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" Etai extensible perfectionné
La présente invention a trait à des étais ou piliers servant à supporter de lourdes charges et du type comprenant ur unité hydraulique à cylindre et piston plongeur qui se dévelop: et se contracte en fonctionnement.
Un étai extensible conforme à l'invention comprend une unité hydraulique à cylindre et piston plongeur dont les éléme: sont combinés avec un dispositif de commande pneumatique actioi par de l'air comprimé ; un clapet limitant la contraction (appelé ci-après "clapet de retenue") disposé dans le plongeur et servant à bloquer à l'intérieur du cylindre hydraulique le fluide hydraulique qui remplit ce cylindre, ce clapet de reten' pouvant être actionné sous la pression du fluide pneumatique pour laisser passer le fluide hydraulique de l'intérieur d'un des éléments de l'unité hydraulique à l'intérieur de l'autre,
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pendant l'extension et la contraction de l'étai.
Cet étai peut être pourvu de moyens permettant d'actionner le clapet de retenue par un des éléments du dispositif pneumati de manière à faire passer du fluide hydraulique du cylindre hydraulique à l'intérieur du plongeur hydraulique pendant la contraction de l'étai.
Il peut en outre comporter un clapet auxiliaire établi de manière à s'ouvrir avant le clapet de retenue pour permettre à du fluide hydraulique de passer d'un des éléments hydraulique à l'autre avec un débit très limité au début de la contraction de l'étai.
Un clapet de sûreté peut également être prévu, ce clapet étant destiné à s'ouvrir lorsque la pression régnant dans le cylindre hydraulique dépasse une valeur limite de sécurité et à permettre la décharge de fluide hydraulique de ce cylindre dans le plongeur hydraulique.
Un exemple d'étai hydraulique conforme à l'invention est représenté sur le dessin annexé, qui en est une coupe vertical:
Sur ce dessin, 1 désigne le cylindre de l'unité hydrauliq- à cylindre et piston plongeur et 2 le piston plongeur. Dans ce exemple, le cylindre 1 est l'élément inférieur de l'étai et le piston plongeur 2 en est l'élément supérieur.
Le piston plongeur 2, appelé ci-après plus simplement "plongeur" est un corps creux pourvu d'une tête .1 destinée à entrer en contact avec le toit d'une galerie de mine. Le corps de ce plongeur est totalement fermé, excepté qu'il comporte une boîte à garniture centrale = et deux clapets, à savoir un clapet de retenue.2 et un clapet de sûreté 6, dans sa paroi inférieure 7; sa paroi supérieure 9 présentant une ouverture 8 dans laquelle est ajusté un signal indicateur, établi sous forme d'un sifflet 10. Pendant le fonctionnement de l'étai, le cylindre 1 est complètement rempli d'un liquide tel qu'une
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qu'une huile et le plongeur .2 est partiellement rempli de ce liquide.
Le dispositif de commande pneumatique comprend un piston plongeur rigidement fixe composé d'une tige combinée comprenant deux tubes concentriques, l'un intérieur 11, l'autre extérieur 12, fixés à la paroi de base 1A du cylindre hydraulique ; et un piston 13 situé au sommet de ces deux tubes. Le tube extérieur 12 est ajusté pour coulisser de façon étanche au fluide dans ur boite à garniture 1+ disposée dans une ouverture pratiquée dans le fond 2 du plongeur.
Le dispositif de commande pneumatique comprend aussi un cylindre 14 qui contient le piston 13 et qui est logé à l'intérieur du plongeur hydraulique . L'extrémité inférieure du cylindre pneumatique 14 est pourvue d'une portior rétrécie 25. qui coulisse sur le tube extérieur 12, mais est par ailleurs fermée, alors que l'extrémité supérieure du dit cylinc communique par des lumières 15' avec l'intérieur du plongeur hydraulique 2. Le cylindre pneumatique 14 se meut non seulemen' avec le plongeur hydraulique .2 mais il effectue aussi un petit mouvement par rapport à lui.
Les tubes intérieur 11 et extérie' 12 constituent des conduits à air distincts 16 et 17.Le condu centrai 16 débouche par l'intermédiaire du piston pneumatique dans la capacité supérieure ouverte du cylindre pneumatique 14 et le conduit annulaire extérieur 17 débouche au dessous du piston pneumatique 13 dans la capacité inférieure fermée du cylindre pneumatique 14. normalement, ce cylindre vient buter contre le sommet du plongeur hydraulique et le sifflet 10 est maintenu fermé par une pièce 18 portée par le sommet du cylind pneumatique.
Le clapet de retenue est du type à un seul sens de pass qui est normalement maintenu hermétiquement appliqué sur son siège 19 par un ressort 20, ce clapet est combiné avec un levi amplificateur 21 qui pivote en 22 sur la paroi inférieure 2 du
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plongeur hydraulique @ et qui peut être abaissé en vue de l'ouv ture du clapet par le cylindre pneumatique 14.
Le clapet de sûreté .6 est aussi un clapet à un seul sens de passage et est soumis à la pression d'un ressort 23 qui est destiné à l'ouvrir en l'écartant de son siège 24 lorsque la pression régnant dans le cylindre hydraulique 1 dépasse une certaine valeur limite, qui correspond dans cet exemple à une charge d'environ 150 tonnes exercée sur l'étai.
Le clapet de retenue est pourvu d'un clapet de retenue auxiliaire 24 qui est soumis à la pression d'un ressort le main nant normalement fermé et qui peut être ouvert par le cylindre pneumatique Il+. Ce clapet auxiliaire commande une petite ouverture 25 qui conduit, à travers le clapet de retenue princi des lumières 26 et un passage annulaire 27, à l'intérieur du plongeur @.
Le dispositif pneumatique 11-14 reçoit de l'air comprimé d'une source extérieure par l'intermédiaire de tout robinet ou distributeur de commande approprié (non représenté) en communie tion avec les deux conduits à air !6 et 17 par l'intermédiaire de conduits 28 et 29, respectivement, qui traversent la paroi 6 base 1A du cylindre 1 et débouchent à l'extérieur de l'étai.
On se sert de cet étai de la manière suivante. L'étai doit d'abord être développé pour entrer fermement en prise, par ses extrémités, avec le sol , d'une part, et le toit , d'autre pa d'une galerie de mine. A cet effet, un ouvrier manoeuvre le robinet de commande pour admettre de l'air comprimé par le cône central 16 et l'extrémité supérieure du cylindre pneumatique Il à l'intérieur du plongeur hydraulique 2. Cet air, agissant sur le liquide31 que contient ce plongeur, oblige le clapet de retenue 2 à s'ouvrir en surmontant la résistance élastique de son; ressort 20 et refoule l'huile du dit plongeur à l'intérieu: du cylindre hydraulique 1.
De cette façon, le plongeur s'élè
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et sa tête .1 entre en contact avec le toit, en exerçant ainsi une pression de maintien initiale qui peut être de l'ordre de 13 tonnes. Aussitôt que le plongeur ¯2 vient reposer contre le toit, l'huile cesse de passer à travers le clapet de retenue : de sorte que ce clapet se ferme sous l'action de son ressort et bloque à l'intérieur du cylindre hydraulique 1 l'huile remplis ce cylindre.
La pression régnant dans le cylindre hydraulique peut maintenant s'accroître jusqu'à une valeur quelconque (par exemple comme résultat d'un affaissement du toit Il de la mine) cette valeur étant uniquement limitée par la position de régla, du clapet de sûreté, sans qu'on ait à craindre aucune contract: quelle qu'elle soit de l'étai.
Lorsque l'étai est en cours de développement de la manier décrite, dans le cas où l'opération continuerait au delà de la limite de développement complet (par exemple dans le cas où le toit céderait ou s'ouvrirait), un avertissement serait donné p le sifflet 10. A la limite mentionnée, le cylindre pneumatique 14 (s'élevant avec le plongeur hydraulique 2) est arrêté par sa rencontre avec le piston pneumatique toujours stationnaire 13, de sorte que, au cours du mouvement d'élévation ininterrompu d- plongeur 2, le sommet 2. dû-dit plongeur se sépare du sommet 18 du cylindre pneumatique et découvre le sifflet 10, qui est alo traversé par un jet d'air comprimé sortant du cylindre pneumat que.
Lorsqu'il s'agit de contracter l'étai, par exemple en vue de son enlèvement, un ouvrier manoeuvre le robinet de commande de façon à admettre de l'air comprimé par le conduit extérieur 17 à la capacité du cylindre pneumatique située au dessous du piston 13. Cet air oblige le cylindre pneumatique à se déplace vers le bas et à venir initialement heurter le clapet de reten auxiliaire 24, qu'il ouvre en permettant à l'huile de s'échapp du cylindre hydraulique 1, avec un débit très faible. Il s'ensu
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que l'étai commence à se contracter très lentement sous la charge que le toit exerce sur lui.
Dans la continuation de la descente du cylindre pneumatique 14, ce cylindre rencontre et abaisse le levier 21, qui ouvre le clapet de retenue 5, en permettant ainsi à l'huile de passer, maintenant avec un débit beaucoup plus élevé hors du cylindre hydraulique 1, la vitesse de contraction de l'étai augmentant ainsi dans une mesure corr pondante. Lorsque la charge du toit cesse de solliciter le plongeur hydraulique vers le bas, la descente ininterrompue du cylindre pneumatique 14 (par rapport au plongeur hydrauliqu maintenant stationnaire) a pour effet que ce cylindre vient bu contre le fond 2 du dit plongeur et contraint celui-ci à desce jusqu'à ce que l'admission d'air comprimé ait été coupée par l'ouvrier ou que le plongeur ait été complètement contracté.
Il est évident que, en ce qui concerne l'alimentation en huile, l'étai perfectionné est une unité complète en soi. Un avantage de cette disposition est que, chaque fois que l'étai est démonté en vue de sa vérification et de son entretien (par exemple une ou peut être deux fois par an) on peut refaire le plein du liquide avec de l'huile véritablement propre, ce qui essentiel pour assurer une. étanchéité absolue évitant tout risque d'affaissement de l'étai au cours de son utilisation, c'est-à-dire pour empêcher l'huile de s'échapper de l'intérieu du cylindre hydraulique et d'éviter ainsi une contraction sens de l'étai pendant la durée entière de chaque période d'emploi.
Un autre avantage du présent étai perfectionné est que, dès qu'il a été mis en position, il est indépendant d'une éner motrice extérieure et, par conséquent, de difficultés suscepti' de résulter d'une panne d'énergie, d'un éclatement de tuyaux, de communications et obturateurs présentant des fuites et de raccords brisés.
Un autre avantage est que les clapets et obturateurs hydr
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liques, pièces travaillantes et conduits de communications hydrauliques sont tous logés à l'intérieur de l'étai, ou ils sont protégés contre toutes détériorations et souillures.
Comme le fonctionnement de l'étai est effectué par une énergie pneumatique, on a aussi l'avantage qu'on évite la néces sité d'une installation hydraulique à haute pression coûteuse, en dépit du fait que l'étai perfectionné constitue, en soi, un engin hydraulique à haute pression. De plus, il suffit d'une installation d'énergie pneumatique très ample pour une install; tion importante d'étais.
Grâce au clapet de retenue auxiliaire 24, on est sûr qu'i' existe, au cours de la contraction de l'étai, une période initiale pendant laquelle la poussée exercée par l'étai sur le toit 2 subit une réduction très lente. Dès que cette période s'est écoulée, l'étai se contracte rapidement. La disposition est telle que cette succession d'opérations s'effectuent autom tiquement c'est-à-dire indépendamment de toute commande de la part de l'opérateur.