Machine pour revêtir la surface externe de tuyaux métalliques d'un mélange de substances fibreuses et de ciments hydrauliques. On sait que les tuyaux métalliques d'une conduite souterraine ou aérienne sont sujets aux corrosion, s'ils ne sont pas protégés par un revêtement approprié. Le revêtement doit présenter une résistance mécanique suffisante aux abrasions et aux ruptures qui pourraient se produire pendant le transport ou les manipu lations qui ont lieu lors de la pose de la con duite, ou par l'effet d'affaissements acciden tels du sol.
Le revêtement doit aussi pouvoir résister au point de vue chimique aux cor rosions qui, comme on sait, peuvent être dues soit à la simple humidité du terrain dans le quel la conduite est posée, soit aux actions chimiques ou électrochimiques, parfois très énergiques, résultant de l'état particulière ment acide ou particulièrement alcalin du milieu où la conduite est installée. 'Naturel lement, le revêtement ne ,doit présenter au cune solution de continuité, il doit être im perméable et ne pas pouvoir être influencé par lesdites actions chimiques.
Parmi les di- vers types de revêtements déjà usités, celui qui -est les plus généralement appliqué est le revêtement préparé avec du goudron, de l'asphalte et du jute, le jute étant enroulé en spirale sur le tuyau. Cette espèce de re vêtement s'est montrée comme étant jusqu'ici la meilleure pour la protection du métal à cause de sa grande durée, son élasticité (qui est indispensable, spécialement pour les longs tuyaux en acier), la simplicité -de son appli cation, etc.
L'objet de la présente invention est une machine pour revêtir la surface externe de tuyaux métalliques d'un mélange de subs tances fibreuses et de ciments hydrauliques, machine qui comporte un tablier de support mobile pour recevoir un mélange de substan ces fibreuses et de ciments hydrauliques et le déposer sur le tuyau en y exerçant une pression de serrage et des moyens pour gui der le tablier de façon que le mélange soit déposé sur le tuyau suivant un chemin en hélice pour y former un revêtement uniforme d'épaisseur voulue, le tablier étant disposé pour contribuer à.
donner au tuyau un mou vement de rotation sur lui-même, alors qu'il peut s'établir en même temps un mouvement de translation relatif suivant l'axe du tuyau à revêtir entre celui-ci et le tablier, et lesdits moyens de guidage étant disposés de façon à. permettre d'incliner à volonté le tablier par rapport à l'axe du tuyau afin de pouvoir faire varier son inclinaison suivant le dia mètre du tuyau à revêtir -et suivant le pas de l'hélice de revêtement et de lui donner aussi une inclinaison contraire à la précédenÎe lorsqu'on veut renverser le sens du mouve ment de translation relatif précité.
En uti lisant, dans cette machine, un mélange de ci ments et de substances fibreuses, il est pos sible d'appliquer aux tuyaux un revêtement très tenace, très élastique et très compact et de plus faible épaisseur en comparaison des revêtements en simple ciment déjà parfois employés, tout en permettant d'utiliser, pour la fabrication du mélange, des appareils usuels. On comprend que ce revêtement pour rait aussi s'appliquer sur une première cou che protectrice des tuyaux et en particulier sur du goudron.
On pourrait donc plonger d'abord les tuyaux (préalablement chauffés) clans du goudron liquide pour les enduire d'une mince couche de goudron sur leur sur face interne et sur leur surface externe, après quoi on appliquerait sur la surface externe du tuyau le revêtement à base de ciments et de substances fibreuses. Les tuyaux seraient ainsi doublement protégés -et capables de ré sister à l'action corrosive des terrains de toute nature.
Le dessin .ci-joint représente, sGhémati- quement et à titre d'exemple, quelques for mes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre en vue latérale une pre mière forme d'exécution de la machine pour revêtir les tuyaux; La fi-. 2 en est une vue de dessus; La. fig. 3 en est une coupe verticale transversale;
La. fig. 4 montre un schéma d'une ma chine analogue à la précédente, mais dans la quelle les parties opératives ont une position changées par rapport à celles de la machine suivant la fi-.<B>1;</B> La fig. 5 montre un dispositif auxïliaire pour .diminuer les efforts exercés sur le revê- tement par le tablier eu mouvement; Les fig. 6 et 7 montrent une autre forme d'exécution de la. machine en vue longitudi nale et en plan; La fig. 8 montre encore une autre va riante.
Dans la fig. 1, on n'a pas représenté les parties se rapportant à la confection d'un mélange de substances fibreuses et de ciments hydrauliques sous forme de masse p,^A#use et à. la formation et à l'essuiement d'une cou che de ce mélange sur un tablier mobile ou feutre convoyeur 1, ces opérations étant ef fectuées avec les machines ordinaires pour pa- pier,et pour carton.
Le tablier 1 de support du m.élauge passe sur le rouleau 2, enveloppe par tiellement le tuyau 3 à revêtir en passant par tiellement autour de lui et y dzpose la couche de mélange qu'il entraîne, et puis il passe sur le rouleau 4 et continue son parcours pour retourner suivant un chemin sans fin aux réservoirs (le formation du mélange et y re prendre une nouvelle couche de mélange et ainsi de suite.
Comme le tablier ou feutre 1 a :seulement quelquelques centimètres ou quelques d6ci- mètre.s de largeur, tandis que normalement les tuyaux à. revêtir ont jusqu'à 14 mètres de longueur, le tuyau devra non seulement tour ner pour recevoir le revêtement, mais aussi avancer longitudinalement pour être recou vert sur toute sa longueur. Le pas de la spi rale ou hélice, suivant laquelle le revêtement s'applique ainsi, dépend de l'inclinaison du feutre ou tablier 1 par rapport à l'axe du tuyau et, pour une même inclinaison, il dé pend aussi du diamètre du tuyau.
Il faut donc que l'inclinaison du feutre ou tablit@r soit susceptible d'être variée avec facilité. Les fig. 1, 2 et 3 montrent en vue Iongilu- dinale, en plan et en coupe transversale, re3- pectivement; un dispositif pour faire varier cette inclinaison en déplaçant réciproquement et simultanément les supports des rouleaux de guidage 2 et -t moyennant un sytème de levier approprié, à la place duquel on pour rait aussi employer un engrenage, un liquide (huile ou eau) sous pression ou de l'air sous pression.
Eta.nt donné le grand angle d'enroulement et, par conséquent, la grande surface -de con tact entre le tablier 1. et le tuyau, le mou vement de rotation et le mouvement de trans- lâtion longitudinal du tuyau peuvent être produits -par le frottement du ta blier lui-même.
Il en résulte que la vitesse pé riphérique du tuyau dépend de la vitesse de translation du tablier ou feutre 1, et le mou vement de translation du tuyau dépend à la fois de ladite vitesse du tablier ou feutre et de son angle d'inclinaison par rapport au tu- ,nu (c'est-à-dire plus précisément de la, (composante de la, vitesse du tablier dans la direction d e l'axe du tuyau).
En renversant l'inclinazsion respective des deux roul1eaux précités, on renversera, en même temps le sens de la. marche axiale du tuyau, ce qui rend possible d'effectuer le revêtement aussi en spirales croisées et superposées. On peut éga lement effectuer le revêtement avec tout nom bre de couches de mélanges superposées pour atteindre l'épaisseur demandée, qui cepen dant se bornera en général à. quelques milli mètres.
Pour équilibrer la tendance du tablier à soulever le tuyau et pour obtenir entre le tuyau et le tablier la pression nécessaire pour établir le revêtement, le poids du tuyau lui- même est parfois suffisant, pourvu qu'on ait soin de régler convenablement la hauteur d,@s supports latéraux nécessaires pour suppor ter le tuyau .sur toute sa. longueur. Il est à recommander cependant de prévoir sur la machine elle-même des supports spéciaux ser vant à équilibrer ladite tendance @de soulève ment du tuyau. Un support de ce genre est représenté schématiquement en 5 aux fig. 1 et :3.
Ce support comporte un manchon ren fermant deux rouleaux garnis de feutre, gomme ou autre substance appropriée pour empêcher que les rouleaux puissent empor ter le revêtement appliqué au tuyau. Les dits rouleaux son montés fous sur leur axe qui est susceptible de pivoter et d'être incliné afin d'amener lesdits rouleaux à tourner au contact du tuyau sans donner lieu à des frot tements de glissement, c'est-à-dire afin que les rouleaux puissent orienter leur plan dia métral parallèlement aux génératrices longi tudinales du feutre ou tablier dans la zone d'enveloppement du tuyau.
Les rouleaux sont susceptibles d'être soulevés et abaissés par un simple système de leviers ou d'engrenages, ou bien par un liquide (huile ou eau) ou de l'air sous pression, afin de permettre l'em ploi des mêmes supports pour des tuyaux de diamètres différents. La fonction de ces rou leaux d'équilibrage -de la poussée verticale est utile aussi à cause de la compression qu'ils exercent sur le revêtement, en améliorant la dualité de celui-ci et en en éliminant l'excé dent .d'eau.
Une telle fonction devient indis pensable lorsqu'il s'agit de rendre le revête ment encore plus compact et plus homogène en augmentant la compression en disposant sous le feutre ou tablier, suivant la g6néra- trice inférieure du tuyau 3, un cylindre muni de contrepoids ou autres moyens équivalents permettant de comprimer le mélange avec des pressions réglables à volonté.
La compression du mélange est avanta geuse pour rendre le revêtement aussi com pact et aussi résistant qu'il le faut pour qu'il puisse subir, sans être endommagé, la pression ,des rouleaux de support latéraux, ainsi que les chocs auxquels il est exposé pendant son transport hors de la machine.
Pour les tuyaux de plus grand diamètre ou plus lourds, il peut arriver que le frot tement du tablier ne soit plus suffisant pour engendrer le mouvement de rotation et le mouvement de translation du tuyau, car si ce frottement dépasse une certaine limite, il dé chire la .couche @de mélange interposée entre le tuyau et le tablier, ou il a pour consé quence que le revêtement subit un laminage et se détache du tuyau. Dans ces cas, les mouvements du tuyau sont obtenus à l'aide d'autres dispositifs éta blis à cet effet. L'un de ces dispositifs peut consister en plusieurs paires de rouleaux sem blables 2 et 4; disposés le long du tuyau et sur lesquels passe un second feutre ou tablier avec la même vitesse et la. même inclinai son que le tablier 1.
L'inclinaison peut être commandée par un mouvement si multané avec celui des rouleaux 2 et -1 en prolongeant l'arbre 6 qui les ac tionne. L'adoption de ces feutres ou tabliers est fort utile aussi pour augmenter la com pression du revêtement et l'élimination de l'excédent d'eau ainsi que pour rendre le re- vMement pluscompact. Ce dispositif est appli cable aussi à toutes les autres formes d'exé cution qu'on décrira plus loin.
Un avantage considérable de la machine sus-décrite est la simplicité -de sa construc tion et la légèreté dérivant du peu de largeur du tablier qu'il est prudent de ne pas porter au delà de quelques dëcimètres. Plusieurs machines de ce genre peuvent être montées en parallèle pour accélérer l'application (lu revêtement, plusieurs spirales ou hélices<B>(le</B> mélange pouvant alors être appliquées simul tanément.
La machine représentée à la fig. 4 a ses organes de travail inversés par rapport à ceux de la. première machine. Ici, les supports à. rouleaux 5 sont inversés et se trouvent en des sous du tuyau. Ils peuvent même être disposés latéralement au corps de la machine comme supports séparés en nombre suffisant pour supporter le poids du tuyau, c'est-à-dire île manière à ce que la pression spécifique sur le revêtement n'atteigne jamais une valeur ca pable de le :
déchirer ou de le laminer et de le détacher du tuyau. Le cylindre compres seur A est placé dans ce cas au-dessus du tuyau de façon .à être appliqué au tuyau dans la partie supérieure de celui-ci.
Lorsqu'il ,s'agit d'un revêtement à épaisseur considérable, les dispositifs décrits ci-dessus ne suffisent .normalement plue pour garantir une exécution parfaite. Il pourrait alors arriver que la. tension du feutre ou tablier, suppor tée entièrement par le revêtement, produise sur le revêtement des efforts tangentiels ca pables de le détacher du tuyau. On élimine cet inconvénient en munissant la machine d'un moyen de sécurité ayant pour but de diminuer les efforts exercés sur le revête ment par le feutre ou tablier. Un moyen de sécurité de ce genre est employé dans la ma chine représentée à la. fig. 5.
Le feutre ou tablier de support du mé lange 11, guidé par les rouleaux 12 conve nablement manoeuvrables de manière à per mettre les variations d'inclinaison que le ta blier doit subir pour effectuer l'enroulement de revêtement en spirale, passe sur le rouleau 13 (dont le support 13a peut tourner sur l'axe X--.V pour obtenir l'inclinaison voulue du ta blier) et va envelopper partiellement le tuyau 1-1 sur lequel il .dépose le mélange;
ensuit= le feutre ou tablier est renvoyé par 16 an rouleau 17, où il entre de nouveau en con tact avec le tuyau 14 et passe sur le rouleau 18 placé à peu près symétriquement par rap- port au rouleau 13 et dont le support 18" peut tourner sur l'axe y-y formant le pro.. longement de l'axe le rouleau 13 est commandé réciproquement et simultanément avec le rouleau 13.
Le feutre ou tablier Icr- mine son cycle de parcours en passant, sur des rouleaux de renvoi, des tendeurs, des. bat teurs, des rouleaux à extraire l'eau, #@tc., comme dans les machines ordinaires pour la. fabrication du papier et du carton. Le rou leau 15, qui peut se déplacer suivant les dif férents diamètres des tuyaux, facilite le dé- pot du mélange sur le tuyau.
L'avantage de la. machine ainsi établie (dont les organes sont susceptibles de nom breuses variations) consiste en ce qu'à la pres sion exercée par le feutre ou tablier une réac tion égale, mais dirigée en sens contraire est opposée par le rouleau 17, ce qui rnaintient le tuyau en une position d'équilibre pendant l'application du revêtement, comprime celui ci pendant sa phase de formation, en expulse l'excédent d'eau et le rend très compact et homogène. Il convient de remarquer que cette seconde compression a lieu à.
travers le feu tre et, puisque .c'est le feutre qui communi que au tuyau son mouvement de rotation, non seulement il n'y a point introduction de nou veaux efforts tangentiels sur le revêtement., mais l'effort tangentiels sur le revêtement, suri mouvement de rotation est considérable ment réduit en intensité. Afin que le fonction nement de la machine puisse s'effectuer sans glissements, deux conditions .devront être remplies 1. Les deux rouleaux 15 et 17, comme ils sont amenés à s'incliner ensemble avec les rou leaux 13 et 18, devront avoir un profil con vexe au lieu d'un profil cylindrique.
Il est préférable que le rouleau 17, étant presque complètement enveloppé par le feutre, soit divisé en segments fous sur son arbre afin d'éviter les glissements du feutre provoqués par la. diversité des vitesses périphériques aux divers points du profil du rouleau.
2. L'axe du rouleau 17 devra être doué d'une double mobilité. En effet, s'il était simplement fixé au support mobile du rouleau 18, son axe resterait toujours parallèle à l'axe du rouleau 18 et aucun inconvénient n'en dé riverait si la machine fonctionnait sans incli naison du feutre ou tablier par rapport au tuyau. Mais comme cette inclinaison est né cessaire pour obtenir l'enroulement du revê tement en spirale, il faudra que le rouleau 17 puisse se disposer de manière que ses plans diamétraux soient parfaitement parallèles à la ligne médiane du feutre ou tablier dans la zone de contact entre celui-ci et le rouleau.
L'inclinaison doit donc pouvoir augmenter et diminuer dès que le pas de la spirale d'en roulement augmente ou diminue. On réalise cette condition en faisant osciller l'axe du rouleau 17 autour d'un axe perpendiculaire à y-y. Au moyen de rouages, l'inclinaison de l'axe du rouleau 17 sera commandée en syn chronisme avec l'inclinaison des rouleaux 13 @et 18.
Une autre particularité à noter dans cette machine est la possibilité d'adopter de grands avancements hélicoïdaux, ce qui accélère l'opération de l'application du revêtement. Une troisième forme d'exécution de l'objet de l'invention est représentée partiellement en vue longitudinale à la fi-. G et en plan à la fig. 7,.
Dans ce cas aussi, on a jugé inutile d'il lustrer les moyens (du même type d'ail leurs que les machines à papier et à carton) pour la formation du mélange sur le feutre ou tablier 21. Sur le .cylindre 22 sur lequel ce feutre ou tablier passe pour compléter son parcours, s'appuie le tuyau 23 à revêtir,, sur lequel le feutre ou tablier dépose le mélange. Le tuyau est doué d'un mouvement de rotation et d'un mouvement de translation axial comme pour l'exécution des revêtements or ,dinaires en goudron et jute.
Comme déjà pra tiqué pour ces derniers, il est parfois préfé rable de donner au tuyau le mouvement de rotation seulement, et de communiquer à la machine elle-même le mouvement de transla tion dans une direction parallèle à l'axe du tuyau. Le mouvement axial du tuyau ou de la machine doit naturellement s'effectuer en corrélation avec l'inclinaison du feutre ou ta blier. La vitesse de rotation périphérique du tuyau devra être égale à la vitesse de marche du feutre ou tablier 21.
Le tuyau devra être soutenu par des supports afin de maintenir son axe centré. Les supports, comme ceux qui ont déjà été décrits lors de l'explication de la première machine, devront permettre les mouvements du tuyau et limiter le frot tement qui doit être exclusivement un frotte ment de roulement pour ne pas déchirer le revêtement. Les supports sont simplement des rouleaux convenablement recouverts, fous sur leurs axes, et les axes devront être à pivo tement pour permettre aux rouleaux de s'in cliner par rapport à l'axe idu tuyau suivant la vitesse du mouvement axial.
Aussi avec cette machine, le revêtement sera déposé en spirale sur le tuyau et le pas de celle-ci, comme il a déjà été dit, devra être en relation avec. la vitesse du mouvement axial du tuyau. Pour obtenir l'enroulement en spirale, il faut que le tablier 21 soit in cliné par rapport à l'axe du tuyau, dans le même ordre d'idées tel que décrit pour les machines susmentionnées.
Il a été -dit que, pour obtenir un revêtement plus parfait, il est avantageux de le compri mer pendant sa formation. Aussi avec ce type de machine, il est indiqué de faire at tention à ce que la compression soit exercée sans qu'aucun organe exerce sur le revête ment en cours de formation un frottement de glissement. Dans ce but, on se sert -d'un dis positif tel que représenté schématiquement à la fig. 6 en combinaison avec l'emploi du cy lindre compresseur 24. .Sur ce cylindre passe un feutre ou tablier 25 marchant à la même vitesse que le feutre ou tablier 21 et ayant la même inclinaison par rapport à l'axe du tuyau.
La compression exercée par le cylin dre 24 est réglable moyennant un contrepoids ou autre moyen équivalent, et l'inclinaison du feutre ou tablier est réglable d'après les mêmes idées et par .des dispositifs sembla bles à ceux qui ont été mentionnés plus haut. L'inclinaison du feutre ou tablier devra être réglée en synchronisme avec celle du feutre ou tablier 21.
Chacun des deux rouleaux 22 et 24 de la, fig. 6 pourrait être remplacé par deux rou leaux ou davantage consentant un enveloppe ment partiel du tuyau, comme à la fig. 8 (rouleaux 26-26', 27-27'): Dans ce eas,.lgs mouvements pourront être communiqués au tuyaux par les tabliers 21 et 25 eux-mêmes.
Même avec cette disposition il est avan tageux de limiter la largeur du feutre ou ta blier à quelques décimètres, ce qui simplifie la construction et le fonctionnement de la ma chine. Deux ou plusieurs machines peuvent être montées pour fonctionner en parallèle.
L'expérience a démontré que les machines ci-dessus décrites pour l'exécution d'un revê tement sur des tuyaux métalliques, avec de légères modifications appropriées, sont sus ceptibles d'être employées aussi pour la, fa brication de tuyaux faits avec le même mé lange de substances fibreuses et de ciments hydrauliques (substances hydrauliques au ci ment).
Dans ce but, il suffit de se servir d'un mandrin (préférablement tubulaire pour qu'il soit plus léger) tourné à un diamètre externe quelque peu plus faible que le diamè tre externe du tuyau à fabriquer et de recou vrir ce mandrin avec le mélange susdit. Il faudra donner au mandrin une longueur quel que peu supérieure à la longueur qu'on veut donner aux tuyaux; l'épaisseur des tuyaux dépend du nombre des couches de mélange que l'on enroule en spirale comme pour la formation, déjà décrite, du revêtement.
Pour obtenir que le tuyau puisse se d6ta- cher du mandrin, il est nécessaire et suffi sant de provoquer un léger calandrage de la, paroi du tuyau; ce calandrage peut être ob tenu soit au moyen du tablier transporteur, soit au moyen -des rouleaux des supports laté raux, soit au moyen d'organes séparés. Le détachement est facilité si on coupe les bouts du tuyau pendant qu'il tourne encore et avant de lui faire subir le calandrage mentionné. Un moyen pratique consiste à couper les ex trémité avant que le tuyau passe sous le ru ban convoyeur pour recevoir la ,dernière cou che de mélange; on obtient alors simultané ment la mise au point de l'épaisseur et le calandrage.
Par des manipulations convenables, on réussit aisément à détacher le tuyau de son revêtement et à le transporter dans les lo caux où la prise du ciment doit s'accomplir.
Les avantages de la machine qui vient d'être décrite sont essentiellement les sui vants a) La longueur des tuyaux que l'on peut fabriquer est indépendante de la largeur du tablier convoyeur ainsi que de la machine et atteint des limites supérieures à celles qu'il est possible d'atteindre avec d'autres sys tèmes.
b) Le tuyau est produit par la superposi tion d'une série de spirales croisées, ce qui garantit une homogénéité parfaite de l'épai@- seur.
c) En plus de la compression appliquée pendant la déposition de la couche sur le man drin, une compression ultérieure a lieu sur les rouleaux des supports latéraux; chaque couche est donc dégagée de son excédent d'eau et comprimée avant l'application de la couche suivante, ce qui donne des tuyaux exception nellement compacts et résistants et permet l'emploi de tuyaux à parois d'épaisseur très faible.