EP0730064A1 - Appareil destiné à creuser des tranchées dans le sol - Google Patents

Appareil destiné à creuser des tranchées dans le sol Download PDF

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EP0730064A1
EP0730064A1 EP96400421A EP96400421A EP0730064A1 EP 0730064 A1 EP0730064 A1 EP 0730064A1 EP 96400421 A EP96400421 A EP 96400421A EP 96400421 A EP96400421 A EP 96400421A EP 0730064 A1 EP0730064 A1 EP 0730064A1
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EP
European Patent Office
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cutting tools
drums
milling drums
chassis
pressurized fluid
Prior art date
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Withdrawn
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EP96400421A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pascal Tavernier
Christian Vial
Jean-Claude Riglet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie du Sol SARL
Original Assignee
Compagnie du Sol SARL
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/22—Component parts
    • E02F3/24—Digging wheels; Digging elements of wheels; Drives for wheels
    • E02F3/248—Cleaning the wheels or emptying the digging elements mounted on the wheels, e.g. in combination with spoil removing equipment

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for digging trenches in the ground.
  • HYDROFRAISE brand which are constituted by a chassis provided at its lower part with two assemblies each carrying a pair of half-drums situated on either side of a vertical support core.
  • the present invention aims to provide an apparatus for digging trenches in the ground, which is capable of operating both in rocky terrain than in sticky terrain with equal efficiency.
  • the present invention relates to an apparatus intended for digging trenches in the ground, of the type comprising a chassis provided at its lower part with two assemblies each carrying a pair of milling drums located on either side of a central core and carrying cutting tools, suction holes for discharging drilling mud and debris from the soil broken up by the cutting tools being placed between the two pairs of drums, at the bottom of the chassis, characterized in that 'It comprises nozzles oriented towards the milling drums, for projecting a pressurized fluid onto the cutting tools during their travel on the upper half of the milling drums.
  • the present invention also relates to a method for digging trenches in the ground using an apparatus comprising a chassis provided at its lower part with two assemblies each carrying a pair of milling drums located on either side with a central core and carrying cutting tools according to which the milling drums are rotated and the drilling mud and the soil debris are sucked between the two pairs of drums at the bottom of the chassis disaggregated by cutting tools, characterized in that a pressurized fluid is projected onto the cutting tools during their journey on the upper half of the milling drums.
  • the nozzles are located in the vicinity of the suction orifices, so that the pressurized fluid is sprayed in the vicinity of the suction point of the mud and debris.
  • pressurized fluid means a liquid or a mixture of liquid and gas, for example consisting of water or water and air.
  • This pressurized fluid can advantageously consist of mud which, in known manner, is used to fill the trench during formation.
  • the pressurized fluid is brought to the nozzles by a line connected to a pump, which can be placed either on the ground surface or in the chassis of the device.
  • the nozzles are oriented so that the jets of pressurized fluid are perpendicular to the surface of the milling drums carrying the cutting tools.
  • the pressurized fluid is sprayed perpendicular to the surface of the milling drums carrying the cutting tools.
  • the pressure at which the fluid is injected into the nozzles is between 4 and 500 bars, and preferably between 50 and 150 bars.
  • the apparatus according to the invention can operate without difficulty in sticky terrain because the cutting tools are constantly cleaned by the jet of pressurized fluid and thus maintain good cutting efficiency.
  • the nozzles are located in the vicinity of the suction orifices of the winding pump.
  • suction orifices serve to evacuate from the drilling the mud and the pieces of ground torn off by the cutting tools.
  • these suction orifices are provided in a part housed in the lower part of the chassis, between the milling drums and the nozzles for spraying the pressurized fluid according to the invention are placed in the lower part of this part. , just near the cutting tools.
  • the apparatus described comprises a chassis 1 to which two pairs of milling drums 2 are subjected supported by a core 3.
  • the milling drums 2 are driven in a conventional manner, for example by a hydraulic motor, not shown, mounted in the chassis.
  • Cutting tools are attached to the periphery of each milling drum 2 to dig the ground when the device is lowered.
  • the drums are driven in the direction of the arrows so that they move up between them, in the center of the chassis, the debris or cuttings coming from the ground that they are breaking up.
  • a suction piece 4, of triangular lower section, is placed between the two pairs of drums, at the bottom of the chassis 1.
  • this suction piece 4 extends over the entire width of the device and has four orifices 5 through which the drilling mud and the debris from the ground are sucked up, during the operation of the apparatus, by a pump not shown.
  • nozzles 6 are oriented towards the milling drums to project a pressurized fluid, for example water, onto the cutting tools during their travel on the upper half of the milling drums 2.
  • a pressurized fluid for example water
  • this edge 7 has, on each of its faces, a row of orifices 8 directed towards the corresponding pair of milling drums 2. These orifices 8 are each intended to receive a nozzle 6.
  • Each nozzle 6 is supplied by a central channel 9 itself connected to a vertical pipe 10 connected to a pressure pipe (not shown).
  • water is sent under pressure, for example of the order of 100 bars, to the central channel 9.
  • Pressurized water jets are thus projected onto the cutting tools which pass in front of the nozzles 6 during the rotation of the milling drums and which are thus freed from the sticky parts of the ground which could clog them.
  • the mud and the pieces of land torn off by the cutting tools are then evacuated by the reassembly pump through the suction orifices 5, as shown by the arrows in FIG. 3.
  • FIG. 5 it can be seen how the jets of pressurized water act on the cutting tools 11.
  • This action can manifest itself in two different ways.
  • the water jets cause the cutting tools 11 to be washed, which are mounted on the hub 12 of the drums 2 by means of a support 13, as said cutting tools scrape the ground. No clogging then occurs because the ground debris is prevented from clumping on the tools and on the hub.
  • a layer 14 of clogged debris is reformed around the hub 12, or else there remains a thin layer 14 ′ of clogged debris which could not be eliminated during a first pass in front of the water jets.
  • the water jets which are directed perpendicular to the surface of the hub, penetrate the layer of debris and strike the hub 12, spreading on the surface thereof, under the layers of debris 14 and 14 '. There is then created, between the layer of debris and the hub, a sheet of pressurized water which peels off the layers of debris and releases the cutting tools.
  • jets of pressurized fluid according to the invention make it possible to free the cutting tools, either by preventing clogging of the debris, or by destroying the layers of clogged debris.
  • a fluid other than water can be sprayed under pressure on the tools, such as for example mud or a mixture of liquid and gas such as water and air.
  • nozzles for projecting the fluid under pressure can be arranged differently from what has been described previously, these nozzles however sending the fluid to the tools located on the upper half of the drums.

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Abstract

L'invention est relative à un appareil destiné à creuser des tranchées dans le sol, du type comportant un châssis muni à sa partie inférieure de deux ensembles portant chacun une paire de tambours de fraisage situés de part et d'autre d'une âme centrale et portant des outils de coupe, des orifices d'aspiration pour évacuer la boue du forage et les débris du sol désagrégé par les outils de coupe étant placés entre les deux paires de tambours, à la partie inférieure du châssis.
Il comporte des buses (6) orientées vers les tambours de fraisage (2), pour projeter un fluide sous pression sur les outils de coupe lors de leur trajet sur la moitié supérieure des tambours de fraisage (2).

Description

  • La présente invention concerne un appareil destiné à creuser des tranchées dans le sol.
  • on connaît déjà des appareils connus sous la marque HYDROFRAISE qui sont constitués par un châssis muni à sa partie inférieure de deux ensembles portant chacun une paire de demi-tambours situés de part et d'autre d'une âme support verticale.
  • Ces appareils sont amenés à travailler sous boue dans des sols de différentes natures et en particulier dans des terrains collants, par exemple argileux.
  • Or, dans ces terrains collants, l'efficacité de l'appareil est considérablement réduite du fait que les outils de coupe ont rapidement tendance à se colmater.
  • La présente invention vise à fournir un appareil destiné à creuser des tranchées dans le sol, qui est apte à fonctionner aussi bien dans des terrains rocheux que dans des terrains collants avec une égale efficacité.
  • La présente invention a pour objet un appareil destiné à creuser des tranchées dans le sol, du type comportant un châssis muni à sa partie inférieure de deux ensembles portant chacun une paire de tambours de fraisage situés de part et d'autre d'une âme centrale et portant des outils de coupe, des orifices d'aspiration pour évacuer la boue du forage et les débris du sol désagrégé par les outils de coupe étant placés entre les deux paires de tambours, à la partie inférieure du châssis, caractérisé par le fait qu'il comporte des buses orientées vers les tambours de fraisage, pour projeter un fluide sous pression sur les outils de coupe lors de leur trajet sur la moitié supérieure des tambours de fraisage.
  • La présente invention a également pour objet un procédé pour creuser des tranchées dans le sol à l'aide d'un appareil comportant un châssis muni à sa partie inférieure de deux ensembles portant chacun une paire de tambours de fraisage situés de part et d'autre d'une âme centrale et portant des outils de coupe selon lequel on entraîne en rotation les tambours de fraisage et l'on aspire, entre les deux paires de tambours, à la partie inférieure du châssis, la boue du forage et les débris du sol désagrégé par les outils de coupe, caractérisé par le fait que l'on projette un fluide sous pression sur les outils de coupe lors de leur trajet sur la moitié supérieure des tambours de fraisage.
  • Avantageusement, les buses sont situées au voisinage des orifices d'aspiration, de sorte que l'on projette le fluide sous pression au voisinage du point d'aspiration de la boue et des débris.
  • Selon l'invention, on entend par fluide sous pression, un liquide ou un mélange de liquide et de gaz, par exemple constitué par de l'eau ou de l'eau et de l'air.
  • Ce fluide sous pression peut avantageusement être constitué par de la boue qui, à la manière connue, est utilisée pour remplir la tranchée en cours de formation.
  • Le fluide sous pression est amené jusqu'aux buses par une conduite reliée à une pompe, laquelle peut être placée, soit à la surface du sol, soit dans le châssis de l'appareil.
  • Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les buses sont orientées de manière que les jets de fluide sous pression soient perpendiculaires à la surface des tambours de fraisage portant les outils de coupe.
  • En d'autres termes, on projette le fluide sous pression perpendiculairement à la surface des tambours de fraisage portant les outils de coupe.
  • Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la pression à laquelle le fluide est injecté dans les buses est comprise entre 4 et 500 bars, et de préférence entre 50 et 150 bars.
  • On comprend que l'appareil selon l'invention peut fonctionner sans difficulté dans un terrain collant du fait que les outils de coupe sont nettoyés en permanence par le jet de fluide sous pression et conservent ainsi une bonne efficacité de coupe.
  • Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les buses sont situées au voisinage des orifices d'aspiration de la pompe de remontage.
  • Ces orifices d'aspiration, connus dans l'état de la technique, servent à évacuer du forage la boue et les morceaux de terrain arrachés par les outils de coupe.
  • Le fait de placer les buses de projection du fluide sous pression au voisinage de ces orifices d'aspiration présente l'avantage que les matériaux détachés des outils de coupe par le jet de fluide sous pression sont directement évacués au travers des orifices d'aspiration de la pompe.
  • Dans une variante préférée, ces orifices d'aspiration sont ménagés dans une pièce logée à la partie inférieure du châssis, entre les tambours de fraisage et les buses de projection du fluide sous pression selon l'invention sont placées à la partie inférieure de cette pièce, juste au voisinage des outils de coupe.
  • Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et représenté sur le dessin annexé dans lequel :
    • la figure 1 est une vue en élévation et en coupe partielle selon IV-IV de la partie inférieure d'un appareil selon un mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 est une vue de droite de la figure 1, les tambours de fraisage situés à droite n'étant pas représentés,
    • la figure 3 est une vue en coupe selon IV-IV et à plus grande échelle de la pièce 4,
    • la figure 4 est une vue de droite de la figure 3 et
    • la figure 5 est une vue schématique permettant de comprendre l'action du fluide sous-pression sur les outils de coupe.
  • L'appareil décrit, dont la partie inférieure est représentée sur la figure 1, comporte un châssis 1 auquel sont assujetties deux paires de tambours de fraisage 2 supportés par une âme 3.
  • Les tambours de fraisage 2 sont entraînés de façon conventionnelle par exemple par un moteur hydraulique, non représenté, monté dans le châssis.
  • Des outils de coupe, non représentés, sont assujettis à la périphérie de chaque tambour de fraisage 2 pour creuser le sol lors de la descente de l'appareil.
  • Les tambours sont entraînés dans le sens des flèches de sorte qu'ils remontent entre eux, au centre du châssis, les débris ou déblais provenant du sol qu'ils désagrègent.
  • Une pièce d'aspiration 4, de section inférieure triangulaire, est placée entre les deux paires de tambours, à la partie inférieure du châssis 1.
  • Comme on le voit sur la figure 2, cette pièce d'aspiration 4 s'étend sur toute la largeur de l'appareil et comporte quatre orifices 5 au travers desquels la boue du forage et les débris du sol sont aspirés, lors du fonctionnement de l'appareil, par une pompe de remontage non représentée.
  • Ces orifices 5 permettent ainsi d'évacuer les matériaux arrachés du sol par les outils de coupe lors du forage.
  • Conformément à l'invention, des buses 6 sont orientées vers les tambours de fraisage pour projeter un fluide sous pression, par exemple de l'eau, sur les outils de coupe lors de leur trajet sur la moitié supérieure des tambours de fraisage 2.
  • Ces buses 6 sont vissées dans l'arête inférieure 7 de la pièce d'aspiration 4, cette arête constituant le sommet de la section inférieure triangulaire de ladite pièce d'aspiration.
  • Comme on le voit sur les figures 2 et 4, cette arête 7 comporte, sur chacune de ses faces, une rangée d'orifices 8 dirigés vers la paire de tambours de fraisage 2 correspondante. Ces orifices 8 sont chacun destinés à recevoir une buse 6. Chaque buse 6 est alimentée par un canal central 9 lui-même relié à un conduit vertical 10 raccordé à une conduite sous pression (non représentée).
  • Lors du fonctionnement de l'appareil, de l'eau est envoyée sous pression, par exemple de l'ordre de 100 bars, dans le canal central 9.
  • Des jets d'eau sous pression sont ainsi projetés sur les outils de coupe qui défilent devant les buses 6 lors de la rotation des tambours de fraisage et qui sont ainsi débarrassés des parties de terrain collant qui pourraient les colmater.
  • La boue et les morceaux de terrain arrachés par les outils de coupe sont ensuite évacués par la pompe de remontage au travers des orifices d'aspiration 5, comme matérialisé par les flèches sur la figure 3.
  • Sur la figure 5, on voit comment les jets d'eau sous pression agissent sur les outils de coupe 11.
  • Cette action peut se manifester de deux manières différentes.
  • Dans un premier cas, les jets d'eau provoquent le lavage des outils de coupe 11, qui sont montés sur le moyeu 12 des tambours 2 par l'intermédiaire d'un support 13, à mesure que lesdits outils de coupe raclent le sol. Il ne se produit alors aucun colmatage car les débris de terrains sont empêchés de s'agglutiner sur les outils et sur le moyeu.
  • Dans un second cas, illustré par la figure 5, entre deux passages des outils devant les jets d'eau, il se reforme une couche 14 de débris colmatés autour du moyeu 12, ou encore il subsiste une couche mince 14' de débris colmatés qui n'a pu être éliminée lors d'un premier passage devant les jets d'eau. Dans ce cas, les jets d'eau, qui sont dirigés perpendiculairement à la surface du moyeu, pénètrent la couche de débris et viennent frapper le moyeu 12, en se répandant à la surface de celui-ci, sous les couches de débris 14 et 14'. Il se crée alors, entre la couche de débris et le moyeu, une nappe d'eau sous pression qui décolle les couches de débris et dégage les outils de coupe.
  • Ainsi, on comprend que les jets de fluide sous pression selon l'invention permettent de dégager les outils de coupe, soit en empêchant le colmatage des débris, soit en détruisant les couches de débris colmatés.
  • Il est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
  • En particulier, il est clair qu'un autre fluide que de l'eau peut être projeté sous pression sur les outils, comme par exemple de la boue ou encore un mélange de liquide et de gaz tel que d'eau et d'air.
  • De plus, il va de soi que les buses pour projeter le fluide sous pression peuvent être disposées différemment de ce qui a été décrit précédemment, ces buses envoyant toutefois le fluide sur les outils situés sur la moitié supérieure des tambours.

Claims (10)

  1. Appareil destiné à creuser des tranchées dans le sol, du type comportant un châssis muni à sa partie inférieure de deux ensembles portant chacun une paire de tambours de fraisage situés de part et d'autre d'une âme centrale et portant des outils de coupe, des orifices d'aspiration pour évacuer la boue du forage et les débris du sol désagrégé par les outils de coupe étant placés entre les deux paires de tambours, à la partie inférieure du châssis, caractérisé par le fait qu'il comporte des buses (6) orientées vers les tambours de fraisage (2), pour projeter un fluide sous pression sur les outils de coupe lors de leur trajet sur la moitié supérieure des tambours de fraisage (2).
  2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites buses (6) sont situées au voisinage des orifices d'aspiration (5).
  3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les buses (6) sont orientées de manière que les jets de fluide sous pression soient perpendiculaires à la surface des tambours de fraisage (2) portant les outils de coupe (11).
  4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les orifices d'aspiration (5) sont ménagés dans une pièce (4) logée à la partie inférieure du châssis (1), entre les tambours de fraisage (2), caractérisé par le fait que les buses (6) de projection du fluide sous pression sont placées à la partie inférieure de cette pièce (4).
  5. Procédé pour creuser des tranchées dans le sol à l'aide d'un appareil comportant un châssis muni à sa partie inférieure de deux ensembles portant chacun une paire de tambours de fraisage situés de part et d'autre d'une âme centrale et portant des outils de coupe selon lequel on entraîne en rotation les tambours de fraisage et l'on aspire, entre les deux paires de tambours, à la partie inférieure du châssis, la boue du forage et les débris du sol désagrégé par les outils de coupe, caractérisé par le fait que l'on projette un fluide sous pression sur les outils de coupe lors de leur trajet sur la moitié supérieure des tambours de fraisage (2).
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'on projette le fluide sous pression au voisinage du point d'aspiration de la boue et des débris.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que l'on projette le fluide sous pression perpendiculairement à la surface des tambours de fraisage (2) portant les outils de coupe (11).
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que l'on utilise, comme fluide sous pression, de l'eau ou la boue qui est utilisée pour remplir la tranchée en cours de formation.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que l'on utilise, comme fluide sous pression, un mélange de liquide et de gaz, comme par exemple un mélange d'eau et d'air.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé par le fait que l'on soumet le fluide sous pression à une pression comprise entre 4 et 500 bars, et de préférence entre 50 et 150 bars.
EP96400421A 1995-02-28 1996-02-28 Appareil destiné à creuser des tranchées dans le sol Withdrawn EP0730064A1 (fr)

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