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La présente invention concerne des appareils de transport de matières et, en particulier, des pompes à béton.
Les pompes à béton sont nécessaires depuis longtemps et leurs avantages sont également connus depuis longtemps.
Ces pompes, qui sontcapables de refouler du béton par un long tuyau flexible jusqu'à un point d'utilisation ont en effet de nombreux avantages, parai lesquels on trouve le décharge- ment rapide et, par conséquent, la rotation accélérée des bétonnières automobiles, la possibilité d'arrêter ces béton- nières en un point situé à distance du chantier de construc- tion encombré ou de superficie licitée, la suppression des
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grues, des godets, des brouettes, des élévateurs et des appa- reils analogues et la réduction des risques de détérioration des coffrages, des conduites électriques, etc.
On a cherché à réaliser de telles pompes et, à cet effet, on a utilisé deux cylindres de pompe fixes à pistons et des valves à opercule, des valves à tournant ou des valves papillons pour diriger le béton alternativement dans un cylindre et hors de celui- ci et puis pour passer à l'autre. Ces pompes jumelées à pistons fixes refoulent donc du béton dansun "té"oblique ou une"coulot- te" puis dans des tubulures de plus petit diamètre auxquelles le tuyau flexible de débit est raccordé. On a également uti- lisé deux cylindres de pompe fixes à pistons associés à une conduite montée sur un plateau tournant ou sur un balancier de maière à pouvoir être abouchée alternativement aux orifi- ces de sortie des deux cylindres.
Dans une autre réalisation connue, on a utilisé un cylindre de pompe fixe à piston et deux ou plusieurs valves, tels que des valves à opercule, des valves à tournant, des valves à obturateur hémisphé- rique ou sphérique ou des. valves à cames pour diriger le béton d'une trémie vers le cylindre de pompe et de ce cylindre vers une conduite de débit ou de refoulement. Dans une troisiè:ne réa- @ lisation, on a utilisé une pompe péristaltique, c'est-à-dire une pompe qui comprend un tube flexible et un galet qui presse le tube à la manière d'un tube de pâte dentifrice. Ces poupes connues ont toutefois plusieurs inconvénients.
Les pompes qui utilisent des cylindres à pistons, des valves d'orien- tation, des coudes et des étranglements dans les con- duites s'obtruent souvent et sont, par conséquent souvent hors service. L'agglomération du béton en talus nuit par ailleurs aux valves. Les coudes et les étranglements dans les conduites altèrent le mélange et Bonifient la ré- partition de l'agrégat dans le béton lorsque le béton passe par
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la pompe. Les valves du type utilisé précédemment @ ainsi que les coudes et les étranglements rendent le nettoyage difficile. Les tubes des pompes péristaltiques doivent être remplacés lorsqu'ils sont usés.
Cela étant, la présente invention a notamment pour buts de procurer : une pompe béton dépourvue de tout étranglement ou de toute variation de diamètre dans ses conduites ou ses tubes; . une pompe à béton dépourvue de coudes dans ces con- duites ou ses tubes; une pompe à béton dépourvue de valves susceptibles de venir en contact avec le béton refoulé; une pompe à béton n'exigeant pas d'éléments distincts pour manoeuvrer les valves ; une pompe susceptible de maintenir la répartition de l'agrégat du béton refoulé ; une pompe béton dont le temps de chômage soit ré- duit au minimum; une pompe à béton qui puisse être facilement nettoyée; une pompe à béton susceptible de refouler un volume maximum à une hauteur maximum et à une distance horizontale maximum;
une pompe à béton présentant une résistance maximum à l'usure et exigeant un mini--.1- d'entretien; une pompe à béton susceptible de refouler un béton économique et standard et n'exigeant pas de béton spécial; une pompe à béton susceptible de transférer effi- cacement et de manière continue du béton d'une trémie vers un point d'utilisation; une pompe à béton très simple et très économique à la fabrication et à l'emploi;
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une pompe à béton susceptible de fonctionner automa- tiquement et sans interruption; une ponpe à béton comportant des moyens servant à maintenir l'uniformité du béton refoulé; une pompe à béton conportant des moyens servant à assurer la présentation désirée du béton aux éléments de re- foulement de la pompe.
D'autres buts ressortiront clairement de la descrip- tion détaillée-donnée ci-après, à titre d'exemple, avec ré- férence aux dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en plan du dessus; la Fig. 2 est une vue en coupe verticale d'extrémité fragmentaire suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en coupe verticale latérale fragmentaire suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1; la Fig. 4 est une vue d'extrémité suivant la ligne 4-4 de la Fig. 1; . les Fig. 5, 6, 7 et 8 sont des vues schématiques d'un cycle de pompage; la Fig. 9 est une vue en plan du dessus d'une va- riante de l'invention; la Fig. 10 est une vue en coupe latérale suivant la ligne 10-10 de la Fig. 9;
la Fig. 11 est une vue d'extrér-ité de la forme d'exé- cution représentée à la Fig. 9, et la Fig. 12 est une vue d'extrémité opposée de la ,forme d'exécution représentée à la Fig. 9.
Aux dessins, la référence 1 désigne une trémie com- portant une extrémité supérieure cuverte vers le haut 2. La trémie 1 peut être en substance circulaire en plan et com- porte une paroi circonférentielle inclinée de façon conique vers le bas et vers l'intérieur 3. Un fond 4 supporte en son
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centre un arbre vertical 5 qui porte à son tour plusieurs agitateurs à palettes mélangeuses 6 et 7. L'agitateur 6 com- prend plusieurs palettes 8, représentées au nonbre de quatre.
Chaque palette 8 est disposée dans un plan formant un angle avec l'axe de l'arbre 5, a de manière générale la force d'une truelle vue en plan et est percée d'une ouverture 8a. L'agi- tateur 7 comprend également quatre palettes distinctes 9-
Chaque palette 9 a, de manière générale, une forcée rectiligne en plan et comprend des ouvertures 9a. Des dispositifs d'en- traînement appropriés (non représentés) sont prévus pour l'ar- bre 5 et les agitateurs à palettes 6 et 7, ces dispositifs d'entraînement étant avantageusement montés, par exemple sur la traverse 5a.
Une partie 4a du fond 4 de la trémie est décalée vers le haut ceigne indiqué en 10. Le fcnd 4 représente une par- tie médiane allongée incurvée vers le haut, telle que 11, située entre deux sections de raroi de fond parallèles et incurvées en sens inverses 12 et 13, les sections 12 et 13 constituant les parties inférieures aligr.ées latéralement de la trémie 1.
Une grille 15 s'étend dans l'extrénité supérieure ouverte 2 de la trémie 1 et est supportée sur quatre sup- ports également espacés 16.
Une conduite ou un tube de refoule-aent ou de débit 17 est placé en dessous de la partie médiane Il et s'étend au-delà de la paroi 3 de la trémie.-La partie décalée vers le haut 4a se termine au-dessus de la section 11 et du tube de refoulement 17, de manière à délimiter, par son bord interne 4b, le bord supérieur horizontal d'une ouverture 10a, dont les bords latéraux sont indiqués en 20 et 21, et qui s'étend donc en travers des sections 12 et 13 du fond de la trémie et de l'ex- trémité réceptrice 17a du tube 17.
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Une pompe 25 est montée près de la trénie 1. La pompe 25 comprend deux cylindres de pompe à béton adjacents et parallèles26, 27. Chaque cylindre de pompe 26, 27 est équipé d'un dispositif d'actionnèrent hydraulique indiqué par exemple en 28 et 29. Les dispositifs 28 et 29 ont la forme de vérins hydrauliques classiques et bien connus et ne sont, par conséquent, pas représentés en détail. Chaque vérin 28, 29 comprend une tige de piston 28a, chaque tige s'étendant dans un cylindre de ponpe axialement aligné 31 et 32 et portant un piston de pompe 30 en vue de le dé- placer dans un sens ou dans l'autre dans son cylindre 31, 32.
Un dispositif de guidage 35 comprend deux cornières parallèles allongées 36, 37 fixées à des supports 38, 39. Les cornières 36 et 37 comprennent des galets 40 pouvant tourner autour de l'axe horizontal et des galets 41 pouvant tourner autour d'un axe vertical. Une plaque d'usure postérieure 42 est fixée aux vérins 28, 29 et aux cylindres de pompe 31, 32 et s'étend perpendiculairement en sens opposés à partir de ceux-ci. La plaque 42 est percée d'une ouverture 43 qui livre passafe aux tiges de piston des vérins 28, 29. La plaque d'usure 42 se déplace sur les galets 40 et 41.
Un étrier 45 est fixé aux cylindres de ponpe 31, 32 entre leurs extrémités. Un vérin hydraulique 46 comporte une tige 47 fixée à l'étrier 45 en vue de déplacer cet étrier dans un sens ou dans l'autre selon un trajet perpendiculaire au trajet des pistons 30.
Les cylindres de pompe 31 et 32 portent, à leurs extrémités opposées à la plaque d'usure 42, une seconde pla- que 50 qui peut coulisser dans le dispositif de guidage 51 portant des galets 52 pouvant tourner autour d'un axe horizon- tal et des galets 53 pouvant tourner autour d'un axe vertical.
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Le dispositif de guidage 51 comprend la cornière inférieure allongée 51a et des bouts de cornière 51b et 51c situés de part et d'autre de la trénie 1. La plaque 50, qui sert de support, de plaque d'usure et de tiroir distributeur, comprend des par- ties d'extrémité 55 et 56 présentant des surfaces d'obturation antérieures planes et lisses 57, 58. La plaque d'usure formant tiroir 50 présente des ouvertures 60 et 61 situées entre ces surfaces 57, 58. Les ouvertures 60 et 61 sont coaxiales aux cy- lindres de pompe 31 et 32 et ont un diamètre en substance égal aux diamètres internes de ceux-ci et au diamètre interne du tube 17.
La courbure des sections 12 et 13 du fond de la trémie et la disposition des bords latéraux 20 et 21 sont . prévues pour établir un alignement avec le bord semi-circu- laire inférieur des ouvertures 60 et 61 lorsque ces ouver- tures sont placées pour recevoir de la matière de la trémie 1.
Le bord supérieur du tiroir 50 se déplace immédiatement en dessous du segment d'extrémité de la section de paroi 4a rrès du bord 4b et l'espace linité éventuel entre ce bord et cette section de paroi est rendu étanche par le béton contenu dans la trémie 1.
En ce qui concerne la forne d'exécution de l'inven- tion représentée aux Fig. 9 à 12, la trente 101 est de forme plane rectiligne. Un arbre de support 105 s'étend dans la trémie 101 et est entraîné par un moteur hydraulique à palet- tes 105a monté à l'extérieur sur une paroi latérale de la trémie 101. 'L'arbre 105 porte les agitateurs à palettes 106, 107 pouvant tourner dans les plans verticaux et disposés respectivement de part et d'autre d'une sali- - lie médiane 111 prévue dans le fond de la trémie 101: Une grille supérieure 115 est nontée dans 1 extrémité supérieure. ouverte de la trémie 101 sur une charnière 116.
Un tube de refoulement ou de débit horizontal 117 s'étend en dessous de
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. la saillie 111 de la trente 101 et un collier 117b fixe le
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tube 117 en place. L'extrécité réceptrice ouverte 117a du tube 117 s'étend vers l'avant d'une paroi verticale anté-
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rieure iC4 de la trémie 101. Cocse le montre clairenent la Fig. 12, une ouverture courbe 120 est ménagée dans la par 104.
Un élément annulaire formant obturateur et plaque d'usure 110 et muni de moyens
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de lubrification et d'étanehéité est fixé extérie-drement par des boulons 110a à la paroi antérieure lC4 et entoure l'ou- verture 120 et l'extrémité ouverte 117a du tube de refoule- ment ou de débit 117. L'élément 110 comporte un tuyau de labri- fication flexible circulaire 110b comportant -une ouverture di-
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rigée vers l'avant llt5c et un raccord ?1Dd pour l'alimentation du lubrifiant.
Deux cylindres ce pompe parallèles 125 et 127 équipés de vérins hydrauliques d' actionnèrent coaxiaux 128, 129 sont alignés sur la trémie ICI et sur son ouverture 120.
Comme les cylindres 125, 127 et les vérins 128, 129 correspondent en substance aux cylindres de pompe 25 et 27 et
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aux vérins hydrauliques d'actionnenent 283 29 décrits plus haut, :il est inutile éé les décrire plus en détail. Un moteur hydrauli- que rotatif 146 entraf ne un arbre horizontal a4 qui touril- lonne dans des suppurts 147a. Une plaque de support et de jonction 147b positionne les parties postérieures des vérins
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hydrauliques 12ci 129 et les fixe à l'arbre 1r7. Une plaque 140 porte, sur ses faces opposées, les vérins d'actionnèrent 128, 129 et les cylindres de pompe 125, 127.
Les parties d'extrénité distantes des cylindres de pompe 125, 127 portent
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un élément 1;0 for--ant- srrpart, plaque dlu--,2re et distriu-ateur- L'élément 15c comprend une plaque de support postérieure 150a
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et un obturateur formant plaque d'usure antérierxl;0b.
La face antérieure de l'obturateur 150b attaque l'élément
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d'étanchéité et de lubrification 110b. Le support 150a porte un bossage 150c pouvant être fixé sur une partie d'extrémité de l'arbre 147. Bien entendu, les éléments 150a et 150b sont percés d'ouvertures en lignetavec les cylindres de pompe ou de refoulement 125, 127 à la manière du tiroir coulissant
58 et les éléments 147b, 140 et 150 peuvent pivoter dans un sens ou dans l'autre suivant un arc de cercle avec les cylin- dres 125, 127 en réponse à la rotation de l'arbre 147 entraîné par le acteur hydraulique rotatif 146.
Des trappes d'accès 170 sont prévues dans le fond de la-trente ICI, en dessous des agitateurs à palettes, de part et d'autre de la saillie 111. Des poignées de trappes 171 sont prévues sur les parois latérales de la trémie ICI pour actionner les trappes d'accès et de nettoyage 170.
La pompe suivant l'invention est utilisée et mise en oeuvre de la =anière suivante :
Le béton à pomper est débité sur la grille 15.
Les orifices de la grille 15 sont calibrés de manière à retenir les trop gros fragments. Le béton est ensuite à nouveau mélangé et agité par les palettes des agitateurs 6, 7 et descend vers les sections latérales inférieures 12 et 13 sous la pression due à la gravité et combinée avec l'ac- tion des agitateurs 6, 7.
Les cylindres de pcnpe à béton 31, 32 sont représentés à la Fig. 5 dans une position dans laquelle le cylindre 31 est en ligne avec la parti e de l'ouverture dCa qui est elle-même en ligne avec la partie inférieure 12 . Lorsque le cylindre 31 est ainsi aligné, le cylindre 32 est autour tiquèrent amené en ligne avec la conduire de refoulement 17. Le vérin hydrau- lique 46 est une extrémité de sa course et la tive de piston 47 est rétractée. Le piston 30 dans le cylindre 31 est dans sa position antérieure et le piston 30 dans le cylindre 32
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est dans sa position postérieure.
Sur la Fig. 6, le piston 30 du cylindre 31 a été rétracté dans sa position arrière, aspirant ainsi une charge de béton de la trémie 1 dans le cylindre.31. La surface 58 de la partie d'extrémité 56 du tiroir 50 obture toutes les ouvertures 10a sauf celle qui est en ligne avec l'ouverture
60-du tiroir 50, y compris la partie de l'ouverture 10a qui est alignée sur la section inférieure 13.
Le béton contenu dans la trémie 1 ne peut donc s'échap- per que par l'ouverture 60 du tiroir 50 et pénétrer dans le cylindre dé ponpe 31 lorsque les éléments occupent la position représentée aux Fig.5 et 6. Aucun obturateur et au- cun dispositif d'actionnement séparés ne sont requis, le tiroir
50 servant de plaque de support antérieure et d'usure ainsi que d'obturateur. Les surfaces d'obturation du tiroir 50 ne sont jamais exposées au béton soumis à la pression de re- foulement du piston 30. Au moment où le piston 30 est rétracté dans le cylindre 31, le piston 3G du cylindre 32 est avancé pour refouler ou expulser du béton du cylindre 32 dans la conduite de débit ou de refoulement 17 et par celle- ci, le cylindre 32 ayant été préalablement rempli de béton, comme décrit plus loin.
Sur la Fig. 7, la tige 47 du vérin 46 a été étendue, le cylindre 31 est en ligne avec la conduite de débit ou de refoulement 17 et le cylindre 32 est en ligne avec la section 13 de la trémie. Dans cette position, la surface 57 du tiroir 50 obture la totalité de l'ouverture 10a de .la trémie 1 sauf à l'endroit où elle est elle-même percée de l'ouverture 61. Lorsque la position représentée à la Fig. 7 est atteinte, il est à remarquer que le cylindre 31 a été préalablement rempli de béton à transporter et,en ce point, le piston 30 du cylindre 31 est avancé, conne indiqué
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à la Fig. 8, pour refouler ou pomper le béton du cylindre 31 dans la conduite de refoulement 17 et par celle-ci.
De même, le piston 30 du cylindre 32,qui a atteint sa position antérieure lors du refoulement du béton dans la conduite 17, Fig. 6, est rétracté, Fig. 8, pour aspirer du béton dans le cylindre 32 à partir de la trente 1 par l'ouverture 61 du tiroir 50.
Après l'action représentée à la Fig. 8, la tige 47 du vérin 46 est à nouveau rétractée dans la position re- présentée à la'Fig. 5, et,en ce point,la séquence décrite plus haut est répétée, le cylindre 32 ayant donc été rempli de béton destiné à être refoulé dans la conduite de débit 18, comme indiqué à la Fig. 6.
Le béton ne doit donc janais inverser son trajet au cours du ponpage; en effet, il pénètre directement dans les cylindres 32 et 31 et est refoulé directement dans la conduite 17 et par celle-ci. De mène, les diamètres des cylindres de ponpe 31, 32, des ouvertures 60, 61 et de la conduite 17 sont en substance identiques, de sorte que le béton se déplace sans être géné par des réductions ou des variations de diamètre des conduitès.
Il Est à renarquer qu'une alinentation de pression hydraulique est prévue et que des commandes séquentielles appropriées sont nécessaires pour introduire du liquide hydraulique sous pression dans les extrémités opposées des vérins hydrauliques 28, 29 et 46 dans un ordre prédéterminé, afin de preduire le déplacement en va-et-vient de la tige 47 et des pistons 3G décrits plus haut. Censé des éléments classiques bien connus peuvent être utilisés dans cette ali- nentation hydraulique et dans les dispositifs de conmande séquentiels, il a été jugé inutile de les représenter ou de les décrire .en détail.
Le système suivant l'invention permet de vider le
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tuyau flexible allonré attaché à l'orifice de refoulement 17b de la conduite 17 en inversant simplement les dispositifs de commande séquentiels des vérins 28, 29 et 46. Les pistons
30 des cylindres de ponpe 31, 32 sont ainsi rétractas lorsqu'ils sont en ligne avec la conduite 17 pour aspirer le béton restant dans le tuyau flexible de refoulement,res- pectivement dans les cylindres 31, 32.
De même, les pistons
30 sont déplacés vers l'avant lorsque les cylindres 31, 32 sont alignes alternativement sur les sections 12 et 13 de la trémie respectivenent. Bien entendu, les sections 12 et 13 peuvent être montées sur charnières et ouvertes pour laisser tomber le béton évacué du tuyau de froulement sur le sol en dessous de la trémie 1. Il est à remarquer que le tuyau flexible de trans- port peut avoir une longueur Importante et que ce tuyau . peut être élevé à une hauteur appréciable. Cela étant, lors- que le pompage cesse, une quantité de béton substantielle reste dans le tuyau flexible de transport et peut donc être refoulée hors de ce tuyau.
Bien qu'une ouverture 10a soit représentée, il est bien entendu que la paroi 13 pourrait se prolonger en dessous de la partie décalée 10 et que des ouvertures circulaires pour- raient,, sans sortir du cadre de l'invention, être percées dans les sections inférieures 12 et 13., ces ouvertures étant dis- posées de manière à venir en ligne avec les ouvertures 60, 61 du tiroir 50 et avec les cylindres 31, 32 et ayant le même diamètre que ceux-ci.
La pompe suivant l'invention r eut être facile- ment nettoyée., par exemple, en injectant de l'eau dans l'extré- mité supérieure ouverte 2 de la trémie 1 immédiatement après l'opération de transfert de béton et avant que le béton restant dans la pompe ait fait prise. La pompe décrite plus haut est alors mise en route., de l'eau étant refoulée
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par les pistons 30 des cylindres 31, 32 dans tout le système y compris le tuyau flexible de refoulement attaché à l'ex- trénité de sortie 17b du tube de refoulement 17.
Le fonctionnement de la force d'exécution de l'in- vention représentée aux Fig. 9 à 12 est semblable à celui de la forme d'exécution représentée aux Fig. 1 à 8. Dans la force d'exécution des Fig. 9 à 12, les cylindres de pompe
125, 127 et les vérins d'actionnement 128, 129 de même que l'élément 150b forment plaque d'usure et obturateur sont cependant déplaces en va-et-vient suivant un arc de cercle autour de l'axe de l'arbre 147, comme le montre clairenent la Fig. 11. Il est à remarquer que, dans la position repré- sentée à la Fig.
Il, le cylindre de pope 127'est positionné en ligne avec le tube de refoulement 117 pour re- fouler du béton liquide ou un produit analogue du cylindre
127 dans le tube 117 et par celui-ci. Dans cette position également, le cylindre de pompe 125 est en ligne avec la partie de l'ouverture 120 située d'un côté de la saillie 111, comme indiqué en traits pointillés à la Fig. 12. En ce point, le cylindre 125 aspire du béton de la trente 1 Et se remplit.
Lorsque le cylindre 127 a été vidé et que le cylindre 125 est rempli, la ponpe bascule d'un arc de cercle, par exemple vers la gauche lorsque les éléments occupent la position re- présentée à la Fig. 1, afin de placer le cylindre plein 125 @ en ligne avec le tube de refoulement 117 et le cylindre vide 127 en ligne avec l'ouverture 120 située de l'autre côté de la saillie 111. k ce accent l'opération est, dans un certain sens,inversée du fait que le cylindre 125 est vidé dans le tube de refoulement 117 et que le cylindre 127 est rempli à partir de la trémie ICI. Par après, la pompe revient par - pivotement dans la position représentée à la Fig. Il et le processus est répété.
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Les palettes 106, 107 servent à assurer un mélange approprié et à faciliter le remplissage complet des cylindres de pompe.
On comprendra évidement que, 1) alimentation hydrau- lique classique, les conduites, les commandes séquentielles et les dispositifs analogues décrits plus haut,peuvent égale- nent être utilises avec les pompes représentées aux Fig. 1 à 8 et 9 à 12.
Bien que l'invention ait été décrite censé permettant de transférer, de pomper ou de transportez- efficacement du béton et bien qu'elle s'applique principalement au transport de béton, la pompe suivant l'invention, peut bien entendu, être utilisée pour pomper et transporter des matières possé- dar-t certaines des propriétés du béton Les ratières à transporter peuvent donc varier largement et l'invention n'est en aucune manière limitée aux détails d'exécution décrits auxquels divers changements et codifications peuvent être apportés sans sortir de son cadre.