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" Machine centrifuge d'action oontinue "
Les machines centrifuges existantes, à chargement pé- riodique et à vidage en marche, ainsi que celles d'action continue, sont d'ordinaire pourvues de mécanismes, servant à l'avancement et au vidage du matériel à fuguer.
La complication de ces mécanismes rend difficile la production des machines centrifuges en les rendant en même temps plus chères. En plus, les ailes, vis, raoloirs et divers,. autres accessoires, destinés à avancer le produit souvent le frottent, ce qui est fréquemment indésirable.
Par contre, la machine centrifuge décrite dans l'invention ci-devant ne possède aucun mécanisme pareil à ceux énumé- rés.
Les parois unies ou perforées de la machine centri- fuge subissent simultanément une rotation (provoquant la force centrifuge) et des mouvements oscillatoires, ce qui force l'avancement du matériel dès le moment d'entrée jusqu'à la sortie de la machine.
Le principe d'action de l'invention est éclairé par les dessins accompagnant la description, où sont re- présentées plusieurs formes d'exécution; ainsi fig.1,2,3 et 4 représentent différents cas d'action réciproque des forces centrifuges avec celles provoquant les mouvements oscillatoires.
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Fig. 5 et 6 représentent au plan et en section ver- ticale une forme de machine centrifuge, actionnée d'après le principe de fig.I.
Les fige 7 et 8 représentent une exécution de ma- chine centrifuge d'après le principe de fig.3.
La fig.9 sert a illustrer l'exécution correspondant à fig. 4.
Les fig.10 et,11 représentent différentes formes d'exécution de jonction élastique du tambour, mentionnée dans fige?.
Fig.12 représente l'exécution des parois du tam- bour dans le cas de fig. 9.
La Fig.13 est l'illustration d'un arrangement de machine centrifuge d'après fig.9 en forme de plusieurs anneaux pour centrifugation par fraction.
Les fig.14 et 15 représentent l'exécution de machi- ne centrifuge à arbre horizontal et enfin
Les fig.16 et 17 servent â illustrer la forme à arbr horizontal composée de deux machines centrifuges.
Lorsque là particule matérielle "A" (fig.l) est actionnée par certaine farce,constante Fo, par exemple par la force centrifuge provenant la suite de rotation de la surface MM avec vitesse constante autour de cer- taine axe, (à condition que la direction de la force centrifuge fasse avec la normale N à la surface un angle [alpha] moindre qae l'angle de friction entre le matériel et la'surface MM) la particule A restera immobile par rapport à la surface MM.
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En suppléant un mouvement de la surface MM dans la direction R avec certaine accélération, on obtiendrait la force d'inertie Fi. La résultante des deux forces Fo et Fi, appliquée la particule A, serait la force Fc, faisant avec la normale un angle [alpha] disposé dans un plan différent de celui de l'angle [alpha]. Selon les valeurs de l'accéléra- tion Fl, l'angle [alpha], peut être moindre ou bien dépasser l'angle [alpha]. En augmentant l'accélération à tel point, que l'angle [alpha]. atteigne des valeurs dépassant l'angle de tric- tion entre le matériel et la surface MM, on obtiendrait une certaine vitesse de mouvement de la particule A sur la surface MM dans la direction Al,
située dans le plan tra- versant N et Fc.
Si l'accélération F1 serait dirigée dans le sens opposé (f1), et ! certaines valeurs de celle-ci, la parti- cule A obtiendrait un déplacement dans la direction de AM.
En changeant périodiquement les accélérations F1 et f1, c'est à dire en faisant subir à la surface MM, des mou- vements oscillatoires, on obtient un déplacement en zigzague de la particule A, suivant la ligne [alpha], en sens vertical par rapport , la direction des oscillations. '
La fig.2 représente un autre cas, lorsque le plan des oscillations de la surface MM coincide avec la direc- tion de la force constante (fcrce centrifuge) F0.Adonnant aux forces F1f1 (forces d'inertie)des valeurs conformes, on notera dans ce cas le déplacement de la particule A vers la direction AX.
Dans la f ig.3 nous voyons l'illustration du troi- sième cas, lorsque les forces F0 et F1(force d'inertie,
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c'est à dire la direction des oscillations) sont encore dans le même plan ; mais la direction des oscillations fait un angle [alpha]. avec le plan MM1 sur lequel 'est disposée la particule matérielle A. La surface MM, ourne autour de l'axe verticale CO1 et cette rotation produit la force centrifuge F0. Etant donné certaine accélération F1f1 la particule A se déplacera dans la direction M.
La fig.4 représente un cas analogue, où cependant l'accélération et la force d'inertie F1, produite par celle-ci, sont majeures à l'accélération et à la force 'inertie f1, opérant dans le sens opposé. A condition de certaines valeurs réciproques de Flet f1 la particule matérielle peut même monter la pente de la surface MM1.
Ensuite sont représentées différentes formes d'exé- cution, basées sur les principes décrits.
Les fig. 5 et 6 représentent une exécution corres- pondante au cas décrit dans fig.I, ou les forces d'inertie Fi et f1 sont égales (+F1 et -F1). La surface MM prend la forme d'un tambour 1, légèrement conique; dans ce cas la partie retrécie occupe la position inférieure; l'angle formé entre la pente et l'axe de rotation est moindre que l'angle de friction du matériel à travailler. Le tambour I est couplé à l'arbre vertical (4) au moyen de jonctions élastiques (3), permettant d'exécuter des oscillations tordantes autour de l'arbre(4), comme représenté dans fig.6 par deux flèches. Au dessus du fond du tambour, couplé! l'arbre (4), on dispose le tube (?} par lequel
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est introduit le matériel à travailler.
En dessous du tam- bour on aménage un anneau lourd (6), couple à l'arbre (4) à l'aide de jonctions élastiques, pereilles à celle du tam- bour (1).
Un dispositif spécial, qui sera décrit plus loin, sert à espacer les oscillements de l'anneau de ceux du tam- bour, à délai d'une demi-période, ce qui résulte en compen- sation de l'action des deux oscillations sur l'arbre.
Tandis que le tambour I vire avec vitesse uniforme, sans oscillation tordantes, les particules dures, rejetées aux parois (puisque l'angle [alpha] est moindre que l'angle de friction) par la force centrifuge sont serrées contre ces parois, sans cependant être déplacées le long d'eux,
Donc) si les parois étaient munis d'apertures fines ou s'ils-étaient en filet ou en étoffe filtrante, le liquis de passerait par ces parois et l'action de la machine cent- rifuge ne différerait pas de la forme commune.
Cependant, si le tambour subit en même temps rota- tion et oscillations tordantes de telle valeur que l'angle [alpha], (fig.l) dépasse l'angle de friction, l'action de la machine centrifuge change complètement et les particu- les dures, rejetées par la force centrifuge aux parois du tambour, commenceront à se déplacer le long de ces parois, en montant.
Les fig.? et 8 représentent une autre forme d'exé- cution de machine centrifuge, correspondante au cas de la fig.3.
Pour le cas, correspondant à fig.2, on ne présente
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aucune forme d'exécution, étant vu que ce cas n'a aucun intérêt pratique).
Le tambour I, tel que pour fig.5 et 6, est couplé à l'arbre (4) à l'aide d'un fond (disque) élastique (4),par exemple ondulé, ce qui lui permet d'exécuter des oscilla- tions dans la direction de l'axe. Lorsque le tambour vire, la force centrifuge est dirigée horizontalement, alors que les oscillations sont verticales (le cas fig.3). L'entre- action des mouvements rotatifs et oscillatoirs fait mouvoir les particules dures, qui montent le long des parois du tam- bour.
Le long du tube 7 se produit l'avancement continu du matériel à travailler, qui est dividé dans le tambour en phases dures et liquides. Les particules dures, se dé- plaçant vers la partie supérieure du tambour, sont rejetées par dessus les bords du tambour, tandis que le liquide s'écoule par les parois perforés.
Fig.9 représente une forme d'exécution d'après fig.4. Le tambour est conique, mais la partie retrécie se trouve dans la partie supérieure. Néanmoins, étant donné certaine différence des forces d'inertie F1f1, les parti- cules dures montent, et les particules liquides, ne possé- dant pas de coefficient de friction suffisant, s'affaissent.
C'est pour cette raison que les parois du tambour sont ici unis, tandis que près du disque du fond on dispose les aper- tures (8) pour faciliter l'écoulement du liquide. Le tam- bour I est couplé à l'arbre 4 au moyen d'une membrane ela- stique (2), permettant au tambour l'exécution simultanée de rotation et d'oscillation en direction axiale (ce qui
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est effectué à l'aide d'un arrangenent spécial).
Dans l'exécution de cette forme les particules du- res montent continûment, suivant la courbe du tambour I et retombent par dessus ses bords, tandis que le liquide, est drainé à son tour continûment par les apertures 8 dans :La partie inférieure du tambour.
L'invention décrite prévoit de même le cas lorsque le tambour subit simultanément rotation et oscillations axiales et tordantes (les cas des fig. I et II, ou bien I et III). La fréquence des deux formes d'oscillations peut être similaire aussi bien que différente.
Dans tous les cas cités, lorsque la résultante des forces d'inertie des oscillations et de la force centri- fuge dé rotation forment avec la normale à la surface un angle inférieur à l'angle de friction dû-matériel fugué, ce dernier se déplacera, suivant les courbes du corps de rotation en montant vers les parois supérieurs.
Les exécutions décrites incorporaient les cas prin- cipaux citésdans fig.. 1-4.
Les fig.10 et 11 représentent diverses formes de jonctions élastiques du tambour, permettant d'obtenir les oscillations axiales de ce dernier. Ainsi fig.10 montre un fond de tambour en forme de ressort. Fig.ll représente le souplement du fond de tambour au moyen de deux ressorts (10,11),dont l'un est comprime tandis que l'autre est éten- du et vice versa.
Fig.1é montre une forme de la surface intérieure du tambour qui assure le déplacement des particules du ma-
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tériel à fugner, selon les cas 2 et 4, même étant donné des forces F1 et f1 devaleur égale, à condition seulement que. l'angle. 0\ formé entre la résultante des forces centrifuges et d'inertie (provenant de l'accélération) et la normale. à la portion correspondante de la surface soit plus grand que l'argle de friction entre le matériel à fuguer et ladite surface. c'est pour cette raison que (v.fig.12) la surface intérieure du tambour est munie d'une série de saillies en forme d'anneaux, ayant dans la section la forme d'une roue à rochet.
Les fig, 1" et 14 représentent les perfectionnements de construction du tambour, qui est destiné à l'exécution simultanée de rotation et d'oscillations axiales. Selon ces tableaux le tambour est composé de quelques (dans le cas donné - de trois) anneaux séparés, entre lesquels sont me- nagées des lumières annulaires.
Les oscillements simultanés de tous les anneaux uco- pèrent dans cette exécution à la division du matériel à fu- guer en fractions. Chaque anneau peut avoir séparément une forme cylindrique ou conique avec des parois unis ou perfo- rés.
Dans tous les cas cités l'arbre du tambour est dis- posé verticalement comme chez les machines centrifuges or- dinaires:
Cependant l'invention propose encore la disposition horizontale de cet arbre.
Ainsi, dans fig.14 et 15 sont représentées la sec-
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tion longitudinale et la vue latérale du tambour a arbre ho- rizontal, qui de même exécute des oscillations tordantes. Le matériel entre le tambour I par l'auge 12. Le tambour est couple à l'arbre 4 à l'aide de deux systèmes élastiques (3,3), analogues à celles de la forme d'exécution selon fig.5 et 6. Les parois sont perforés, renforcés par une série d'anneaux qui les entourent. Les couplements élasti- ques (3) aux deux bouts du tambour admettent l'action simul- tanée de rotation et d'oscillements tordants.
Le matériel, introduit par l'auge 12, est divisé en phases liquide et dure; sous l'influence de l'action réciproque des forces les particules dures glissent d'un bout du tambour a l'autre, tandis que le liquide est drainé par les apertures des pa- rois: @
Fig.16 et 17 représentent encore deux formes d'exé- cution de machine centrifuge à disposition horizontale de l'arbre. Chaque tambour est divisé cette fois-ci en deux parts.
Dans l'exécution d'après fig.16 les tambours I et Il oscillent à l'encontre l'un de l'autre et le matériel à fu- guer est introduit par la lumière entre les deux tambours, s'échappant aux deux extrémités, ou bien il avance dans cha- que tambour dans le même sens.
Dans l'exécution corme fig.17 les deux tambours tra- vaillent successivement et le matériel à fuguer passe d'un tambour à l'autre.
Comme représenté dans le dessin, les tambours I et I1 sont ajustés sur le tube 5, posé librement sur l'arbre 4 @
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etcouplé avec ce dernier par des ressorts 31. De plus, chaque tambour peut être couplé au tube 5 par des jonctions élastiques 3. C'est ainsi que les tambours I et Il peuvent subir des oscillations axiales et tordantes simultanées.
La méthode de transmission des oscillations aux tambours peut être différente. Ainsi, par exemple,les oscil- lutions tordantes dans les exécutions d'après fig.5,6,14,15 et être 17 peuvent /provoquées à l'aide de dispositifs â électro- aimants, hydrauliques, pnoumatiques, etc.
Er. disposant sur la circonférence inférieure du tambour I ou sur l'anneau 6 (fig.5 et 6) quelques saillies (14), et en face de ceux-ci des électro-aimants (15)on ob- tiendrait un freinage en moment du passage des saillies de- vant les électro-aimants avec libération suivante du tam- bour. Prenant soin de choisir conformément l'élasticité des jonctions 3, 31,on peut faire apparaître des résonances, qui amenent des oscillations tordantes considérables.
Les saillies de l'anneau (6) peuvent être dépla- cées par rapport à celles du tambour à une demi-période, ce qui éliminera les oscillations de l'arbre dans la par- tie inférieure par rapport à l'anneau 6.
Les électro-aimants pourraient être disposés sur l'anneau lourd (6),tournant uniformement, et dans ce cas on les alimente au courant intermittent. Dans ce cas la fré- quence des oscillations tordantes du tambour serait complè- tement indépendante du nombre de ses rotations.
On peut de même provoquer les oscillations axiales à l'aide d'électroaimants immobiles, alimentés au courant constant ou intermittent et activant les saillies, disposées
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sur la circonférence du fond du tambour.
Les fig.7 et 8 représentent l'anneau 6, muni de bobines alimentées au courant intermittent.
La provocation des oscillations à moyens hydrauli- ques ou pneumatiques peut être effectuée par un jet d'eau ou un courant d'air, se heurtant aux ailes saillantes du tambour I ou du contre-poids 6.
Les oscillations tordantes peuvent de même surve- nir à la suite de freinages successifs (à intervalles dé- terminées d'avance) et de libérations du tambour.
Dans tous ces cas, pour obtenir une action plus vive, il vaut mieux créer une résonance entre le nombre des périodes des oscillations provoquées et la fréquence des oscillations dans les masses virantes mêmes.
L'OBJET DU BREVET.
1. Machine centrifuge, à action continue caract6risti- que par le suivant : le tambour, auquel le matériel à tra- vailler (liquide avec particules dures) est amené sans interruption, subit simultanément une rotation autour.de son axe (ce qui crée la force centrifuge) et des mouve- ments oscillatoirs.
2. Machine centrifuge à action continue, comme repré- sentée dans µ 1, caractéristique par l'exécution de deux mouvements simultanée - rotation et oscillations tordan- tes.
3. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,et où le tambour subit simultanément une rotation et des
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et des oscillations axiales.
4. Machine centrifuge à action continue, selon 1 où le tambour subit simultanément une rotation uniforme et des oscillations tordantes ou axiales et dont le trait caractéristique consiste en disposition horizontale de l'arbre du tambour.
5. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,3 où le tambour subit simultanément une rotation et des os- cillations axiales ;la machine est caractéristique par la forme conique des parois du tambour, dont la partie retré vie a la direction du mouvement désiré des particules du- res ; les oscillations s'effectuent avec différentes accé- lérations afin que les forces d'inertie des particules à fuguer, produites par chacune des oscillations soient ma- jeures dans la direction du mouvement désiré et moindres dans le sens opposé.
6. Machine centrifuge à action continue,selon µ 1,3,
5 où le tambour subit simultanément rotation uniforme et oscillations axiales;les parois du tambour ont une forme conique,se rétrécissant dans la direction du mouvement du matériel à fuguer.
La machine est caractéristique par les saillies dont est munie sa surface intérieure, ayant dans la sec- tion la forme d'une roue à rochet.
7. Machine centrifuge à action continue,selon µ 1,3,
5,6 où le tambour subit simultanément rotation continue et oscillations axiales ;les parois du tambour ont une for me conique,se rétrécissant dans la direction du matériel
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à fuguer. La machine est caractéristique par la séparation du tambour en plusieurs anneaux dont chacun exécute des oscillations axiales.
8. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,4, où le tambour, dont l'arbre est disposé horizontalement, subit simultanément rotation uniforme et oscillations; la machine est caractéristique par la construction du tambpur, consistant de deux tambours séparés, dont cha- cun subit des oscillations axiales et tordantes.
9. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,2, où le tambour subit simultanément rotation continue et os- cillations tordantes ; la machine est caractéristique par le couplement du tambour à l'arbre, effectué au moyen de plusieurs jonotions élastiques, disposés radialement.
10. Machine centrifuge à action continue selon µ 1,2,
9 où le tambour subit simultanément rotation continue et oscillations tordantes; le tambour est couplé à l'arbre par plusieurs jonctions élastiques. La machine est cara- ctéristique par un anneau lourd disposé en-dessous du tambour et fixé à l'arbre au moyen de jonctions pareilles à celles du tambour même; cet anneau subit des oscilla- tions de la même fréquence que le tambour, mais déphasées d'une demi période.
11. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,3 où le tambour subit simultanément rotation continue et oscillations axiales ; la machine est caractéristique par le couplement du tambour à l'arbre au moyen d'une membra- ne élastique, ayant la forme d'un disque ondulé, à dispo- sition annulaire des ondes.
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12. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,3, où le tambour subit simultanément rotation continue et oscillations axiales ; la machine est caractéristique par le fond uni du tambour, de deux côtés sur des ressorts en spirals, montées sur le bout de l'arbre,à son tour passant librement par le fond du tambour.
13. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,
3, où le tambour subit simultanément rotation continue et oscillements axiales; la machine est caractéristique par le couplage du tambour à l'arbre au moyen de ressorts 14. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,3 où le tambour subit simultanément rotation continue et oscillations tordantes ; lamachine est caractéristique par la méthode de génération de ces oscillations; le tambour est pourvu sur sa périphérie extérieure de sail- lies en matériel ferromagnétique, en face desquels sont disposés des électro-aimants immobiles.
15. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,3 où le tambour subit simultanément rotation continue et oseillements axiales; la maohine est caractéristique par la disposition en dessous du tambour, sur sa péri- phérie, de saillies en matériel ferro-magnétique, en face desquels on aménage des électro-aimants immobiles.
16. Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,3, ou le tambour subit simultanément rotation continue et oscillements; la machine est caractéristique.par la mé- thode de génération de ceux-ci: on obtient des freina- ges et des libérations successifs du tambour au moyen
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, d'électro-aimants disposés autour du tambour et alimentés au 'courant intermittent.
17. Machine centrifuge à action continue, selon 1,
3, où le tambour subit simultanément rotation et oscilla- . tiens aciales; la machine est caractéristique par la dis position des électro-'aimants,alimentés au courant inter- mittent sous le tambour, ce qui provoque les oscillations.' le* Machine centrifuge à action continue, selon µ 1,
3, où le tambour subit simultanément rotation et oscilla. tions la machine est caractéristique par la méthode .de génération de ces oscillations, produites de façon hydrau- liqueou pneumatique.
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"Continuous action centrifugal machine"
Existing centrifugal machines, periodically loading and emptying in motion, as well as those of continuous action, are usually provided with mechanisms, used for the advancement and emptying of the material to be run away.
The complication of these mechanisms makes it difficult to produce centrifugal machines while at the same time making them more expensive. In addition, the wings, screws, rudders and various ,. other accessories, intended to advance the product often rub it, which is frequently undesirable.
On the other hand, the centrifugal machine described in the above invention does not have any mechanism similar to those enumerated.
The plain or perforated walls of the centrifugal machine simultaneously undergo rotation (causing centrifugal force) and oscillatory movements, which forces the material to advance from the moment of entry to the exit of the machine.
The principle of action of the invention is clarified by the drawings accompanying the description, in which several embodiments are shown; thus fig. 1,2,3 and 4 represent different cases of reciprocal action of centrifugal forces with those causing the oscillatory movements.
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Fig. 5 and 6 show in plan and in vertical section a form of centrifugal machine, operated according to the principle of fig.I.
Figs 7 and 8 represent an execution of a centrifugal machine according to the principle of fig.3.
Fig.9 serves to illustrate the execution corresponding to fig. 4.
The fig.10 and, 11 show different embodiments of elastic junction of the drum, mentioned in fig ?.
Fig.12 shows the execution of the walls of the drum in the case of fig. 9.
Fig. 13 is the illustration of a centrifugal machine arrangement according to fig. 9 in the form of several rings for fraction centrifugation.
Figs. 14 and 15 show the execution of a centrifugal machine with horizontal shaft and finally
Figs. 16 and 17 serve to illustrate the horizontal shaft form made up of two centrifugal machines.
When the material particle "A" (fig.l) is actuated by certain stuffing, constant Fo, for example by the centrifugal force coming from the series of rotation of the surface MM with constant speed around a certain axis, (provided that the direction of the centrifugal force makes with the normal N at the surface an angle [alpha] less than the angle of friction between the material and the surface MM) the particle A will remain motionless compared to the surface MM.
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By supplementing a movement of the surface MM in the direction R with certain acceleration, one would obtain the force of inertia Fi. The resultant of the two forces Fo and Fi, applied to the particle A, would be the force Fc, making with the normal an angle [alpha] arranged in a plane different from that of the angle [alpha]. Depending on the values of the acceleration Fl, the angle [alpha] may be less or exceed the angle [alpha]. By increasing the acceleration to such an extent that the angle [alpha]. reaches values exceeding the angle of tric- tion between the material and the surface MM, we would obtain a certain speed of movement of the particle A on the surface MM in the direction Al,
located in the transverse plane N and Fc.
If the acceleration F1 would be directed in the opposite direction (f1), and! some values of this, the particle A would get a displacement in the direction of AM.
By periodically changing the accelerations F1 and f1, that is to say by subjecting the surface MM to oscillatory movements, we obtain a zigzagging displacement of the particle A, along the line [alpha], in the vertical direction by ratio, the direction of the oscillations. '
Fig. 2 represents another case, when the plane of the oscillations of the surface MM coincides with the direction of the constant force (centrifugal force) F0. Giving the forces F1f1 (inertial forces) conformal values, we will note in this case the displacement of the particle A towards the direction AX.
In fig. 3 we see the illustration of the third case, when the forces F0 and F1 (force of inertia,
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ie the direction of the oscillations) are still in the same plane; but the direction of the oscillations makes an angle [alpha]. with the plane MM1 on which the material particle A. is placed. The surface MM, surrounds the vertical axis CO1 and this rotation produces the centrifugal force F0. Given certain acceleration F1f1 particle A will move in direction M.
Fig. 4 represents an analogous case, where however the acceleration and the force of inertia F1, produced by this one, are major with the acceleration and the force 'inertia f1, operating in the opposite direction. On condition of certain reciprocal values of Flet f1 the material particle can even climb the slope of the surface MM1.
Next, different forms of execution are shown, based on the principles described.
Figs. 5 and 6 represent an execution corresponding to the case described in fig.I, where the forces of inertia Fi and f1 are equal (+ F1 and -F1). The surface MM takes the form of a drum 1, slightly conical; in this case the narrowed part occupies the lower position; the angle formed between the slope and the axis of rotation is less than the friction angle of the material to be worked. Drum I is coupled to the vertical shaft (4) by means of elastic joints (3), allowing twisting oscillations to be performed around the shaft (4), as shown in fig.6 by two arrows. Above the bottom of the drum, coupled! tree (4), we have the tube (?} by which
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the material to be worked is introduced.
Below the drum, a heavy ring (6) is fitted, coupled to the shaft (4) by means of elastic junctions, pereilles to that of the drum (1).
A special device, which will be described later, serves to space the oscillations of the ring from those of the drum, with a delay of half a period, which results in compensation for the action of the two oscillations on the tree.
While the drum I turns at uniform speed, without twisting oscillation, the hard particles, rejected at the walls (since the angle [alpha] is less than the friction angle) by the centrifugal force are pressed against these walls, without however be moved along them,
Therefore) if the walls were provided with fine apertures or if they were made of mesh or filter cloth, the liquid would pass through these walls and the action of the centrifugal machine would not differ from the common form.
However, if the drum undergoes at the same time rotation and twisting oscillations of such magnitude that the angle [alpha], (fig.l) exceeds the angle of friction, the action of the centrifugal machine changes completely and the particu - the hard ones, rejected by the centrifugal force at the walls of the drum, will begin to move along these walls, going up.
The fig.? and 8 represent another embodiment of a centrifugal machine, corresponding to the case of fig.3.
For the case, corresponding to fig. 2, we do not present
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no form of execution, given that this case has no practical interest).
The drum I, as for fig. 5 and 6, is coupled to the shaft (4) using an elastic bottom (disc) (4), for example corrugated, which allows it to perform oscillations in the direction of the axis. When the drum turns, the centrifugal force is directed horizontally, while the oscillations are vertical (the case in fig. 3). The interaction of the rotating and oscillating motions moves the hard particles, which rise along the walls of the drum.
Along the tube 7 takes place the continuous advancement of the material to be worked, which is divided in the drum into hard and liquid phases. The hard particles, moving towards the top of the drum, are thrown over the edges of the drum, while the liquid flows through the perforated walls.
Fig.9 shows an embodiment according to fig.4. The drum is conical, but the narrowed part is at the top. However, given some difference in the inertial forces F1f1, the hard particles rise, and the liquid particles, not having a sufficient coefficient of friction, sag.
It is for this reason that the walls of the drum are united here, while the notches (8) are placed near the bottom disc to facilitate the flow of the liquid. The drum I is coupled to the shaft 4 by means of an elastic diaphragm (2), allowing the drum to perform simultaneous rotation and oscillation in the axial direction (which
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is carried out using a special arrangenent).
In the execution of this form the hard particles rise continuously, following the curve of the drum I and fall over its edges, while the liquid, in its turn, is continuously drained through the apertures 8 in: The lower part of the drum .
The invention described likewise provides for the case when the drum is simultaneously subjected to rotation and axial and twisting oscillations (the cases of FIGS. I and II, or else I and III). The frequency of the two forms of oscillation can be similar as well as different.
In all the cases cited, when the resultant of the forces of inertia of the oscillations and of the centrifugal force of rotation form with the normal to the surface an angle less than the angle of friction due to the escaped material, the latter will move , following the curves of the rotating body up towards the upper walls.
The executions described incorporated the main cases cited in Figs. 1-4.
The fig.10 and 11 show various forms of elastic junctions of the drum, making it possible to obtain the axial oscillations of the latter. Thus fig.10 shows a drum base in the form of a spring. Fig.ll shows the flexibility of the drum bottom by means of two springs (10,11), one of which is compressed while the other is extended and vice versa.
Fig.1e shows a shape of the inner surface of the drum which ensures the movement of particles from the ma-
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material to be fugnered, according to cases 2 and 4, even given the forces F1 and f1 of equal value, on condition only that. angle. 0 \ formed between the resultant of centrifugal forces and inertia (from acceleration) and the normal. to the corresponding portion of the surface is greater than the friction angle between the material to be fugitive and said surface. it is for this reason that (see fig. 12) the inner surface of the drum is provided with a series of ring-shaped projections, having in the section the shape of a ratchet wheel.
Figs, 1 "and 14 show the construction improvements of the drum, which is intended for the simultaneous execution of rotation and axial oscillations. According to these tables the drum is composed of a few (in the given case - of three) rings separated, between which are arranged annular lights.
The simultaneous oscillations of all the rings contribute in this execution to the division of the material to be fused into fractions. Each ring can be separately cylindrical or conical with plain or perforated walls.
In all the cases mentioned, the drum shaft is arranged vertically as with ordinary centrifugal machines:
However, the invention also proposes the horizontal arrangement of this tree.
Thus, in fig. 14 and 15 are represented the sec-
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longitudinal and lateral view of the horizontal shaft drum, which likewise performs twisting oscillations. The material enters the drum I through the trough 12. The drum is coupled to the shaft 4 using two elastic systems (3,3), similar to those of the embodiment according to fig.5 and 6 The walls are perforated, reinforced by a series of rings which surround them. The elastic couplings (3) at both ends of the drum allow the simultaneous action of rotation and twisting oscillations.
The material, introduced by the trough 12, is divided into liquid and hard phases; under the influence of the reciprocal action of the forces, the hard particles slide from one end of the drum to the other, while the liquid is drained through the apertures of the walls: @
Figs. 16 and 17 show two more embodiments of a centrifugal machine with horizontal arrangement of the shaft. Each drum is divided this time into two parts.
In the execution according to fig. 16 the drums I and II oscillate against each other and the material to be fused is introduced by the light between the two drums, escaping at both ends , or it advances in each drum in the same direction.
In the execution like fig. 17, the two drums work successively and the material to run away passes from one drum to the other.
As shown in the drawing, the drums I and I1 are fitted on the tube 5, placed freely on the shaft 4 @
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andcoupled with the latter by springs 31. In addition, each drum can be coupled to the tube 5 by elastic junctions 3. Thus the drums I and II can undergo simultaneous axial and twisting oscillations.
The method of transmitting oscillations to the drums may be different. Thus, for example, the twisting oscillations in the executions according to fig. 5,6,14,15 and 17 can / be caused by means of electromagnetic, hydraulic, pneumatic devices, etc.
Er. having on the lower circumference of the drum I or on the ring 6 (fig. 5 and 6) some projections (14), and in front of these electromagnets (15) one would obtain a braking at the time of the passage of the projections in front of the electromagnets with subsequent release of the drum. Taking care to choose according to the elasticity of the junctions 3, 31, it is possible to reveal resonances, which bring about considerable twisting oscillations.
The protrusions of the ring (6) can be displaced relative to those of the drum by half a period, which will eliminate the oscillations of the shaft in the lower part relative to the ring 6.
The electromagnets could be arranged on the heavy ring (6), rotating evenly, and in this case they are fed with intermittent current. In this case the frequency of the twisting oscillations of the drum would be completely independent of the number of its rotations.
The axial oscillations can also be caused by means of stationary electromagnets, supplied with constant or intermittent current and activating the protrusions, arranged
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on the circumference of the bottom of the drum.
Figs. 7 and 8 represent the ring 6, provided with coils supplied with intermittent current.
The hydraulic or pneumatic oscillations can be caused by a jet of water or a current of air, hitting the protruding wings of the drum I or the counterweight 6.
Also, twisting oscillations can occur following successive braking (at predetermined intervals) and releases of the drum.
In all these cases, to obtain a more lively action, it is better to create a resonance between the number of periods of the oscillations caused and the frequency of the oscillations in the turning masses themselves.
SUBJECT OF THE PATENT.
1. Centrifugal machine, with continuous action, characterized by the following: the drum, to which the material to be worked (liquid with hard particles) is brought without interruption, simultaneously undergoes a rotation around its axis (which creates the centrifugal force) and oscillatory movements.
2. Centrifugal machine with continuous action, as represented in µ 1, characterized by the execution of two simultaneous movements - rotation and twisting oscillations.
3. Continuous-acting centrifugal machine, according to µ 1, and where the drum is simultaneously subjected to rotation and
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and axial oscillations.
4. Continuous-acting centrifugal machine, according to 1 where the drum simultaneously undergoes uniform rotation and twisting or axial oscillations and whose characteristic feature consists of the horizontal arrangement of the drum shaft.
5. Continuous-acting centrifugal machine, according to µ 1,3 where the drum simultaneously undergoes rotation and axial oscillations; the machine is characterized by the conical shape of the walls of the drum, the part of which is re-energized in the direction of movement. desired hard particles; the oscillations are carried out with different accelerations so that the forces of inertia of the particles to run away, produced by each of the oscillations, are greater in the direction of the desired movement and less in the opposite direction.
6. Continuous action centrifugal machine, according to µ 1.3,
5 where the drum simultaneously undergoes uniform rotation and axial oscillations; the walls of the drum have a conical shape, narrowing in the direction of movement of the material to be escaped.
The machine is characterized by the protrusions with which its inner surface is provided, having in the section the form of a ratchet wheel.
7. Continuous-acting centrifugal machine, according to µ 1.3,
5,6 where the drum undergoes continuous rotation and axial oscillations simultaneously; the walls of the drum have a conical shape, narrowing in the direction of the material
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to run away. The machine is characterized by the separation of the drum into several rings, each of which performs axial oscillations.
8. Continuous action centrifugal machine, according to µ 1,4, where the drum, whose shaft is arranged horizontally, simultaneously undergoes uniform rotation and oscillations; the machine is characterized by the construction of the tambpur, consisting of two separate drums, each of which undergoes axial and twisting oscillations.
9. Continuous-acting centrifugal machine, according to µ 1,2, where the drum simultaneously undergoes continuous rotation and twisting oscillations; the machine is characterized by the coupling of the drum to the shaft, carried out by means of several elastic joints, arranged radially.
10. Continuous action centrifugal machine according to µ 1,2,
9 where the drum simultaneously undergoes continuous rotation and twisting oscillations; the drum is coupled to the shaft by several elastic junctions. The machine is characterized by a heavy ring placed below the drum and fixed to the shaft by means of joints similar to those of the drum itself; this ring undergoes oscillations of the same frequency as the drum, but out of phase by half a period.
11. Continuous-acting centrifugal machine, according to µ 1,3 where the drum simultaneously undergoes continuous rotation and axial oscillations; the machine is characterized by the coupling of the drum to the shaft by means of an elastic membrane, having the shape of a corrugated disc, with annular arrangement of the waves.
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12. Continuous-acting centrifugal machine, according to µ 1.3, where the drum simultaneously undergoes continuous rotation and axial oscillations; the machine is characterized by the smooth bottom of the drum, on two sides on spiral springs, mounted on the end of the shaft, in turn passing freely through the bottom of the drum.
13. Continuous action centrifugal machine, according to µ 1,
3, where the drum simultaneously undergoes continuous rotation and axial oscillations; the machine is characterized by the coupling of the drum to the shaft by means of springs 14. Continuous-acting centrifugal machine, according to µ 1,3 where the drum simultaneously undergoes continuous rotation and twisting oscillations; the machine is characterized by the method of generating these oscillations; the drum is provided on its outer periphery with protrusions of ferromagnetic material, in front of which are placed immobile electromagnets.
15. Continuous action centrifugal machine, according to µ 1.3 where the drum simultaneously undergoes continuous rotation and axial sorrelations; the maohine is characterized by the arrangement below the drum, on its periphery, of projections made of ferro-magnetic material, in front of which stationary electromagnets are arranged.
16. Continuous-acting centrifugal machine, according to µ 1.3, where the drum simultaneously undergoes continuous rotation and oscillations; the machine is characteristic. by the method of generation thereof: successive brakes and releases of the drum are obtained by means of
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, electromagnets arranged around the drum and supplied with intermittent current.
17. Continuous-acting centrifugal machine, according to 1,
3, where the drum is simultaneously rotated and oscillated. hold aciales; the machine is characterized by the arrangement of the electromagnets, supplied with the intermittent current under the drum, which causes the oscillations. the * Continuous action centrifugal machine, according to µ 1,
3, where the drum simultaneously undergoes rotation and oscillated. The machine is characterized by the method of generating these oscillations, produced hydraulically or pneumatically.