EP0033281B1 - Dispositif de projection d'enduit mural, notamment pour excavation - Google Patents

Dispositif de projection d'enduit mural, notamment pour excavation Download PDF

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EP0033281B1
EP0033281B1 EP81400115A EP81400115A EP0033281B1 EP 0033281 B1 EP0033281 B1 EP 0033281B1 EP 81400115 A EP81400115 A EP 81400115A EP 81400115 A EP81400115 A EP 81400115A EP 0033281 B1 EP0033281 B1 EP 0033281B1
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EP
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centrifugal wheel
pipework
filler
whirling
admission
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EP81400115A
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English (en)
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EP0033281A1 (fr
Inventor
Lucien Tinchon
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Houilleres du Bassin de Lorraine
Original Assignee
Houilleres du Bassin de Lorraine
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0078—Nozzles used in boreholes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D5/00—Lining shafts; Linings therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S118/00—Coating apparatus
    • Y10S118/10—Pipe and tube inside

Definitions

  • the subject of the invention is a device for simultaneously projecting a liquid or pasty product and a pulverulent, granular or fibrous filler to produce a reinforced plastic wall covering or coating, in which the product is pumped to a centrifugal projection with central feed.
  • the published German patent application number 2808903 describes a device intended to project two components of a plastic material against the interior surface of a pipe.
  • This device essentially comprises a shaft at one end of which is fixed in rotation a centrifugal disc with a convex or conical face opposite which open two parallel pipes, arranged symmetrically with the shaft in the same diametral plane.
  • the two components are sent under pressure and they meet in the same annular zone the centrifugal disc which projects them against the interior surface of the pipeline.
  • This device is useful when it comes to projecting components which are not very different and above all, which support or require to be mixed at the same time of their projection.
  • the coating can be a mortar, plaster or a resin setting on the projected surface.
  • a pulverulent, grainy or fibrous filler in particular a glass fiber filler, is sprayed onto this first layer.
  • a coating is commonly used for the sealing of rock walls and to prevent falls of granular or pulverulent materials.
  • aminoplast resin sprayed with shredded glass fibers Of course, the applications of the invention will not be limited to this particular application, nor to the products mentioned.
  • the known devices used for the application of this process require the presence, in the immediate vicinity, of an operator.
  • the object of the invention is to provide a new device which is easier to use than known devices, which can be used conveniently in excavations, even if they are inaccessible or difficult for a man to access, and therefore can be operated remotely and operate safely, which requires no risk of blockage.
  • the turnstile and the centrifugal wheel are rotated on the same shaft.
  • the means of supplying the load is a pneumatic transport pipe which opens into the axis of the centrifugal wheel on the side opposite the turnstile and the centrifugal wheel is conical with its apex directed towards the discharge end of this pipe.
  • the device of the invention comprises means of support in translation on the walls, which means advantageously serve as centering means and cause that the axis of the turnstile and the direction of translation are parallel.
  • the speed of coating of the constituent material will be improved.
  • the load by orienting the device so that the centrifugal wheel is upstream aerating relative to the turnstile.
  • a housing 1 consists of a sealed rolling bearing with two ball bearings 2 and 3, provided in the vicinity of its ends, for a shaft 4 which passes right through it.
  • the shaft 4 carries a hub 13 traversed by tubes 6 at regular angular distances, for example two tubes at 180 ° from one another, substantially radial from the hub, then slightly bent , open at their ends remote from the axis and communicating on the axis with a central channel 7 provided in the axis of the shaft 4 and extending to an annular groove 8 of the shaft 4 delimiting an annular chamber 9 between the shaft and the housing.
  • a transverse channel 10 puts the central channel 7 in communication with the annular chamber 8, into which opens a passage channel of the housing 1, itself connectable to a supply pipe 12.
  • the assembly described hitherto constitutes a turnstile 20 with central feed for the projection of the product, which can be brought under pressure via the pipe 12.
  • the hub 13 carries, on a side opposite the shaft 4, a short shaft 14 of axis extending the axis of the shaft and carrying at its end a wheel 15 in the form of an obtuse cone 16 whose apex 17 is directed opposite the turnstile.
  • a pipe 18 opens into the axis of the wheel 15 near the apex 17 of the cone 16.
  • the pipe 18 is a pipe for pneumatic transport of glass fiber supply previously shredded, or other suitable material that can be transported pneumatically, from a storage hopper 19 (FIG. 3) by suction in a pipe 21 by means of an ejector 22 supplied with compressed air by a pipe 23.
  • the shaft 4 is shaped as a cone 24 for attachment to a motor 38 constituted by a rotary perforator 25 with compressed air supplied with compressed air by a pipe 37.
  • a central tubular element 27 coaxial with the turnstile 20 is connected to the frame 26 and is arranged so as to release the projection planes of the turnstile and of the centrifugal wheel.
  • FIG 1 the central tubular member opposite the housing and the punch relative to the turnstile, but it could just as easily surround the housing and the punch, provided that the projection planes are clear.
  • the central tubular element 27 carries three skis 28 mounted on springs 29 to center the entire device in an excavation.
  • the tubular element 27 ends in a cone and a ring 30 for coupling the entire device to a hauling cable 31.
  • the frame 26 also carries a guide slide 32 for the return strand 33 of the hauling cable 31.
  • FIG 3 there is shown an application to the remote spraying of a resin reinforced with glass fibers to consolidate the walls of a borehole 40 of 600 mm in coal ground and simultaneously prevent oxidation of the solid in coal areas.
  • the purpose of drilling the borehole 40 was to improve the ventilation in a tracing track 41 from a gallery 42 of a neighborhood in operation and to serve as an emergency exit.
  • a winch 43 was installed in the tracing 41 for an endless cable 34, 33, 31 returned by a pulley 35 installed in the gallery 42.
  • the device of the invention is hauled into the borehole , thanks to the ring 30.
  • the turnstile is supplied with resin from a pumping station 36 through the pipe 12 and the centrifugal wheel is supplied with shredded glass fibers as has already been explained.
  • the survey also includes one or more compressed air pipes 23, 37, which have not been shown in FIG. 3 for the simplification of the drawings, but which are of the usual type in mines.

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Description

  • L'invention a pour objet un dispositif de projection simultanée d'un produit liquide ou pâteux et d'une charge pulvérulente, granuleuse ou fibreuse pour réaliser un revêtement ou enduit mural plastique armé, dans lequel le produit est amené par pompage à un organe de projection centrifuge à amenée centrale.
  • La demande de brevet allemand publiée numéro 2808903 décrit un dispositif destiné à projeter contre la surface intérieure d'une canalisation deux composants d'une matière plastique. Ce dispositif comprend essentiellement un arbre à une extrémité duquel est calé en rotation un disque centrifugeur à face convexe ou conique en face de laquelle débouchent deux tuyaux parallèles, disposés symétriquement à l'arbre dans un même plan diamétral. Les deux composants sont envoyés sous pression et ils rencontrent dans une même zone annulaire le disque centrifugeur qui les projette contre la surface intérieure de la canalisation.
  • Ce dispositif est utile quand il s'agit de projeter des composants qui sont assez peu différents et surtout, qui supportent ou qui nécessitent d'être mélangés au moment même de leur projection.
  • Or, on connaît aussi, pour la réalisation d'un enduit par projection, le procédé dit de «gunitage", dans lequel l'enduit peut être un mortier, du plâtre ou une résine faisant prise sur la surface projetée. Avant la prise, on projette sur cette première couche une charge pulvérulente, granuleuse ou fibreuse, notamment une charge de fibres de verre. Par exemple, pour l'étanchéifica- tion de parois rocheuses et pour empêcher des chutes de matériaux granuleux ou pulvérulents, on utilise couramment un enduit de résine aminoplaste projeté avec des fibres de verres déchiquetées. Bien entendu, les applications de l'invention ne seront pas limitées à cette application particulière, ni aux produits mentionnés.
  • Les appareils connus servant à l'application de ce procédé nécessitent la présence, à proximité immédiate, d'un opérateur. Le but de l'invention est de proposer un nouveau dispositif plus simple d'emploi que les appareils connus, utilisable commodément dans des excavations, même inaccessibles ou accessibles difficilement à un homme, et donc actionnables à distance et fonctionnant avec sécurité, ce qui exige l'absence de risque de bouchage.
  • Ce but est atteint, à partir d'un dispositif du type décrit dans la demande DE-A-2 808 903 citée plus haut, comprenant des canalisations d'amenée sous pression respectivement du produit et de la charge, une roue centrifugeuse de projection de la charge, la canalisation d'amenée de celle-ci débouchant en face de la surface de ladite roue centrifugeuse, grâce au fait que, selon l'invention, la canalisation d'amenée du produit aboutit à un canal central ayant son axe commun avec la partie de la canalisation d'amenée de la charge débouchant en face de la roue centrifugeuse, ce canal central alimentant un tourniquet de projection qui est monté tournant autour dudit axe commun ainsi que la roue centrifugeuse, celle-ci et le tourniquet étant espacés l'un de l'autre le long de cet axe commun.
  • De préférence, le tourniquet et la roue centrifugeuse sont calés en rotation sur le même arbre.
  • Le moyen d'amenée de la charge est une canalisation de transport pneumatique qui débouche dans l'axe de la roue centrifugeuse du côté opposé au tourniquet et la roue centrifugeuse est conique avec son sommet dirigé vers l'extrémité de décharge de cette canalisation.
  • De cette façon les granules, particules ou fibres heurtent axialement le cône de la roue centrifugeuse qui les projette radialement, mais ils conservent une force vive infléchissant leur trajectoire de projection en direction du plan trans- versai de projection du produit d'enduction par le tourniquet.
  • Pour faciliter le revêtement de parois d'excavations, telles que galeries, tunnels, puits, sondages, le dispositif de l'invention comporte des moyens d'appui en translation sur les parois, lesquels moyens servent avantageusement de moyens de centrage et font en sorte que l'axe du tourniquet et la direction de translation soient parallèles.
  • Si on opère dans une excavation incluse dans un circuit d'aérage, telle qu'une galerie, un tunnel, un puits ou un forage qui ne soit pas en cul- de-sac, on améliorera la rapidité d'enduction de la matière constituant la charge en orientant le dispositif pour que la roue centrifuge soit en amont aérage par rapport au tourniquet.
  • D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui sera donnée ci-après, uniquement à titre d'exemple, d'un mode de réalisation de l'invention. On se reportera à cet effet aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 donne une vue d'ensemble latérale d'un dispositif de l'invention adapté pour le revêtement des parois d'un sondage minier,
    • la figure 2 représente, à plus grande échelle, une vue en coupe axiale de la partie essentielle, selon l'invention, du dispositif de la figure 1,
    • la figure 3 est un croquis illustratif simplifié d'une utilisation possible de l'appareil de la. figure 1 dans un trou de sonde.
  • On se reportera d'abord à la figure 2.
  • Un boîtier 1 est constitué en palier étanche de roulement à deux roulements à billes 2 et 3, prévus au voisinage de ses extrémités, pour un arbre 4 qui le traverse de part en part.
  • A une de ses extrémités 5, l'arbre 4 porte un moyeu 13 traversé par des tubes 6 à distances angulaires régulières, par exemple deux tubes à 180° l'un de l'autre, sensiblement radiaux au départ du moyeu, puis légèrement coudés, ouverts à leurs extrémités éloignées de l'axe et communiquant sur l'axe avec un canal centrai 7 prévu dans l'axe de l'arbre 4 et s'étendant jusqu'à une gorge annulaire 8 de l'arbre 4 délimitant une chambre annulaire 9 entre arbre et boîtier. Un canai transversal 10 met en communication le canal central 7 avec la chambre annulaire 8, dans laquelle débouche un canal de traversée du boîtier 1, lui-même raccordable à une canalisation d'amenée 12. L'ensemble décrit jusqu'ici constitue un tourniquet 20 à amenée centrale pour la projection du produit, qui peut être amené sous pression par la canalisation 12.
  • Le moyeu 13 porte, d'un côté opposé à l'arbre 4, uns arbre court 14 d'axe prolongeant l'axe de l'arbre et portant à son extrémité une roue 15 en forme de cône obtus 16 dont le sommet 17 est dirigé à l'opposé du tourniquet. En se reportant maintenant à la figure 1, on voit qu'une canalisation 18 débouche dans l'axe de la roue 15 à proximité du sommet 17 du cône 16. La canalisation 18 est une canalisation de transport pneumatique d'amenée de fibres de verre préalablement déchiquetées, ou autre matériau convenable transportable pneumatiquement, à partir d'une trémie de stockage 19 (figure 3) par aspiration dans une canalisation 21 grâce à un éjecteur 22 alimenté en air comprimé par une canalisation 23.
  • A sa partie inférieure l'arbre 4 est conformé en cône 24 de fixation à un moteur 38 constitué par une perforatrice rotative 25 à air comprimé alimentée en air comprimé par une canalisation 37. L'ensemble constitué par le tourniquet 20 et son boîtier 1, la roue centrifuge 15, la perforatrice 25, la canalisation 18 et son éjecteur22, ainsi que les canalisations raccordées, est monté sur un bâti 26, qui n'est que sommairement représenté. Un élément tubulaire central 27 coaxial au tourniquet 20 est lié au bâti 26 et est disposé de façon à dégager les plans de projection du tourniquet et de la roue centrifuge. On a représenté à la figure 1 l'élément tubulaire central à l'opposé du boîtier et de la perforatrice par rapport au tourniquet, mais il pourrait tout aussi bien entourer le boîtier et la perforatrice, pourvu que les plans de projection soient dégagés. L'élément tubulaire central 27 porte trois skis 28 montés sur ressorts 29 pour centrer l'ensemble du dispositif dans une excavation. L'élément tubulaire 27 se termine par un cône et un anneau 30 pour atteler tout le dispositif à un câble de halage 31. Le bâti 26 porte encore une glissière de guidage 32 pour le brin de retour 33 du câble de halage 31.
  • A la figure 3, on a représenté une application à la pulvérisation à distance d'une résine armée de fibres de verre pour consolider les parois d'un trou de sonde 40 de 600 mm en terrain houiller et empêcher simultanément l'oxydation du massif dans les zones charbonneuses. Le perçage du trou de sonde 40 avait pour objectif d'améliorer l'aérage dans une voie de traçage 41 à partir d'une galerie 42 d'un quartier en exploitation et de servir d'issue de secours. Après percement du trou de sonde 40, on a installé dans le traçage 41 un treuil 43 pour un câble sans fin 34, 33, 31 renvoyé par une poulie 35 installée dans la galerie 42. Le dispositif de l'invention est halé dans le sondage, grâce à l'anneau 30. Le tourniquet est alimenté en résine à partir d'une station de pompage 36 par la canalisation 12 et la roue centrifuge est alimentée en fibres de verre déchiquetées comme il a déjà été exposé.
  • Le sondage comporte en outre une ou des canalisations à air comprimé 23, 37, qui n'ont pas plus été représentées à la figure 3 pour la simplification des dessins, mais qui sont de type usuel dans les mines.

Claims (10)

1. Dispositif de projection simultanée d'un produit liquide ou pâteux et d'une charge pulvérulente, granuleuse ou fibreuse pour réaliser un revêtement mural plastique armé, comprenant des canalisations (12, 18) d'amenée sous pression respectivement du produit et de la charge, une roue centrifugeuse (15) de projection de la charge, la canalisation (18) d'amenée de celle-ci débouchant en face de la surface de ladite roue centrifugeuse (15), caractérisé en ce que la canalisation (12) d'amenée du produit aboutit à un canal central (7) ayant son axe commun avec la partie de la canalisation (18) d'amenée de la charge débouchant en face de la roue centrifugeuse (15), ce canal central (7) alimentant un tourniquet de projection (20) qui est monté tournant autour dudit axe commun ainsi que la roue centrifugeuse (15), celle-ci et le tourniquet (20) étant espacés l'un de l'autre le long de cet axe commun.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tourniquet (20) et la roue centrifugeuse (15) sont calés en rotation sur le même arbre (4, 13, 14) à proximité l'un de l'autre.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la canalisation (18) d'amenée de la charge à la roue centrifugeuse débouche dans l'axe de cette roue centrifugeuse (15) du côté opposé au tourniquet (20).
4. Dispositif selon la revendication 3, à roue centrifugeuse conique (15) à sommet (17), caractérisé en ce que l'extrémité de décharge de la canalisation de transport pneumatique (18) débouche en face de ce sommet (17).
5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre (4) du tourniquet (20) et de la roue centrifugeuse (15) est entraîné par un moteur (38).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'appui en translation (28) sur les parois d'une excavation (40) telle que galerie, tunnel, puits, sondage.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'appui (28) sont en même temps des moyens de centrage.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'axe du tourniquet (20) et la direction de translation sont parallèles.
9. Dispositif selon rune quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'attelage (30) à un câble (31) et/ou une chaîne de halage.
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BR (1) BR8100473A (fr)
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FR (1) FR2474351B1 (fr)
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