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Dispositif de soutènement ertensible en deux éléments pour exploitations minières.
Cette invention a pour objet un dispositif de soutènement formé de deux éléments et actionné par un fluide Bons pression, par exemple un étançon utilisable dans une exploitation minière, dont l'élément interne, qui est creux et qui eert en même tempe de réservoir pour le fluide de pression, est guidé à la manière d'un piéton dans l'élément externe cylindrique formant chambre de pression.
La mise en charge de la chambre de pression a été réalisée de diffé- rentes façons dans les dispositifs de soutènement de ce genre formés de -deux
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déments et actionnes en règle générale par un fluide sous pression. C'est ainsi, par exemple, qu'on a monté à l'intérieur de l'étançon une pompe actionnée à la main, qui refoule l'huile ou plus généralement le liquida de fonctionnement hors du réservoir et dans la chambre de pression. On a alors donné à cette pompe une construction telle que la compression s'effectue en deux phases.
Dans ces conditions, le dégagement mutuel des deux déments à mobilité relative du dispositif de soutènement est relativement facile, mais il n'est guère possible de réaliser l'application ou le serrage du dispositif de soutènement contre le mur et le toat du chantier d'exploitation minière avec une valeur supérieure à la pression de pose usuelle. On eat souvent tributaire, dans ces condition*,de l'ouvrier chargé de l'actionnement de la pompe en ce qui concerne la forne d'application obtenue.
Pour permettre l'obtention de chargea de poae plus élevées, serappro- chant autant que possible de la charge nominale, on a déjà fait appel à dea pou- pes transportables capables d'être reliées par des raccorde d'aspiration et de refoulement avec le dispositif de soutènement, et on a réglé automatiquement le fonctionnement des pompes de telle façon qu'une pression finale déterminée soit toujours obtenue dans la chambre de pression de ce dispositif avant la mine au repos de la pomper Dans ce système, on nient plus tributaire de la vigilance de l'ouvrier chargé de la surveillance en ce qui concerne la pression finale à obtenir,
mais on se heurte alors à une difficulté relative à la jonction et à l'étanchéité des conduite d'aspiration et de refoulement de la pompe avec les raccords du dispositif de soutènement si l'on veut éviter toute déperdition du liquide assez précieux (par exemple de l'huile) au cours du processus de pose et également le risque de pollution. Un parait système comporte d'ailleurs l'uti- lisation d'nne pompe logée dans le dispositif de soutènement même et capable d'être accouplée à un moteur transportable avec lequel l'ouvrier se déplace d'un dispositif de soutènement à l'autfe au cours de la pose.
En outre, les pompes destinées à ce travail et qui doivent avoir des dimensions relativement petites sont sujettes, comme l'enseigne l'expérience, à des pannes ou perturbations de fonctionnement assez fréquentes.
Le but de l'invention, qui s'applique à un dispositif de soutènement
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extensible formé de deux éléments emboîtas l'un dans 1'autre pour exploitationa minières, commandé par des fluides incompressibles, est de donner à ce disposi- tif une construction telle que la sortie de son élément interne par rapport à son élément externe jusqu'à l'application avec force de sa partie supérieure contre le toit du chantier, d'une part, et l'obtention d'une charge de pose voisine de la portance finale de l'étançon, d'autre part, constituent deux opé- rations distinctes et réglables séparément.
Ce but est atteint en ce sens que, pour meneau à bien la seconde opéra.. tion, c'est-à-dire l'obtention d'une charge de pose suffisamment élevée, on utilité un liquide incompressible de valeur assez faible, qu'on laisse s'échap- per à chaque dépilage du dispositif de soutènement. On obtient ainsi cette possi- bilité, pour la course de sortie, qui n'exige que des forces réduites et égale- ment pour le contrôle de l'affaissement au moyen de soupapes ou clapets réagis- sant à des valeurs de pression maxima déterminées, d'utiliser un fluide sous pression de valeur plus élevée qui usure, même si les soupapes on clapets ont des section* droites relativement faibles, un fonctionnement sans défaut de ces dernières.
La course de sortie des éléments du dispositif peut être assurée par exemple en introduisant de 1*air comprimé dans le réservoir de liquide, de façon que la pression de cet air s'exerçant sur la surface libre du liquide oblige le fluide de valeur plus élevée à s'écoler par un clapet de retenue et à pénétrer dans la chambre de pression pour une surpression de valeur relativement faible.
Pour l'obtention de la pression de pose, qui est nettement plus élevée, on peut faire appel à un fluide de faible valeur (par exemple à de l'eau) mélangé à une émulsion d'Imité. Le clapet d'échappement de ce fluide de faible valeur peut alors avoir une grande section droite, afin de permettre une décharge rapide de l'étançon. Il suffit alors d'adapter le clapet traversé par le liquide de faible valeur aux grandea vitesses d'écoulement ou de sortie du liquide qui sont néces- eaires pour le dépilage de l'étançon, et il est inutile dana ces conditions d'édapter à ces vitesses les clapets plus sensibles qui sont franchis par le fluide plus précieux.
L'invention est matérialisée dans un dispositif de soutènement exten- cible en deux éléments emboîtés l'un dans l'autre pour exploitations minières,
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et en particulier dana un étançon comprenant un élément interne or*= formant réservoir de fluide, qui est guidé à la manière d'un piston, dans l'élément externe cylindrique formant chambre da pression etcomprotant, outre cette cham- bre de pression qui est destinée à être remplie d'un fluide incompressible, une chambre cylindrique coaxiale à la précédente, indépendante d'elle et destinée à être remplie d'un fluide incompressible, cette chambre cylindrique étant pourvue d'un fond et d'un couverole à mobilité relative,
le mouvement du piaton dans la première chambre de preesion mentionnée et la variation de la distance sépa- rant le fond du couvercle dans la seconde chambre de pression lors de l'introduc- tion et de l'écoulement des fluides sous pression produisant de façon correspon- dante un allongement ou, au contraire, un raccourcissement du dispositif de soutènement*
Il est prévu de préférence entre les deux chambre* de pression une liaison desmodromique de façon que les fluide* incompressibles qui se trouvent dedans soient pratiquement sous la même pression.
11 en résulte que, si l'étan- çon est tout d'abord mis en charge par une surpression relativement faible du fluide sous pression dans la première chambre, et si en raison de l'arrivée du fluide sous pression dans la deuxième chambre une pression nettement plus forte est engendrée dans celle-ci, cette pression plus forte se trouve transmise par l'intermédiaire des élémants de l'étançon au fluide incompressible qui se trouve dans la première chambre de pression, de sorte que les deux chambres de pres- cion sont alors pratiquement soumises à la même pression plus élevée*
Un dispositif de soutènement pour exploitations minières tel que le prévoit l'invention peut être actionné de la manière suivantet la première chambre de pression,
qui est ménagée à l'intérieur de l'élément externe cylin- drique du dispositif, est remplie d'un fluide de valeur assez élevée (par axe.. ple d'une huile de bonne qualité) pour lequel l'espace ménagé dans l'élément interne constitue un réservoir, tandis que la deuxième chambre de pression est remplie d'un fluide de valeur plus faible (par exemple d'eau) qu'on laisse s'échapper lors de la décompression de cette chambre et du dépilage du disposi- tif de soutènement.
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11 est donc préférable que la première chambre de pression soit reliée au réservoir ménagé dans l'élément supérieur du dispositif par l'intermédiaire d'un clapet de retenue, et que la seconde chambre de pression soit pourvue d'un raccord d'arrivée du fluide provenant de l'extérieur,
Le fond et le couvercle de la deuxième chambre de pression peuvent être constituée, d'une part, par le fond de l'élément interne, qui est guidé à la manière d'un piéton dans l'élément externe et, d'autre part, par un anneau monte au-dessous de ce fond et guidé de la même façon, c'est-à-dire à la manière d'un piston, Cet anneau peut être pourvu d'un embout supérieur en forme de pot, la paroi de celui-ci portant sur toute sa hauteur contre la paroi de la chambre cylindrique.
Inversement, le fond de l'élément interne peut être pourvu d'un embout inférieur en forme de pot portant contre la paroi du cylindre et contre lequel vient porter, lorsque la pression cesse de se manifester dans la seconde chambre de pression, l'anneau en question.
8i cet anneau présente la construction qui vient d'être décrites c'est-à-dire s'il se meut à la manière d'un piston flottant, un conduit flexi- ble peut- être prévu à l'intérieur du pot pour constituer la accoude chambre de pression et pour assurer la communication entre le réservoir de fluide et la première chambre de pression.
L'anneau constituant le couvercle de la seconde chambre de pression peut porter sur sa face supérieure une tige de piston guidée dans un alésage de l'élément interne et pourvue elle-même d'un alpage traversant à la fois l'an- neau et la tige de piston et établie sant la communication, par l'intermédiaire d'un clapet de retenue, entre le réservoir de fluide et la première chaubre de pression.
La deuxième chambre de pression peut, si l'élément interne du dioposi- tif se présente sous la forme d'un élément supérieur d'étançon, être constituée par la tête de l'étançon, celle-ci entourant de façon étanche l'extrémité supé- rieure de l'élément interne du dispositif par un prolongement ou bossage infé- rieur en forme de pot.
Dane cette construction, en particulier, une plaque formant les oarters enveloppant les divers orifices d'admiesion du fluide de pression et les divers clapet,! peut diviser en hauteur le réservoir de fluide
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aménagé à l'intérieur de l'élément Interne du dispositif* Le compartiment supé- rieur et le compartiment inférieur communiquent alors rationnellement par un on plusieurs orifices pratiques dans cette plaque.
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Ponr la communioation entre la première chambre de pression et le cla- pet de surpression qui laisse échapper le fluide Bons pression dans le réservoir, ainsi que pour l'amenée du fluide sous pression à la deuxième chambre de prenaient il cet prévu plusieurs tubes ou tuyaux placée dans l'axe du dispositifs de sou-
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tènement, à l'intQo1eur de son élément interna< La paroi cylindrique de la deuxième chambre de pression peut être
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manie d'un revatement en caoutchouc ou en une antre matière élastique.
Son bords supérieur et inférieur sont alors fixée par collage, vulcanisation ou d'un. autre manière sur le couv role et le fond de la chambre de pression* Un pareil rey4te nent usure, d'une part, un raccordement étanche de la chambre de pression régla- ble en hauteur, en permettant de faire l'économie dee garnitures d'é%anoh6it usuelles et proège, d'antre part, lea parties métalliques de l'attaque par dea liquides corroaifa.
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Dama les dessine schématiques annexée sont re]ptésentés trois modes de réalisation différente d'un étançon de mine erlell8ibe formé de deux éléments bottés téloaccpiqonen% et actionné par un fluide nous pression*
La fig.1 est une vue en coupe axiale du premier mode de réalisation de cet étançon à l'état initial.
La tig.2 est une vue semblable à la précédente montrant le môme mode
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de réalisation, main en supposant que ltétançon ne trouve dans une phase ulté- rieure au cours de la mise en charge.
Les figs.,3 et 4 sont deux vues semblables aux précédentes, montrant en
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coupe axiale le deuxième mode de réalisation de cet étançon dans des conclitîons de charge différentes des deux chambrée de pression*
La fig.5 est de même une vue en coupe axiale du troisième mode de
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réalisation# en supposant que la deuxième chambre de pression est déchargée.
La fig.6 est une vue en élévation avec coupe partielle correspondant à la fig.5 mais en supposant que la deuxième chambre de pression est remplie.
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L'élément inférieur 10 de l'étançon est cylindrique et pourvu d'une femelle 11 formant socle* il porte à son extrémité supérieure des glissières 12 de glidage de l'élément supérieur 13 de cet étançon, qui tome une tige de piston creuse. C'est snr cet élément supérieur 13 que se trouve la plaque de tê- te fermant chapeau 14. A la partie inférieure de l'élément supérieur 13 de l'étançon se trouve un élargissement 15 qui coulisse à la manière d'un piston contre la paroi interne de l'élément externe 10 et dont l'étanchéité cet assurée par rapport à cette paroi par une garniture 16 montée dans un anneau de maintien 17. Ltespace intérieur 26 de l'élément supérieur 13 de l'étançon constitue le réservoir de l'huile formant fluide sous pression.
Suivant la construction qui eat représentée par les fige.1 et 2, un tube 23 qui plonge dans le réservoir 26 communique par un clapet de retenue 24 avec un autre tube 25 qui traverse le piston 15 et auquel est relié un tuyau souple 29. Ce dernier eet guidé à travers un alésage du piston flottant 32 et établit la communication avec la chambre 27 remplie d'huile.
Le piston flottant 32 porte par son prolongement supérieur en forme de pot contre la paroi interne de l'élément externe 10 de l'étançon et entoure la seconde chambre de fluide sous pression 28 qui, dans la position que montre la fig.1, ne supporte pas de charge, tandis que dans la position représentée par la fig.2 elle est soumise à une charge. Une garniture dtétanchéiti 30 logée dans la paroi du pot isole la première chambre de pression 27 de la deuxième chambre de pression 28. Qnsad la chambre 28 n'est pas en pression, la paroi du pot vient porter contre l'arête inférieure du piston 15. Par contre, lorsque la chambre 28 est soumise à la pression, ces deux organes s'écartent l'un de l'autre.
Dans la paroi de l'émément supérieur 13 de l'étançon est engagé un bottier de raccordement 18 duquel part un conduit vertical 21a traversant le réservoir 26 et le piston 15, de façon à desservir la chambre interne 28 déli- mitée par le piston mobile 32. Un bout de tube 20a débouche dans l'espace d'air qui se trouve au-dessus de la réserve d'huile du réservoir 26. Le conduit 25 déjà mentionné est relié au boisseau ou carter 22 qui renferme, d'une part, un clapet de surpression et, d'autre part, un clapet de dépilage actionné à la main.
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Si l'un de ces clapets agit, la chambre 27 subit une détente, et le liquide nous pression qui s'écoule en passant par le tuyan 29 et le tube 25 se détend par le tube 31 dans le réservoir 26.
Sur le bottier de raccordement 18 peut être montée une pièce d'accou- plement 19 pourvue à la fois d'un raccord obturable 20 pour l'air comprime et d'un racoord obturable 21 pour l'eau.
Comme déjà mentionné dans le préambule, la fig.1 montre une position de l'étançon de mine pour laquelle une certaine surpression règne dans la chambre 27. Cette surpression est produite du fait qu'après le montage de lapièoe d'ac- couplement 19 de l'air comprimé pénètre par le bout de tube 20a. Il en résulte que l'huile qui se trouve dans le réservoir 26 est soumise à la pression de l'air comprimé et est refoulée hors du réservoir en passant par le tube 23, le clapet de retenue 24, le tube 25 et le tuyau 29, pour gagner la chambre 27.
Lorsque la pression s'élève, le piston mobile 32 et avec lui le piston 15 sont soulevés, de sorte que l'élément supérieur 13 de l'étançon monte assez haut pour que la plaque de tête 14 vienne porter fermement contre le toit du chantier.
Pour augmenter cette force d'application de l'étalon de mine qui cor- respond sensiblement à la pression de pose, on commande on on inverse alors la pièce d'accouplement 19 de façon que de l'eau sous pression arrivant par le conduit 21 s'engouffre dans le tube 21a. La pression qui règne dans la ohambre 28 est par conséquent augmentée, de sorte que le piston 15 se soulève à l'écart du bord du pot 32 (voir la fig.2). Nais corne de l'huile ne peut pas s'échapper de la chambre de pression 27 puisqu'elle est obturée par le clapet de retenue 24, la pression s'élève dans cette chambre 27 par suite de l'action exercée par le piston mobile 32. Il en résulte que l'élément supérieur de l'étançon est appliqué avec une pression beauooup plus forte contre le toit du chantier minier.
La pression qui règne dans le conduit d'eau sous pression 21 détermine donc la mise en charge de l'étançon. On a donc la certitude que tous le élançons de construc- tion analogue alimentés par la mime conduite d'eau sous pression sont appliqués contre le toit avec la même force.
Dans le bottier de raccordement 18 se trouve un robinet d'arrêt. Si ce
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robinet est ouvert, l'eau. nous pression s'écoule vers l'extérieur hors de la deuxième chambre de pression 28, en empruntant le conduit 21a. C'est- ainsi que le dépilage de l'étançon se produit. Il suffit, en règle générale, que l'élément supérieur 13 de l'étançon soit abaissé comme il vient d'être dit pour pouvoir effectuer le dépilage. Si l'on veut que l'élément supérieur 13 de l'étançon descende davantage, on actionne le clapet de dépilage qui est prévu dans le carter ou boisseau 22.
L'huile sous pression s'écoule alors gors de la première chambre de pression 27 en passant par les conduite 29 et 25 et par le tube d'écoulement 31, pour gagner le réservoir 26.
Suivant la variante de réalisation qui est représentée par les figa.3 et 4, le piston flottant 32 porte sur sa face supérieure une tige 33 à l'extré- mité de laquelle est monté un organe de guidage cylindrique 34. Cette tige de piéton 33 traverse le fond de l'élément interne de l'étançon et elle cet guidée longitudinalement par son organe de gaidage 34 dana un renflement 37 du tube 25, dans une mesure limitée dans le sens axial. Le piston 32 et ma tige 33 sont munie ici d'un orifice 35 les traversant de part en part, qui assure la communi- cation du réservoir 26 avec la chambre de pression 27.
Dans sa position la plus haute par rapport à l'élément supérieur de l'étançon, le piéton mobile 32 porte contre un embout annulaire 36 de cet élément de létançon. Dans cette position$ l'évidement délimite par l'embout annulaire 36 constitue la chambre da pression 28.
Suivant cette construction telle que la montrent les fige.3 et 4, une plaque est encastrée dana l'émettent supérieur de l'étançon. Cette plaque oonsti-. tue non seulement le bottier 18 d'admission des fluides sous pression (air et eau) mais elle sert de logement aux autres clapets de dépilage et de surpression.
Un orifice traversant ce plateau assure la communication entre les compartiments supérieur et intérieur délimités dans le réservoir 26 par cette plaque formant cloison. Pour le rente, le fonctionnement de l'étançon présentant cette construc- tion est le même que celui de l'étançon représenté dans les fige.1 et 2.
Suivant la construction de l'étançon que montrent les fige-5 et 6, 1 t élément intérieur 10, qui est oylindrique, est muni d'une semelle 11 et porte
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à son extrémité supérieure des glissières 12 pour le guidage de l'élément supé- rieur 13 de l'étangon. La plaque d'obturation inférieure 15 de l'élément supé- rieur de l'étançon coulisse ici encore à la manière d'un piston dans le cylin- dre 10. Une plaque 40 montée dans l'élément supérieur cylindrique 13 de l'étan- gon supporte les raccorda pour le passage des fluides sono pression et les boî- tiers renfermant les clapets. Une plaque 60 obture à sa partie supérieure l'élé- ment 13 de l'étançon.
Cette plaque 60 est pourvue d'un embout ou bossage supé- rieur 59. A l'intérieur de 1'dament supérieur de l'étançon sont ménagées les deux chambres cylindriques 26 et 39 qui forment les réservoirs contenant le flui- de sous pression (de préférence de l'huile) qui agit dans la première chambre de pression 27 et qui communiquent par un conduit vertical 41 traversant la plaque 40.lu-dessus du niveau de l'huile, il démettre dans les réservoirs un espace d'air 51. Un tube 42 traverse axialement la partie de l'élément supérieur de l'étang= tarant le réservoir 26.
L'espace 43 de ce tube communique à sa partie inférieure avec la chambra de pression 27 et à sa partie supérieure avec un clapet de surpression 52 logé dans la plaque 40.
La particularité de la construction représentée par les figs.5 et 6 réside dans oe fait que la tête 14 de l'étançon, affectant la forme d'une cou- ronne à doigta saillante 61, comporte un prolongement intérieur 53 en forme de pot qui a'engage sur la partie supérieure du cylindre 13 et qui constitue la seconde chambre de pression 54. Cette dernière a donc une hauteur minimum si l'embout 59 porte contre la plaque ou tête 14 formant chapeau. La paroi cylin- drique de la chambre de pression 54 est garnie d'un revêtement 55 en caoutchouc fixe par vulcanisation, d'une part, contre la face supérieure de la plaque 60 et, d'antre part, contre la face inférieure de la tête 14 de l'étangon.
Grâce au tuyau souple 20 de l'air comprime franchissant le robinet 46 peut gagner par le tube 47 l'espace 51. De l'eau sous pression peut être in- troduite, par le tuyau scuple 21/et grâce au robinet 49 et au conduit 50, en passant par le clapet de retenue 56, l'alésage 57 du tube 58 traversant concen- triquement le réservoir supérieur 39 et les conduite de répartition 48 qui se trouvent dans les organes 59 et 60 et qui aboutissent il. la seconde chambre de pression 54. Entre le réservoir 26 et la chambre de pression 27 existe une
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communication obturable par un clapet de retenue 24.
La pose d'un semblable étançon de mine est effectuée de la manière suivante:le robinet 46 étant ouvert, on fait arriver de l'air comprima dans l'espace 51, de sorte que l'huile subit la poussée de cet air dans les réser- voire 26 et 39. Ceci suffit pour faire cesser le blocage exercé par le clapet de retenne 24 et pour oharger ainsi la chambre de pression 27. Il s'ensuit que l'élément supérieur 13 de l'étançon se soulève et entratne sa tête 14 au moyen de l'embout 59 jusqu'à ce que les doigts 61 viennent porter contre le toit du chantier en cours d'exploitation. Ceci termine le processus de sortie de l'élé- ment supérieur de l'étançon et marque le début de aa mise en charge à la pres- sion de pose.
Ce résultat est atteint en faisant arriver par le tuyau souple 21 de l'ean sous pression, qui pénètre de la manière décrite dana l'espace 54, de aorte que la tête 14 de l'étançon est soulevée et amenée par e xemple dans la position représenté* par la fig.6. Le revêtement 55 subit également une mise en tension. Si un soulèverent trop prononce de la tête 14 de l'étançon se produit, une chaîne 62 montée sur sa face inférieure ouvre un clapet 63, ce qui permet à l'eau sous pression de s'écouler, de sorte que la tête de l'étançon ne peut pas se soulever davantage.
La pression de liquide qui règne dana la seconde chasbre de pression 5 4 après la mite en charge c'est également propagée, par suite de la liaison positi- ve qui est établie par le mur et le toit du chantier, la tête 14 de l'étançon et les cylindres 10 et 13, à l'huile qui se trouve dans la chambre de pression 27 si, pendant le fonctionnement de l'étançon, la pression qui est exercée sur lui atteint une valeur supérieure à celle correspondant an réglage du clapet de surpression 52. Il en résulte que celui-ci réagit et que l'huile s'échappant hors de la chambre 27 reflue par l'orifice 43 et le conduit de communication 44 dans le réservoir 26.
Dans cet étançon, le liquide qui se trouve dans la chambre de pression 54 ne subit pas de détente grâce à un clapet de surpression particu- lier si de fortes charges viennent à se produire. Cela n'est d'ailleurs pas nécessaire puisque, par suite de la décharge de la chambre de pression 27 par l'intermédiaire du clapet 52, la pression qui règne dans la chambre ou l'espace 54 tombe également à la valeur à laquelle la chambre 27 a été ramenée au moyen du clapet 52.
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Si l'étsnçon doit être déplacé, en manoeuvre le olapet 45 de passage de l'eau sous pression, qui a une grande section droite. Il en résulte que l'eau sous pression s'échappe hors de la chambre 54 et que.la tête 14 de l'étan- çon descend rapidement jusqu'à oe qu'elle vienne porter contre la butée 59. Sa descente suffit en règle générale pour permettre le dépilage de l'étançon. Si, par contre, cette descente n'est pas suffisante, il faut en ouvrant le clapet
52, laisser s'écouler du liquide sous pression (huile) hors de la chambre de pression 27 et vers le réservoir 26, jusqu'à ce que le piston 15 et aveo lui l'élément supérieur 13 de l'étançon s'affaissent et que la tête 14 de l'étançon soit libérée dans une mesure suffisante.
Les détails de construction de ce dispositif de soutènement peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences mécaniques.
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Two-piece flexible support system for mining operations.
This invention relates to a support device formed of two elements and actuated by a Good pressure fluid, for example a prop usable in a mining operation, including the internal element, which is hollow and which eert at the same time of the reservoir for the pressure fluid, is guided in the manner of a pedestrian in the cylindrical outer element forming the pressure chamber.
The loading of the pressure chamber has been carried out in different ways in such two supports.
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demented and actuated as a rule by a pressurized fluid. Thus, for example, that a hand-operated pump has been mounted inside the prop, which delivers the oil or more generally the operating liquid out of the reservoir and into the pressure chamber. This pump was then given a construction such that the compression takes place in two phases.
Under these conditions, the mutual disengagement of the two dementia with relative mobility from the support device is relatively easy, but it is hardly possible to carry out the application or the clamping of the support device against the wall and the roof of the construction site. mining operation with a value greater than the usual laying pressure. In these conditions, we are often dependent on the worker responsible for actuating the pump with regard to the application form obtained.
In order to obtain higher loads of poae, approaching as much as possible of the nominal load, we have already made use of transportable valves capable of being connected by suction and discharge connections with the pump. support device, and the operation of the pumps has been automatically adjusted in such a way that a determined final pressure is always obtained in the pressure chamber of this device before the mine at rest to pump it.In this system, it is no longer dependent on the vigilance of the worker in charge of the surveillance as regards the final pressure to be obtained,
but we then come up against a difficulty relating to the junction and sealing of the suction and delivery pipes of the pump with the connections of the support device if we want to avoid any loss of the fairly valuable liquid (for example oil) during the laying process and also the risk of pollution. One such system also includes the use of a pump housed in the support device itself and capable of being coupled to a transportable motor with which the worker moves from one support device to the other. during the pose.
In addition, the pumps intended for this work and which must have relatively small dimensions are subject, as experience has shown, to fairly frequent failures or operational disturbances.
The aim of the invention, which applies to a support device
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extensible formed of two elements nested one in the other for mining, controlled by incompressible fluids, is to give to this device a construction such that the exit of its internal element with respect to its external element up to the application with force of its upper part against the roof of the site, on the one hand, and obtaining a laying load close to the final lift of the prop, on the other hand, constitute two operations separate and separately adjustable.
This goal is achieved in the sense that, to successfully complete the second operation, that is to say obtaining a sufficiently high laying load, an incompressible liquid of relatively low value is used, which it is allowed to escape with each unstacking of the support device. In this way this possibility is obtained, for the output stroke, which requires only reduced forces and also for the control of the sag by means of valves or flaps reacting to determined maximum pressure values, to use a fluid under pressure of higher value which wears, even if the valves or flaps have relatively small cross sections *, a flawless operation of the latter.
The output stroke of the elements of the device can be ensured, for example, by introducing compressed air into the liquid reservoir, so that the pressure of this air exerted on the free surface of the liquid forces the higher value fluid. to escape through a check valve and to enter the pressure chamber for an overpressure of relatively low value.
To obtain the setting pressure, which is significantly higher, it is possible to use a low-value fluid (for example water) mixed with an Imite emulsion. The exhaust valve for this low-value fluid can then have a large cross section, in order to allow rapid discharge of the prop. It is then sufficient to adapt the valve through which the low-value liquid passes to the high flow or outlet speeds of the liquid which are necessary for unstacking the stanchion, and it is unnecessary under these conditions to adapt to these speeds the more sensitive valves which are crossed by the more valuable fluid.
The invention is embodied in an exten- target support device in two elements nested one inside the other for mining operations,
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and in particular in a prop comprising an internal element or * = forming fluid reservoir, which is guided in the manner of a piston, in the cylindrical external element forming a pressure chamber and comprising, in addition to this pressure chamber which is intended to be filled with an incompressible fluid, a cylindrical chamber coaxial with the preceding one, independent from it and intended to be filled with an incompressible fluid, this cylindrical chamber being provided with a bottom and a cover with relative mobility ,
the movement of the piaton in the first mentioned pressure chamber and the variation of the distance between the bottom of the cover in the second pressure chamber during the introduction and flow of pressurized fluids correspondingly producing - in an elongation or, on the contrary, a shortening of the support device *
A desmodromic connection is preferably provided between the two pressure chambers so that the incompressible fluids * therein are under substantially the same pressure.
As a result, if the cylinder is first loaded by a relatively low overpressure of the pressurized fluid in the first chamber, and if due to the inflow of the pressurized fluid into the second chamber a markedly greater pressure is generated therein, this greater pressure is transmitted through the elements of the prop to the incompressible fluid which is in the first pressure chamber, so that the two pressure chambers cion are then subjected to practically the same higher pressure *
A support device for mining operations as provided for by the invention can be operated in the following manner and the first pressure chamber,
which is provided inside the cylindrical external element of the device, is filled with a fluid of fairly high value (per axis. filled with a good quality oil) for which the space provided in the 'internal element constitutes a reservoir, while the second pressure chamber is filled with a fluid of lower value (for example water) which is allowed to escape during the decompression of this chamber and the unstacking of the device. - support tif.
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It is therefore preferable that the first pressure chamber is connected to the reservoir formed in the upper element of the device by means of a check valve, and that the second pressure chamber is provided with an inlet connection of the device. fluid coming from outside,
The bottom and the cover of the second pressure chamber can be formed, on the one hand, by the bottom of the internal element, which is guided in the manner of a pedestrian in the external element and, on the other hand , by a ring rises below this bottom and guided in the same way, that is to say in the manner of a piston, This ring can be provided with an upper end in the shape of a pot, the wall thereof bearing over its entire height against the wall of the cylindrical chamber.
Conversely, the bottom of the internal element can be provided with a lower end piece in the form of a pot bearing against the wall of the cylinder and against which comes to bear, when the pressure ceases to appear in the second pressure chamber, the ring in question.
8i this ring has the construction which has just been described, i.e. if it moves in the manner of a floating piston, a flexible duct may be provided inside the pot to constitute the pressure chamber arm and for communicating between the fluid reservoir and the first pressure chamber.
The ring constituting the cover of the second pressure chamber may bear on its upper face a piston rod guided in a bore of the internal element and itself provided with an alp passing through both the ring and the piston rod and established sant communication, via a check valve, between the fluid reservoir and the first pressure chamber.
The second pressure chamber may, if the internal element of the dioposi- tive is in the form of an upper prop member, consist of the head of the prop, the latter sealingly surrounding the end. upper part of the internal element of the device by an extension or lower boss in the form of a pot.
In this construction, in particular, a plate forming the oarters enveloping the various orifices for admiesion of the pressure fluid and the various valves ,! can divide the fluid reservoir in height
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fitted inside the internal element of the device * The upper compartment and the lower compartment then communicate rationally by one or more practical orifices in this plate.
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Ponr the communioation between the first pressure chamber and the overpressure valve which lets the fluid escape Good pressure in the tank, as well as for the supply of the pressurized fluid to the second chamber of took this provided several tubes or pipes placed in the axis of the support devices
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tenement, inside its internal element. The cylindrical wall of the second pressure chamber can be
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handling of a rubber or other elastic material covering.
Its upper and lower edges are then fixed by gluing, vulcanization or a. another way on the cover and the bottom of the pressure chamber * Such a rey4te entails, on the one hand, a tight connection of the height-adjustable pressure chamber, making it possible to save on gaskets. The usual anoh6it and, on the other hand, protects the metallic parts from attack by corroaifa liquids.
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Dama draws the attached schematics are shown three different embodiments of an erlell8ibe mine prop formed from two elements booted teloaccpiqonen% and actuated by a fluid pressure *
Fig.1 is an axial sectional view of the first embodiment of this strut in the initial state.
Figure 2 is a view similar to the previous one showing the same mode
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realization, main assuming that the prop is not found in a later phase during the loading.
Figs., 3 and 4 are two views similar to the previous ones, showing in
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axial section the second embodiment of this prop in different load conclusions of the two pressure chambers *
Fig. 5 is also an axial sectional view of the third mode of
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realization # assuming the second pressure chamber is relieved.
Fig.6 is an elevational view partially sectioned corresponding to Fig.5 but assuming that the second pressure chamber is filled.
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The lower element 10 of the strut is cylindrical and provided with a female 11 forming a base * it carries at its upper end slides 12 for sliding the upper element 13 of this strut, which forms a hollow piston rod. It is in this upper element 13 that the closing cap head plate 14 is located. At the lower part of the upper element 13 of the prop there is an enlargement 15 which slides in the manner of a piston against. the internal wall of the external element 10 and the sealing of which is ensured with respect to this wall by a gasket 16 mounted in a retaining ring 17. The internal space 26 of the upper element 13 of the strut constitutes the reservoir of oil forming fluid under pressure.
According to the construction which is represented by figs. 1 and 2, a tube 23 which plunges into the reservoir 26 communicates by a check valve 24 with another tube 25 which passes through the piston 15 and to which is connected a flexible pipe 29. This last eet guided through a bore of the floating piston 32 and establishes communication with the chamber 27 filled with oil.
The floating piston 32 carries by its upper pot-shaped extension against the internal wall of the external element 10 of the prop and surrounds the second pressurized fluid chamber 28 which, in the position shown in FIG. 1, does not supports no load, while in the position shown in fig.2 it is subjected to a load. A seal 30 housed in the wall of the pot isolates the first pressure chamber 27 from the second pressure chamber 28. When the chamber 28 is not under pressure, the wall of the pot bears against the lower edge of the piston 15 On the other hand, when the chamber 28 is subjected to pressure, these two members move away from one another.
In the wall of the upper element 13 of the prop is engaged a connecting casing 18 from which a vertical duct 21a passes through the reservoir 26 and the piston 15, so as to serve the internal chamber 28 delimited by the mobile piston. 32. A tube end 20a opens into the air space which is located above the oil reserve of the reservoir 26. The duct 25 already mentioned is connected to the plug or casing 22 which contains, on the one hand , a pressure relief valve and, on the other hand, an unstacking valve operated by hand.
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If one of these valves acts, the chamber 27 undergoes an expansion, and the liquid under pressure which flows through the pipe 29 and the tube 25 expands through the tube 31 in the tank 26.
On the connection casing 18 can be mounted a coupling piece 19 provided both with a closable connection 20 for the compressed air and a closable connection 21 for the water.
As already mentioned in the preamble, fig. 1 shows a position of the mine prop for which a certain overpressure prevails in the chamber 27. This overpressure is produced due to the fact that after the assembly of the coupling piece 19 compressed air enters through the end of the tube 20a. As a result, the oil which is in the tank 26 is subjected to the pressure of the compressed air and is forced out of the tank through the tube 23, the check valve 24, the tube 25 and the pipe 29. , to get to room 27.
When the pressure rises, the movable piston 32 and with it the piston 15 are raised, so that the upper element 13 of the strut rises high enough so that the head plate 14 comes to bear firmly against the roof of the building site. .
In order to increase this force of application of the lead, which corresponds substantially to the setting pressure, the coupling part 19 is then ordered to be reversed so that the pressurized water arriving through the pipe 21 rushes into tube 21a. The pressure in chamber 28 is consequently increased, so that the piston 15 lifts away from the edge of the pot 32 (see fig. 2). But no oil can escape from the pressure chamber 27 since it is blocked by the check valve 24, the pressure rises in this chamber 27 as a result of the action exerted by the movable piston 32. As a result, the upper element of the strut is applied with much greater pressure against the roof of the mine site.
The pressure which prevails in the pressurized water pipe 21 therefore determines the loading of the prop. It is therefore certain that all the strands of similar construction fed by the same pressurized water pipe are applied against the roof with the same force.
In the connection box 18 there is a shut-off valve. If this
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tap is open, water. We pressure flows outwardly out of the second pressure chamber 28, via the conduit 21a. This is how the unstacking of the strut occurs. As a general rule, it suffices for the upper element 13 of the prop to be lowered as has just been said in order to be able to carry out unstacking. If one wants the upper element 13 of the prop to descend further, the unstacking valve which is provided in the housing or plug 22 is actuated.
The pressurized oil then flows from the first pressure chamber 27, passing through the pipes 29 and 25 and through the flow tube 31, to reach the reservoir 26.
According to the variant embodiment which is represented by FIGS. 3 and 4, the floating piston 32 carries on its upper face a rod 33 at the end of which is mounted a cylindrical guide member 34. This pedestrian rod 33 passes through the bottom of the internal element of the prop and this guided longitudinally by its guiding member 34 in a bulge 37 of the tube 25, to a limited extent in the axial direction. The piston 32 and my rod 33 are here provided with an orifice 35 passing right through them, which provides communication between the reservoir 26 and the pressure chamber 27.
In its highest position relative to the upper element of the strut, the mobile pedestrian 32 bears against an annular end piece 36 of this strut element. In this position $ the recess delimited by the annular nozzle 36 constitutes the pressure chamber 28.
Following this construction as shown in Figs. 3 and 4, a plate is embedded in the upper emitter of the prop. This oonsti- plate. not only kills the housing 18 for admission of pressurized fluids (air and water) but it serves as a housing for the other unstacking and overpressure valves.
An orifice passing through this plate provides communication between the upper and interior compartments delimited in the reservoir 26 by this plate forming a partition. For the annuity, the operation of the prop with this construction is the same as that of the prop shown in figs. 1 and 2.
Following the construction of the stanchion shown in Figs-5 and 6, 1 t internal element 10, which is cylindrical, is provided with a sole 11 and carries
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at its upper end, slides 12 for guiding the upper element 13 of the pond. The lower shut-off plate 15 of the upper element of the prop slides here again in the manner of a piston in the cylinder 10. A plate 40 mounted in the upper cylindrical element 13 of the prop. - gon supports the connections for the passage of sound pressure fluids and the boxes containing the valves. A plate 60 closes off at its upper part the element 13 of the prop.
This plate 60 is provided with an upper end or boss 59. Inside the upper part of the prop are formed the two cylindrical chambers 26 and 39 which form the reservoirs containing the pressurized fluid ( preferably oil) which acts in the first pressure chamber 27 and which communicate via a vertical duct 41 passing through the plate 40. above the oil level, it emits an air space 51 into the tanks A tube 42 crosses axially the part of the upper element of the pond = taring the reservoir 26.
The space 43 of this tube communicates at its lower part with the pressure chamber 27 and at its upper part with a pressure relief valve 52 housed in the plate 40.
The peculiarity of the construction shown in figs. 5 and 6 lies in the fact that the head 14 of the prop, taking the form of a crown with projecting finger 61, comprises an internal extension 53 in the form of a pot which a'engages on the upper part of the cylinder 13 and which constitutes the second pressure chamber 54. The latter therefore has a minimum height if the end piece 59 bears against the plate or head 14 forming a cap. The cylindrical wall of the pressure chamber 54 is lined with a rubber covering 55 fixed by vulcanization, on the one hand, against the upper face of the plate 60 and, on the other hand, against the underside of the plate. head 14 of the pond.
Thanks to the flexible pipe 20, compressed air passing through the tap 46 can gain through the tube 47 the space 51. Pressurized water can be introduced through the scuple pipe 21 / and thanks to the tap 49 and the conduit 50, passing through the check valve 56, the bore 57 of the tube 58 passing concentrically through the upper reservoir 39 and the distribution conduits 48 which are located in the members 59 and 60 and which terminate there. the second pressure chamber 54. Between the reservoir 26 and the pressure chamber 27 there is a
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communication closable by a check valve 24.
The installation of a similar mine prop is carried out as follows: with the valve 46 open, compressed air is brought into the space 51, so that the oil undergoes the pressure of this air in the reservoir 26 and 39. This is sufficient to stop the blocking exerted by the check valve 24 and thus to load the pressure chamber 27. It follows that the upper element 13 of the prop is raised and starts its operation. head 14 by means of the nozzle 59 until the fingers 61 come to bear against the roof of the site during operation. This completes the process of exiting the upper element from the prop and marks the start of a loading to the setting pressure.
This result is achieved by causing pressurized water to arrive through the flexible pipe 21, which penetrates in the manner described in the space 54, so that the head 14 of the prop is lifted and brought for example into the space. position shown * in fig. 6. The coating 55 also undergoes tensioning. If too much lifting of the head 14 of the prop occurs, a chain 62 mounted on its underside opens a valve 63, which allows the pressurized water to flow out, so that the head of the prop is the prop cannot be raised any further.
The liquid pressure which prevails in the second pressure chasb 5 4 after the moth under load is also propagated, as a result of the positive connection which is established by the wall and the roof of the site, the head 14 of the 'prop and the cylinders 10 and 13, to the oil which is in the pressure chamber 27 if, during the operation of the prop, the pressure which is exerted on it reaches a value greater than that corresponding to the adjustment of the valve pressure 52. The result is that the latter reacts and that the oil escaping from the chamber 27 flows back through the orifice 43 and the communication duct 44 into the reservoir 26.
In this prop, the liquid which is in the pressure chamber 54 does not undergo expansion by virtue of a particular pressure relief valve if heavy loads occur. This is also not necessary since, as a result of the discharge of the pressure chamber 27 via the valve 52, the pressure which prevails in the chamber or the space 54 also falls to the value at which the chamber 27 has been brought back by means of valve 52.
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If the seal has to be moved, maneuvering the valve 45 for passage of the pressurized water, which has a large straight section. The result is that the pressurized water escapes out of the chamber 54 and that the head 14 of the seal descends rapidly until it comes to bear against the stop 59. Its descent is sufficient as a rule. general to allow unstacking of the prop. If, on the other hand, this descent is not sufficient, it is necessary by opening the valve
52, allow liquid under pressure (oil) to flow out of the pressure chamber 27 and towards the reservoir 26, until the piston 15 and with the upper element 13 of the strut collapse and that the head 14 of the prop is released to a sufficient extent.
The construction details of this support device can be modified, without departing from the invention, in the field of mechanical equivalences.