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DISPOSITIF REGULATEUR AUTOMATIQUE REPONDANT A UNE CHARGE.
La présente invention à trait à des dispositifs régulateurs auto- matiques répondant à une charge et a pour but la création d'une réalisation améliorée d'un tel dispositif.
Dans bien des cas, une machine effectuant un travail mécanique, telle par exemple, qu'un broyeur de matériau alimenté par un alimentateur mé- canique, est actionnée par un moteur électrique qui .marche à une vitesse con- stante et qui ne fonctionne au rendement maximum qu'à pleine charge. Le maté- riau dont la machine ést alimentée peut, d'autre part, varier de caractère, de sorte que pour une vitesse constante de l'alimentateur mécanique, la char- ge du moteur varie de manière correspondante, ce qui affecte défavorablement son rendement.
Un but de la présente invention est de procurer un dispositif qui assure qu'en fonctionnement, le moteur de commande de la machine soit toujours chargé à un degré prédéterminé.
La présente invention consiste en un dispositif régulateur auto- matique répondant à une charge, destiné à régler la charge d'une machine de traitement mécanique, comprenant en combinaison une source de force motrice à vitesse sensiblement constante et un arbre de réglage actionné par la dite source par l'intermédiaire d'un machon à glissement, un dispositif destiné à freiner l'arbre de réglage d'après la charge de la machine de traitement mé- canique et un dispositif destiné à régler la charge de la dite machine d'a- près la vitesse de rotation-de l'arbre de réglage.
Le machon à glissement peut être du type à fluide où l'air est employé en tant que fluide servant à relier les organes menant et mené du manchon.
Le dispositif de freinage de l'arbre de réglage peut comprendre
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un organe métallique fixe par rapport à l'arbre de réglage, coaxial à ce der- nier et disposé de manière qu'une partie du dit organe soit soumise à l'ef- fet d'un champ électro-magnétique dont .la force varie d'après le courant, de commande d'un moteur électrique à vitesse constante qui actionne la machine de traitement mécanique.
La charge de la machine de traitement mécanique peut,être réglée par un dispositif d'alimentation variable destiné à la dite machine et réglé d'après la vitesse de l'arbre de réglage.
Une manière de mettre l'invention en oeuvre va maintenant être décrite à titre d'exemple et illustrée par les dessins schématiques annexés.
La fig. 1 est une élévation en section d'un bloc de réglage.
La fig. 2 est une élévation en section du même bloc de réglage, suivant les lignes II-II, vu dans le sens des flèches.
La fig. 3 représente un agencement schématique, montrant le dis- positif régulateur appliqué à une machine de traitement mécanique.
Il est maintenant fait référence aux figures 1 et 2 des dessins.
L'arbre de commande ou de réglage 1 est claveté au rotor 2 et porte une pou- lie 3.
Le rotor 2 comporte une jante métallique cylindrique 4 qui est très voisine des pièces polaires 5, 6 et 7 d'un électro-aimant 8.
Le rotor 2 qui a la forme d'un tambour est pourvu de palettes droites 9 tangentes à ses moyeux. Ces palettes tangentielles 9 sont formées sur les deux faces intérieures plates du rotor 2.
Des palettes tangentielles semblables 10 sont formées des deux côtés d'un disque central 11 et n'ont qu'un petit jeu avec les palettes 9 et avec,l'intérieur de la partie cylindrique du rotor 2.
Le disque 11, portant ses palettes 10, est claveté sur l'arbre 12 d'un moteur électrique 13 à vitesse constante ; enveloppe 14, sensi- blement cylindrique surmontée d'une enveloppe rectangulaire--15 enfermant l'électro-aimant 8, est fixée à l'enveloppe du moteur 13.
Des coussinets à billes à alignement automatique sont disposés, comme le montre la figure 1, entre l'enveloppe 14 et l'arbre 1 et entre le rotor 2 et l'arbre 12 du moteur.
Les palettes 10 portées par l'organe 11 sont agencées de manière que lorsqu'elles sont mises en rotation par le moteur 13, l'air qui -se'trou- ve dans l'espace enfermé dans le rotor 2 circule dans un circuit fermé, vers l'extérieur dans les espaces compris entre les palettes'19 et versol'in-
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tërtéù-t--du-bole:B3 espaces "C6mprf s "entre les paléttês'''9 et'actionae'ainsi le rotor 2. le dispositif fonctionnant comme un accouplement ou un manchon à fluide .
L'électro-aimant 8 est alimenté en courant d'après le courant de commande d'un moteur électrique à vitesse constante qui actionne la machine de traitement mécanique et l'effet de freinage des courants de Foucault du dit électro-aimant sur la jante 4 du rotor 2 varient d'après le dit courant de commande.
Il est maintenant fait plus particulièrement référence à la fi- gure 3, en conjonction avec les figures 1 et 2. La bobine 16 de l'électro- aimant 8 et le moteur 24 à vitesse constante sont alimentés en série par les conducteurs principaux 25, 26 et sont donc traversés par le même courant.
Le moteur 24 actionne le broyeur 21 alimenté en matériau par l'orifice d'entrée 22 ; matériau sort, à l'état désiré, par l'orifice de sortie 23.
Le matériau qui alimente le broyeur est amené d'une trémie 20 par une courroie transporteuse 19 dont les rouleaux 18 sont actionnés par la poulie 3 du dispositif de réglage représenté figures 1 et 2, par l'inter- médiaire d'une courroie 17. Le transporteur 19 peut être remplacé par d'au-
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tres dispositifs mécaniques réglables, destinés à alimenter la machine 21, et, par exemple, par un alimentateur rotatif ou à secousses.
En fonctionnement, lorsque l'alimentateur n'amène pas de maté- riau à la machine 21, la demande de courant du moteur 24 est très faible, le courant correspondant passant dans la bobine 16 est petit et l'effet de freinage des courants de Foucaults de cet aimant sur la jante 4 du rotor 2 est négligeable.
La vitesse du rotor 2 ne sera donc qu'inférieure de très peu à celle de l'organe menant 11-porté par l'arbre 12 du moteur à courant continu 13. ' ' ' '
Si alors la courroie transporteuse 19 est alimentée en quantités croissantes de matériau, la charge du broyeur augmente, ce qui entraîne une augmentation du courant de commande du moteur 24; il s'ensuit que l'électro- aimant 8 reçoit un courant croissant et que l'effet de freinage'sur le ro- tor 2 augmente de sorte que la vitesse de l'arbre de réglage 1 et celle de la courroie transporteuse 19 diminuent de manière correspondante.
Lorsque le débit d'apport de matériau au broyeur 21 atteint une valeur qui demande le plein courant de charge du moteur de commande 24, l'a- limentation du broyeur 21 en matériau est stabilisée.et, en supposant que. le matériau soit de caractère uniforme, l'ensemble de l'appareil fonctionne 'sans fluctuation à une vitesse telle que le moteur de commande marche à plei- ne charge.
Si le matériau dont le broyeur est alimenté change de caractère,, de manière à devenir plus dur à broyer, donc de manière à tendre à surcharger le moteur de commande, le freinage, dû à l'augmentation du courant dans, l'é- lectro-aimant 8, ralentit le rotor 2 et la poulie 3 de l'arbre de réglage et l'alimentation du broyeur en matériau-est-réduite, ce qui amène le moteur de commande à réagir en revenant à la marche stable qui était la sienne avant l'arrivée du matériau plus dur.
Inversement, l'arrivée d'un matériau moins dur à broyer résulte en une accélération de l'arbre de réglage et de l'alimentation du broyeur jusqu'à ce que la même marche stable de pleine charge du moteur se trouve atteinte.
L'invention n'est pas limitée à l'appareillage particulier à broyeur décrit, ni à un manchon dont le fluide de glissement'est l'air et toute forme adéquate du freinage de l'arbre de réglage peut être employée.
En outre, on peut faire usage d'un freinage additionnel, réglé à la main, pour modifier les conditions de charge autour desquelles la régulation a ' lieu; par exemple, un frein électro-magnétique supplémentaire, dont l'effet peut être réglé à la main, peut être appliqué au rotor porté par l'arbre de réglage.
REVENDICATIONS.
1. - Dispositif régulateur automatique répondant à une charge, destiné à régler la charge d'une machine effectuant un travail mécanique, comprenant une source de force motrice à vitesse sensiblement constante, un arbre de commande ou de réglage actionné par la dite source de force motri- ce par l'intermédiaire d'un embrayage à glissement, un dispositif destiné à freiner l'arbre de commande d'après la charge de la machine de traitement mécanique et un dispositif destiné à régler la charge de la dite machine d'après la vitesse de rotation de l'arbre de commande.
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AUTOMATIC REGULATOR DEVICE RESPONDING TO A LOAD.
The present invention relates to automatic regulating devices responsive to a load and aims to provide an improved embodiment of such a device.
In many cases, a machine performing mechanical work, such as, for example, a material crusher fed by a mechanical feeder, is driven by an electric motor which runs at a constant speed and which does not run at constant speed. maximum efficiency at full load. The material with which the machine is fed can, on the other hand, vary in character, so that for a constant speed of the mechanical feeder, the load of the motor varies correspondingly, which adversely affects its efficiency. .
An object of the present invention is to provide a device which ensures that in operation the drive motor of the machine is always loaded to a predetermined degree.
The present invention consists of an automatic regulator device responsive to a load, intended to adjust the load of a mechanical processing machine, comprising in combination a source of motive force at substantially constant speed and an adjusting shaft actuated by said machine. source by means of a sliding jaw, a device intended to brake the adjustment shaft according to the load of the mechanical treatment machine and a device intended to adjust the load of said processing machine. - near the speed of rotation of the adjusting shaft.
The slip jaw may be of the fluid type where air is employed as a fluid to connect the driving and driven members of the sleeve.
The adjusting shaft braking device may include
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a metallic member fixed with respect to the adjustment shaft, coaxial with the latter and arranged so that a part of said member is subjected to the effect of an electromagnetic field, the force of which varies according to the current, controlling an electric motor at constant speed which drives the mechanical processing machine.
The load of the mechanical processing machine can be regulated by a variable feed device intended for said machine and adjusted according to the speed of the adjusting shaft.
One way of implementing the invention will now be described by way of example and illustrated by the appended schematic drawings.
Fig. 1 is a sectional elevation of an adjustment block.
Fig. 2 is a sectional elevation of the same adjustment block, taken along lines II-II, seen in the direction of the arrows.
Fig. 3 is a schematic arrangement showing the regulating device applied to a mechanical processing machine.
Reference is now made to Figures 1 and 2 of the drawings.
The control or adjustment shaft 1 is keyed to the rotor 2 and carries a pulley 3.
The rotor 2 comprises a cylindrical metal rim 4 which is very close to the pole pieces 5, 6 and 7 of an electromagnet 8.
The rotor 2 which has the shape of a drum is provided with straight vanes 9 tangent to its hubs. These tangential vanes 9 are formed on the two flat inner faces of the rotor 2.
Similar tangential vanes 10 are formed on both sides of a central disc 11 and have only a small clearance with the vanes 9 and with the interior of the cylindrical part of the rotor 2.
The disc 11, carrying its vanes 10, is keyed on the shaft 12 of an electric motor 13 at constant speed; envelope 14, substantially cylindrical surmounted by a rectangular envelope - 15 enclosing the electromagnet 8, is fixed to the housing of the motor 13.
Self-aligning ball bearings are arranged, as shown in Figure 1, between the casing 14 and the shaft 1 and between the rotor 2 and the shaft 12 of the motor.
The vanes 10 carried by the member 11 are arranged so that when they are rotated by the motor 13, the air which -is' in the space enclosed in the rotor 2 circulates in a closed circuit. , towards the outside in the spaces between the pallets'19 and versol'in-
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tërtéù-t - du-bole: B3 spaces "C6mprf s" between the palettes "9" and "actionae" as well the rotor 2. the device functioning as a coupling or a fluid sleeve.
The electromagnet 8 is supplied with current according to the control current of an electric motor at constant speed which actuates the mechanical processing machine and the braking effect of the eddy currents of said electromagnet on the rim 4 of rotor 2 vary according to said control current.
Reference is now made more particularly to FIG. 3, in conjunction with FIGS. 1 and 2. The coil 16 of the electromagnet 8 and the motor 24 at constant speed are supplied in series by the main conductors 25, 26 and are therefore crossed by the same current.
The motor 24 actuates the crusher 21 supplied with material through the inlet port 22; material exits, in the desired state, through the outlet orifice 23.
The material which feeds the crusher is brought from a hopper 20 by a conveyor belt 19, the rollers 18 of which are actuated by the pulley 3 of the adjustment device shown in FIGS. 1 and 2, through the intermediary of a belt 17. The conveyor 19 can be replaced by other
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very adjustable mechanical devices, intended to feed the machine 21, and, for example, by a rotary or shaking feeder.
In operation, when the feeder is not feeding material to the machine 21, the current demand of the motor 24 is very low, the corresponding current flowing through the coil 16 is small, and the braking effect of the currents of. Foucaults of this magnet on the rim 4 of the rotor 2 is negligible.
The speed of the rotor 2 will therefore be only very slightly lower than that of the driving member 11-carried by the shaft 12 of the direct current motor 13. '' ''
If then the conveyor belt 19 is fed in increasing amounts of material, the load on the crusher increases, resulting in an increase in the drive current of the motor 24; it follows that the electromagnet 8 receives an increasing current and that the braking effect on the rotor 2 increases so that the speed of the adjusting shaft 1 and that of the conveyor belt 19 decrease. correspondingly.
When the rate of material feed to crusher 21 reaches a value which demands the full load current of drive motor 24, the feed to crusher 21 of material is stabilized. And, assuming that. the material is uniform in character, the whole apparatus operates without fluctuation at such a speed that the drive motor runs at full load.
If the material from which the crusher is fed changes its character, so as to become harder to grind, therefore so as to tend to overload the control motor, the braking, due to the increase in current in, the e- electromagnet 8, slows down rotor 2 and pulley 3 of the adjustment shaft and the material-is-reduced feed to the crusher, which causes the drive motor to react by returning to the stable step which was the his before the arrival of the harder material.
Conversely, the arrival of a material less hard to grind results in an acceleration of the adjustment shaft and the feed of the grinder until the same stable full load operation of the motor is reached.
The invention is not limited to the particular mill apparatus described, nor to a sleeve in which the sliding fluid is air and any suitable form of braking of the adjustment shaft can be used.
In addition, additional braking, manually adjusted, can be used to modify the load conditions around which regulation takes place; for example, an additional electro-magnetic brake, the effect of which can be adjusted by hand, can be applied to the rotor carried by the adjustment shaft.
CLAIMS.
1. - Automatic regulator device responding to a load, intended to adjust the load of a machine performing mechanical work, comprising a source of motive force at substantially constant speed, a control or adjustment shaft actuated by said source of force driven by means of a slip clutch, a device for braking the drive shaft according to the load of the mechanical processing machine and a device for adjusting the load of said machine according to the speed of rotation of the control shaft.