BE544331A

BE544331A -

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Publication number: BE544331A
Authority: BE
Priority date: 1954-10-26
Also published as: FR1113213A; GB774353A; US2915288A; DE1036187B

Description

La présente invention se rapporte aux outils de creusement des galeries ou des puits, dans lesquels les organes qui attaquent le terrain sont animés d'un mouvement de rotation combiné à un mouvement de percussion. Il existe déjà de tels engins qui comportent un organe moteur d'entraînement des outils proprement dit, ces derniers étant associés à un transporteur et à une réserve, aménagée dans ledit engin et destinée à emmagasiner les déblais. L'inconvénient des dispositions

connues réside principalement dans le fait qu'il est -nécessaire de retirer l'engin de la galerie ou du puits pour assurer sa vidange.

La présente invention a principalement pour but de remédiera un tel inconvénient.

Selon l'invention,- l'outil de forage percutant et rotatif est disposé en tête d'une cage tubulaire, guidée par les parois de l'excavation, et cette cage renferme un transporteur qui vient prendre les déblais derrière les surfaces actives de l'outil, pour les amener à la partie aval de ladite cage, et l'on associe à cette cage un extracteur qui est propul- sé dans l'excavation depuis son orifice jusqu'à ladite portion aval, extracteur capable d'y prendre les déblais et de les sortir de ladite excavation. De cette façon, le travail de l'outil peut être continu ce qui permet d'augmenter son rendement
Dans le cas du forage d'un puits, l'outil est propulsé sous l'effet de sa gravité et est muni d'une nacelle centrale étanche qui renferme les organes moteurs. Entre la paroi de cette nacelle et celle de la cage tubulaire se trouve disposé un transporteur à vis.

Toute la cavité aval de la cage est susceptible de recevoir, par emboîtement une benne d'extrac- tion qui peut être descendue dans le puits.

L'invention concerne égalemént des améliorations apportées au mécanisme d'entraînement de l'outil.

La description qui va suivre; en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention est mise en pratique-.

La figurent montre en coupe schématique l'association, dans un puits, de l'outil d'extraction et de l'engin d'excavation.

La figure 2 montre de profil la plate-formede soutien et de relevage des outils.

La figure 3 montre une vue de face correspondant à la figure 2.

La figure 4 montre une vue du dessus correspon- dant à la figure 2.

La figure 5 montre à plus grande échelle et en coupe l'outil d'extraction.

La figure 6 montre un plan correspondant à la figure 5.

La figure 7 montre à plus grande échelle et en coupe l'outil d'excavation.

Comme on le voit sur la figure 1, l'outil d'excavation comporte, dans une cage 1 ouverte à ses deux extrémités, une tête motrice rptative 2 retenue dans ladite cage par un axe central 3 solidaire d'entretoises 4. Cette tête motrice est entourée par un capotage étanche profilé en forme de nacelle. Le capotage est solidaire de filets de vis 5 dont les extrémités amont présentent, sous les filets, des taquets d'entraînement 6. Au-dessus des entretoises 4, la cage 1 est pourvue d'une rehausse 7 destinée à servir de réserve pour les déblais.

Cette cage est souspendue à une paire de câbles latéraux 8 et ces câbles latéraux passent sur deux poulies 9 d'un chevalet 10 qui, dans l'exemple représenté, est monté sur une plate-forme 11 sur roues 12. Cette plate-forme est stabilisée par des vérins'13 télescopiques qui prennent appui sur le sol par des patins, de part et d'autre de l'ouverture du puits. Une poulie auxiliaire 14 est prévue sur le chevalet 10 pour le passage du câble électrique 15 d'alimentation du moteur contenu dans le capot 2. Les câbles 8 et 15 viennent s'enrouler sur des tambours 16 d'un premier treuil,solidaire de la plate- forme et entraîné par un moteur non représenté.

Cette plate-forme comporte en outre un groupe électrogène 17 entraîné par un acteur thermique et le tableau de commande des outils let Ides
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treuils est de préférence placé à l'extrémité d'un faisceau de câbles souples qui permettent au conducteur de se placer à tout endroit désiré et de préférence au voisinage de l'orifice du puits.

L'axe de suspension des poulies 9 reçoit en outre une poulie médiane 18 sur laquelle passe un câble 19.

Ce câble est enroulé sur un tambour de treuil indépendant 20 actionné par des moyens analogues à ceux du tambour 16.

Au brin vertical de ce câble 19 est accroché l'outil d'extrac- tion.Ce dernier comprend une tête motrice 21 pourvue d'un anneau d'accrochage et cette dernière tête est solidaire d'un bac d'extraction 22 ouvert à sa partie inférieure et pourvu latéralement d'une trappe de vidange à fermeture étanche 23.

La tête motrice 21 renferme un moteur électrique 24 à réducteur 25 qui, par un entraînement à cannelures 26, met en mouvement un arbre 27 pourvu d'un ailetage hélicoïdal 28 à deux filets.

Cet ailetage est guidé par le palier supérieur 29 de l'arbre 27 et par le contact de la périphérie des filets dans le bac 22.

Ce bac est constitué par 'une tôle cylindrique renforcée par des nervures 30 extérieures à extrémités inférieures biseautées.

Ce bac est guidé dans le puits par-des patins latéraux 31 régulièrement répartis, ces patins étant'pourvus d'une surface extérieure bombée. Bien entendu le moteur 24 est relié au groupe électrogène 17 par un câble d'alimentation 32.passant sur une poulie 33 voisine de la poulie 18 et ce câble d'alimentation est emmagasiné sur un tambour 34 semblable au tambour 20 et monté sur le même axe.

La cage 1 de l'outil excavateur est construite de la même façon que celle de l'outil extracteur à l'aide d'une tôle cylindrique 35 renforcée extérieurement par des nervures 36. Ces nervures portent extérieurement des ailettes 37 qui creusent des sillons dans la paroi du puits et qui empêchent ainsi la cage 1 de tourner dans ce puits sous l'effet des

réactions de l'outil d'abattage. A la partie supérieure de l'enveloppe 35 sont disposés, intérieurement à ladite enveloppe, des points d'attaches 8a des câbles 8 de soutien et'des taquets
39 qui viennent coopérer avec les nervures 30 de l'extracteur.

En effet, lorsque l'extracteur est descendu, comme on, 'peut le voir sur la figure 1, la partie basse de la paroi 22 est emman- chée à l'intérieur de la paroi 35 et la tranche intérieure des filets 28 vient mordre dans le tas de déblais remonté à la partie supérieure de la cage 1 par les filets de vis 5. Cet emmanchement est limité par l'appui des patins latéraux sur la . tranche supérieure de la cuve 1 et les nervures 30 coopèrent avec les taquets 39 pour empêcher l'extracteur de tourner lorsque les filets 28 sont mis en rotation.

Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant :
L'outil excavateur, dans son travail d'abattage, descend dans le puits sans tourner puisque les ailettes 37 l'en empêchent. Les outils d'abattage détachent du fond du puits les fragments de terrain qui sont pris par les filets de vis 5 et remontée dans la capacité supérieure de la cage 1.

Lorsque cette cage est pleine, le conducteur-de l'appareil., averti par surveillance visuelle ou par tous moyens convenables de contrôle, fait descendre dans le puits l'outil extracteur dont la vis 28 enlève les déblais et l'outil extracteur est 'ensuite remonté. Il peut être vidé par la porte 23 ou par le fond en faisant tourner la vis 28 dans le sens convenable. L'extraction des déblais est effectuée sans interruption du travail d'excava- @ tion.

L'outil excavateur proprement dit comporte, dans la nacelle étanche 2, un moteur électrique 38 alimenté par un câble qui traverse l'axe creux 3 de suspension du moteuret l'une des entretoises 4, avant d'être relié au câble d'alimentation 15

précité. Il est à remarquer que les câbles de suspension 8 et le câble d'alimentation 15 sont placés sur les côtés pour permettre la descente dans le puits de l'outil extracteur.

Le moteur 38 est attelé à un réducteur 39a qui assure- l'entraî- nement d'un arbre cannelé creux 40. Le réducteur 39a est soli- daire d'un plateau 41 traversé par l'arbre 40 et à ce plateau est fixé un capot étanche 42 intérieur à la nacelle 2; ce capot 42 est fixé de façon étanche sur l'arbre creux 3.

Cet arbre creux sert de pivot pour un palier étanche 43 solidaire de la nacelle 2.

Le plateau 4l supporte une couronne de galets
44 régulièrement espacés et, intérieurement à cette couronne de galets, est placée une cage 45 qui est mise en prise avec l'arbre cannelé 40. La cage 45 présente un embout 46 solidaire d'une bride 47 boulonnée de façon étanche sur le plateau 48 qui forme le nez d'obturation de la nacelle profilée 2. Cet embout 46 tourne dans la garniture étanche 49 d'un palier 50 et ce palier 50 est fixé par une bride sur la paroi intérieure d'un carter 52 solidaire du plateau 41 et renfermant la cou- ronne de galets 44.

Dans ces conditions l'ensemble moteur solidaire du plateau 41 est immobilisé par sa suspension.à l'axe creux
3 et,'par l'entraînement de l'axe cannelé 40 et de la cage correspondante 45, assure la mise en rotation de la nacelle 2 et des pièces dont elle est solidaire.

Dans l'embout 46 sont prévus deux paliers 53,
54 dans lesquels passe l'arbre porte-outils 55. Cet arbre est lisse et l'une de ses extrémités est solidaire d'une douille
56 perpendiculaire audit arbre, douille dans laquelle passe un axe 57 dont les extrémités traversent des lumièresoblongues dans la paroi de la cage 45 et portent extérieurement chacune un galet 58. Un ressort amortisseur et de rappel 59 est placé entre la douille 56 et la garniture fixe 53.

L'extrémité de l'arbre 55 porte un ensemble d'outils qui comprend, dans l'exemple représenté, un trépan de centrage 60 et deux bras 61 diamétralement opposés. Ces bras 61 sont pourvus de perforations obliques dans lesquelles sont fixés les outils proprement dits 62.Les bras sont terrai* nés par des dents d'alésage 63 basculantes. Ces bras porte- outils 61 sont entraînés en rotation par les taquets d'entra- nement 6.

Le fonctionnement de cet outil est le suivant:
Au cours de la rotation de la nacelle 2 et des filets de vis 5, les taquets 6 entraînent en pivotement les bras 61. Ceux-ci entraînent l'arbre 55 et l'axe 57. Les galets 58 coopèrent avec les galets 44 pour imposer aux galets 58 une trajectoire ondulée et l'axe 55 est animé d'un mouvement saccadé en coulissant dans les portées 53 et 54. Les outils 62 raclent donc le fond de l'excavation au cours de leur mouvement circulaire en frappant en même temps sur ce fond.

Bien entendu lorsqu'on désire que l'outil excavateur participe lui-même à son centrage, on peut donner aux bras 61 une forme telle que celle d'un V à branches droites ou courbes, ce qui conduit à donner une forme correspondante aux extrémités des filets de vis 5. '
Il va de soi ¯en outre que, sans sortir du cadre de l'invention, on pourra apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites. C'est ainsi que si les outils ci-dessus décrits sont destinés au forage de puits obliques ou au creusement de galeries, des moyens de guidage seront adjoints aux outils et ces moyens de guidage comprendront des moyens de propulsion qui se substitueront à la simple action de la pesanteur, seule utilisée dans le forage des puits verticaux.

Claims

- R é s u m é - La présente invention comprend notamment : 1 ) Un procédé de creusement selon lequel l'abattage du terrain est pratiqué par des outils percutants et rotatifs dont les déblais sont repris pour être amenés en arrière desdits outils et de leur ensemble moteur, l'abattage étant poursuivi de façon continue, les déblais ainsi ramenés étant extraits à volonté hors de l'excavation par un outil auxiliaire que l'on introduit dans l'excavation pour qu'il se charge desdits déblais et qufil puisse les amener hors de ladite excavation au cours d'un mouvement alternatif.

2 ) Un dispositif permettant la mise en oeuvre d'un procédé tel que spécifié sous 1 , dispositif comportant un outillage rotatif et percutant actionné par un ensemble' moteur qui entraîne également un transporteur de déblais en aval dudit ensemble moteur, et un outil extracteur, parcourant l'exca- vation et susceptible de venir s'emboîter dans la portion aval de l'outillage d'abattage pour se charger des déblais avant d'être sortir de l'excavation.

3 ) Des formes d'exécution d-'un dispositif tel que spécifié sous 2 , comportant en outre, notamment, les particularités suivantes, applicables séparément ou en diverses combinaisons : a) l'outil d'abattage est soutenu en bout d'un ensemble moteur contenu dans une nacelle étanche et cette nacelle porte extérieurement des filets de vis qui. pivotent à l'intérieur d'une cage de guidage, les porte-outils étant situés à l'extrémité amont de ladite cage, l'extrémité aval de cette cage constituant une réserve à déblais; b) l'outil d'extraction est constitué par une cuve retournée dont l'extrémité ouverte vient s'emboîter dans la réserve à déblais, cette cuve contenant une vis d'extraction <Desc/Clms Page number 9> animée par un moteur supporté par le fond de la cuve;

c) les porte-outils d'abattage sont entraînes en rotation par des taquets contre lesquels ils peuvent coulis- ser au cours des mouvements de percussion, ces taquets étant. solidaires des extrémités des filets de vis; d) les mouvements de percussion résultent de la coopération d'une paire de galets solidaires des porte-outils, ces galets roulant sur d'autres galets répartis sur une couronne fixe; e) dans le cas du fonçage d'un puits, la cage d'abattage, pourvue extérieurement d'ailettes d'ancrage qui l'empêchent de tourner, est suspendue à une paire de câbles latéraux, qui passent au ras des parois du puits, ces câbles passant sur des poulies d'un ensemble support qui comporte un chevalet et une plate-forme de treuil;

f) l'outil d'extraction, dans le cas spécifié sous e) est suspendu à un câble axial passant également sur une poulie ou chevalet et relié à un tambour.de treuil ; g) les outils d'abattage et d'extraction compor- tent des moteurs électriques alimentés par des câbles latéraux, câbles débités par des enrouleurs actionnés par les tambours de treuils; h) la plate-forme de treuil comporte un groupe électrogène à moteur thermique et est supportée sur le sol par des roues qui autorisent son déplacement et par des vérins éclipsables; i) la commande des treuils et des outils est effectuée à partir d'un tableau déplaçable, relié à la plate- forme de treuil et au groupe électrogène par câbles conducteurs souples ;

j) le porte-outils est pourvu de bras rectilignes ou courbes, disposés dans le prolongement l'un de l'autre ou disposés comme les branches d'un V.