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Cette invention est relative à des appareils destinés à pro- duire des vibrations mécaniques de liquides, à haute fréquence, au moyen de variations de pression rapides produites par des impulsions de pression élevée et des impulsions de vide partiel (ici appelées "de basse pression") alternées,et elle a pour objet principal de fournir un appareil nouveau ou perfectionné pour produire de telles variations de pression.- au moyen de générateurs ayant des rotors fonctionnant comme des pompes centrifuges. Un autre objet de l'invention est de fournir des construc- tions simples d'appareils capables de produire des vibrations intenses de grandes masses de liquide, avec de hautes fréquences.
Suivant l'invention, l'appareil destiné à produire des vibra- tions mécaniques à haute fréquence dans un milieu à traiter comprend un dispositif' ayant des parois flexibles, rempli d'un liquide et prévu pour être immergé dans le milieu à traiter, un dispositif prévu pour créer un courant du liquide, un dispositif producteur de fréquence agencé pour interrompre l'écoulement du liquide de façon à transformer son courant en une multiplicité d'impulsions qui font vibrer le dispositif à parois flexibles et produisent ainsi des vibrations à haute fréquence dans le milieu à traiter.
Suivant un autre aspect de l'invention, l'appareil comprend un rotor qui est placé dans un cartel de. générateur prévu pour être rempli de liquide ou immergé dans un liquide et qui présente des conduits de centrifugation, destinés à agir en liaison avec-un ou plusieurs anneaux de soupapes de façon à produire des variations de pression sous forme d'impulsions, le ou lesdits anneaux de soupapes étant prévus soit fixes, soit mobiles périodiquement par rapport au rotor, soit rotatifs dans le sens opposé à celui du rotor. L'expression "de centrifugation", telle qu'elle est utilisée dans cette spécification, concernant les conduits, signifie que ces derniers sont formés et disposés dans le rotor de telle façon qu'ils exercent une action centrifuge sur le liquide qui les traverse.
L'invention peut être appliquée dans deux types de base d'appareils, l'un de ceux-ci produisant un écoulement du courant axial du liquide (générateur axial) et l'autre, un écoulement du courant radial (générateur radial).
Divers modes de construction d'appareils conformes à l'invention sont illustrés par les dessins ci-annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente, en coupe transversale verticale, un générateur axial construit suivant l'invention, la coupe étant faite suivant la ligne A - B de la figure 2 ;
La figure 2 représente, vus de dessus, le rotor circulaire et une partie brisée du disque de soupape représenté à la figure 1;
La figure 3 représente, en coupe transversale verticale, un générateur radial, construit suivant l'invention, la coupe étant faite suivant la ligne C - D de la figure 4;
La figure 4 représente une coupe horizontale faite suivant la ligne E - F de la figure 3;
La figure 5 est une vue brisée d'un détail, à plus grande échelle, représentant, en élévation, une partie du rotor et du cercle de soupapes de pression représenté aux figures 3 et 4;
Les figures 6 et 7 représentent, en coupe transversale, deux formes de vibrateurs propres à être utilisés suivant l'invention et
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La figure 8 représente, en coupe transversale, une forme simplifiée d'appareil conforme à l'invention.,
Si l'on se réfère aux figures 1 et 2 , on voit que le corps du rotor circulaire 1, en forme de disque, est d'une épaisseur suffisante pour contenir un anneau de conduits 2 et un autre anneau de conduits 3 tous ces conduits étant des conduits de centrifugation, ainsi qu'il est représenté, avec les extrémités des conduits de l'un des anneaux en chicane avec ceux des conduits de l'autre anneau (figure2,
. Ce rotor est monté à rotation dans un carter à parois flexibles formé par une membrane élastique supérieure 8 et une partie inférieure en forme de globe 9, ce carter étant rempli d'un liquide convenable. Lorsque le rotor 1 tourne rapidement sur son axe 4, une faible pression de liquide est produite aux extrémités supérieures des conduits 3 et une forte pression, aux extrémités supérieures des conduits 2. Des conduits additionnels 5 coopèrent avec la partie inférieure élastique 9 du carter pour assurer l'égalisation du volume, ainsi qu'il est représenté par le pointillé à la membrane 8 et à la partie inférieure 9, à la figure 1.
Au-dessus du rotor est monté un disque de soupape circulaire 6, présentant un anneau de fentes 7. Ce disque de soupape peut être fixe, comme il est montré à la figure 1, ou prévu pour tourner dans le sens opposé à celui du rotor. Les fentes 7 sont espacées et disposées de façon à pouvoir se mettre en registre soit avec les extrémités supérieures des conduits 2, soit avec les extrémités supérieures des conduits 3, de façon que, lorsque les ouvertures de la haute pression sont découvertes, les ouvertures de la basse pression soient fermées, et vice versa. Une rondelle annulaire verticale 10, prévue sur le disque de soupape 6, divise les fentes 7, comme on peut le voir à la figure 2.
Des impulsions à haute fréquence, de haute et basse pressions sont produites aux extrémités supérieures des conduits 2 et 3 respectivement, la fréquence dépendant du nombre de conduits et de la vitesse relative de rotation entre le rotor et le disque de soupape. Du fait que le mécanisme est contenu.dans le carter souple, les impulsions de haute et de basse pressions sont transmises à la membrane 8 (placée vis-à-vis du rotor;, qui reçoit des vibrations mécaniques correspondant à la fréquence des impulsions. Lorsque la membrane est chassée vers l'extérieur sous l'effet des impulsions de haute pression, par exemple, le volume à l'intérieur du carter du générateur est maintenu par un mouvement compensateur, vers l'intérieur, de la partie inférieure élastique 9 du carter.
Dans la construction représentée aux figures 3 à 5, le rotor est constitué par un disque 11, présentant un rebord vertical 12, dirigé vers le haut, que traversant des conduits d'accélération 13, 14, disposés en anneau, les conduits de l'un des anneaux formant chicane avec ceux de l'autre anneau, comme on peut le voir à la figure 5. Dans la zone de basse pression 15, voisine des anneaux de conduits 13, 14, se trouve la paroi interne verticale 16 d'un disque de soupape présentant autant de fentes de soupape à basse pression que le rotor a de conduits.
Le disque de soupape a un rebord externe 18, qui entoure le rebord 12 du rotor dans la zone de haute pression 17 et qui, de même, présente un nombre de fentes de soupape 19 égal au nombre de conduits du rotor.
Comme on peut le voir à la figure 5, les fentes 19 ont toutes la même direction axiale et peuvent se placer en registre ou bien avec les conduits 13, ou bien avec les conduits 14. Les deux séries de fentes de soupape sont en chicane, si bien que lorsque les conduits de la zone de haute pression sont ouverts, ceux de la zone de basse pression sont fermés et vice versa.
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Les impulsions de haute pression sont transmises, par la chambre de générateur involutée et par le passage de haute pression 20, à un vibrateur séparé, qui est également relié au passage de basse pression 21, par lequel les impulsions de basse pression sont transmises.
Le disque de soupape peut être fixe ou peut tourner dans le sens opposé à celui du rotor ou encore être prévu mobile en direction axiale, ce qui permet la modulation des impulsions. Dans le dernier cas le mouvement axial est de préférence produit non à partir du centre, mais par des broches de guidage ( indiquées par des pointillés), qui sont placées à l'intérieur des parois du couvercle du générateur et peuvent se mouvoir facilement. En utilisant cet agencement, on peut se passer de l'anneau de soupapes à basse pression et réduire le mouvement axial comme suit : l'anneau de soupapes à haute pression présentera, au lieu de fentes, des trous qui se placeront en registre avec tous les conduits d'accélération du rotor et cette simplification n'entraînera aucune réduction notable de l'effet de modulation.
Le vibrateur représenté à la figure 6 comprend une partie inférieure 23, en forme de cylindre plat, à paroi épaisse, fermée par une mince menbrane élastique 24, ondulée, montée de façon étanche. Le raccordement au passage à haute pression 2o du générateur représenté aux figures 3 à 5 est indiqué en 25 et le raccordement au passage à basse pression 21, en 26.
La figure 7 représente un vibrateur à deux côtés, constitué par un anneau rigide 27, ayant une membrane semblable 24, fixée de façon étanche à chacun de ses côtés, 25 et 26 désignant ici encore les raccords établissant la liaison avec les passages à haute et à basse pression, respectivement désignés par 20 et 21.
Les générateurs décrits plus haut peuvent être remplis d'eau ou d'huile, mais ils sont de préférence remplis de liquides ayant des densités élevées, tels que solutions de sel, mercure, émulsions d'huile et de mercure, qui ont un effet plus grand du fait de leur densité plus forte.
Dans le mode de mise en oeuvre de l'invention, représenté à la figure 8, on n'utilise que des impulsions de haute pression.
Le rotor est constitué par un disque de métal épais 28, présentant, dans ses deux faces, des conduits de centrifugation 29. L'élément de soupape 30 enferme tout le rotor comme un carter, ne laissant que les ouvertures ,d'aspiration 31, au voisinage de l'axe de rotation 32, et les ouvertures de sortie 33 de la soupape, près de sa périphérie, ces dernières Quvertures, 33, pouvant se mettre en registre avec les sorties des conduits 29.Lorsque ce générateur est immergé dans du liquide et que son rotor 28 tourne rapidement sur son axe 32, les conduits de centrifugation aspirentt du liquide par les ouvertures d'aspiration 31 des deux côtés et lui communiquent une accélération avant de le chasser, par les ouvertures de sortie 33 de l'élément de soupape 30, dans la masse de liquide environnante, sous la forme d'impulsions de pression.
Ceci se produit chaque fois que les ouvertures de sortie de conduits 29 se trouvent en registre avec les ouvertures de sortie 33 de la soupape.
Ce mode de réalisation simplifié convient particulièrement bien pour la production de vibrations intenses dans d'importantes masses de liquide, puisque plusieurs générateurs de ce genre peuvent être commandés par un arbre commun.
Les fréquences des vibrations qui peuvent être obtenues au moyen d'appareils conformes à l'invention peuvent être estimées d'après l'exemple suivant : lorsqu'on recourt à une rotation opposée à celle d'un rotor de 200 mm. de diamètre, présentant 300 conduits et tournant à une vitesse de 100 tours/seconde, on produit 60.000 vibrations/seconde.
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En ce qui concerne la capacité ou puissance mécanique, il faut souligner que, du fait de la masse très considérable de liquide qui agit;, en particulier, lorsqu'on utilise des liquides lourds, l'amplitude de l'effet de rayonnement peut être supérieure à toute autre jusqu'ici obtenue.
REVENDICATIONS le Appareil destiné à la production de vibrations mécaniques à haute fréquence dans un milieu à traiter, comprenant un dispositif ayant des parois flexibles, rempli d'un liquide et prévu pour être immergé dans le milieu à traiter, un dispositif prévu pour¯produire un courant ou écoulement du liquide, un dispositif producteur de fréquence prévu pour interrompre l'écoulement du liquide de façon à transformer son courant en de multiples impulsions faisant vibrer le dispositif à parois flexibles et produisant ainsi des vibrations à haute fréquence dans le milieu à traiter.
2. Appareil destiné à la production de vibrations mécaniques de liquides,, à haute fréquence, utilisant un rotor à action centrifuge prévu pour fonctionner comme une pompe centrifuge, caractérisé par le fait que le rotor est placé dans un carter de générateur prévu pour être rempli de liquide ou être immergé dans un liquide, et est pourvu de conduits de centrifugation, prévus pour agir en liaison avec un ou plusieurs anneaux de soupape de façon à produire des variations de pression sous forme d'impulsions, ledit ou lesdits anneaux de soupape étant prévus fixes ou mobiles périodiquement par rapport au rotor ou encore tournant dans un sens opposé à celui du rotor.