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"Dispositif pour mesure de la charge sur un câble d'une instal- lation d'extraction de puits de mine".
La charge agissant sur un organe de traction, par exem- ple sur un câble ou sur un fil ou sur un dispositif analogue, peut être mesurée en imposant une déviation latérale à l'organe de traction tendu. Lorsque l'on connaît la force de déviation, la course de déviation donne une mesure, de l'effort de traction ou lorsqu'on a une déviation donnée, la force nécessaire pour obtenir cette déviation représente une mesure de l'effort de traction.
L'emploi de ce principe de la déviation pour un câble d'une installation d'extraction présente des difficultés en ce
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qui concerne les prescriptions de sécurité du service des mines.
En effet, la déviation produit une charge supplémentaire sur le câble. Ces efforts de traction supplémentaire ne peuvent pas être calculés d'une façon sûre avec la précision exigée par les raisons de sécurité.
La présente invention a pour objet de surmonter ces dif- ficultés.
Selon la présente invention, ce problème peut être ré- solu si l'on tient compte que les efforts supplémentaires se produisant du fait de la déviation du câble peuvent être main- tenus dans des limites admissibles si l'on effectue les mesures uniquement lorsque le câble est au repos, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pasde forces dynamiques s'exerçant sur le câble.
D'après cela, la présente invention prévoit de faire dévier le câble à l'aide d'un organe de mesure destiné à mesu- rer la tension du câble ou la charge sur le câble uniquement lorsque le câble est au repos et c'est pourquoi l'invention pré- voit de mettre l'organe de mesure hors d'action pendant le mou- vement de transport du câble. C'est pourquoi l'organe de me- sure ne doit être mis en action que de temps à autre pendant l'arrêt du dispositif d'extraction et doit être remis hors d'ac- tion en annotant la déviation du câble après avoir mesuré l'ef- fort de traction avant la reprise du service d'extraction.
D'autres avantages de l'invention ressortent de la des- cription détaillée qui suit et des dessins annexés, représentant plusieurs modes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs quelques fermes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 montre un système de mesure par déviation placé entre la poulie de la machine d'extraction et la poulie de renvoi et pouvant être mis en service ou remis hors d'action; les figures 2 et 3 représentent un système de mesure comprenant un organe de déviation qui peut être mis en service
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ou remis hors d'action et un dispositif de butée; la figure 4 représente une installation de mesure pour une extraction à quatre câbles comportant quatre dispositifs distincts selon les figures 2 et 3;
la figure 5 représente un dispositif de mesure pouvant être mis en service ou remis hors d'action qui mesure la char- ge exercée sur le câble en mesurant la force nécessaire pour pro- duire une déviation prédéterminée; la figure 6 représente une installation de mesure fonc- tionnant selon ce principe dans une installation d'extraction à quatre câbles; les figures 7 à 9 donnent des détails à plus grande échelle du dispositif selon la figure 5 ; la figure 10 donne une variante du dispositif selon les figures 5 et 7 à 9 et la figure 11 indique schématiquement cette variante ap- pliquée à une installation d'extraction à quatre câbles.
Dans le mode de réalisation selon la figure 1, l'organe de déviation du câble est/constitué par un patin allongé 1 dont la surface d'appui est orientée selon la couche du câble 2 dévié, ce qui a pour effet de réduire les efforts de flexion supplémentaires lors de la déviation du câble. Le patin de dé- viation 1 est articulé sur une tringle et peut être déplacé perpendiculaire au câble 2. Cette tringle 1 s'appuie par l'une de ses extrémités sur un bras pivotant 4. articulé autour d'un point fixe 5 et elle est disposée à son autre extrémité dans un support basculant 6 et elle est articulée en outre sur un levier de commande 7. Sur la tringle de guidage .2 un poids ± vient agir à l'aide d'un câble 8 ou d'un dispositif analogue en vue d'exercer la force de déviation sur le patin 1.
Le câble 8 passe par une poulie fixe 10. Au moyen du levier 7 on peut
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relever le contrepoids 9 et pousser la tringle 3 vers la gauche pour décoller le patin 2 et le placer à une distance de sécuri- té suffisante du câble 2. Pour simplifier la commande, il est commode de prévoir une télécommande permettant de commander l'organe de déviation 1 pour le mettre en service pendant les arrêts d'extraction ou le mettre au repos à partir d'un poste de contrôle, par exemple à partir du poste du machiniste d'extrac- tion. L'appareil de mesure représenté à la figure 1 présente par exemple pour la télécommande un servomoteur hydraulique ou pneumatique 11 dont la tige de piston 12 vient attaquer le le- vier de commande 7.
Le levier 7 sert également à commander un interrupteur de sécurité 13 intercalé dans le circuit .de ver- rouillage de la machine d'extraction. Dans la position de me- sure qui est représentée à la figure 1, l'interrupteur 13 est maintenu ouvert par l'intermédiaire du levier 7 Le circuit commandé par l'interrupteur 13 reste donc coupé lorsque l'appa- reil est dans la position de mesure. Ceci empêche la machine d'extraction de démarrer d'une façon intempestive. Lorsque l'on relève le patin de déviation 1 du câble 2, l'interrupteur 13 reprend sa position de fermeture normale déverrouillant le circuit de commande de la machine d'extraction.
La tringle 1 porte un index 14 qui se déplace devant une échelle stationnaire 15 indiquant la déviation du câble 2 pro- voqué par le poids ¯9 qui donne la mesure de la charge du câble 2.
Dans ce mode de réalisation, c'est la longueur de câble 2 qui se trouve entre la poulie motrice 16 et la poulie de ren- voi 17 qui constitue la longueur de mesure. Ceci permet d'évi- ter d'avoir à prévoir pour le câble une butée additionnelle qui détermine la longueur sur laquelle s'effectue la mesure.
Toutefois, le dispositif de déviation peut également placé être/sur l'autre brin 2' du câble, comme c'est le cas dans les modes de réalisation selon les figures 2 et 3. La longueur sur
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laquelle s'effectue la mesure est déterminée dans ce cas par un système de butée formé par un ressort à lames 18 aux extré- mités duquel se trouvent placés des corps d'appui 190 Le systè- me de butée 18, 19 peut être commandé tout cornue le patin 1 à la figure 1, par exemple à l'aide d'une vis de commande 20.
Lorsque l'on dévisse la vis 20, les corps d'appui 19 décollent du câble 2' de sorte que celui-ci peut reprendre sa position tendue et décolle en même temps d'une butée stationnaire 21.
La charge agissant sur le câble résulte de la flexion du ressort 18, que 1'onpeut lire sur une échelle 22 et de la déviation du câble 24 qui est mesurée par un appareil de mesure 23
S'il s'agit d'un système d'extraction à plusieurs câbles, par exemple d'un système d'extraction à quatre câbles selon la figure 4, on prévoit un dispositif de mesure séparé pour chaque câble. En cas de besoin, on peut mesurer simultanément les charges agissant sur les différents câbles. Dans un dispo- sitif à plusieurs câbles, on ne s'intéresse pas spécialement à la valeur absolue des charges agissant sur les différents câbles.
On recherche plutôt à contrôler la répartition de la charge sur les différents câbles, c'est-à-dire à déterminer les différences de charge afin de déceler en temps utile une surcharge d'un câble au moment où elle risque de se produire, ceci pour des raisons de sécurité.
Dans un autre mode de réalisation selon les figures 5 à 9, le dispositif de butée 18'qui détermine la longueur du câble sur laquelle s'effectue la mesure est rigide et on donne au câble une déviation prédéterminée de façon que la force nécessaire pour obtenir cette déviation puisse donner une mesure de la charge agissant sur le câble. Contrairement aux dispositifs des figures 2 et 3, le système de butée !8 et le patin 1 sont tous deux'déplacés en sens inverse pour les décoller du câble 2'. Ces deux mouvements opposés sont produits par un servomo-
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teur dont le cylindre 25 (figures 7, 8) se déplace dans le sens inverse de son piston 26 en coulissant sur un guidage 27, par exemple dans des glissières en queue d'aronde. Le cylindre 25 porte à son extrémité dirigée vers le câble 2' le patin 1.
Le dispositif de butée 18' est relié par deux biellettes 28 à un coulisseau disposé sur la tige de piston 26'. Les deux biellettes 28 sont guidées au moyen d'un couvercle 25' fixé sur le cylindre 25 Aux deux extrémités du cylindre 25 viennent déboucher des tuyaux de fluide sous precsion 30 et 31 (figure 9).
Si le fluide sous pression, par exemple de l'huile sous pression. est envoyé au cylindre 25 par le tuyau 31 le patin 1 et le système de butée 18' se déplacent l'un vers l'autre en se rap- prochant du câble pour prendre la position de mesure. Le câble est ensuite dévié par le patin 1. La course de déviation est déterminée par la course résiduelle que peuvent effectuer le cy- lindre 25 et le piston 26. Cette course peut être limitée par exemple par des butées 32 (figure 7) qui dans le mode de réali- sation de la figure sont montées à l'intérieur du cylindre 25 et qui peuvent être le cas échéant réglables.
Pour remettre le dispositif de mesure hors d'action, on coupe la pression de commande dans le tuyau 31 et on l'envoie par le tuyau 30 de sorte que le piston et le cylindre se dépla- cent l'un par rapport à l'autre et que le patin 1 et le disposi tif de butée 18' s'écartent tous deux du câble en se déplaçant ensens opposé (figure 8). On peut prévoir sur le guidage 27 une butée 27' limitant la course de mise hors d'action.
La pression de mesure dans le tuyau 31 qui est indiquée par un manomètre 33 (figure 6) , produit une pompe 34 combinée le cas échéant avec un accumulateur qui peut être commandé à la main à l'aide d'un levier 35
S'il s'agit d'une installation à plusieurs câbles, par exemple d'une installation à quatre câbles, on fait passer les
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tuyaux 30 et 31 par un distributeur de commande 36 qui permet de relier au choix les cylindres 25 correspondant aux différents câbles avec la pompe 34 On mesure donc successivement la char- ge exercée sur les différents câbles afin d'éviter d'avoir à employer plusieurs pompes, c'est-à-dire afin d'éviter d'avoir une pompe pour chacun des câbles.
On pourrait évidemment aussi utiliser le dispositif selon les figures 7 et 9 en branchant le tuyau 31 à une pression déterminée et constante, c'est-à-dire en faisant dévier le câble par une force constante. Dans ce cas, c'est la déviation du câble qui permettrait de mesurer la charge du câble.
Ce mode de ne sure permettrait une ne sure simultanée des forces exercées sur les différents câbles dans une installation d'extraction à plusieurs câbles tout en n'utilisant qu'une seule pompe.
Le cas échéant, on peut renoncer à l'emploi d'un systè- me de butée mobile 18' (figures 5,7 et 9) en vue de simplifier la construction de l'appareil en prévoyant à la place de cette butée mobile deux poulies 37 stationnaires pour déterminer la longueur sur laquelle s'effectue la mesure (figure 10). Ces poulies 37 peuvent rester le cas échéant en contact permanent avec le câble étant donné qu'elles ne causent pas -un effort supplémentaine sur le câble lorsque le patin 1 est hors d'action et le câble reprend sa position tendue.
Ce mode de réalisation apporte une simplification égale- ment du fait que le servomoteur à double effet 25 26 des fi- gures 7 à 9 peut être remplacé par un servomoteur à simple effet dans lequel on envoi le fluide sousperession à l'aide de la pompe 34 pour mettre en action le patin de déviation 1 et pour faire dévier le câble, ce servomoteur étant rappelé à sa position initiale par un ressort de rappel 38 dès que l'on coupe la pres- sion dans le tuyau 31.
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Par ailleurs, on a ici également la possilité d'effec tuer soit une mesure de force, soit une mesure !la course de déviation.
La simplification résultant de l'emploi d'un servomoteu à simple effet est particulièrement intéressante mans une isnte lation de mesure pour une installation d'extraction à plusieurs câbles (figure 11)en ce sens qu'il ne faut plus up chaque dispositif de mesure séparé qu'un seul tuyau 31 sun lieu de deux tuyaux 30 et 31 (figure 9).
Pour que l'inexactitude des mesures reste= dans les limi tes admissibles, il faut que la déviation choisis: soit suffi- samment grande. Afin que l'effort supplémentaire provoqué par la déviation du câble reste modéré malgré une de dévia- tion, on peut augmenter la longueur sur laquelle :s'effectue la ne sure. La longueur de câble que l'on trouve d'butde entre la poulie motrice 16 et la poulie de renvoi 17 pemtn en généra d'avoir une déviation suffisamment grande du câble sans risquer de le surcharger d'une façon inadmissible lors de la mesure.
Lorsqu'on place le dispositif de mesure sur le 2' du câble on peut donner à la longueur de mesure une vale quelconque.
Le dispositif de verrouillage de sécurité qui n'est re- présenté pour plus de sécurité qu'à la figure 1 (1'interrupten 13) peut évidemment être utilisé également avec les autres mode de réalisation.