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L'invention concerne un appareil destiné à collecter des poussières qui résultent d'opérations de forage, comme dans le cas de forage de trous de'boulons dans un toit de mine.
Il est d'une pratique courante de supporter les toits de mine par des boulons supérieurs au lieu d'étançons s'étendant entre le sol et le toit de la galerie. Les boulons sont introduits dans des trous qui ont été forés à l'intérieur du toit. Durant l'opération de forage de ces trous et pendant d'autres opérations de forage identiques, il se forme une grande quantité de matière pulvérulente qui se manifeste par d'épais nuages de poussières, avec tous leurs inconvénients bien connus.
Un des buts de l'invention est de réaliser un collecteur de poussières à effet de succion grâce auquel toute la poussière et des matières pulvérulentes plus grosses puissent être entraînées au moyen d'un courant d'air à vitesse suffisamment élevée, de façon à maintenir propre et pure l'atmosphère environnant la zone de forage.
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L'appareil de l'invention est caractérisé par ce qu'il comprend d'une part un carter cylindrique et d'autre part une buse tubulaire branchée-avec un certain angle sur le carter de telle sorte qu'un passage d'aspiration d'air et de poussière soit cons- titué par le carter et la buse.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention un disque souple est porté par le carter de façon à permettre son application contre le toit de la mine par exemple, en assurant un joint étanche à l'air pour la tête collectrice. La buse tubulai- re comporte un orifice de sortie relié à un dispositif de succion, tel qu'un aspirateur de poussière et le carter comporte, à son extré- mité inférieure, un manchon par lequel passe un foret qui vient s'engager dans le toit de la mine. Le carter y compris le manchon, est conçu de façon à permettre l'enlèvement du foret sans déplacer la tête collectrice du toit de la galerie, et le manchon entoure étroitement le foret de façon à permettre une admission d'air entre le manchon et le foret afin d'assurer une entrée d'air à grande vites- se.
L'invention s'étend également aux caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins annexés ainsi qu'à leurs combinaisons possibles.
La description se rapporte à des exemples de réalisation représentées aux dessins dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan de la tête collectrice de l'appareil.
La figure 2 est une coupe en long verticale.de la tête dans sa position de fonctionnement par rapport au foret.
La figure 3 est une coupe transversale verticale faite suivant la ligne III-III de la figure 1.
La figure 4 est une forme modifiée de la tête collectrice, vue suivant la ligne IV-IV de la figure 5.
La figure 5 est une coupe en long verticale de la tête collectrice de la figure 4;
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La figure 6 est une coupe transversale verticale faite suivant la ligne VI-VI de la figure 4.
La tête collectrice 2 comprend un carter cylindrique 4 et une buse tubulaire 6. Elle est portée d'une manière conven- tionnelle par un vérin, ou équivalent, par un support 7 qui part normalement d'une machine de forage et qui peut être réglé vers le haut ou vers le bas. La machine de forage porte également un foret 8 qui se déplace vers l'intérieur et vers l'extérieur du carter 4. La tête 2 et le foret 8 sont positionnés l'un. par rapport à l'autre sur la machine de forage, le foret pouvant être introduit ou enlevé par le centre du carter 4. La buse 6 est disposée de façon à être branchée à un raccord de succion 10 qui, à son tour, est relié à un dispositif aspirateur de pous- sière d'un. type connu.
Le carter 4 est construit en matériau relativement dur, comme du métal, et est constitué par une pièce d'admission de poussière II à sa partie supérieure et une pièce d'ad- mission d'air 12 à sa partie inférieure.
Un manchon amovible 13 est relié à l'entrée d'air 12 par des boulons 14 ou équivalent, et est orienté vers le haut de façon à venir affleurer le niveau de l'épaulement 15. La dimen- sion du manchon est prédéterminée de façon à entourer étroitement le foret et, en même temps, à permettre d'enlever correctement le foret sans modifier le positionnement de la tête collectrice.
Lorsque le foret 8 est introduit dans le carter 4, un espace annu- laire 16 est formé entre le foret et le manchon 13, de façon à assurer une admission d'air à grande vitesse pour la tête. Comme on utilise des forets de dimensions différentes, la dimension du manchon varie de façon que l'on puisse maintenir l'admission d'air à vitesse maxima avec une dimension donnée de foret. Il est classique, lorsque l'espace annulaire 16 décroit en section droite radiale, la vitesse de l'air entrant est accrue.
Un disque plat, souple 18 comporte, dans sa conception
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normale, une ouverture centrale d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre extérieur de l'extrémité supérieure du carter 4. Le disque 18 est emmanché sur l'extrémité supérieure du carter et une fois monté il se déforme de façon à prendre le profil d'un cône tronqué inversé comme on le voit clairement sur la figure 2.
La souplesse et la résistance du disque 18 dans profil conique permettent de plaquer la tête collectrice contre la surface à per- forer et permettent d'obtenir un joint étanche à l'air entre la sur- face et le disque. La différence des pressions régnant à l'intérieur et à l'extérieur du disque a pour effet de plaquer le disque sur la surface et permet à la plus grande partie de l'air d'être aspiré à travers le manchon 13. Si on le désire, une bague d'arrêt 19 pourra être placée autour de la base du disque 18 afin de fixer le disque sur le carter 4 mais la bague n'est pas nécessaire dans la plupart des cas puisque l'emmanchement du disque sur le carter est suffisant pour assurer un bon blocage et éviter les fuites d'air.
La buse 6 de la tête collectrice est intégralement reliée au carter 4 et fait un certain angle par rapport à celui=ci, de sorte que l'on peut toujours avoir un jeu entre le manchon 6 et le raccord de succion 10 et la surface à perforer ; par conséquent, la tête peut facilement être mise en place contre des surfaces irrégulières, sans aucune gêne. La buse 6 et le carter 4 constituent un passage d'aspiration 20 à grande vitesse pour les matières pulvérulentes provenant du trou foré.
Le passage 20 est resserré dans la zone située au-dessus de l'épaulement 15 et du manchon 13 (fig.2) de façon à réaliser une gorge resserrée 21 et à se terminer suivant des arêtes 24 constituées sur la moitié de la paroi intérieure 22 du carter, au-dessus du manchon 13, en formant une paire de parties de passage terminales similaires 24a. La gorge 21, fig. 2, forme une surface incurvée verticale coupant la jonction de la buse 6 et du carter 4 à l'épau- lement 15.
Les parties terminales 24a du passage 20 partent de la gorge 21 vers des points diamétralement opposés de la paroi intérieu-
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re 22 et fournissent un moyen pour.augmenter la vitesse de l'air d'aspiration, afin de mieux entratner la poussière dans des zones qui correspondraient normalement à une réduction de vitesse d'air du fait de leur écartement de la gorge 21.
En considérant la droite de la figure 2, on voit aisé- ment que, pour collecter la poussière s'écoulant vers le bas entre le foret et le carter 4, l'air passant par le manchon 13 doit être maintenu à une vitesse suffisante pour porter la poussière à la gorge 21. Puisque les parties terminales 24a aug- mentent la vitesse élevée disponible à la gorge 21 de façon à réa- liser cette vitesse nécessaire, le rendement de la tête collectrice 2 est assuré par le fait que la poussière n'obstruera pas le carter 4, De même, le positionnement du sommet du manchon 13 qui vient affleu- rer l'épaulement 15 évite une chute de vitesse soudaine de l'air admis, après le manchon et pénétrant dans la gorge 21.
Par conséquent, l'air est convoyé à partir des différents points d'admission, à tra- vers le manchon, d'une manière continue et sans à-coups, sans turbu- lence appréciable qui serait due à des variations de vitesse. En ou- tre, le passage complet constitué par le manchon 13 et le carter 4 fournit un moyen de diminuer également et graduellement la vitesse d'air depuis les points d'admission d'air jusqu'à la gorge 21, et de cette manière, de conserver des vitesses élevées dans le carter 4 L'utilisation de ce mode de construction efficace permet de choisir aisément un moyen de succion, fonctionnant à un régime correct.
En se reportant à la figure 2, on voit que l'espace annulaire entre le foret 8 et la paroi 22, pris radialement, est inférieur à la section droite verticale de la gorge 21, cela présente l'avantage important de ne permettre qu'à des particules forées plus petites que la gorge 21 de tomber par gravité après le foret. Il est par conséquent évident que le passage 20 ne peut pas être obstrué interrompant ainsi le fonc- tionnement de l'aspirateur. Lorsque le trou est foré, les parti-
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cules tombant dans la chambre 4 sont broyées à la dimension prédéterminée entre le foret 8 et la paroi 22 sous l'action du foret métallique associé à celle de la paroi métallique du carter.
On peut incorporer des palettes de broyages ou équi- valent, à la paroi 22, il n'y a pas d'avantages majeurs à adopter ce dispositif plutôt que la conception de la surface lisse.
En fonctionnement, la tête collectrice est déplacée vers le haut contre la surface dans laquelle on doit forer un trou, le disque souple 18 étant étroitement plaqué contre la sur- face. Le foret 8 est mis en place à travers la tête collectrice en passant au centre du carter 4. Avant que le foret ne se mette en mouvement dans le carter 4, un manchon 13 de dimensions appropriées est mis en place dans le carter et enveloppe étroitement le foret dans sa position de fonctionnement. Le dispositif aspirateur de poussières, qui est fixé à la buse 6 de la tête collectrice 2 par un raccord de succion 10, est mis en marche de façon à faire arriver de l'air entre le manchon et le foret pendant que le foret perce le trou.
Comme les particules de matière tombent par gravité du trou foré, elles s'engagent vers le bas entre le carter et le foret et sont envoyées vers l'aspirateur de poussières par le courant d'air à grande vitesse.
Les particules de ,matière plus importantes sont écrasées ou broyées entre le foret et le carter afin d'éviter l'engorgement de la tête collectrice. La réalisation d'un passage de poussière et d'air à travers le carter et la buse, permet l'enlèvement de toute la poussière résultant de l'opération de forage. Lorsque le foret a besoin d'être remplacé, il n'est nécessaire que d'enlever le foret du carter sans-déplacer la-tête collectrice ou sans descen- dre le dispositif aspirateur de poussière.
En se reportant maintenant aux figures 4, 5 et 6, cette forme modifiée de l'invention est analogue dans son ensemble à la forme représentée sur les figures 1, 2 et 3. La tête collectrice
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de poussière 26 comprend un carter tubulaire 28 et une buse tubu- laire 30 constitués en matière plastique ou métallique. Le carter 28 comprend un manchon 31 sur toute sa longueur, ce manchon étant en métal ou en un autre matériau dur et comportant une ouverture 34 de profil adaptée à une gorge rétrécie 36 du passage 38. La gorge 36 forme une surface incurvée verticale coupant la jonction du carter 28 et du manchon 32 au passage 38.
L'ouverture 34 agit de pair avec la gorge 36 de façon à former des parties terminales 40 d'un passage,semblables à.celles repérées par 24a pour la réalisation précédente.
Le manchon 32 constitue une surface de broyage effica- ce pour les particules de matière provenant du trou foré et enveloppe étroitement le foret de façon à constituer une admission d'air à vitesse élevée. Le manchon 32 comprend également une oreille 42 qui est logée dans un évidement 43 du carter 28 par le position- nement, démontage, du manchon à l'intérieur du carter. La tête comprend un disque souple 44 identique au disque 18 et monté sur le carter, comme cela a été parfaitement expliqué plus haut. En modifiant la tête collectrice de manière à inclure un manchon occupant toute sa longueur, il est possible de réaliser un trajet plus uni pour l'air et la poussière et par conséquent d'améliorer les qualités d'absorption de la poussière de la tête.
En outre, conformément à la conception modifiée on peut obtenir une grande sélection de matières pour la fabrication de la majeure partie de la tête puisque un bro- yage des particules de matière est réalisé entre le manchon et le foret.
Indépendamment du mode de réalisation décrit et représenté il est possible d'apporter toutes modifications sans sortir pour au- tant du domaine de l'invention.