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" Procédé pour l'exploitation de générateurs de vibration ".
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Pour la production de forces de vibration ou de secousse, on connaît entre autres des générateurs d'oscillations électro- magnétiques et électrodynamiques. Ce sont des générateurs de vibrations qui possèdent un électroaimant excité au moyen de courant alternatif et qui exerce sur une armature qui lui est adjointe, suivant sa construction, des forces électromagnétiques ou électrodynamiques. La grandeur des forces de vibration ou de seoousse développée par de tels générateurs de vibrations
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Dépend de la grandeur de ces forces magnétiques et des masses vibrantes. Si l'on veut développer des forces de vibration et de secousse plus grandes, le générateur de vibrations doit être plus grand et plus fort en conséquence.
Pour des raisons économiques et techniques, il n'est tou- tefois pas toujours très indiqué de oonstruire les générateurs de vibrations toujours plus grands et plus forts afin d'obtenir l'effet voulu. L'invention indique un procédé qui permet, même sans augmentation des forces magnétiques et des masses en vibra- tion, d'obtenir un plus grand effet de vibration ou de seoousse.
Le procédé selon l'invention consiste en ce que le courant d'ex- citation du générateur de vibrations est, pendant l'exploita- tion, fermé et coupé continuellement à des intervalles de temps déterminés en raison de l'accord, de telle sorte que l'ampli- tude des vibrations arrive pendant chacune des périodes de fer- meture à des valeurs plus grandes que sa valeur en régime oon- tinu. Selon l'invention, on travaille ainsi avec une amplitude de vibration plus grande et avec l'augmentation de l'amplitude des vibrations croit aussi à proportion la force de vibration ou de secousse.
Comme l'augmentation de l'amplitude provoque une oontrainte plus forte en conséquence des éléments élastiques de l'équipement vibrant, il est particulièrement avantageux que les grandes amplitudes ne soient pas maintenues en perma- nenoe avec une valeur égale, mais que le mouvement de vibration oroisse graduellement par la fermeture et la coupure périodiques de l'excitation, pour ensuite décroître.
A l'aide du dessin est expliqué de plus près le procédé selon l'invention.
Les figures 1 et 2 montrent d'abord deux exemples d'exé- cution d'un générateur électromagnétique de vibrations. Sur la figure 1, sur les bords d'un carter en forme de pot 1, est en- castré par ses extrémités un ressort à lame 2. En son milieu,
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ce ressort porte une masse vibrante 3 et l'armature 4, qui est attirée par l'électroaimant 5 qui lui correspond, qui est fixé' au fond du oarter, et qui est excité par exemple par un oourant alternatif à un rythme égal au double de la fréquence du réseau.
La figure 2 représente un appareil analogue. Les pièces 1 à 5 sont en gros les mêmes. Toutefois, leurs formes et leurs dispositions sont différentes. Au lieu d'un ressort à lame, il est prévu ioi un barreau élastique 2 dont les extrémités sont encastrées dans les parois avant et arrière du carter 1, tandis que, en son milieu, est fixé un levier coudé 6. A l'extrémité du bras long de ce levier se trouve la masse vibrante 3, à l'ex- trémité du bras court l'armature 4. L'électroaimant 5 est de nouveau lié rigidement au fond du oarter. Si l'électroaimant 5 est excité par du courant alternatif, l'armature 4 est attirée également ici avec une fréquence double de celle du réseau, de sorte que, dans ce cas, la masse vibrante 3 exécute des vibra- tions au même rythme.
Le barreau élastique 2 est alors sollicité à la torsion.
Le mouvement d'osoillation de la masse oscillante 3 se fait dans le sens indiqué par les flèches. Si les appareils à secousses montrés sur les figures 1 et 2 sont fixés à un corps quelconque 7, par exemple à la paroi à secouer d'un récipient contenant une denrée, l'effort de secousse de l'appareil se transmet aussi à ce corps 7.
Or, dans l'examen du mouvement de vibration de corps vi- brants de qette espèce, il y a lieu d'observer que chaque sys- tème vibrant possède un nombre de vibrations ou une fréquence propre qui, en règle générale, s'éoarte de la fréquence exoita- trioe dépendant du réseau. Habituellement, on dimensionne le système vibrant de telle sorte que sa fréquence propre diffère légèrement de la fréquence d'excitation.
Sur la figure 3 par exemple, la courbe 8 représente la
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vibration libre d'un générateur de vibrations avec une fréquen- oe propre #o et la courbe 9 la vibration forcée avec la fré- quence d'excitation #. Si l'on met en marche un générateur de vibrations accordé de cette façon, les deux vibrations se superposent pour former une vibration résultante. La vibration libre s'amortit toutefois déjà rapidement peu après la mise en marche, de sorte que reste seule la vibration forcée. Cela est représenté graphiquement sur la figure 4. La courbe 10 est for- mée par la superposition des deux courbes 8 et 9. Leurs ordon- nées correspondent à tout moment à la hauteur de la surface ha- ohurée sur la figure 3.
Comme cela est visible sur la figure 4, la courbe 10 se dilate graduellement jusqu'à sa valeur maximum pour ensuite décroître. Cela est aussi visible sur les envelop- pes 11 tracées en pointillé, Si l'on dessine ces oourbes enve- loppes pour un intervalle de temps plus grand que celui qui cor- respond à la figure 4, on obtient les oourbes de la figure 5 dans laquelle l'échelle de temps est considérablement accrue.
L'intervalle de temps embrassé par la figure 4 est indiqué sur la figure 5 par le segment 12.
Comme cela est visible sur la figure 5, l'amplitude né- cessaire augmente graduellement jusqu'à une valeur maximum xmax, pour ensuite décroître de nouveau jusqu'à la valeur xn, ampli- tude de régime normal. Pour #o = # #, xmax est pratiquement égal à 2xn. Toutefois, on a à peu près le même rapport de gran- deur également dans les écarts pratiquement usuels entre #o et #.
Pour déterminer la valeur de ce rapport, le plus simple est de faire inscrire automatiquement le mouvement de vibration pendant l'opération de fermeture par un enregistreur de vibra- tions, et ensuite de lire directement la grandeur de l'amplitude de la vibration. On peut aussi obtenir ce rapport par le calcul; toutefois, le calcul est relativement fastidieux. Concernant cet
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examen par le .calcul, on peut dire brièvement ce qui suit : 13 ome l'injonction dans le fer de l'éleotroaimant varie avec une bonne approximation suivant la courbe d'un sinu's ou d'un cosinus, on obtient pour la force maximum R qui croit avec le carré de l'induction l'équation :
R - R0 + R1 + R2.
Dans cette équation, R0 est une force de traction constante,
R1 est une force périodique de même amplitude maximum, et R2 une somme de différentes forces élémentaires. En soi, chacun de ces termes séparément provoque un mouvement des masses vi- brantea; oomme toutefois, les forces individuelles formant le terme R2 s'amortissent rapidement suivant une courbe exponen- tielle et que, de plus, la valeur R2 dans les rapports de fré- quence usuels pour les générateurs de vibrations est très pe- tite par rapport à la valeur R1, il subsiste pratiquement seule- ment, même pendant l'opération de fermeture, une force magné- tique de : R = R0 + R1.
Le calcul montre ainsi que la force magnétique est composée essentiellement d'une force de traotion constante et d'une for- ce périodique harmonique de même amplitude maximum. si l'on calcule sur la base de cette force magnétique le mouvement du système vibrant, qui se oompose de la vibration forcée et de la vibration propre, on arrive à ce résultat que l'amplitude de la vibration lors de la fermeture du oourant d'excitation commence dans chaque cas par croître graduellement jusqu'à une valeur supérieure à sa valeur de service normale, en règle gé- nérale environ jusqu'au double de cette valeur, pour ensuite décroître graduellement.
Or, si le générateur de vibrations est, suivant l'inven- tion, soumis à des fermetures et coupures répétées du courant,
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de sorte par exemple que le circuit soit ouvert dans la figure 5 à l'instant t1 et refermé à l'instant t 2 on obtient une allure de vibration suivant la figure 6. Comme cela est visi- ble sur cette figure, au point t2 rétablit de nouveau le même processus de dilatation qu'au point t0.
Une oomparaison des figures 6 et 5 montre l'avantage considérable du procédé selon l'invention : tandis que, d'après la figure 5, l'amplitude de vibration après l'achèvement de l'opération de fermeture se maintiendrait en permanenoe à la valeur de service normale xn, d'après la figure 6 elle augmentera toujours de nouveau avec une force telle qu'elle dépasse considérablement la valeur de régime xn pendant une grande partie de la durée de fonctionne- ment et même, dans le cas présent comme en règle générale, pen- dant la plus grande partie du temps de service.
La durée de fermeture du courant d'excitation, c'est-à- dire l'intervalle de temps entre l'instant to et l'instant t1, doit être au moins d'une grandeur telle que l'amplitude de vi- bration augmente dans cet intervalle de la façon cherchée au dessus de sa valeur normale de régime x . sur la figure 4, il faut que cet intervalle de temps soit plus grand que l'inter- valle de temps de t0 à tmin. or, le temps de la durée de ferme- ture t0 à t1 est en soi illimité, toutefois pour des raisons d'opportunité, on ne la prendra pas très grande afin d'utiliser le plus possible les avantages réalisables suivant l'invention.
La durée d'ouverture t1 à t2 du courant d'excitation peut en principe être longue ou courte à volonté.
Un rapport déterminé entre les valeurs de durée de ferme- ture et de coupure, ou entre ces valeurs et la durée d'une vi- bration isolée, ne peut pas être indiqué d'une façon générale- ment valable, oar ces valeurs dépendent non seulement de la fré- quenoe, mais aussi, comme on l'a indiqué, du rapport entre la fréquence propre et la fréquence d'excitation du système vibrant.
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Sur la base des directives'données ci-dessus, 11 est toutefois possible sans plut de déterminer ces valeurs suivant l'accord réalisé de cas en cas, de telle aorte qu'elles répondent le mieux possible aux 00.1115.ou pratiquée.
On mentionnera encore que, pour le procédé suivant l'in- vention, la relation dans le tempe de l'instant de la fermeture et de la coupure , la phase instantanée de la tension d'excita- %ion est tout à fait indifférente, car le procédé suivant l'in- vention est pratiquement indépendant de la grandeur de la valeur instantanée de la tension. Dans chaque cas,, l'amplitude de vi- bration augmente tout d'abord jusqu'à des valeurs qui sont plus grandes que la valeur normale de service, et en règle générale sont à peu près le double de cette valeur.