EP0201389B1 - Pompe péristaltique linéaire pour véhiculer du béton ou autre - Google Patents
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- EP0201389B1 EP0201389B1 EP86400824A EP86400824A EP0201389B1 EP 0201389 B1 EP0201389 B1 EP 0201389B1 EP 86400824 A EP86400824 A EP 86400824A EP 86400824 A EP86400824 A EP 86400824A EP 0201389 B1 EP0201389 B1 EP 0201389B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
- F04B15/02—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
- F04B43/1223—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action the actuating elements, e.g. rollers, moving in a straight line during squeezing
Definitions
- the present invention relates to a linear peristaltic pump for conveying concrete or other heterogeneous granular and / or abrasive fluid.
- a pump of this type is known to convey homogeneous liquids which are generally corrosive. It comprises a rectilinear elastically flattenable pumping pipe and extending between a substantially flat sole of a fixed frame and pressure rollers.
- This frame comprises two plates, the edges of which constitute raceways on which rollers are supported, supporting transverse axes around which the pressure rollers are mounted.
- the plates also support two end shafts, one of which is leading and which are coupled to two pairs of toothed wheels located outside the plates. These cogwheels mesh with two endless chains connecting, by their links, the aforementioned axes of the rollers.
- the pipe is made of a thick elastomer coating transverse reinforcements, preferably inclined and crossed.
- This reinforced hose is relatively flexible in its longitudinal part in contact with the rollers; but under the pushing force of these, the longitudinal part of the pipe in contact with the sole lengthens, slides and wears. It is then necessary to limit the operating pressure of the pump and to put said hose under tension; moreover, the elongation of the internal wall of the pipe accentuates the laceration effects of the gravel.
- the object of the present invention is to remedy these drawbacks and thus proposes to improve the aforementioned linear peristaltic pump in this way.
- the engaging attacking portion of this trajectory converges towards the base and downstream , this portion being determined, on the one hand, by a cam of the raceways connecting their upstream circular part to their linear part and, on the other hand, by at least one return pinion supported by the frame and meshing with each chain in the connection area of the cam with the linear part of the combined raceway.
- Each raceway comprises an erasing cam cooperating with at least one return sprocket of the conjugate chain, these erasing cams and their return sprockets being arranged symmetrically with the driving cams and their own return sprockets.
- each cam is a linear inclined ramp tangent to the circular part of the corresponding raceway and connected to the linear part of this raceway.
- each inclined ramp is connected to the linear part of the raceway by another inclined ramp having a lower slope which, when it follows the attack ramp, is a finishing ramp causing the crushing of the pipe, and, when it precedes the exhaust manifold, is a priming ramp favoring the opening of the hose at the discharge.
- the motive power is then regulated in better conditions and makes it possible to obtain a higher operating pressure with a material which then behaves in a more robust and more reliable manner.
- the raceways are formed by the edges of two plates formed into trapezoids whose tops of their large bases remote from the sole are rounded, these plates between which extend the rollers being rigidly braced by crosspieces in order to form a removable frame relative to the fixed frame and said plates supporting two end shafts and at least two intermediate shafts, on which the gear toothed wheels and the idler gears, wheels and pinions which are situated outside the plates are respectively fixed.
- the chassis is guided in translation perpendicular to the sole, along columns integral with the frame, pressing members, such as elastomer blocks, applying elements of the frame, such as the crosspieces, against the stops of the frame, such as the shoulders of the columns, to elastically hold this frame in the pumping position.
- a detection member such as a microswitch, is placed on the path away from the chassis relative to the sole, this member acting on the pump control unit if it is used.
- one of the ends of this pipe extends as far as the vicinity of the crushing zone in attack and is extended by at minus an extension to form an assembly whose ends are symmetrical relative to the median plane of the linear portions of the raceways, so that, by transferring the extension from one end to the other of the pipe and by inverting the assembly , at least four different areas of said pipe are brought opposite the crushing zone.
- the length of the extension is less than the distance from the crushing zone to the median plane of the linear portions of the raceways.
- said pipe also comprises, according to the invention, longitudinal reinforcements forming a ply which extends in the vicinity of the sole according to a limited angular sector, the ply of these reinforcements being between 5 and 35% of the circumferential development of the pipe and preferably equal to 10%.
- the ends of the longitudinal reinforcements of the pipe are fixed to the extreme connection members of this pipe; each end of longitudinal reinforcement is bent through an extreme slot in the pipe and clamped between two concentric collars mounted the first, to fix the pipe on its fitting and the second, to fix the bent ends of reinforcements against the first.
- the pipe can have a very thick wall which, by its own elasticity, can regain its full circular section after being crushed by the rollers, which avoids the use of a vacuum pump, which is necessary for peristaltic pumps to semi-circular cage.
- the linear peristaltic pump has two plates 1 and 2 braced by two crosspieces 3 and 4 to which they are rigidly fixed in order to form a removable chassis 5.
- the chassis is guided in translation perpendicular to a substantially flat sole 6 belonging to a fixed frame 7 not shown.
- the sole 6 is integral with the barrel 8 of four columns 9 extended, beyond shoulders 10, by guide rods 11 on which are threaded the ends of the crosspieces 3 and 4 projecting from the plates.
- These ends of the sleepers are applied elastically against the shoulders 10 by elastic suspensions, such as elastomer blocks 12 or any other equivalent means: springs, pneumatic cylinders ... bearing against the end stops 13 of said rods.
- This pipe can be made of relatively thick rubber, because it must convey concrete under pressure and return by elastic return from a flattened obturation section ( Figures 1, 2 and 6) to a circular transport section ( Figures 1 and 5).
- the chassis 5 supports pressure rollers 15, 16, 17 extending transversely between the plates 1 and 2.
- Each of the rollers 15 to 17 is mounted idly around an axis 18 supported by two rollers 19.1 and 19.2 resting on bearing 20.1 and 20.2 formed by the edges of the plates 1 and 2.
- the projecting ends 21.1 and 21.2 of the axes of the three rollers are fixed to links of two endless chains 22.1 and 22.2, links which are selected so that said rollers are equidistant from each other each other.
- the chains 22.1 and 22.2 mesh on the one hand, with two pairs of extreme toothed wheels 23.1, 23.2 and 24.1, 24.2, on the other hand, with two pairs of return sprockets 25.1, 25.2 and 26.1, 26.2.
- Wheels 23 and 24 are fixed on shafts 27 and 28 supported by the plates 1 and 2 of the chassis, one of these shafts being driving and connected to a device (not shown) for driving in rotation in the direction of the arrow F .
- the return gears 25 and 26 are wedged on shafts 29 and 30 aligned and supported overhang by said plates or ferries.
- the chains 22.1, 22.2 and the raceways 20.1, 20.2 are equidistant. It is very important to note that the plates are shaped as trapezoids, the small base 31 of which, located near the sole 6 and the pipe 14 which is supported thereon, is connected to the extreme rounded edges 32, 33 of the large base by cams 34, 35. These cams are intended to determine respectively the engaging engaging portion 36 and the clearing erasing portion 37 located at the ends of the linear pumping portion 38 of the active path of the rollers 15 to 17. Therefore , the cams 34 are shaped to control the progressiveness of the attack and their shape which on the whole is sloping depends on the law chosen.
- these driving cams 34 are inclined ramps tangent to the rounded 32 and connected to the rectilinear parts 31. In the example shown, they form an angle "a" with these parts 31, angle which is preferably equal to 20 ° ; it can however vary between 15 and 40 ° .
- the return gears 25.1 and 25.2 are then located at the connection of the ramps 34 with the rectilinear parts 31.
- the drawing clearly shows that the exhaust cams 35 extend symmetrically to the driving cams 34 relative to the median plane P.
- the inclined ramps of attack 34 are connected to the straight portions 31 by inclined ramps of finish 39 allowing the crushing of the pipe 14. It can also be the same for the inclined ramps exhaust 35 which are then preceded by inclined priming ramps 40 promoting the opening of the pipe 14 for the delivery of concrete.
- the finishing or crushing ramps 39 form an angle "b" with the straight portions 31 and the priming ramps 40 are advantageously symmetrical with the preceding ones relative to the plane P.
- the angle b is between 3 and 15 ° and preferably equal to 5 °.
- the return gears 25.1 and 25.2 are located in the area of connection of the ramps 34 and 35 with the ramps 39 and 40 respectively.
- downstream ramps 35 and 40 are useful especially when the chains 22 are driven in reverse to unclog the pipe 14.
- the distance "d" of the two cams or ramps 34 and 35 is such that, compared to the distance "D" separating two consecutive rollers (16 and 17 for example), the passages 41 and 42 delimited by the pipe 14 pinched opposite two rollers, when these are arranged symmetrically with respect to the plane P, have the same free section and from this position, the upstream passage 41 narrows while the downstream passage 42 increases.
- the excess concrete can flow both downstream and upstream through the passages 41 and 42.
- the concrete does not tend, because of its high viscosity, to reverse its direction of flow to return upstream through these passages.
- the downstream passage 42 increases while the upstream passage 41 narrows, concrete tends to continue to flow downstream or to momentarily stagnate, but not to flow back upstream.
- the equal sections of the passages 41 and 42 have a height preferably substantially equal to the size of the largest gravel.
- the roller which follows this part keeps the pipe 14 crushed and while rolling pushes back the concrete of the corresponding section.
- the segregation of the gravel does not occur and these then accompany the pasty mass in front of the roller. But sometimes gravel gets stuck between the two folds of the pipe.
- the frame 5 is then raised against the action of the elastic suspensions 12, especially if the gravel is large, to avoid laceration of the internal wall of said pipe and after crossing the gravel returns to the crushing position in which the crosspieces 3, 4 are pressed against the shoulders 10 of the columns, position in which the sealing of the pipe is ensured in the areas pinched by the rollers.
- a safety device must intervene and, at the limit, causes the pump to stop.
- a detection member 43 (FIG. 1), such as a microswitch, is mounted on the fixed frame 7 so that its movable element can be urged by the chassis 5 during its lifting beyond a certain limit ; this microswitch is inserted in the safety circuit of the pump control unit.
- the wear of the pipe 14 by abrasion and laceration is not uniform and its maximum is located in the zone U (FIG. 3) corresponding to the crushing at the end of the attack.
- the pipe 14 is provided at its ends with connection flanges 44 and 45 allowing it to be integrated into the circuit of the installation. It cooperates with an extension 46, the extreme flanges 47 and 48 of which can be selectively connected to the flange 44 or 45 of the pipe to form an assembly, the two flanges of which remain free must then be fixed on those awaiting the circuit.
- This assembly 14, 46 is positioned in such a way that its end flanges are arranged symmetrically with respect to the plane P. These are, for example, flanges 45 and 47 in the initial assembly according to FIG. 4A.
- the end flange 44 of the pipe 14 is located in the vicinity of the wear zone U (FIG. 3).
- the replacement of the pipe 14 is carried out only after wear in four zones U.1 to U.4 distributed over its length.
- the pipe is then used in almost its entire extent, since the abrasion wear along the straight part 38 of the path lasts four times longer than in each of the zones U.1 to U.4, by abrasion and laceration.
- zones U.1 and U.2, as well as that of zones U.3 and U.4 is equal to the length I of the extension; the distance from zones U.2 and U.3 is equal to the difference 2L-1.
- the length "I" of the extension is less than the distance "L" above.
- the elastomer wall 49 of the pipe 14 is relatively thick and coats two plies of transverse reinforcements 50 and 51, these reinforcements being preferably metallic and wound in counter concentric helices .
- a third layer of reinforcements 52 are provided. These, preferably metallic, extend longitudinally and parallel to each other. others, to form a ply located in the vicinity of the sole 6 and covering a limited width "m". This width is between 5 and 35% of the circumferential development of the pipe at the same radius; it is preferably equal to 10%.
- the inner layer of elastomer is advantageous for the inner layer of elastomer to be much thicker than the outer layer, relative to the three reinforcing plies, given that c 'is mainly the inner layer which is subject to wear.
- the longitudinal reinforcement ply 52 extends outside the two transverse reinforcement plies 50 and 51, but it is obvious that this longitudinal reinforcement ply could be located between the two transverse plies or at inside these two layers.
- each end of the pipe 14 is equipped with a connection flange 44 (or 45); in the example shown, this flange protrudes from a connection sleeve 53 fitted into the end considered of the pipe and fixed by means of a collar 54.
- the longitudinal reinforcements 52 are tensioned and each of their ends is fixed to the corresponding connection means.
- slots 55 are sliced at the end of the pipe opposite said frames to release them and take them; the ends of these are then bent to form loops 56 covering the collar 54; a second collar 57 is then fitted onto these loops and tightened on the first 54 in order to ensure firm and solid fixing of said frames.
- the monolithism of the chassis 5, instead of being provided by the crosspieces 3 and 4, can be, as shown in FIG. 2A, by the transverse shafts 29 and 30; in this case, these shafts 29 and 30 pass through the pinions 25.1 and 25.2, 26.1 and 26.2 respectively and protrude outside of them; the projecting parts 30A of the shafts are then mounted journalling in bearings with elastic rings 12A replacing the elastic elements 12, bearings which are then supported by the columns 9.
- This alternative embodiment has the advantage of allowing the disassembly of the pipe from a very convenient, simply by disengaging the bearings from one of the shafts and tilting the frame around the bearings of the other shaft.
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Description
- La présente invention concerne une pompe péristaltique linéaire pour véhiculer du béton ou autre fluide hétérogène granuleux et/ou abrasif.
- Une pompe de ce type est connue pour véhiculer des liquides homogènes généralement corrosifs. Elle comporte un tuyau de pompage rectiligne aplatissable élastiquement et s'étendant entre une semelle sensiblement plane d'un bâti fixe et des rouleaux presseurs. Ce bâti comprend deux plaques dont les chants constituent des chemins de roulement sur lesquels s'appuient des galets supportant des axes transversaux autour desquels sont montés fous les rouleaux presseurs. Les plaques supportent également deux arbres extrêmes dont l'un est menant et qui sotn accouplés à deux paires de roues dentées situées à l'extérieur des plaques. Ces roues dentées engrènent avec deux chaînes sans fin reliant, par leurs maillons, les axes précités des rouleaux.
- En regard de la semelle, les rouleaux se succèdent les uns, les autres suivant une trajectoire active présentant, relativement à une portion linéaire parallèle à ladite semelle, pour que ces rouleaux écrasent le tuyau et en progressant refoulent un fluide :
- - en amont, une portion engageante d'attaque en forme d'arc de cercle tangent,
- - et en aval, une portion dégageante d'effacement également en forme d'arc de cercle tangent.
- Cette pompe connue a été essayée pour véhiculer du béton et il est apparu que les efforts à fournir périodiquement pour que chaque rouleau aplatisse le tuyau et l'écrase, sont considérablement élevés, étant donné que ce tuyau contient du béton. Par ailleurs, la trajectoire circulaire est mal adaptée à ce travail, car le béton forme des bouchons dans les coudes.
- D'autre part, lorsque le rouleau aval maintient le tuyau écrasé son emplacement mobile et que le rouleau amont aplatit ledit tuyau à son propre emplacement mobile, le volume intérieur de ce tronçon de tuyau compris entre les deux rouleaux diminue et dès lors, le béton contenu dans ce tronçon amorce, dans son écoulement vers l'aval, un reflux vers l'amont à chaque attaque d'un rouleau, ce reflux s'acheminant dans le passage qui subsiste dans le tuyau en regard du rouleau d'attaque et qui s'amenuise constamment jusqu'à obturation totale par écrasement. Il en résulte une usure intense de la paroi interne du tuyau à l'endroit de la zone d'attaque, d'une part, par abrasion et, d'autre part, par lacération due aux graviers qui se trouvent pincés et entraînés dans cette zone.
- Bien entendu, lorsque le tuyau est usé dans la zone d'attaque, il doit être remplacé alors qu'il est encore en bon état en dehors de cette zone.
- Par ailleurs, le tuyau est réalisé en un élastomère épais enrobant des armatures transversales de préférence inclinées et croisées. Ce tuyau armé est relativement souple dans sa partie longitudinale en contact avec les rouleaux; mais sous l'effort de poussée de ceux-ci, la partie longitudinale du tuyau en contact avec la semelle s'allonge, glisse et s'use. Il est alors nécessaire de limiter la pression d'utilisation de la pompe et de mettre ledit tuyau sous tension ; de plus, l'allongement de la paroi interne du tuyau accentue les effets de lacération des graviers.
- La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et propose alors de perfectionner ainsi la pompe péristaltique linéaire précitée.
- Conformément à l'invention, pour prendre en charge progressivement et sans à-coups un nouveau tronçon de béton et le chasser régulièrement vers la portion linéaire de la trajectoire, la portion engageante d'attaque de cette trajectoire converge vers la semelle et l'aval, cette portion étant déterminée, d'une part, par une came des chemins de roulement reliant leur partie circulaire amont à leur partie linéaire et, d'autre part, par au moins un pignon de renvoi supporté par le bâti et engrènant avec chaque chaîne dans la zone de raccordement de la came avec la partie linéaire du chemin de roulement conjugué.
- Chaque chemin de roulement comporte une came d'effacement coopérant avec au moins un pignon de renvoi de la chaîne conjuguée, ces cames d'effacement et leurs pignons de renvoi étant disposés symétriquement des cames d'attaque et de leurs propres pignons de renvoi.
- Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse, chaque came est une rampe inclinée linéaire tangente à la partie circulaire du chemin de roulement correspondant et raccordée à la partie linéaire de ce chemin.
- De préférence, chaque rampe inclinée est reliée à la partie linéaire du chemin de roulement par une autre rampe inclinée ayant une pente plus faible qui, lorsqu'elle fait suite à la rampe d'attaque, est une rampe de finition provoquant l'écrasement du tuyau, et, lorsqu'elle précède la rampe d'échappement, est une rampe d'amorçage favorisant l'ouverture du tuyau au refoulement.
- Ainsi, les efforts sont appliqués progressivement et sans à-coups sur chaque rouleau parvenant dans la zone d'attaque. La puissance motrice se trouve alors régularisée dans de meilleures conditions et permet d'obtenir une pression d'utilisation supérieure avec un matériel qui se comporte alors d'une façon plus robuste et plus fiable.
- Cette progressivité étant acquise, la réduction de l'usure par abrasion et lacération est obtenue par le fait que, conformément à l'invention, la distance de la came d'attaque à la came d'effacement de chaque chemin de roulement est telle, comparativement à la distance séparant deux rouleaux consécutifs, que les passages délimités par le tuyau pincé en regard des deux rouleaux, lorsque ceux-ci sont placés symétriquement par rapport au plan médian des portions linéaires des chemins de roulement, présentent une même section dont la hauteur est sensiblement égale à la grosseur du plus gros gravier.
- En effet, lors de la diminution de volume du tronçon de tuyau compris entre les deux rouleaux, le reflux se trouve considérablement atténué par les passages qui apparaissent symétriquement dans ledit tuyau sous ces deux rouleaux et le béton s'achemine vers l'aval sous la poussée du rouleau amont, n'ayant pas tendance en raison de sa viscosité élevée à refluer vers l'amont. De plus, les graviers s'échappent facilement du passage amont sous la poussée du rouleau amont. La lacération se trouve donc considérablement réduite et l'usure par abrasion atténuée.
- Bien entendu, des sécurités doivent pouvoir intervenir si un trop gros gravier se coince et ce résultat est obtenu par le fait que, selon l'invention, les chemins de roulement sont constitués par les chants de deux plaques conformées en trapèzes dont les sommets de leurs grandes bases éloignées de la semelle sont arrondis, ces plaques entre lesquelles s'étendent les rouleaux étant rigidement entretoisées par des traverses afin de former un châssis démontable relativement au bâti fixe et lesdites plaques supportant deux arbres extrêmes et au moins deux arbres intermédiaires, sur lesquels sont calés respectivement les roues dentées d'entraînement et les pignons de renvoi, roues et pignons qui sont situés à l'extérieur des plaques. De plus, le châssis est guidé en translation perpendiculaire à la semelle, le long de colonnes solidaires du bâti, des organes presseurs, tels que des blocs en élastomère, appliquant des éléments du châssis, tels que les traverses, contre des butées du bâti, telles que des épaulements des colonnes, pour maintenir élastiquement ce châssis en position de pompage. Un organe de détection, tel qu'un micro contact, est placé sur la trajectoire d'éloignement du châssis relativement à la semelle, cet organe intervenant sur la centrale de commande de la pompe s'il est sollicité.
- Pour répartir l'usure sur pratiquement toute la longueur du tuyau et accroître sa longévité, selon l'invention, l'une des extrémités de ce tuyau s'étend jusqu'au voisinage de la zone d'écrasement en attaque et est prolongée par au moins une rallonge pour former un ensemble dont les extrémités sont symétriques relativement au plan median des portions linéaires des chemins de roulement, de sorte que, par transfert de la rallonge d'une extrémité à l'autre du tuyau et par retournement de l'ensemble, au moins quatre plages différentes dudit tuyau sont amenées en regard de la zone d'écrasement.
- La longueur de la rallonge est inférieure à la distance de la zone d'écrasement au plan médian des portions linéaires des chemins de roulement.
- Enfin pour atténuer l'usure extérieure du tuyau sur la semelle, augmenter la pression d'utilisation, éviter la mise sous tension du tuyau proprement dit en élastomère et réduire les effets de lacération des graviers dûs à l'allongement de la paroi intérieure du tuyau, ledit tuyau comporte également, selon l'invention, des armatures longitudinales formant une nappe qui s'étend au voisinage de la semelle suivant un secteur angulaire limité, la nappe de ces armatures étant comprise entre 5 et 35% du développé circonférentiel du tuyau et de préférence égale à 10%.
- Avantageusement, les extrémités des armatures longitudinales du tuyau sont fixées sur les organes de raccordement extrêmes de ce tuyau ; chaque extrémité d'armature longitudinale est coudée à travers une fente extrême du tuyau et pincée entre deux colliers concentriques montés le premier,pour fixer le tuyau sur son raccord et le deuxième, pour fixer les extrémités coudées d'armatures contre le premier.
- Les moyens de l'invention exposés dans ce qui précède permettent d'atteindre le but visé, à savoir de remédier aux inconvénients des pompes péristaltiques linéaires à trajectoires d'attaque et d'échappement en arcs de cercle, tout en conservant leurs avantages.
- Ainsi, le tuyau restant "droit", tout changement de direction du béton lors de son pompage se trouve supprimé, ce qui évite la ségrégation du béton et la formation de bouchons.
- Le nettoyage, le remplacement et l'inspection du tuyau sont facilités.
- Le tuyau peut comporter une paroi très épaisse qui, par son élasticité propre, peut retrouver sa pleine section circulaire après avoir été écrasé par les rouleaux, ce qui évite l'utilisation d'une pompe à vide, laquelle est nécessaire pour les pompes péristaltiques à cage semi-circulaire.
- Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.
- Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur le dessin annexé.
- Sur ce dessin :
- - la figure 1 est une élévation-coupe schématique prise suivant la ligne I-I de la figure 2 montrant une forme de réalisation de la pompe selon l'invention,
- - la figure 2 est une coupe transversale prise suivant la ligne 11-11 de la figure 1,
- - la figure 2A est une vue analogue à la moitié gauche de la figure 2 concernant une variante de réalisation.
- - la figure 3 est un schéma illustrant les perfectionnements de l'invention appliqués à une variante de la forme de réalisation précitée.
- - les figures 4A à 4D sont des coupes longitudinales schématiques représentant le tuyau de la pompe mettant en oeuvre un premier perfectionnement selon l'invention qui concerne la répartition des zones d'usure,
- - les figures 5 et 6 sont des coupes transversales du tuyau mettant en évidence un deuxième perfectionnement selon l'invention qui concerne les armatures longitudinales,
- - la figure 7 est une coupe de l'extrémité raccordée du tuyau, montrant la fixation des armatures longitudinales.
- Ainsi que cela ressort clairement des figures 1 et 2, la pompe péristaltique linéaire comporte deux plaques 1 et 2 entretoisées par deux traverses 3 et 4 auxquelles elles sont rigidement fixées afin de former un châssis démontable 5. Le châssis est guidé en translation perpendiculairement à une semelle sensiblement plane 6 appartenant à un bâti fixe 7 non représenté. A cet effet, la semelle 6 est solidaire du fût 8 de quatre colonnes 9 prolongées, au-delà d'épaulements 10, par des tiges de guidage 11 sur lesquelles sont enfilées les extrémités des traverses 3 et 4 faisant saillie des plaques. Ces extrémités des traverses sont appliquées élastiquement contre les épaulements 10 par des suspensions élastiques, telles que des blocs en élastomère 12 ou tout autre moyen équivalent : ressorts, verins pneumatiques ... prenant appui contre des butées terminales 13 desdites tiges.
- Sur la semelle 6 repose un tuyau de pompage 14 rectiligne et aplatissable élastiquement. Ce tuyau peut être constitué par un caoutchouc relativement épais, car il doit véhiculer du béton sous pression et revenir par rappel élastique d'une section aplatie d'obturation (figures 1, 2 et 6) à une section circulaire de transport (figures 1 et 5).
- Le châssis 5 supporte des rouleaux presseurs 15, 16, 17 s'étendant transversalement entre les plaques 1 et 2. Chacun des rouleaux 15 à 17 est monté fou autour d'un axe 18 supporté par deux galets 19.1 et 19.2 reposant sur des chemins de roulement 20.1 et 20.2 constitués par les chants des plaques 1 et 2. Les extrémités saillantes 21.1 et 21.2 des axes des trois rouleaux sont fixées à des maillons de deux chaînes sans fin 22.1 et 22.2, maillons qui sont sélectionnés pour que lesdits rouleaux soient équidistants les uns des autres. Les chaînes 22.1 et 22.2 engrènent d'une part, avec deux paires de roues dentées extrêmes 23.1, 23.2 et 24.1, 24.2, d'autre part, avec deux paires de pignons de renvoi 25.1, 25.2 et 26.1, 26.2. Des roues 23 et 24 sont calées sur des arbres 27 et 28 supportés par les plaques 1 et 2 du châssis, l'un de ces arbres étant menant et relié à un dispositif non représenté d'entraînement en rotation dans le sens de la flèche F . Les pignons de renvoi 25 et 26 sont calés sur des arbres 29 et 30 alignés et supportés à faux par lesdites plaques ou traversiers.
- Les chaînes 22.1, 22.2 et les chemins de roulement 20.1, 20.2 sont équidistants. Il est très important de remarquer que les plaques sont conformées en trapèzes dont la petite base 31, située à proximité de la semelle 6 et du tuyau 14 qui s'y appuie, est reliée aux arrondis extrêmes 32, 33 de la grande base par des cames 34, 35. Ces cames sont destinées à déterminer respectivement la portion engageante d'attaque 36 et la portion dégageante d'effacement 37 se trouvant aux extrémités de la portion linéaire de pompage 38 de la trajectoire active des rouleaux 15 à 17. Dès lors, les cames 34 sont conformées pour maîtriser la progressivité de l'attaque et leur forme qui dans l'ensemble est pentue dépend de la loi choisie.
- En pratique et suivant la forme de réalisation illustrée par la figure 1, ces cames d'attaque 34 sont des rampes inclinées tangentes aux arrondis 32 et raccordées aux parties rectilignes 31. Dans l'exemple représenté, elles forment un angle "a" avec ces parties 31, angle qui est de préférence égal à 20° ; il peut cependant varier entre 15 et 40°. Les pignons de renvoi 25.1 et 25.2 sont alors situés au raccordement des rampes 34 avec les parties rectilignes 31. En outre, le dessin montre clairement que les cames d'échappement 35 s'étendent symétriquement aux cames d'attaque 34 par rapport au plan médian P.
- Suivant la variante représentée sur la figure 3, les rampes inclinées d'attaque 34 sont reliées aux parties rectilignes 31 par des rampes inclinées de finition 39 permettant l'écrasement du tuyau 14. Il peut d'ailleurs en être de même pour les rampes inclinées d'échappement 35 qui sont alors précédées par des rampes inclinées d'amorçage 40 favorisant l'ouverture du tuyau 14 pour le refoulement du béton. De toute façon, dans l'exemple choisi, les rampes de finition ou d'écrasement 39 forment un angle "b" avec les parties rectilignes 31 et les rampes d'amorçage 40 sont avantageusement symétriques des précédentes relativement au plan P. L'angle b est compris entre 3 et 15° et de préférence égal à 5°. Dans cette variante selon la figure 3, les pignons de renvoi 25.1 et 25.2 sont situés dans la zone de raccordement des rampes 34 et 35 avec les rampes 39 et 40 respectivement.
- Ainsi, les rouleaux 15 à 17 entraînés par les chaînes 22.1 et 22.2 et guidés par les chemins de roulement 20.1 et 20.2 suivent en regard du tuyau 14 une trajectoire active de pompage qui, en raison de l'existence des pignons de renvoi 25 et 26 sous les chaînes et des rampes 34 et 35 (avec éventuellement 39 et 40) sur les chemins de roulement, présentent relativement à la partie rectiligne de pompage 38 (figure 3) :
- - en amont, une portion engageante d'attaque 36 progressive et régulière,
- - et en aval, une portion dégageante d'effacement 37 progressive et régulière, portions grâce auxquelles une progressivité parfaitement maîtrisée est obtenue pour engager, à travers la paroi du tuyau 14, un rouleau dans le tronçon relativement compact de béton et respectivement extraire un autre rouleau dudit tronçon.
- Bien entendu, les rampes aval 35 et 40 sont utiles surtout lorsque les chaînes 22 sont entraînées en marche arrière pour désengorger le tuyau 14.
- Dès lors, la puissance motrice se trouve-t-elle régularisée dans de meilleures conditions et l'écoulement du béton obtenu avec une atténuation notable des coups de béliers.
- Cette atténuation est améliorée et l'usure du tuyau 14 considérablement réduite à l'attaque par la mise en oeuvre du perfectionnement selon la figure 3.
- Selon ce perfectionnement, la distance "d" des deux cames ou rampes 34 et 35 est telle que, comparativement à la distance "D" séparant deux rouleaux consécutifs (16 et 17 par exemple), les passages 41 et 42 délimités par le tuyau 14 pincé en regard de deux rouleaux, lorsque ceux-ci sont disposés symétriquement par rapport au plan P, présentent une même section libre et à partir de cette position, le passage amont 41 se rétrécit alors que le passage aval 42 s'agrandit.
- Dans les pompes linéaires connues selon lesquelles les portions d'attaque et d'effacement de la trajectoire active de pompage sont exclusivement circulaires, les rouleaux se trouvant dans la même position que précédemment pincent le tuyau en assurant simultanément l'étanchéité aux extrémités du tronçon de tuyau ainsi isolé ; en attaquant leur course d'écrasement, ces rouleaux font diminuer le volume de ce tronçon duquel le béton ne peut s'échapper qu'en s'infiltrant entre les plis en contact des extrémités aplaties dudit tronçon et en lacérant par ses graviers la paroi intérieure du tuyau à ces endroits.
- Suivant le perfectionnement selon la figure 3, lors de la variation finale du volume du tronçon de tuyau pincé entre les rouleaux en positions symétriques, le béton en excès peut s'écouler aussi bien vers l'aval que vers l'amont à travers les passages 41 et 42. En réalité, si la pression en aval n'est pas trop élevée, le béton n'a pas tendance, en raison de sa forte viscosité, à inverser son sens d'écoulement pour revenir vers l'amont à travers ces passages. Au contraire, par inertie et du fait, d'une part, qu'il ne rencontre pas de résistance notable dans lesdits passages et, d'autre part, que le passage aval 42 s'agrandit alors que le passage amont 41 se rétrécit, le béton a tendance à poursuivre son écoulement vers l'aval ou à stagner momentanément, mais non à refluer en masse vers l'amont.
- En outre, dans la position précitée illustrée par la figure 3, les sections égales des passages 41 et 42 ont une hauteur de préférence sensiblement égale à la grosseur du plus gros gravier. Ainsi, il est rare que des graviers se coincent dans le passage 41 et lacèrent la paroi interne du tuyau 14 au cours de l'enfoncement final du rouleau 16 et de l'écrasement consécutif dudit tuyau.
- Dans la partie rectiligne de pompage 38 de la trajectoire active, le rouleau qui suit cette partie maintient le tuyau 14 écrasé et en roulant refoule le béton du tronçon correspondant. En principe, la ségrégation des graviers ne se produit pas et ceux-ci accompagnent alors la masse pâteuse devant le rouleau. Mais il arrive parfois qu'un gravier se coince entre les deux plis du tuyau. Le châssis 5 se soulève alors contre l'action des suspensions élastiques 12, surtout si le gravier est gros, pour éviter la lacération de la paroi interne dudit tuyau et après franchissement du gravier revient à la position d'écrasement dans laquelle les traverses 3, 4 sont appuyées contre les épaulements 10 des colonnes, position dans laquelle l'étanchéité du tuyau est assurée dans les zones pincées par les rouleaux.
- Si le soulèvement du châssis 5 est trop important et/ou qu'il dure trop longtemps, il faut qu'une sécurité intervienne et à la limite, provoque l'arrêt de la pompe. A cet effet, un organe de détection 43 (figure 1), tel qu'un microcontact, est monté sur le bâti fixe 7 pour que son élément mobile puisse être sollicité par le châssis 5 lors de son soulèvement au-delà d'une certaine limite ; ce microcontact est inséré dans le circuit de sécurité de la centrale de commande de la pompe.
- De toute façon, l'usure du tuyau 14 par abrasion et lacération n'est pas uniforme et son maximum est localisé dans la zone U (figure 3) correspondant à l'écrasement en fin d'attaque.
- Il s'agit donc de répartir cette usure sur la plus grande étendue possible du tuyau afin d'accroître la longévité d'utilisation de celui-ci. Les moyens mis en oeuvre à cet effet ressortent des figures 4A à 4D et permettent de répartir quatre zones d'usure U.1 à U.4 sur ledit tuyau.
- Le tuyau 14 est muni à ses extrémités de brides de raccordement 44 et 45 permettant de l'intégrer dans le circuit de l'installation. Il coopère avec une rallonge 46 dont les brides extrêmes 47 et 48 sont susceptibles d'être raccordées sélectivement à la bride 44 ou 45 du tuyau pour former un ensemble dont les deux brides restant libres doivent alors être fixées sur celles en attente du circuit.
- Cet ensemble 14, 46 est positionné de telle façon que ses brides extrêmes sont disposées symétriquement par rapport au plan P. Il s'agit par exemple des brides 45 et 47 dans le montage initial selon la figure 4A.
- De plus, dans ce montage initial, la bride extrême 44 du tuyau 14 est située au voisinage de la zone d'usure U (figure 3).
- Les montages s'effectuent alors de la façon suivante :
- - selon la figure 4A, la rallonge 46 est en amont et sa bride 48 est fixée sur la bride 44 du tuyau 14 ; il se forme alors une zone d'usure U.1.
- - selon la figure 4B, la rallonge 46 est déplacée en aval et sa bride 47 est fixée sur la bride 45 du tuyau 14 ; il se forme alors une deuxième zone d'usure U.2 écartée de la précédente U.1 d'une distance "e" égale à la longueur "I" de la rallonge,
- - selon la figure 4C, la rallonge 46 est toujours située en aval, mais le tuyau 14 est retourné de sorte que c'est maintenant sa bride 44 qui est fixée sur la bride 47 de ladite rallonge; il se forme alors une troisième zone d'usure U.3 écartée de la première U.1 d'une distance "E" égale à deux fois la distance "L" (figure 3) qui sépare la zone U du plan P.
- - selon la figure 4D, la rallonge 46 revient en amont, le tuyau 14 restant retourné, et ce sont par conséquent les brides 45 et 48 qui sont fixées l'une contre l'autre ; il se forme alors une quatrième zone d'usure U.4 écartée de la troisième vers l'amont de la distance "e".
- Ainsi, le remplacement du tuyau 14 ne s'effectue qu'après usure dans quatre zones U.1 à U.4 réparties sur sa longueur. Le tuyau est alors usé dans la presque totalité de son étendue, étant donné que l'usure par abrasion suivant la partie rectiligne 38 de la trajectoire dure quatre fois plus longtemps que dans chacune des zones U.1 à U.4, par abrasion et lacération.
- La distance des zones U.1 et U.2, de même que celle des zones U.3 et U.4 est égale à la longueur I de la rallonge ; la distance des zones U.2 et U.3 est égale à la différence 2L-1.
- Bien entendu, pour que les zones d'usure ne se recouvrent pas, il est souhaitable que la longueur "I" de la rallonge soit inférieure à la distance "L" précitée.
- Par ailleurs, et ainsi que cela ressort clairement des figures 5 à 7, là paroi en élastomère 49 du tuyau 14 est relativement épaisse et enrobe deux nappes d'armatures transversales 50 et 51, ces armatures étant de préférence métalliques et enroulées en hélices concentriques contrariées.
- Comme cela est indiqué dans ce qui précède, il y a avantage à prévoir une troisième nappe d'armatures 52. Celles-ci, de préférence métalliques, s'étendent longitudinalement et parallèlement les unes aux autres, pour former une nappe située au voisinage de la semelle 6 et couvrant une largeur "m" limitée. Cette largeur est comprise entre 5 et 35% du développé circonférentiel du tuyau au même rayon ; elle est de préférence égale à 10%.
- Bien entendu et contrairement à ce qui est représenté sur les figures 5 à 7, il y a avantage à ce que la couche intérieure d'élastomère soit beaucoup plus épaisse que la couche extérieure, relativement aux trois nappes d'armature, étant donné que c'est principalement la couche intérieure qui est soumise à l'usure. Par ailleurs, la nappe d'armatures longitudinales 52 s'étend à l'extérieur des deux nappes d'armatures transversales 50 et 51, mais il est bien évident que cette nappe d'armatures longitudinales pourrait être située entre les deux nappes transversales ou à l'intérieur de ces deux nappes.
- De toute façon, chaque extrémité du tuyau 14 est équipée d'une bride de raccordement 44 (ou 45) ; dans l'exemple représenté, cette bride fait saillie sur un manchon de raccordement 53 emboîté dans l'extrémité considérée du tuyau et fixé au moyen d'un collier 54.
- Dans ces conditions, les armatures longitudinales 52 sont tendues et chacune de leurs extrémités est fixée sur le moyen de raccordement correspondant. Dans l'exemple représenté, des fentes 55 sont tranchées en bout du tuyau en regard desdites armatures pour les dégager et les prendre ; les extrémités de celles-ci sont alors coudées pour former des boucles 56 recouvrant le collier 54 ; un deuxième collier 57 est alors emboîté sur ces boucles et serré sur le premier 54 afin d'assurer une fixation ferme et solide desdites armatures.
- Comme exemple d'une modification des formes de réalisation représentées, le monolithisme du châssis 5, au lieu d'être assuré par les traverses 3 et 4 peut l'être, ainsi que cela ressort de la figure 2A, par les arbres traversiers 29 et 30; dans ce cas, ces arbres 29 et 30 traversent les pignons 25.1 et 25.2, 26.1 et 26.2 respectivement et font saillie à l'extérieur de ceux-ci ; les parties saillantes 30A des arbres sont alors montées tourillonnantes dans des paliers à bagues élastiques 12A remplaçant les éléments élastiques 12, paliers qui sont alors supportés par les colonnes 9. Cette variante de réalisation présente l'avantage de permettre le démontage du tuyau d'une façon très commode, simplement en déboîtant les paliers de l'un des arbres et en faisant basculer le châssis autour des paliers de l'autre arbre.
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