EP0249555A1 - Motopompe pour engin de fraisage destiné à creuser des tranchées dans le sol - Google Patents
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- EP0249555A1 EP0249555A1 EP87401298A EP87401298A EP0249555A1 EP 0249555 A1 EP0249555 A1 EP 0249555A1 EP 87401298 A EP87401298 A EP 87401298A EP 87401298 A EP87401298 A EP 87401298A EP 0249555 A1 EP0249555 A1 EP 0249555A1
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- E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
- E02F3/20—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
- E02F3/205—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels with a pair of digging wheels, e.g. slotting machines
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Definitions
- the present invention relates to a motor pump for milling machine, intended to dig trenches in the ground, of the type in which two drums with horizontal parallel axes provided with tools are placed at the bottom of a chassis of generally rectangular section and are driven in rotation so as to disintegrate the ground to create a trench, the ground debris being raised using a pump which sucks them at the same time as part of the drilling mud with which the trench is kept filled .
- the machines of this type must have a width at most equal to the width of the wall which is molded in the trench thus dug in the ground.
- the only pumps which can be used in practice are centrifugal pumps whose speed of rotation is limited by the speed of rotation of the motors of drive (most often hydraulic), or can only increase their delivery head by increasing the diameter of their volute.
- the present invention relates to a debris motor pump intended for milling machines for digging trenches in the ground which have the particularity of occupying a small footprint which does not unnecessarily increase the width of the trench and therefore the width of the wall molded in the latter, this motor pump nevertheless having sufficient power and delivery head to remove debris from the borehole.
- the present invention relates to a motor pump of this type, characterized in that the axis of rotation of the pump is inclined about 45 ° relative to the vertical in a plane parallel to the axes of the cutters.
- the motor-driven pump which also has the characteristic of being driven by a hydraulic motor, the cylinders of which are arranged in a barrel with a substantially vertical axis and the pistons of which act on a plate which is directly mounted on the pump rotor shaft.
- the pump unit which has just been described is supported at its lower part by the cover of the volute through which the suction of the pump passes.
- the pump set can be easily mounted on a chassis whose length and width are slightly less than the size of the pump set and which can thus be easily set up and removed for maintenance using a forklift for example.
- FIGS. 1 and 2 There is diagrammatically shown in FIGS. 1 and 2 the lower part of a machine whose cutters 1 and 2 have simply been represented by their outline. These cutters which are constituted by drums provided with drilling tools on their periphery, rotate in the direction arrows of Figure 1 by bringing between them the debris of the ground which are created by drilling.
- the cutters 1 and 2 are supported in the known manner by a frame 3 of which only the lower part is schematically shown in the drawing.
- This frame may for example be 50 to 60 cm wide, 1.50 to 2.50 m long and a height which can reach 8 to 10 meters, without these dimensional indications being in any way limiting of the invention.
- the drilling waste pump device consists of a centrifugal pump 4 whose axis 5 is inclined at about 45 ° relative to the vertical and which is located in a plane parallel to the axes 6 of the cutters 1 and 2.
- the centrifugal pump 4 is driven by a hydraulic motor 7 which is secured on top of the pump 4.
- the suction pipe 8 of the pump 4 is connected in a known manner to a suction head 9 which is located between the two cutters 1 and 2, slightly above the axis of the latter, at the place where the drilling debris is rejected by the cutters.
- the volute of the pump 4 opens at 10 towards the outside in the direction of a vertical pipe 11 shown in broken lines in FIG. 1 which rises to the open air to discharge the drilling waste there.
- the diameter of the volute can have a width substantially greater than the useful space which is available inside the body 3 of the machine.
- FIG. 3 shows the centrifugal pump 4 whose axis 5 is inclined about 45 ° relative to the vertical, and which is surmounted by the hydraulic motor 7.
- the motor pump is supported by its lower cover 12 which is provided with the central orifice corresponding to the suction pipe 8.
- the chassis of the motor pump group consists of the plate 13 which is inclined at an angle complementary to that of axis 5 and which is provided with legs 14 and 15 to allow the attachment of the motor-driven pump to a horizontal support.
- the upper face of the volute is closed by a housing 17 which, by means of its cover 18, maintains, by means of the bearings diagrammatically shown, the axis 19 of the rotor 20 of the centrifugal pump.
- the hydraulic motor 7 is directly fixed to the cover 18 of the housing 17, while the plate 21 of the motor which is extended by a rod 22 is made integral with the axis 19 of the pump by means of a key 23 which secures in rotation the rod 22 of the plate and the axis 19 of the pump rotor.
- the barrel containing the cylinders of the engine 7 is rotated at the same speed as the plate, thanks to the gears 25 and 26.
- the axis 19 which is incorporated in the upper face of the pump, supports at its lower part the turbine 20 and at its upper part the plate 21 on which the pistons of the hydraulic motor act.
- the inclination of the axis of the centrifugal pump according to the invention allows in practice for a given overall volume to increase by about 20% the diameter of the volute, that is to say about 40% of the pump head.
- two transverse passages 27 are provided, arranged parallel to the axis 6 of the cutters and integrated into the frame of the pump unit which allow the engagement of the two forks of a carriage. elevator so as to ensure easy installation and extraction of the pump set for maintenance.
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Abstract
Description
- La présente invention est relative à une motopompe pour engin de fraisage, destiné à creuser des tranchées dans le sol, du type dans lequel deux tambours à axes parallèles horizontaux munis d'outils sont placés dans le bas d'un châssis de section généralement rectangulaire et sont entraînés en rotation de manière à désagréger le terrain pour créer une tranchée, les débris de terrain étant remontés à l'aide d'une pompe qui les aspire en même temps qu'une partie de la boue de forage dont on maintient la tranchée remplie.
- Les engins de ce type doivent avoir une largeur au plus égale à la largeur de la paroi qui est moulée dans la tranchée ainsi creusée dans le sol.
- Comme par ailleurs l'on est amené à accroître la puissance appliquée sur les fraises, la quantité de débris qu'il est nécessaire de remonter à la surface augmente en conséquence lorsque l'on veut accroître le rendement de tels engins.
- De même, on est amené à réaliser des tranchées de plus en plus profondes, ce qui oblige à utiliser des pompes à déblais qui possèdent des hauteurs de refoulement qui peuvent atteindre plus de 50 mètres et qui doivent fournir des débits importants.
- Comme les déblais qui proviennent des débris de terrain peuvent se présenter sous la forme de morceaux relativement volumineux, les seules pompes qui peuvent être utilisées dans la pratique sont des pompes centrifuges dont la vitesse de rotation est limitée par la vitesse de rotation des moteurs d'entraînement (le plus souvent hydrauliques), ou ne peuvent accroître leur hauteur de refoulement que par accroîssement du diamètre de leur volute.
- La présente invention est relative à une motopompe à débris destinée à des engins de fraisage pour creuser des tranchées dans le sol qui présentent la particularité d'occuper un faible encombrement ce qui permet de ne pas augmenter inutilement la largeur de la tranchée et donc la largeur de la paroi moulée dans cette dernière, cette motopompe ayant néanmoins une puissance et une hauteur de refoulement suffisantes pour éliminer les débris du forage.
- La présente invention a pour objet une motopompe de ce type, caractérisée par le fait que l'axe de rotation de la pompe est incliné d'environ 45° par rapport à la verticale dans un plan parallèle aux axes des fraises.
- Grâce à cette disposition conforme à l'invention, il est possible d'utiliser une pompe centrifuge dont la volute présente un diamètre extérieur qui est notablement plus grand que la place libre dont on dispose en largeur à l'intérieur de l'engin.
- Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la motopompe qui présente en outre la caractéristique d'être entraînée par un moteur hydraulique dont les cylindres sont disposés selon un barillet à axe sensiblement vertical et dont les pistons agissent sur un plateau qui est directement monté sur l'arbre du rotor de la pompe.
- Grâce à ce mode de réalisation préféré de l'invention, on a affaire à une unité motopompe intégrée, l'axe du rotor de la pompe supportant directement le plateau du moteur. De ce fait, ce dernier peut être dispensé des roulements qui, dans les moteurs hydrauliques conventionnels, sont nécessaires pour assurer la rotation correcte du plateau.
- Il résulte de plus de ce mode de réalisation préféré de l'invention que le moteur hydraulique qui est fixé sur le carter de la pompe n'occupe qu'un très faible volume et ne fait pas saillie en dehors du contour apparent vertical de la volute de la pompe.
- Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le groupe motopompe qui vient d'être décrit est supporté à sa partie inférieure par le couvercle de la volute à travers lequel passe l'aspiration de la pompe.
- Grâce à cela, le groupe motopompe peut être facilement monté sur un châssis dont la longueur et la largeur sont légèrement inférieures à l'encombrement du groupe motopompe et qui peut ainsi être facilement mis en place et enlevé pour son entretien à l'aide d'un chariot élévateur par exemple.
- Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé.
- Sur ce dessin :
- - la figure 1 est une vue schématique en élévation de la partie inférieure d'un engin muni d'une motopompe selon l'invention,
- - la figure 2 est une vue de gauche correspondant à la figure 1, et
- - la figure 3 est une vue en coupe axiale à plus grande échelle de la motopompe des figures 1 et 2.
- On a schématiquement représenté sur les figures 1 et 2 la partie inférieure d'un engin dont les fraises 1 et 2 ont simplement été représentées par leur contour. Ces fraises qui sont constituées par des tambours munis d'outils de forage sur leur périphérie, tournent dans le sens des flèches de la figure 1 en ramenant entre elles les débris du terrain qui sont créés par le forage.
- Les fraises 1 et 2 sont supportées à la manière connue par un bâti 3 dont seule la partie inférieure est schématiquement représentée sur le dessin. Ce bâti peut avoir par exemple 50 à 60 cm de large, 1m50 à 2m50 de long et une hauteur qui peut atteindre 8 à 10 mètres, sans que ces indications dimensionnelles soient en rien limitatives de l'invention.
- Le dispositif de pompe des déchets de forage est constitué par une pompe centrifuge 4 dont l'axe 5 est incliné à environ 45° par rapport à la verticale et qui est situé dans un plan parallèle aux axes 6 des fraises 1 et 2.
- Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, la pompe centrifuge 4 est entraînée par un moteur hydraulique 7 qui est assujetti sur le dessus de la pompe 4.
- La canalisation d'aspiration 8 de la pompe 4 est reliée de manière connue à une tête d'aspiration 9 qui se situe entre les deux fraises 1 et 2, légèrement a dessus de l'axe de ces dernières, à l'endroit où les débris de forage sont rejetés par les fraises.
- La volute de la pompe 4 débouche en 10 vers l'extérieur en direction d'une canalisation verticale 11 représentée en traits interrompus sur la figure 1 qui remonte jusqu'à l'air libre pour y refouler les déchets de forage.
- On voit que, grâce à l'inclinaison de l'axe de la pompe 4, le diamètre de la volute peut avoir une largeur sensiblement supérieure à l'espace utile dont on dispose à l'intérieur du corps 3 de l'engin.
- On a représenté à plus grande échelle et en coupe sur la figure 3 un mode de réalisation préféré de la motopompe selon l'invention.
- On retrouve sur cette figure 3 la pompe centrifuge 4 dont l'axe 5 est incliné environ 45° par rapport à la verticale, et qui est surmontée par le moteur hydraulique 7.
- On a représenté par deux traits mixtes de part et d'autre du dessin la limite d'encombrement de la motopompe, c'est-à-dire l'espace qu'occupe cette motopompe à l'intérieur du corps de l'engin.
- Conformément à ce mode de réalisation, la motopompe est supportée par son couvercle inférieur 12 qui est muni de l'orifice central correspondant à la canalisation d'aspiration 8. Le châssis du groupe motopompe est constitué par la plaque 13 qui est inclinée selon un angle complémentaire à celui de l'axe 5 et qui est munie de jambages 14 et 15 pour permettre la fixation de la motopompe sur un support horizontal.
- La face supérieure de la volute est fermée par un boîtier 17 qui, par l'intermédiaire de son couvercle 18, maintient, grâce aux roulements schématiquement représentés, l'axe 19 du rotor 20 de la pompe centrifuge.
- Conformément à ce mode de réalisation préféré de l'invention, le moteur hydraulique 7 est directement fixé sur le couvercle 18 du boîtier 17, tandis que le plateau 21 du moteur qui est prolongé par une tige 22 est rendu solidaire de l'axe 19 de la pompe grâce à une clavette 23 qui solidarise en rotation la tige 22 du plateau et l'axe 19 du rotor de la pompe.
- On a schématiquement représenté sur la figure 3 les têtes 24 des pistons du moteur hydraulique qui sont situés dans des cylindres non représentés dans la partie haute du dessin.
- A la manière connue, le barillet contenant les cylindres du moteur 7 est entraîné en rotation à la même vitesse que le plateau, grâce aux engrenages 25 et 26.
- Pour des raisons de simplicité du dessin, les vis et les boulons n'ont pas été représentés autrement que par leur axe qui est indiqué par un trait mixte.
- On voit que, conformément à l'invention, l'axe 19 qui est incorporé à la face supérieure de la pompe, supporte à sa partie inférieure la turbine 20 et à sa partie supérieure le plateau 21 sur lequel agissent les pistons du moteur hydraulique.
- Il en résulte l'obtention d'un dispositif compact et de faible encombrement qui s'est révélé très fiable lors des essais, bien que réalisé en contradiction avec les spécifications d'utilisation, tant des fabricants de pompes centrifuges, que des fabricants de moteurs hydrauliques.
- L'inclinaison de l'axe de la pompe centrifuge conforme à l'invention permet dans la pratique pour un volume d'encombrement donné d'accroître d'environ 20% le diamètre de la volute, c'est-à-dire d'environ 40% la hauteur de refoulement de la pompe.
- Pour faciliter la manipulation du groupe motopompe qui est représenté sur le dessin, on a prévu deux passages transversaux 27 disposés parallèlement à l'axe 6 des fraises et intégrés dans le bâti du groupe motopompe qui permettent l'engagement des deux fourches d'un chariot élévateur de manière à assurer une mise en place et une extraction faciles du groupe motopompe pour son entretien.
- Il est bien entendu que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'exemples et qu'ils pourront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
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