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Procédé et dispositif pour le transport de matières à de grandes profondeurs,en particulier pour l'introduction de matière de remblai dans les mines,puits etc.,au. moyen D'air oomprimé
La présente invention a pour objet un procédé et les in- stallations correspondantes pour le transport de matières à de grandes profondeurs,avec emploi d'une pression d'air comme moyen de transport.Cette invention sert, en particulier, à in- troduire de la matière de remblai dans des mines,puits etc., de grande profondeur.
Les voies par lesquelles la matière de remblai s'intro- duit dans des mines ou puits se distinguent en voies vertica- les et en voies horizontales ou à peu près horizontales.Le procédé consistant à transporter de la matière de remhlai par des voies horizontales au moyen d'air comprimé est connu et ne présente pas de difficultés spéciales.Mais il a été difficile, jusqu'ici,d'amener aussi la matière au fond du puits etc.,d'u- ne manière sûre ,par des voies verticales,parce que,sous l'ac- tion combinée d'une pression d'air et de la pesanteur,la matiè- re arrive au fond avec une si grande vitesse qu'elle s'accumule dans le coude et donne lieu à des obstructions.
@ La présente invention supprime ces difficultés et permet
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l'emploi d'une pression d'air pour l'introduction de matière de remblai même à de grandes profondeurs.
D'après l'invention,la matière n'est soumise qu'à la différence entre la force de la pesanteur et celle de la pres- sion d'air,ce qui permet d'éviter des vitesses excessives.
D'autres améliorations concernent des détails relatifs à l'a- menée de la matière et de l'air ou à la distribution de la pression d'air.
Dans le dessin ci-joint.
La Fig.l représente en élévation une canalisation d'en- traînement à directions verticale et horizontale;
La Fig.2 représente une telle canalisation d'entraîne- ment encore améliorée,à direction verticale.
La Fig.3 montre en élévation une chambre à air de la canalisation verticale avec tubulure d'évacuation d'air et cla- pets de retenue;
La Fig.4 montre en élévation et en plan une chambre à air de la canalisation verticale avec tubulure d'admission d'air.
La matière de remblai préalablement préparée est amenée dans la canalisation d'entraînement verticale 2 par un disposi- tif de distribution et de chargement approprié ,par exemple par deux rouleaux de chargement 1 ou par une soufflerie emboîtée, et passe ensuite par un coude 3 à un endroit convenable,de la verticale à l'horizontale pour être,par la canalisation 4,ame- née à l'endroit de remblai.Sur le dessin,cette canalisation ho- rizontale est,pour montrer sa longueur plus grande représentée avec interruption à la fig.l et avec une brisure à la Fig.Z.
La matière de remblai fait donc d'abord un trajet vertical, puis un trajet horizontal.
Dans la canalisation verticale 2,la matière est d'abord soumise à l'action de la pesanteur,de sorte qu'elle arrive au coude 3,dans le cas de grandes profondeurs,avec une grande vi- tesse de chute.Dans les installations de remblayage pneumatiques actuellement connues,l'air'comprimé est admis dans la canali-
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sation avec la matière de remblai,à l'endroit de changement de cette matière. Dans la canalisation verticale,la matière de remblai subit dans ce cas,outre l'action de la pesanteur, l'action de la pression d'air.Ces deux forces ont une action accélératrice sur toute la longueur de la canalisation verti- cale,de sorte que la matière arrive avec une très grande vites- se au coude,où elle doit passer à la direction horizontale.
Par suite de l'inertie, la matière ne peut suivre le changement de direction aussi rapidement que l'air,et est donc appuyée avec une forte pression contre la paroi du tuyau,où elle s'accu- mule aisément.Cette retenue conduit aisément à des obstructions en cas de grande vitesse et de matière humide,sans parler de la grande usure du coude résultant de la grande vitesse et de la forte pression de la matière.Pour ces raisons il n'a pas été possible,jusqu'ici,d'employer un transport pneumatique de la, matière de remblai à de grandes profondeurs.
Cette invention permet d'obtenir une diminution de la vi- tesse verticale et un réglage de cette vitesse.
D'après l'invention,l'air est admis de manière que la pression d'air agisse en sens inverse de la pesanteur sur tout le trajet vertical de la matière ou sur une partie de ce trajet, de sorte que le mouvement vertical de la matière n'est soumis qu'à la différence entre la pesanteur et la pression d'air;on peut employer à cet effet,une pression d'air ou une dépression d'air (vide),
Sous l'influence de la force ainsi réduite,la vitesse verticale de la matière introduite sera également dans une me- sure correspondante.
L'invention a pour objet,en outre,la faculté de réglage de la vitesse de déplacement vertical réduite de la manière décrite ci-dessus.
D'après l'invention, le réglage a lieu de deux manières, soit par le réglage de l'intensité du contre-courant ou par le réglage de la longueur du parcours sur lequel le courant d'air agit en sens inverse de la pesanteur.Il sera avantageux de fai- re coopérer les deux modes de réglage.
L'installation pour la réalisation de ce procédé est
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établie comme suit: On raccorde la conduite d'air à un endroit convenable de la canalisation d'entraînement verticale.Nais cet endroit de raccordement ne se trouve pas,d'après l'inven- tion,directement à l'endroit d'introduction de la matière,mais à une profondeur correspondante,en dessous de cet endroit, de sorte que,à partir de là,le courant d'air s'oppose à la chute libre de la matière.L'amenée d'air dans la canalisation d'en- traînement verticale,destinée à retarder la chute de la matiè- re,peut se faire par une canalisation spéciale.Il sera,toute- fois,plus avantageux,d'après l'invention,
de faire servir à cet usage l'air servant en même temps au transport de la matière dans la canalisation horizontale.A cet endroit d'admission d'air, le tuyau est élargi en une chambre à air 1 en forme d'entonnoir, dans laquelle la canalisation d'entraînement 2-3 pour l'intro- duction de l'air est convenablement interrompue.L'air entre,par la canalisation 6,dans la chambre à air et se mélange intimement, dans l'entennoir 7, à la matière de remblai tombant de l'embou- chure de tuyau 8.
De cette chambre à air 5,1'air exerce une pres- sion dans les deux sens de la canalisation,à savoir:dans un sens,contre la matière de remblai amenée dans la canalisation 2 et,dans l'autre sens,dans la direction d'écoulement de la matière.La pression d'air a donc une action retart@ice sur la matière de remblai qui arrive et une action accélaratrive sur la matière qui s'écoule.Il sera avantageux de placer l'en- droit d'introduction de l'air à proximité du coude 3 intermé- diaire entre la direction verticale et la direction horizonta- le du tuyau,de sorte que,sur tout le trajet vertical de la ma- tière précédent cet endroit,
la pression d'air retardatrice agit en sens inverse de la pesanteur accélératrice.L'action que subira la matière de remblai dans la canalisation verticale ne sera donc,sur toute la longueur verticale ou'sur une partie seu- lement de cette longueur,selon la po'sition de la chambre à air d'introduction,que'la différence entre la pesanteur et la pres- sion d'air,de sorte que des vitesses excessives de la matière sont évitées au coude de changement de direction.La matière peut alors traverser le coude avec la vitesse pour laquelle il
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ne se produit pas encore de retenue dangereuse pour le service ou d'accumulation occasionnant des obstructions.Sur le trajet ultérieur horizontal de la matière de remblai,l'air comprimé n'agit,de la manière connue,
que dans le sens d'une accéléra- tion.
On règle avantageusement la pression d'air de manière qu' elle corresponde aux résistances régnant dans la canalisation horizontale 4.A cet effet,l'amenée d'air à la chambre à air 5 est réglée par un organe d'arrêt 9,Comme la longueur de la ca- nalisation d'entraînement horizontale varie selon la position de l'ehdroit à remblayer,la pression d'air devra également être réglée en conséquence dans l'organe d'arrêt.Mais cette pression d'air réglée pour la canalisation horizontale ne conviendra aussi que dans de très rares cas pour la réduction de vitesse qu'on désire avoir dans la canalisation verticale.L'action du contre-courant,d'après le procédé déjà décrit devra donc être ré- glée par le réglage de l'intensité du contre-courant ou par le réglage de la longueur sur laquelle doit agir ce contre-courant.
',La réalisation de ces mesures est rendue possible par les moyens suivants:La canalisation verticale se raccorde,à l'extrémité supérieure de changement,aussi près que possible de l'appareil de changement,des rouleaux de changement 1 ou d'une soufflerie embo#tée.A quelque distance en-dessous des rouleaux de chargement 1,le tuyau 2 est élargi en une chambre à air 10 (fig.1)dans laquelle pénètre la partie supérieure du tuyau d'entrainement.A cette chambre à air se rattaohe,en forme d'en- tonnoir la canalisation d'entraînement inférieure.Dans la par- tie supérieure de cette chambre à air,une tubulure 11 laisse passer l'air dans l'atmosphère.De la.chambre à air d'admission 5,
de l'air comprimé s'écoule aussi dans la canalisation vertica- le 2 à la rencontre de la matière tombante et s'échappera à l'atmosphère.pour autant qu'il ne puisse s'échapper sous les rou- leaux de chargement 1,par la tubulure Il.
D'après l'invention,on obtient un réglage de ce courant d'air s'opposant à la chute de la matière,en intercalant dans la tubulure d'échappement d'air 11 un organe d'arrêt 12 permettant
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d'étrangler plus ou moins l'échappement d'air .Lorsque l'organe.-''.-' d'arrêt 12 est entièrement ouvert,tout l'air du. contre-courant s'échappera à cet endroit et, dans le tuyau vertical,règnerg le contre-courant le plus intense.La longueur de la canalisation horizontake 4 variera, comme il a déjà été mentionné,suivant la position de l'endroit à remblayer.La pression d'air devra aus- si être réglée en conséquence par l'organe d'arrêt 6.Le plus souvent,
la longueur de la canalisation vertivale 2 restera la même.Pour obtenir une vitesse de chute réduite toujours égale de la matière dans la canalisation verticale,le contre-courant de l'air devra également rester le même.Pour obtenir ce résul- tat avec une pression de service variable de l'air comprimé, on donne à la soupape 12 une ouverture plus grande en cas de pre-ssion d'air plus grande,une ouverture plus petite en cas de pression d'air plus petite.En étranglant convenablement l'échap- pement de l'air,on obtient donc, lorque la pression d'air varie dans le tuyau de descente vertical, une vitesse constante du contre-courant et, par conséquent,un ralentissement constant de la vitesse de chute,
l'excédent d'air s'échappera par l'inétan- chéité également constante des rouleaux de chargement .Dans le réglage du contre-courant d'air décrit ci-dessus,on peit varier la chute de pression,tandis que le trajet sur lequel agit le courant d'air correspondant à cette chute de pression reste le même,et 'est la distance entre la chambre d'admis- sion d'air 5 et la chambre d'échappement d'air 10.
On obtient un nouveau perfectionnement de ce réglage du contre-courant en faisant varier la longueur du trajet sur le- quel agit le dit contre-courant.
La Fig.2,représente une canalisation verticale dans la- quelle plusieurs endroits d'échappement d'air sont disposés les uns à la suite des autres.Tous ces endroits d'échappement sont établis sous la forme de chambres à air 13,14,15 et pourvus de tubulures d'échappement 16,17 et 18 à ouverture pouvant .être réglée.Lorsque la pression d'air de service aug- mente,on raccourcit proportionnellement le trajet sur lequel le contre-courant agit sur la matière tombante en ouvrant
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l'organe d'évacuation le plus proche 13-16 de manière à obtenir la vitesse de chute finale voulue.
En cas de pres- sion de service moins élevée, on allongera le trajet du contre-courant en ouvrant l'organe d'évacuation 14-17 ou 15-18. L'installation s'emploie donc de telle manière qu'on fasse agir la plus grande chute de pression sur un trajet plus court, ou la chute de pression plus petite, sur un tra- jet plus long, pour obtenir la même action du contre-courant.
Pour empêcher que des parties de la matière soient aisément entraînées par le contre-courant et obstrue les organes d'arrêt dans les tubulures d'échappement, chaque chambre à air pour l'échappement d'air est disposée de telle sorte que l'orifice par où l'air sort de la chambre à air se trouve plus haut que l'orifice par où l'air sort du tuyau d'entraînement. En élargissant le tyau en une chambre à air, on agrandit la section de passage de l'air montant, et on réduit la vitesse ascensionnelle de l'air, à cet endroit.
En réduisant la vitesse de l'air et en élevant l'endroit d' chappement de l'air dans l'atmosphère, on empêche que des parties de la matière suivent le courant d'air vers le haut et arrivent avec celui-ci dans la tubulure d'échappe- ment II.
Un autre perfectionnement de l'installation consiste en ce que des clapets de retenue 19 sont montés en un ou plusieurs points de la canalisation verticale. À cet ef- fet, le tuyau d'entraînement reçoit, pour chaque clapet, une surface d'obturation, plan 20. Le'clapet 19 est monté sur un axe, 21 portant extérieurement un levier compensateur 22. Celui-ci compense le moment du poids du clapet 19 sur l'axe 21 jusqu'à la mesure nécessaire. L'excédent de poids du clapet 19 agit toujours dans le sans de l'ouverture, Des .butées déplaçables ou fixes 23 limitent le mouvement d'ouverture du clapet 19. Le clapet peut aussi être maintenu
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constamment fermé par le levier 22.
La matière tombante a pour effet d'ouvrir les clapets; le courant d'air s'éle- vant par le tuyau d'amenée, par contre, tend à fermer les clapets. En mettant au point le levier à contre-poids ex- térieur, on peut régler convenablement la différence entre la tendance à l'ouverture de la matière et la tendance à la fermeture du courant d'air. Au cas où la canalisation d'entraînement horizontale s'obstrue, la détente de l'air comprimé cessera dans cette direction, mais augmentera, par contre, dans la direction verticale. De ce fait, le contre- courant augmentera aussi dans le tuyau d'amenée pourvu d'un clapet. En cas de contre-courant plus grand, le clapet se ferme et est maintenu fermé par la pression d'air qui agit sur ledit clapet.
La matière de remblai continuant à af- fluer est alors retenue par les clapets fermés aussi long- temps que la pression d'air intérieure agissant sur les cla- pets est plus grande que la charge extérieure constituée par la matière. Si l'on dispose les clapets de retenue 19 à proximité convenable sous les rouleaux de chargement I,on peut par la fermeture automatique des clapets,arrêter aussi automati- quement l'amenée de matière de remblai dans la canalisation d'entraînement. Ceci sera surtout important lorsqu'une obs- truction se produira à un endroit quelconque de la canalisa- tion horizontale. Dans ce cas, l'amenée de matière peut être arrêtée automatiquement de la manière décrite ci-dessus.
On obtient ainsi que l'obstruction reste limitée à l'endroit où elle's'est produite, et on évite que la oanalisation précédant le point d'obstruction continue à être remplie de matière et que l'obstruction prenne de plus grandes proportions.