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Procédé et dispositif pour la fabrioation de pierres artifi - cielles.
La présente invention a pour objet un procédé et un dis - positif spécial correspondant, grâce auxquels il est possible de fabriquer en masses des pavés ou autres pierres analogues ayant une structure constamment uniforme (homogène) et une grande dureté.
Les caractéristiques essentielles de l'invention oonsis - tent en ce que la matière première, à laquelle sont ajoutées une matière de remplissage et une matière de liage, est,après l'opération de centrifugeage connue, traitée dans un disposi - tif spécialement construit ; en ce que, en cas d'emploi de produits pierreux artificiels et aussi défectueux, tels que du laitier veiné ou crevassé provenant des hauts-fourneaux ou de l'incinération des immondices ou un autre laitier analogue ap - proprié, cette matière est d'abord concassée en éclats exempts de fissures ; et en ce que le chargement et la vidange ont lieu
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par la voie la plus courte et la plus rapide.
Le chargement a lieu d'une manière simple et parfaite au moyen d'un déchargeur automatique roulant sur des rails, lequel contient exactement la quantité de matière nécessaire à un remplissage du disposi - tif de centrifugeage et la répartit également sur toute la longueur du tambour centrifuge, rapidement et avec une faible hauteur de chute, de sorte qu'il est aussi possible d'employer pour cette opération du bitume chaud comme agent de liage.
Le dispositif pour la réalisation du procédé consiste en un tambour centrifuge sans axe qui forme sur sa périphérie des moules disposés comme des rayons de miel, dont les diverses rangées de moules sont chacune fermées vers l'extérieur par un organe de couverture de grandeur et de nature appropriées, par exemple en bois ou en tôle, et dans lequel il est prévu, pour l'expulsion des pierres centrifugées avec une masse de béton ou un mélange de bitume, une rangée de pistons de pres - sion agissant ensemble et uniformément sur une seule ou plu - sieurs rangées longitudinales.
Les organes de fermeture des diverses rangées de moules sont maintenus en place par des bandages fermés sur eux-mêmes et déplaçables qui peuvent, après la période de centrifugeage, être déplacés latéralement, sur quelques cloisons longitudinales faisant saillie sur la périphérie du tambour centrifuge, jusqu'aux fortes couronnes frontales disposées aux deux extrémités du tambour, dans le but de libérer les organes de couverture.
La construction et l'exécution du dispositif de fabrioa - tion de pierres artificielles sont illustrées, à titre d'exem- ple, sur le dessin ci-joint.
La fig.1 montre le dispositif de oentrifugeage en perspeo- tive.
La fig.2 est une vue intérieure d'une partie du tambour centrifuge.
La fig. 3 montre, en coupe transversale, un piston de pres -
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sion et son contre-appui avec tôle de couverture et, en dessous, quelques rouleaux transporteurs.
La fig.4 est une partie de la coupe longitudinale du tam - bour centrifuge.
Le tambour centrifuge sans axe, de section polygonale, est pourvu de bandages circulaires e et de couronnes frontales et repose sur des rouleaux de glissement b ou analogues qui sont reliés à une poulie motrice du moteur non représenté. Le bâti du tambour représente un corps de moulage solide formé de cloisons reliées entre elles, dans lequel, pour recevoir la masse pier - reuse x, les divers moules c sont disposés en rangées dans la direction axiale, à la manière de rayons de miel. Les organes de couverture d, qui sont faits ici de planches en bois doublées de tôle ou sont établis oomme tôles en U, sont maintenus en place par des bandages annulaires fermés sur eux-mêmes e et sont appuyés en position de fermeture contre les cloisons f et f' du corps du tambour par des vis de bandages g.
Les bandages e re - ceivent des rainures h qui s'engagent par-dessus les prolongements i des cloisons longitudinales f agissant comme guides, et ils peuvent ainsi être déplacés jusqu'aux couronnes frontales du tambour centrifuge avec un glissement facile et un guidage sur.
Pour expulser la masse pierreuse d'au moins une rangée lon- gitudinale de moules, il est prévu une rangée de pistons 1, avec. les pistons individuels l' agissant sur les divers moules c. Les pistons individuels (voir fig.4) sont reliés à un contre-appui m qui, lors de l'expulsion des pierres, sert à recevoir les tôles correspondantes 1 avec les pierres mouléesse trouvant sur celles- ci. Les tôles sont, pendant le centrifugeage et jusqu'à leur libé- ration, maintenues en place par les bandages annulaires e avec l'aide de vis à extrémité en forme de came se trouvant dans les couronnes frontales k.
Les moules c s'élargissent vers l'extérieur pour faciliter l'enlèvement des pierres hors des moules du tambour centrifuge.
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Pour le chargement de la matière première, il est prévu un déchargeur automatique p roulant sur des rails v et ayant une capacité qui correspond à la charge de matière première néces - saire à une opération de centrifugeage. Le déchargeur automatique P, qui possède une longueur correspondant à celle du tambour centrifuge, présente des surfaces de déversement allant jusque près des cloisons du tambour centrifuge.
La liaison u prévue entre la rangée de pistons 1 disposée sur une tige traversante et le contre-appui disposé sous le tam- bour, qui sont actionnés tous les deux en commun par un levier o ou analogue, permet la réception de l'organe de fermeture dès que les vis coniques se trouvant dans les oouronnes frontales libèrent les dits organes, qui servent maintenant de support aux pierres.
Ce dispositif peut aussi en même temps être relié aux rails pour le déchargeur automatique p et être disposé soue ce dé - chargeur automatique, Les rouleaux q qu'on voit sur les figs.3 et 4 représentent un dispositif transporteur des organes de cou- verture sur lesquels reposent les pierres jusqu'à leur consoli - dation à l'état de mise en oeuvre. Ces rouleaux laissent libre un espace pour le mouvement de descente du contre-appui, qui est abaissé jusque sous le bord supérieur des rouleaux.
Le centrifugeage des pierres a lieu de la manière suivante : .Apres que la matière première a été préparée de manière coït- venable, il y a remplissage du déchargeur automatique p et ensui- te introduction de ce dernier dans l'espace intérieur du tambour centrifuge. Lorsque le tambour centrifuge a atteint une vitesse de rotation déterminée, on commence le déchargement de la masse.
Grâce à la faible hauteur de chute entre le déchargeur et la face intérieure du tambour, et à la longueur presque égale du déchargeur et du tambour, la masse se répartit, à la vitesse donnée, d'une manière uniforme et très rapidement dans tous les moules. Dans ce mode de remplissage, il est impossible qu'une
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séparation seproduise dans le mélange et, par suite, on a la garantie essentielle d'une texture homogène de la pierre moulée.
Des retassures,des espaces d'air, etc. qui reçoivent de l'eau en hiver et font sauter la pierré par temps de gelée, sont im - possibles. Le pourcentage de la matière de remplissage par rap - port aux gros grains doit ëtre conforme à la destination des pierres. En cas d'emploi d'éclats durs de pierre naturelle ap - propriée, on obtient une dureté égale à oelle de la meilleure pierre artificielle ; cependant, le produit pierreux obtenu par moulage centrifuge reste rugueux et ne devient pas lisse comme cela est souvent le cas pour les pierres naturelles utilisées depuis un temps prolongé. Dès que le remplissage est terminé,on augmente la vitesse de rotation jusqu'au degré voulu dans le but d'augmenter la dureté de la masse pierreuse.
.Apres l'opération de oentrifugeage, la masse'pierreuse x est expulsée rangée par rangée, par la rangée de pistons 1, hors des moules c disposés en rangées, après que, au préalable, les bandages ont été déplacés vers les couronnes frontales après desserrage des vis de pression des planohes de fermeture. L'or - gane de couverture d desserré vers l'extérieur est, après oette opération, encore maintenu en place par les vis à came traver - sant les deux oouronnes frontales du tambour, jusqu'à ce que commence l'expulsion de la rangée de pierres correspondante .
Le contre-appui m reçoit, au même instant, la tôle de couverture d se trouvant sur le corps de moulage. Les pierres sortent alors de leurs moules en suivant l'organe d'expulsion sur la tôle de fermeture, sur laquelle elles restent jusqu'à leur consolidation à l'état de mise en oeuvre, et sont transportées au moyen du dispositif transporteur représenté par les rouleaux q. La vidan- ge des rangées de moules suivantes a lieu de la même manière, après que la rangée de pistons a été retirée en arrière avec le contre-appui et qu'on a fait tourner le tambour centrifuge d'une quantité égale à la distance d'une rangée de moules.
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Dans l'opération d'expulsion, de meme que lors du transport d'évacuation et de l'entreposage despierresjusqu'à leur expé - dition à l'état prêt à l'emploi, il ne peut se produire des dé- formations, des endommagements ni autres altérations nuisibles.
Au lieu des organes de couverture détachés fermant le corps de moulage vers l'extérieur, on peut aussi employer une enveloppe polygonale en deux ou plusieurs parties pouvant être enlevée et fermant par les faces longitudinales les diverses rangées de moules. On obtient un tel polygone, par exemple, au moyen de l'enveloppe cylindrique dans laquelle sont rivées ou soudées des tôles longitudinales, qui laissent libre entre elles un espace de la largeur des oloisons longitudinales. Ces tôles peuvent aussi être placées séparément dans l'enveloppe avant chaque centrifugeage et être maintenues sur les parois frontales.
Lors de la vidange, ces tôles sont alors expulsées avec la ran - gée longitudinale de pierres à laquelle elles servent de sup - port. Lorsque les tôles de couverture sont reliées à demeure au moule, le contre- appui du dispositif d'expulsion à pistons est garni d'une planche-support qui, dans la position la plus élevée du mouvement d'élévation du oontre-appui, appuie contre la ran- gée de pierres qui est expulsée et lui sert de support à partir de là Les opérations de chargement et de vidange sont les mêmes tant dans le cas d'une enveloppe de fermeture fermée en deux ou plusieurs parties que dans le cas d'une telle enveloppe formée par l'assemblage de divers organes de fermeture.
En vue de l'utilisation de masses de remplissage pierreuses artificielles, même défectueuses, par exemple de laitiers veinés ou crevassés provenant des hauts-fourneaux ou de l'incinération des immondices, cette matière est concassée ou divisée en éclats exempts de fissures et ensuite traitée d'après l'invention avec addition d'une matière de liage appropriée. Lors de la division de la matière, celle-ci se brise conformément à sa structure, sans autre mesure, suivant :les veines. Cette matière défectueuse
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fournit aussi maintenant un produit nouveau de haute qualité, exempt de toutes fissures, veines ou irrégularités et possédant au plus haut degré une structure et une dureté homogènes.
Grace à la possibilité d'effectuer le chargement du disposi- tif de centrifugeage sans perturbations et rapidement,il devient possible,ainsi qu'il a déjà été mentionné brièvement,d'employer aussi à la fabrication d'un produit pierreux spécial pour la construction des routes, du bitume chaud comme agent de liage.
Dans ce cas,d'après l'invention, le tambour centrifuge est, à la plus grande vitesse du dispositif de centrifugeage et avant la fin du centrifugeage, refroidi subitement à l'intérieur et à l'extérieur par de l'eau, de l'air ou d'une autre manière appro- priée. Un tel traitement a, comme moyen simple, des effets parti- culiers en ce sens que, en exerçant la plus grande pression de centrif ugeage et en refroidissant alors la masse pierreuse cen - trifugée, on empêche le gonflement subséquent de la pierre, le - quel,comme on sait,se produit dans le procédé de moulage à la presse de pierres au bitume et rend donc ce procédé peu économi- que par suite du grand pourcentage de produits défectueux.
De plus,par le refroidissement brusque de la masse bitumeuse,on ob- tient l'expulsion d'une pierre immédiatement prête à l'emploi.
On peut également fabriquer ainsi, avec un avantage tout particulier aux points de vue du prix et de la qualité,d'autres produits liés par du bitume,du goudron ou analogues. Par exemple, on peut mettre sur le marché une pierre de construction peu coû- teuse qui, avec une haute résistance à la compression.possède une absolue imperméabilité à l'eau et un pouvoir isolant aussi bon que possible. Par la centrifugation d'un mélange bitumineux, on arrive à la solution,longtemps cherchée,d'une traverse en masse pierreuse pour voie ferrée.
Le procédé est aussi applicable, sans plus, à la fabrication de briquettes et réduit,en même temps que les frais de fabrication généraux les frais pour la matière de liage, parce qu'il n'en faut que des quantités plus faibles.
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Le procédé de oentrifugeage peut être mis à profit, aveo un effet utile particulier, pour le domaine spécial de la construc- tion des galeries de mines en béton armé. En raison des condi - tione de pression indéterminées dans la mine, la forme de gale- rie circulaire est toujours la meilleure, laquelle est formée par l'assemblage de trois ou plus de trois segments. La section moyenne d'une galerie de mine a un rayon d'environ lm. Le pro - cédé de oentrifugeage s'emploie ici de façon que le rayon du tambour centrifuge se rapproche de celui de la galerie de mine.
La subdivision en segments et les dimensions de ceux-ci sont adaptées au but, L'uniformité garantie et la grande force por - tante rendent ce procédé particulièrement approprié à la cons - truction de galeries de mine et de tunnels, ainsi qu'à la construction de fonde de lit de rivières et de ruisseaux.
En résumé, les avantages économiques et techniques du nou- veau procédé décrit dans ce qui précède et des dispositifs spéciaux servant à la réalisation de ce procédé sont les sui - vants :
Toutes les matières pierreuses naturelles qui n'avaient jusqu'ici qu'une faible valeur d'utilisation, telles que les pierres, laitiers et scories de haldes provenant des productions les plus diverses, peuvent entrer dans la fabrication d'une pierre artificielle de qualité au moins égale et souvent supé - rieure à celle de la pierre naturelle coüteuse.
Les pierres à liage au bitume, qui se sont fabriquées jusqu'ici par le procédé de moulage à la presse avec une dépense d'énergie relativement élevée et d'une manière non satisfaisante économiquement tout en ne donnant qu'un produit imparfait, sont, lorsqu'on applique le nouveau procédé, confectionnées d'une manière irréprochable et à des prix sans concurrence. Le prix de revient est tel que la mise en oeuvre de ces pavés de haute qualité pour la oonstruc - tion de routes pavées peut soutenir la concurrence, au point de vue du prix, avec les procédés souvent insuffisants destinés à remplacer la pierre naturelle.
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Le service du dispositif n'exige qu'une faible dépense d'énergie par suite de la simplicité de son installation de chargement et de son dispositif de vidange et d'évacuation de la pierre moulée par centrifugeage, dont la fabrication en masse a lieu aveo une dépense de travail modérée et par des opérations se succédant sans interruption.
Grace à l'emploi des bandages fermés, l'appareil de oentrifugeage résiste d'une manière absolument sure à la charge de pression très grande à la vitesse périphérique du tambour correspondant au nombre de tours par unité de temps, étant donné que le danger d'ouverture des organes de fermeture employés autrement avec des bandages de grande circonférence est entièrement éliminé dans la nouvelle machine centrifuge. la libération aisée des organes de couver - ture des cellules du tambour, qui a toujours lieu sur toute la longueur du tambour, est rendue possible par le simple déplace- ment latéral des bandages sur les nervures de guidage.
Sans que les pierres moulées par centrifugeage doivent être saisies à la main ou par un moyen mécanique, elles arrivent sans choc ni chute, après avoir été évacuées hors des cellules du tambour, sur un dispositif transporteur passant sous le tambour, lequel dispositif amène les pierres à leur endroit de dépôt, REVENDICATIONS.
1. Procédé et dispositif pour donner à la pierre artifi cielle moulée une texture si homogène et une si grande'dureté qu'il soit possible, par exemple, de fabriquer un pavé artifi - ciel équivalent à la meilleure pierre naturelle, caractérisésen ce que la matière première mélangée à une matière de remplissage est liée par centrifugeage au moyen d'agents de liage appropriés.