contact 13 et interdirait ainsi le remplacement de fusibles sous tension.
Il va de soi que des modifications de détail peuvent être apportées aux appareils décrits ci-dessus sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.