<Desc/Clms Page number 1>
"ASCENSEUR POUR BATEAUX A MOUVEMENT HELICOIDAL"
L'invention concerne les ascenseurs qui sont utilises pour permettre à des chalands, barges, péniches, auto-moteurs pu bateaux de toutes dimensions de franchir verticalement des dénivellations importantes entre deux ou plusieurs plans d'eau naturels ou artificiels tels que : canaux, rivières, lacs, mers ou océans.
Les ascenseurs à flotteurs actuellement connus sont le plus souvent constitués par un bac reposant sur plusieurs flotteurs immergés dans plusieurs puits circulaires plein d'eau.
Le déplacement du bac de ces ascenseurs est vertical. Il est assuré par l'intermédiaire de moteurs entraînant des écrous assujettis à des vis maintenues par des charpentes.
Le but essentiel de la présente invention est de réaliser un ascenseur beaucoup plus simple, tant par lui-même que par les ouvrages qui s'y rattachent. Un autre but est de réaliser un ascenseur permettant aux convois d'aborder et de
<Desc/Clms Page number 2>
franchir les dénivellations de plans d'eau de toute nature et de toute orientation avec la maximum de sécurité, de facilité de rapidité, et d'économie de force motrice, le terme "convoi" étant pris présentement comme par la suite pour désigner, sans aucun caractère limitatif, tout engin capable de flotter,
Ces buts,
ainsi que d'autres qui ressortiront de la description qui va suivre sont atteints conformément à l'inven- tion avec un ascenseur agencé économiquement de telle sorte que les mouvements verticaux du système mobile supportant le bac sont composés avec un mouvement de rotation du dit système mobile autour de son axe,
Cet agencement est caractérisé essentiellement par le fait que le bac est supporté par un flotteur central oompor- tant un ballast plus ou moins lesté, qu'il est guidé et centré par ses extrémités sur des rampes ou plans inclinés présentant des courbures hélicoïdales diamétralement opposées, et que le mouvement de l'équipage mobile constitué par le bac et le flotteur est assuré par action hydraulique sur le ballast et (ou) par entraînement circulaire de cet équipage mobile.
Pour donner une idée plus précise des particularités de l'ascenseur, objet de l'invention, on en décrira un exemple de réalisation en se reportant aux dessins annexés dont les fi- gures représentent : - La Fig. 1, une coupe de l'ascenseur suivant l'axe longi- tudinal du bac dans sa position haute.
- La Fig. 2, une vue schématique de la disposition des ga- lets de guidage.
- La Fig. 3, une vue en plan de l'ascenseur.
- La Fig. 4, une coupe de l'ascenseur suivant l'axe trans- versal du bac.
<Desc/Clms Page number 3>
- La Fige 5. une vue suivant le plan de coupe PP de la. figure 4.
- la Fige 6, une vue en plan de l'ensemble de l'ouvrage. ; - La Fig. 7, une vue en perspective de l'ensemble de l'ou- vrage.
Comme on peut le voir sur ces différentes figures, l'ensemble du dispositif se compose d'un équipage mobile et d'ouvrages fixes.
L'équipage mobile comprend essentiellement un bac 1 de forme parallèlépipédique qui est inclus dans une poutre tubulaire constituée par une charpente' celle-ci est rigi- dement assemblée par son milieu à une charpente secondaire 5, elle-même fixée par son extrémité inférieure à un flotteur 4..
Le bac 1 peut contenir un bateau 6.
Cet équipage mobile est centré dans un ouvrage fixe. ' qui se compose principalement d'un puits central 7 dans lequel, est engagé le flotteur 4 et de deux rainures hélicoïdales 8 et ,riz 9 dans lesquelles sont engagées les extrémités du bao, Cet ouvrage fixe est complété, dans l'exemple considéré par des têtes de plan d'eau amont 10A et 10B et aval 10C.
Le bac 1 et sa charpente 3 sont dimensionnés pour rece- voir les plus grands convois devant franchir la chute en ména geant le tirant d'eau et le tirant d'air indispensables. Le bac est muni à, ses extrémités de portes étanches 1A et 1B; ces portes sont représentées sur les Fig. 1, 4 et 7 dans leur posi- tion haute et comme étant des portes levantes et équilibrées.
Les extrémités du bac et donc celles de la charpente 3 sont équipées de galets de roulements qui sont orientés pour prendre appui sur les parois internes des rainures hélicoïdales 8 et 9 de manière à guider et centrer l'équipage mobile, dans les deux di- reotions verticales et dans la direction longitudinale du bac. La
<Desc/Clms Page number 4>
Fig. 2 représente schématiquement un détail de cet agencement particulier selon lequel des galets 11A, 11B et 11C prennent appui sur les parois internes de la rainure hélicoïdale 8.
Le flotteur axial 4 se présente sous la forme d'un cylindre fermé à ses deux extrémités par des calottes sphéri- ques 4A et 4B. Il se compose de deux compartiments qui sont séparés par une cloison 40 et qui comportent chacun des cellu- les distinctes 4D. Le volume global de ce flotteur, fonction de la charge à loyer, est déterminé de telle manière que sa poussée hydraulique équilibre sensiblement le poids du bac de son contenu et des charpentes support. Il est gonflé à une pression égale à la pression hydrostatique régnant au niveau du fond inférieur 4B lorsqu'il se trouve en position haute.
Dans les cellules 4D, du compartiment inférieur débouchent les extrémités de tubes élévateurs 12 en forme de
U dont les autres extrémités débouchent dans le puits à travers la calotte inférieure 4B. Ces tubes 12 agissent de la manière connue pour éviter l'influence sur le comportement du flotteur quelle que soit sa position, des perturbations dues aux dit- férences de pression et d'une manière générale pour supprimer les. conséquences dues à des incidents de fonctionnement fortuits tels que fuite, vidange de l'eau du puits etc ... , , ¯ bans la partie centrale du flotteur 4 est prévu un ballast 13 de faibles dimensions vis-à-vis du flotteur, et qui est rempli d'eau ou vidange pour provoquer une poussée varia- .;
ù- ble dirigée vers le haut ou vers le bas et permettre ainsi dans l'exemple considéré, le déplacement contrôlé de l'équi- page mobile. La vidange ou le remplissage du dit ballast est obtenu au moyen de l'air comprimé délivré par des réservoirs alimentés par des compresseurs. Ces réservoirs et compresseur , peuvent être disposés sur l'équipage mobile par exemple en 1
<Desc/Clms Page number 5>
de manière à permettre une certaine autonomie de fonctionnement. de cet équipage.
Le puits central 7 a une profondeur correspondant à la somme des dimensions suivantee : hauteur de chute (ou course maximale de l'équipage mobile), hauteur du flotteur et hauteurs d'eau minimales admissibles au-dessus et au-dessous du flotteur en fin de course. Suivant l'invention, le diamètre du puits est nettement supérieur à celui du flotteur et constant sur la plus . grande partie de sa profondeur; toutefois, à ses extrémités 0 et D, son diamètre est réduit progressivement jusqu'à atteindre un diamètre voisin de celui du flotteur. Ces étranglements s'opposent à toute vitesse anormale de l'équipage mobile et assurent hydrauliquement par variation des vitesses de circu- lation de l'eau déplacée les décélérations et accélérations né- cessaires en fins de course.
Le puits est réalisé par toute technique appropriée au terrain rencontré (congélation, enceinte de palplanches, etc...). La paroi du puits peut être réalisée par exemple au @oyen de viroles en acier renforcées d'une en- veloppe en béton armé.
Des rails non représentés sur les figures sont dis- posés suivant un tracé hélicoïdal sur la paroi du puits; le flotteur est guidé dans sa course au moyen de galets prenant appui sur ces rails. Des butées disposées sur le flotteur sont prévues pour reporter sur les rails, la traction importante dirigée verticalement vers le haut en cas de vidange fortuite du bac. ,
Les rainures du guidage 8 et 9 peuvent être réalisées directement dans le sol, avec des chemins de roulement en béton armé.
Elles sont dimensionnées pour supporter les efforts différentiels de guidage transmis par les galets de roulement
<Desc/Clms Page number 6>
ainsi que ceux due aux forces extérieures telles que le vent.
Les têtes des biefs amont 10A et 10B, ainsi-que celle aval 10C, sont équipées de portes 13A, 13B et 13C, qui comme celles du bac peuvent être réalisées sous tonne de portes le vantes équilibrées par contrepoids et munies de garnitures d'étanohéité élastique maintenues en contact par pression d'air. L'enceinte existante entre les portes des biefs et du bac en position haute ou basse est également obturée au moyen de garnitures intermédiaires analogues qui sont fixées aux encadrements de portes des biefs et viennent prendre appui, une fois gonflées, sur les encadrements de portes du bac.
Après accostage, ces derniers joints sont mis en place par pression d'air avant l'ouverture des portes et l'enceinte est ensuite remplie d'eau au moyen d'une canalisation d'ali- mentation depuis les plans d'eau aval ou amont. Lors de la décompression du joint après fermeture des portes, l'eau con- tenue dans cette enceinte peut s'échapper par gravité.
L'aménagement général des ouvrages des biefs amont est déterminé à partir de considérations relatives à l'implan- tation générale et au marnage.
Dans l'ascenseur dont un exemple de réalisation a été décrit, le mouvement de l'équipage mobile est donc obtenu.. en créant à l'aide d'un flotteur central à ballast une poussée- verticale réglable de faible valeur. Ce méme mouvement peut aussi, suivant l'invention, être obtenu par tout autre moyen, , par exemple en rendant moteurs certains des galets de roule- ment disposée à l'extrémité du bac, le flotteur n'intervenant , ) plus que dans un but d'équilibrage statique ou bien encore en combinant les deux actions motrices mentionnées.
De toute manière, ce mouvement se décompose, sous l'effet des rainures de guidage à courbure hélicoïdale en deux.
<Desc/Clms Page number 7>
mouvements fondamentaux : translation verticale et rotation.
De ce fait, tous les points du système mobiles le bao et son contenu, les charpentes supports et le flotteur, décri- vent dans l'espace, au cours du mouvement, des hélices concen- triques d'un même pas. En particulier, les extrémités du bac dé- crivent une hélice dont la projection en plan est une portion de circonférence centrée sur le bac.
Les positions hautes et basses du bac en plan sont distinctes mais concentriques. De ce fait, les opérations d'ap- proche de l'ouvrage qui ont une grande importance dans la durée du cycle présentent des particularités intéressantes,
Les faibles variations des niveaux des plans d'eau sont éventuellement rattrapées en ajustant l'angle de rotation du bac.
Le passage d'un convoi d'un plan d'eau inférieur au plan d'eau supérieur s'effectue, avec l'ascenseur hélicoïdal objet de l'invention, selon les principales phases suivantes : - La porte aval du bief 100 et la porte 1A du bac étant ouvertes et les joints latéraux intermédiaires mis en place, le convoi "montant" M1 pénètre dans le bac. Il évacue du bac un poids d'eau égal à son propre poids.
- La porte aval du bief 100 et la porte 1A du bac sont refermées, le convoi amarré au bac et les joints la%4- raux intermédiaires dégagés,' - La montée de la partie mobile est obtenue par vidange du ballast 13.
- Après accostage (Fig. 6), on ouvre les portes des têtes' amont 10A et 10B et les portes 1A et 1B du bac à ses deux extrémités, après avoir mis en place les joints latéraux intermédiaires.
- Le convoi "montant" M1 sort du bac par une extrémité
<Desc/Clms Page number 8>
pour venir s'assembler à M2 tandis que simultanément le convoi" avalant " A1 qui a été disjoint de A2 pénètre. par l'autre extrémité.
Outre ces performances au point de vue de la durée du cycle, en raison notamment de la facilité des échanges, il y a lieu de noter la souplesse avec laquelle l'ascenseur à mouvement hélicoïdal et à flotteur axial peut s'adapter à la configuration habituelle du terrain. Ainsi du lait de la varia- tion possible de l'orientation quelconque des têtes du plan d'eau aval par rapport aux têtues amont, il est possible d'é- viter les :raccordements par pont canal habituellement néoes- sités par les ascenseurs sans attenter pour autant le volume des travaux de terrassement.
Il est à noter d'ailleurs que la configuration du site ou les conditions de trafic peuvent oonduire à divers modes de raccordement des biefs à,. l'ascenseur : : double rac- cordement seulement à l'amont (exemple de réalisation décrit) ou double raccordement seulement à l'aval ou combinaisons des deux.