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La présente invention concerne les installations destinées à l'exploitation minière dans lesquelles plusieurs appareils de soutènement, comprenant chacun un socle avec deux ou plus de deux étais hydrauliques portant un chapeau en forme de traverse, sont reliés par des vérins hydrauliques à un bâti, par exemple un bâti de transporteur, disposé le long du front de taille de la mine, lesdits vérins pouvant entrer en action pour faire avancer le bâti du transporteur vers le front de taille lorsque les appareils de soutènement sont allongés, ou pour faire avancer les appareils de soutènement vers le front de taille lorsque ceux-ci sont rétractés.
Pratiquement, le bâti du transporteur peut avancer vers le nouveau front de taille par
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un mouvement progressif de reptation sous l'action de plusieurs vérins d'avancement, qui prennent appui sur les appareils de soutènement alors bloqués entre le mur et le toit. Ensuite, chaque appareil de soutènement peut être tiré vers le transpor- teur et le front de taille par son propre vérin d'avancement.
Etant donné que le fonctionnement des étais et des vérins exige pour un mouvement rapide une puissance très supé- rieure à celle qu'un opérateur peut appliquer à la main, il est nécessaire de prévoir une source de pression hydraulique avec une conduite d'adduction principale et une conduite de retour principale disposées le long de l'appareil, et des conduits de dérivation pour chaque appareil de soutènement.
Le but de la présente invention est de créer un agencement dans lequel les conduites sont disposées de façon à offrir un encombrement minimum tout en étant protégées au maximum,
Selon l'inventir;., une installation de soutènement du toit d'une mine comprend plusieurs appareils de soutènement comportant chacun un soele, deux ou plus de deux étais hydrau- liques montés sur ce socle, un chapeau en forme de traverse porté par les étais, et un vérin d'avancement hydraulique fixé par une extrémité au socle, et dont l'extrémité opposée est accouplée à un bâti, par exemple un bâti de transporteur, qui s'étend le long du front de taille,
cette installation étant caractérisée en ce que.la source de pression hydraulique action- nant les étais et les vérins d'avancement y est connectée par des conduits principaux adducteur et de retour portés par le bâti, chaque appareil de soutènement étant connecté à ces con- duits principaux par des conduits de dérivation commandés par des distributeurs, ces conduits de dérivation comprenant des canaux de passage aboutissant aux étais et revenant de ceux-ci en traversant les tiges de piston et les chambres du cylindre de chaque vérin dfavancement.
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La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée, les particula- rités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un bâti de transporteur et montre l'un des appareils de soutènement associés, un arrachement partiel du socle de ce dernier faisant apparaître les détails de l'agencement intérieur.
La fig. 2 est un schéma des canalisations et de l'agencement du système hydraulique montrant le fonctionnement des différents organes .
Dans le mode de réalisation de la fig. 1, le trans- porteur qui s'étend le long du front de taille, comporte un bâti indiqué en 10. A la face postérieure de ce bâti 10 sont fixés une plaque 11 et un profilé en U 12. Sur oe dernier est fixé un profilé 13 en S. Un profilé 12 en U est prévu pour chaque appareil de soutènement afin de former un élément d'accou- plement de la tige de piston 14 d'un vérin d'avancement 15 monté sur l'appareil, tandis que le profilé 13 en S s'étend d'un bout à l'autre du bâti 10. Ce profilé en S forme un support et un écran protecteur pour un conduit adducteur de fluide hydraulique
16 et un conduit de retour 17, qui s'étendent le long du trans- porteur depuis une source ce ce fluide sous pression, afin de fournir le fluide hydraulique nécessaire au fonctionnement de chaque appareil de soutènement.
Un distributeur inverseur 18 est fixé au profilé en S a proximité du profilé d'accouplement en U 12, et ce distributeur inverseur commande l'admission et l'échap- pement du fluide sous pression vers ou depuis chaque appareil de soutènement, de la manière qui sera décrite en détail en regard ';de la fig. 2.
Le distributeur inverseur comporte un arbre de
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commande 19 et une poignée 21 dont la manoeuvre met les con- duits adducteur et de retour 16 et 17 en communication directe ou inverse avec deux conduits 22 et 23 partant du distributeur 18, Ces conduits 22 et 23 aboutissent à des raccords prévus sur la tête 24 de la tige de piston 14, et ils sont de préférence flexibles, parce que la tête 24 est reliée par un joint uni- versel 25 à un pivot vertical 26 dont les extrémités sont fixées aux ailes du profilé en U 12.
L'appareil de soutènement comporte un socle en caisson 27, ouvert à l'avant afin de recevoir le vérin dtavan- cement 15 monté dans un anneau 28 faisant partie d'une articu- lation à cardan dont les pivots horizontaux 29 sont fixés aux parois latérales du socle en caisson 27, ledit anneau étant à son tour monté sur l'extrémité antérieure du cylindre 31 du vérin par des tourillons verticaux 32.L'appareil de soutènement com- porte un étai antérieur 33 et un étai postérieur 34. Le premier comporte un cylindre 35 engagé dans une boîte 36 à l'extrémité antérieure du socle 27, tandis que l'étai postérieur comporte un cylindre 37 engagé dans la partie postérieure du socle 27.
Les pistons 38 et 39 des étais 33 et 34 portent un chapeau cons- titué par une traverse 41 en U renversé présentant un prolonge- ment 42 en porte-à-faux vers l'avant.
Un distributeur 43, disposé sur le socle 27 à l'arrière de la boîte 36, comporte une soupape d'admission qui peut être actionnée par un arbre de commande 44, et une soupape d'échappement actionnée par un arbre de commande 45. Des extré- mités antérieure et postérieure du cylindre 31 du vérin partent respectivement des conduits 46 et 47 qui aboutissent au distri- buteur 43. Ces conduits 46 et 47 sont flexibles, ou rendus élas- tiques par des boucles 48 permettant au cylindre 31 du vérin d'exécuter de faibles mouvements angulaires dans l'anneau de car- dan 28. Des conduits 49 et 51 relient respectivement les cylin-
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dres 35 et 37 des étais au distributeur 43.
L'agencement des distributeurs en question est décrit en détail ci-après en regard du schéma hydraulique de la fige 2. Le distributeur inverseur 18 comporte des tiroirs 52 et 53 qui sont actionnés par un balancier 54 solidaire de l'arbre de commande 19, et qui sont poussés en direction de ce balancier respectivement par des ressorts 55 et 56. Dans la position mé- diane du balancier 54, les tiroirs 52 et 53 obstruent un canal d'admission 57 qui communique par un canal 58 et par un conduit de dérivation 59 avec le conduit principal d'adduction 16. Un canal latéral 61 communique avec un espace annulaire entourant la tige centrale 62 du tiroir 52. tandis qu'un canal latéral 63 communique avec un espace annulaere similaire entourant la tige centrale 64 du tiroir 53.
Les deux espaces communiquant entre eux par un canal de retour 65 qui est relié par un ganal 36 et un c'onduit de dérivation 67 au conduit principal de retour 17.
La tige de piston 14 du vérin d'avancement 15 contient un tube 68, qui la divise en un canal central 69 re- lié par le conduit 22 du canal latéral 61, et en un canal annu- laire 72 relié par le conduit 23 au canal latéral 63. Le canal central 69 passe à travers le piston 74 pour déboucher dans la chambre 75 du cylindre, tandis que le canal annulaire 72 commu- nique par un orifice latéral 76 de la tige de piston Il .vec la chambre annulaire 77 du cylindreLorsque l'arbre de commande 19 fait pivoter le balancier 54 pour soulever le tiroir 52, de façon que celui-ci masque 1''orifice du canal de retour 65 et démasque au contraire l'orifice du canal d'admission 57, le fluide hydraulique arrivant par le conduit principal 16 passe par le canal 58, le canal 57, le canal latéral 61,
le condu-' t 22 et le canal central 69 dans la chambre postérieure 75 du cy- lindre uandis que le liquide que contient la chambre annulaire 77 sorti par l'orifice 76, le canal annulaire 72, le conduit 23,
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le canal latéral 63, le canal de retour 65 et le canal 66 pour passer dans le conduit principal de retour 17. Il en résulte que le vérin d'avancement 15 s'allonge tandis que la rotation de l'arbre de commande 19 dans le sens opposé provoque une contraction du vérin d'avancement 15. Lorsque le balancier 54 occupe sa position médiane que montre la figure, il est évident que les deux chambres 75 et 77 du vérin communiquent librement entre elles et avec le conduit de retour 17 à travers le distri- buteur 18.
Une boite 78 incorporée au distributeur 43 comporte un clapet de retenue 79 permettant le passage du liquide de la chambre annulaire 77 du vérin par le conduit 46 vers un conduit 81, qui aboutit à l'entrée 82 de la soupape d'admission 83 Cette soupape d'admission 83 comporte un tiroir à ressort 84, qui peut être ouvert par une came 85 solidaire de l'arbre de commande 44 pour faire communiquer le canal d'admission 82 avec le canal de sortie 86. Ce/canal de sortie 86 est relié par un conduit à deux branches 87 à deux clapets de retenue 88 et 89, permettant le pas sage du liquide respectivement par les conduits 49 et 51 dans les cylindres 35 et 37 des étais hydrauliques.
Les clapets de retenue 88 et 89 sont montés dans une boîte 93 incorporée au distributeur 43, et qui contient deux autres clapets de retenue 94 et 95 permettant le passage, par les conduits 49 et 51, du li- quide des cylindres 35 et 37, vers le conduit à deux branches 96.
Ce conduit 96 est connecté à l'orifice d'entrée 97 d'une soupape d'échappement 98, qui peut également servir de soupape de sûreté et qui est actionnée par une came 99 solidaire de l'arbre de commande 45. et qui comporte un tiroir 101 char- gé par un ressort. L'extrémité intérieure du tiroir 101 contient un clapet de sûreté à ressort 102 qui s'ouvre sous l'action d'une pression excessive dans le conduit 96, donc dans l'un des étais 33 ou 34, pour permettre au liquide de s'échapper par l'orifice
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103 de la soupape Sa On peut également mettre à l'échappement les deux étais en faisant tourner l'arbre de commande 45 et la came 99 pour déplacer le tiroir 1010
L'orifice d'échappement 103 est relié par un con- duit 104 à deux autres clapets de retenue 105 et 106 de la boîte 78.
Le clapet 105 permet le passage du liquide dans le conduit 46 qui communique avec la chambre annulaire 77 du cylindre 31 du vérin, tandis que le clapet 106 permet le passage du liquide dans le conduit 47 qui communique avec la chambre 75 du vérin 0 Le;' clapets de retenue 105 et 106 permettent donc à tout instant l'échappement du liquide sous pression passant par le clapet de sûreté dans celle des chambres 77 ou 75 qui est à basse pres- sion, ensuite par le conduit 72 ou 69 et le distributeur in- verseur 18 dans le conduit principal de retour 17.
Le clapet de retenue 79 de la boîte 78 laisse passe. le liquide sortant de la chambre annulaire 77, lorsque celle-ci est sous pression vers la soupape d'admission 83, Lorsque cette soupape est actionnée, le liquide peut passer de la manière décrite dans les d, , étais 83 et 34, de sorte que le chapeau en forme de traverse est serré contre le toit de la mine.
L'appareil de soutènement peut comprendre plus de deux étais disposés entre le socle 27 et le chapeau en forme de traverse 41. S'il y a un troisième étai, par exemple, la boite 03 contiendra deux clapets de retenue supplémentaires tels que la paire 88,94 ou 89,95, agencés d'une manière similaire entre l'étai et les soupapes d'admission et d'échappement.
Le vérin d'avancement 15 peut servir à la fols à faire avancer le bâti 10 du transporteur vers le front de taille ou encore, lorsque les étais 33 et 34 sont rétractés, à tirer l'appareil de soutènement vers le Transporteur. Pour faire avancer le transporteur, on fait tourner 1: poignée 21
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et l'arbre de commande 19 du distributeur inverseur 18 pour soulever le tiroir 52, de façon que l'espace annulaire entou- rant la tige 62 soit isolé du canal de retour 65 et fasse communiquer le canal d'admission 57 avec le canal latéral d'ali- mentation 61.
Le liquide sous pression passe ainsi par le conduit 22 et le canal central 69 dans la chambre postérieure 75, tandis que le liquide refoulé de la chambre annulaire 77 passe par le canal annulaire 72, le conduit 23 et autour de la tige 64 du tiroir 53 dans le canal de retour 66.
Pour faire avancer l'appareil de soutènement, on abaisse d'abord le chapeau 41 et, à cet effet, les étais 33 et 34 sont rétractés en faisant tourner l'arbre de commande 45 de la soupape d'échappement 98 de façon que la came 99 repousse le tiroir 101. Le liquide sortant des cylindres 35,37 des étais peut alors passer par les clapets de retenue 94,95, le conduit 96, la soupape d'échappement 98 et soit dans la chambre annulai- re 77 par le' clapet de retenue 105, soit dans la chambre posté- rieure 75 par le clapet de retenue 106, suivant ceile de ces deux chambres qui est à baise pression. Dans la position neutre du distributeur inverseur 18 que montre la fig. 2, les deux chambres 75 et 77 communiquent avec le conduit principal de retour 17 à travers le distributeur inverseur 18.
Lorsqu'on actionne celui-ci pour faire avancer l'appareil de soutènement avant le raccourcissement complet des étais, on fait tourner l'arbre de commande 19 pour repousser le tiroir 53 de façon que le liquide sous pression soit admis dans la chambre annulai- re 77 du vérin. La chambre postérieure 75 est encore en commu- nication avec le conduit principal de retour 17, de sorte que le liquide sortant des étais 33,34 peut continuer de passer par la soupape d'échappement 98 et le clapet de retenue 106 dans la chambre postérieure 75, et de là dans le conduit principal de retour 17.
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A la fin du mouvement d'avancement de l'appareil de. soutènement, il est nécessaire d'allonger les étais 33,34, ceci est obtenu pendant que la pression agit encore dans la chambre annulaire 77 du vérin, en faisant tourner l'arbre de commande 44 de la soupape d'admission 83 pour repousser le ti- roir 84. Le liquide sous pression de la chambre annulaire 77 passe alors par le clapet de retenue 79, la soupape d'admission
83 et les clapets de retenue 88 et 89 dans les cylindres 35 et
37 des étais. Lorsque la traverse 41 a été serrée contre le toit par l'extension des étais 33, 34, on peut ramener le distri' buteur inverseur 18 à la position neutre en ramenant à la posi- tion de repos l'arbre 19 du balancier 54.
Si les étais cèdent lentement sous l'action de la pression exercée sur la traverse 41, du liquide est chassé de l'un ou des deux étais 33,34 à tra- vers les clapets 94 et 95 vers l'orifice d'entrée 97 de la sou- pape d'échappement 98. Le clapet de sûreté à ressort 102 monté dans le tiroir 101 est réglé pour décoller à la pression maximum admissible dans les étais 33 et 34 et lorsque cette pression est atteinte, le liquids arrivant par l'orifioe 97 peut s'échap- per au travers du clapet de sûreté 102 vers l'orifice de sortie 103, puis de la manière déjà décrite par l'un ou l'autre des clapets de retenue 105 ou 106 en direction du conduit principal de retour 17.
Malgré les mouvements relatifs entre le bâti 10 du transporteur, auquel sont fixés les conduits principaux adducteur et de retour, et l'appareil de soutènement portant les étais 33 et 34, le fluide hydraulique peut arriver sous pression à la soupape d'admission, et partir sous faible pression par la sou- pape d'échappement et de sûreté à travers le vérin d'avancement 15, sans qu'il soit nécessaire de prévoir des conduits supplémen- taires entre le bâti du transporteur et l'appareil de soutènement.
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Quoique, dans l'exemple décrit, il soit seulement nécessaire d'allonger les étais 35, 37 lorsque la chambre annu- laire 77 du vérin 15 est sous pression, il est également pos- sible d'envoyer le liquide sous pression à la soupape d'admis- sion 83 lorsque la chambre postérieure du vérin est sous pres- sion, en prévoyant un clapet de retenue supplémentaire permet- tant au fluide hydraulique de passer du conduit 47 dans le conduit 810