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Il Procédé pour la vibration à fréquences variables de matière finement divisée et appareils vibratoires permettant d'appliquer ce procédé ".
Il est actuellement d'usage pour le tassement de matière finement divisée, surtout dans la fabrication des objets en aggloméré de ciment, de soumettre la masse à un effet de vibra- tion, en vue de favoriser l'évacuation de l'air occlu entre les particules solides et provoquer le rapprochement de celles-ci et l'écoulement des grains les plus fins entre les grains les plus gros. On a, par ce moyen, obtenu des agglomérés extrêmement compacts.
Ce moyen a permis d'augmenter sensiblement la résistance des objets ainsi fabriqués.
Les appareils utilisés pour provoquer la mise en vibra-
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tion des constituants de l'aggloméré sont, soit mécaniques, soit électriques. Dans les deux cas, on a déjà prévu de pouvoir modi- fier à volonté l'intensité de la vibration. Notamment, dans les appareils mécaniques, on a généralement fait usage de masses excentrées tournant à vitesse relativement grande déterminant une résultante sinusoïdale ou vibratoire.
La masse excentrée peut être modifiée soit avant la mise en marche de l'appareil, soit même pendant son fonctionnement.
Toutefois, indépendamment de l'appareil vibratoire utilisé on a accoutumé de ne soumettre la masse à tasser qu'à un effet vibratoire de caractéristiques uniques préétablies. Il en résuit que tous les constituants de la matière sont pratiquement sou- mis au même effort dynamique, quelle que soit leur masse propre, et que les effets de cette résultante unique sur les parcelles de masses différentes sont différents.
Dès lors, on peut améliorer sensiblement le traitement usuel des matières à agglomérer par vibrations en les soumettant successivement à un effet de vibration de caractéristiques diffé rentes. Plus spécialement et conformément au procédé de l'inven- tion, on soumettra tout d'abord la masse à une résultante vibra- toire favorable au tassement des grains les plus gros et, ensui- te, on soumettra la même masse à une résultante différente mais favorable à l'écoulement des grains les plus petits entre les grains les plus gros pratiquement déjà mis en place par la phase de vibration précédente. Cette condition sera remplie en soumettant la masse à un effet vibratoire dont la fréquence sera augmentée périodiquement ou progressivement.
Par ce moyen, on obtiendra donc que tous les grains de la masse seront pratique- ment sollicités par la même force vibratoire, mais à des fréquer. ces différentes, respectivement pour les gros grains et pour les grains de masses plus réduites.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, on
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appliquera ce procédé général par l'intermédiaire d'un appareil vibratoire mécanique à un ou plusieurs arbres balourdes, capa- bles de tourner à une vitesse variable, la masse excentrée étant également variable mais en sens inverse de leur vitesse de ro- tation, respectivement de la fréquence vibratoire. En d'autres termes, lorsque la vitesse de rotation de la masse excentrée sera augmentée, ladite masse excentrée sera préférablement ré- duite de manière à ne pas augmenter dangereusement l'intensité de la résultante vibratoire.
De tels appareils vibrateurs mécaniques pourront être combinés soit en sorte de pouvoir réaliser une vibration de fréquence progressivement croissante, pendant que la masse excen trée est progressivement décroissante ; en sorte de réaliser lesdites variations par paliers prédéterminés, dans lequel cas, les masses excentrées sont déplacées à des vitesses croissantes prédéterminées et la masse excentrée totale étant réduite auto- matiquement ou non au prorata desdites augmentations de vitesse.
On pourra ainsi réaliser de tels appareils vibrateurs sous des formes extrêmement différentes et les adapter, aussi exactement que possible,aux différents cas d'applications pra- tiques. Le choix entre les appareils à modifications progressi- ves ou périodiques des caractéristiques de la résultante vibra- toire dépendra de la nature des travaux auxquels le procédé sera appliqué.
Néanmoins, à simple titre d'exemple, sans aucun caractère limitatif d'aucune sorte, deux modes de réalisation pratique sont décrits avec plus de détail ci-après et sommairement sché- matisésaux dessins annexés, dans lesquels : les figures 1, 2, 3 et 4 schématisent, en vue perspective conventionnelle, quatre positions caractéristiques d'un appareil vibratoire mécanique à résultante variable périodique; les figures 5, 6, 7 et 8 schématisent les différentes
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positions caractéristiques prises par les masses excentrées du dispositif des figures précédentes respectivement dans les figu- res 1, 2, 3 et 4; les figures 9 à 14 schématisent un dispositif vibratoire à variations progressives.
Dans le dispositif des figures 1 à 8, on réalise un appa- reil vibratoire mécanique à l'aide duquel il est possible d'ob- tenir une résultante vibratoire dont la fréquence est variable progressivement ou périodiquement, tandis que les masses excen- trées peuvent être réduites périodiquement dans des conditions prédéterminées, en sorte que,par exemple, la réduction de la quantité de masse excentrée soit pratiquement proportionnée à l'accroissement de la fréquence dans le but d'obtenir finalement une intensité de vibrations pratiquement constante.
Il n'est pas indispensable que ladite intensité de vibra- tions reste constante, mais il faut surtout éviter que l'accrois sement de la fréquence de vibrations n'entraîne un excès d'inten site vibratoire, ce qui serait préjudiciable non seulement aux résultats que l'on veut atteindre, mais aussi à la bonne con- servation du matériel. Il sera donc souvent important de réduire la quantité de masses excentrées lorsqu'on augmente leur vites- se de rotation.
Ces différentes conditions sont schématisées aux figures 1 à 8, comme suit : l'appareil vibrateur, ramené à ses éléments essentiels, est, en l'occurrence, constitué par un axe 1. sur lequel est calé un demi-disque 2 et, monté fou, un second demi- disque 3. Le demi-disque .2 est, par exemple, calé sur ledit axe 1 par une clavette 4. Entre ces deux masses excentrées ¯? et .1 est interposé un disque 2 également calé sur l'axe 1. Ce disque présentée sur sa périphérie, des encoches 6.
Entre le disque 2 et la masse excentrée folle 3 est interposée une manivelle 7, folle sur l'axe ¯1 et dont le ma-neton est formé de deux bouts
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d'axe 8-$, le premier formant butée par le demi disque 3, et le second pouvant être préalablement engagé dans l'une des encoches 6 du disque . De plus, entre ledit disque et ladite masse excentrée folle 3 est encore interposés une manivelle 10 également folle sur l'axe 1 et dont le maneton est formé de deux bouts d'axe 11-12, le premier formant butée pour le demi-disque 3 et le second pouvant être préalablement engagé dans l'une des encoches 2 du disque 2.
Ce dispositif simple fonctionne de la manière suivante : si l'on considère que l'axe 1 est entraîné positivement dans le sens de la flèche fl, le demi-disque est positivement entraîné dans le même sens, ainsi que le disque 1 et la manivelle 7-8-9.
Celle-ci entraîne le demi-disque fou 3,, dont la masse, dans cette position, s'ajoute à la masse du demi-disque ¯2 et la somme de ces deux masses intervient pour former la résultante vibra- toire. Dès lors, dans le sens de la rotation de la flèche fl de l'appareil, on produit une résultante vibratoire à fréquence minimum et à masse excentrée maximum. Selon la position initiale que l'on donnera à la manivelle 7-8-9 on pourra varier et régler l'intensité de la résultante de vibration dans la première phase du procédé.
Si l'on considère maintenant, pour satisfaire à la second phase du procédé de l'invention, que l'on inverse le sens de rotation du dispositif, ce dernier tournant alors dans le sens de la flèche f2,on obtient que la manivelle 7-8-9 devient inopé- rante, vu que le disque fou 3. est entraîné par le maneton 11 de la manivelle 10.
Selon l'encoche 6 dans laquelle le bout d'axe est engagé, ledit maneton 11 maintiendra le demi-disque fou 3. dans une certaine position relative au demi-disque calé sur l'axe
On dispose ainsi d'un moyen de prédéterminer la masse réduite de la seconde phase du procédé, en sorte que cette
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seconde phase sera caractérisée par une résultante vibratoire qui, par rapport à la première phase, aura une fréquence plus grande mais une masse excentrée plus petite. On pourra ainsi varier aisément la masse excentrée dans les deux phases du procé dé.
Dès lors, l'appareil vibrateur capable d'appliquer le procéd de l'invention serait extrêmement simple et permettrait, en quelque sorte, d'appliquer successivement sur la masse à agglo- mérer un effet de vibration tout d'abord à vitesse normale et par une masse excentrée maximum, puis à vitesse accélérée avec une masse excentrée réduite. L'appareil est peu encombraat et il suffirait de le faire tourner dans un sens (flèche fl) pendan un certain. temps, puis en sens opposé (flèche f20 pendant la seconde phase du procédé pour satisfaire aux conditions dudit procédé.
Les différents organes décrits et illustrés à titre d'exemple pourro/évidemment être exécutés de toute autre manière que celle décrite, l'appareil vibrateur pouvant posséder un ou plusieurs axes 1 et, notamment, deux axes parallèles aux masses excentrées identiques et semblablement disposés et combinés en sorte d'avoir toujours, dans les deux phases du procédé, une résultante vibratoire unidirectionnelle parfaitement dirigée.
Egalement, les moyens d'entraînement par butée fixe ou de posi- tion variable et réglable pourraient être exécutés sous des formes aussi nombreuses que différentes, sans sortir cependant du cadre de l'invention.
Conformément à l'invention, on pourrait également monter les masses excentrées ¯? et .1 ou toutes masses équivalentes sur l'axe 1 d'une telle manière que leur position angulaire relative varie avec l'accroissement de leur vitesse de rotation. Cette modification de position pourrait être telle que les masses excentrées résultantes soient progressivement réduites au fur et à mesure de l'accroissement de leur vitesse de rotation selon
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une loi prédéterminée. Dans ces conditions, la variation des caractéristiques vibratoires serait progressive entre des limite- préétablies en tenant compte des matières à tasser.
En effet, on pourrait, à partir d'un tel dispositif, régler la masse excentra de départ, la vitesse de départ, la loi de variation de vitesse et la loi de variation angulaire relative des masses excentrées.
Un tel dispositif perfectionné est décrit plus en détail ci-après avec référence aux figures 9 à 14. Dans cette exécution très schématique, le demi-disque .2 est, comme précédemment, calé sur l'axe 1 par le moyen d'une clavette tandis que le demi- disque 3. est, ici, monté sur un tronçon fileté 1' dudit axe ¯1.
Les deux demi-disques 2-3 sont reliés par un dispositif centri- fuge, genre régulateur de Watt, formé par exemple par deux pai- res de tringles 13-14, 15-16 et deux masses .12-JJ3. Un ressort 19 interposé entre les deux demi-disques 2-.1 y prend appui. Un levier de manoeuvre 20 articulé autour d'un pivot intermédiaire 21 est capable de solliciter, par le collier 22, le demi-disque 3. et ce levier peut, par exemple, être immobilisé dans différen- tes positions convenues à l'intervention d'un secteur 23.
Si l'on considère ce dispositif dans sa position de dé- part, on constate que les deux demi-disques 2-3 formant les deux masses excentrées sont superposés, ce qui donne donc, pour le départ, une masse excentrée maximum. Le dispositif vibrant tournant à sa vitesse de régime minimum, on applique ainsi les conditions de la première phase du procédé.
Si maintenant, on augmente progressivement la vitesse de rotation de l'axe 1, les deux masses excentrées .2-3 augmentent de vitesse ainsi que les masses 17-18 du régulateur, lesquelles, sous l'effet de la force centrifuge, s'écartent progressivement l'une de l'autre exerçant une traction sur lesdits demi-disques 2-3 dans le sens de leur rapprochement mutuel. Le demi-disque .2 étant calé sur l'axe 1 reste longitudinalement immobile, tandis
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que le demi-disque 3 se déplace longitudinalement en tournant relativement par rapport à l'axe 1. Ainsi, on modifie automati- quement la position angulaire respective des demi-disques 2-3 et, par le fait même, on modifie automatiquement la masse excen- trée résultante.
Les figures 11 et 12 schématisent le même dispositif mais dans la seconde phase du procédé, c'est-à-dire lorsque la vitess-- de rotation de l'axe.1 a été accrue après la première phase du procédé; les figures 13 et 14 schématisent le même dispositif dans sa vitesse maximum, à laquelle correspond par exemple une masse résultante minimum. Cette position optimum des demi-disque: 2-3 est limitée non seulement par la position extrême du régula- teur centrifuge, mais aussi par le fait que les deux demi-disque viennent en contact mutuel par leur moyeu.
Comme on le voit, il est ainsi possible, par des moyens également simples, d'assurer une variation progressivement croissante de la vitesse de rotation dudispositif et progressive ment décroissante de la masse excentrée décroissante.
Tout comme pour le dispositif précédent, l'appareil décria schématiquement aux figures 9 à 14 ne doit être considéré qu'à simple titre d'exemple sans aucun caractère limitatif d'aucune nature ni à l'égard des masses excentrées ni à l'égard du dispo- sitif centrifuge provoquant la variation angulaire relative entre lesdites masses excentrées au fur et à mesure de l'accroîs= sement de leur rotation.
On remarquera aussi que, dans ce dispositif à variations progressives des caractéristiques de vibrations, on peut très aisément modifier les conditions de départ en déplaçant le le- vier de manoeuvre 20, ce qui provoque une poussée axiale sur la masse excentrée 3, laquelle est ici forcée de tourner, modifiant ainsi sa position angulaire relativement par rapport au demi- disque .2 calé sur l'axe 1. Pour permettre cette rotation, les
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biellettes 14-16 du dispositif régulateur centrifuge sont articu= lées sur un collier 24 entourant le moyeu dudit demi-disque 3.
On pourrait évidemment imaginer une foule de moyens méca- niques, électriques, électro-mécaniques, hydrauliques, pneumati- ques ou autres pour varier la position angulaire des masses balourdées, soit périodiquement, soit progressivement, et ces moyens seront choisis au prorata des appareils à construire et, surtout,des applications envisagées.
Les exemples illustrés aux dessins annexés et décrits précédemment n'ont qu'un caractère documentaire en vue de mieux faire comprendre encore le procédé, objet principal de l'inven- tion.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour la vibration à fréquences variables de matière finement divisée, caractérisé en ce que la masse divisée est soumise successivement à des mouvements de vibration de fréquence croissante, les masses excentrées provoquant lesdites vibrations étant successivement décroissantes.