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" Dispositif de suppression du bruit pour des outils pneumati-
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ques à percussion"". z... ¯ ¯ . ¯
La présente invention est relative à un dispositif de percussion du bruit pour des outils et machines pneumatiques à percussion, tels que des perforatrices de roche, des marteaux pneumatiques, etc.
Le dispositif de suppression du bruit suivant l'invention pour des outils pneumatiques du type à percussion comportant chacun un cylindre à air, un piston dans celui-ci, une lumière d'admission d'air et au moins une lumière d'échappement d'air,
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est caractérisé par une paire d'éléments annulaires espaces sur ledit cylindre avec ladite lumière d'échappment d'air entre eux, un manchon tubulaire élastique dilatable entourant de façon éti- rable lesdits éléments annulaires avec un rapport d'ajustage étroit et étant pratiquement hors de contact avec le cylindre afin de former une enceinte destinée à recevoir de l'air de ladite lumière d'échappement d'air, et pour définir un intervalle entre ledit manchon et au moins l'un desdits éléments annulaires afin de laisser échapper l'air en tant que courant pulsé,
et des moyens pour maintenir ledit manchon en place.
Des outils ou machines pneumatiques du type à percussion sont bien connus et sont largement utilises dans l'industrie.
Des coups à haute fréquence sont fournis par un marteau, qui est un piston libre travaillant à l'intérieur du. cylindre de l'outil qu de la machine. L'air comprimé qui actionne le piston est en- voyé alternativement sur les faces frontale et arrière du piston*
L'air est .évacué, alors qu'il se trouve toujours à une pression nettement supérieure à la pression atmosphérique, à la fin de chaque course du piston, grâce au fait que la face du piston franchit une lumière d'échappement dans le côté du cylindre
Cet air comprimé est libéré d'une façon explosive. La majeure partie du son émis par les outils pneumatiques à percussion est le résultat de la libération explosive de l'air comprimé et de la percussion du piston contre l'acier de l'outil.
Les outils actionnés pneumatiquement, du type à percus- sion, bien qu'ils soient très satisfaisants et efficaces dans la mesure où leur fonctionnement est envisagé, offrent le désavantage que le niveau de bruit de l'air libéré est suffisamment élevé pour que ce bruit soit gênant, tout au moins pour ceux qui y sont exposés pendant des périodes de temps prolongées. De même, le bruit empêche la conversation dans le voisinage de l'outil.
Un autre désavantage est que le brouillard ou les vapeurs formées
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par les gaz d'échappement au voisinage de l'outil constituent un ennui et peuvent être un danger*
Il a été découvert que le niveau de bruit de l'air libéré et le bruit de marteau des outils ou machines du type à percussion peuvent être réduits dans une mesure telle qu'une conversation puisse être tenue au voisinage de l'outil et que le brouillard ou les vapeurs créées par l'air s'échappant sont éliminés sans gêner en aucune façon le fonctionnement normal et efficace de l'outil, en enfermant la section de cylindre et l'orifice d'échappement dans un silencieux fait d'une matière élastique, dilatable et absorbant les sons.
Le dispositif de suppression de bruit suivant l'invention est efficace pour abaisser le niveau de l'intensité sonore des outils actionnés pneumatiquement, du type à percussion. Le dispo- sitif recueille l'air d'échappement libéré de façon explosive dans une enceinte dilatable et la libère en tant que courant puisé* De même, en enfermant la partie de l'outil qui contient le piston et l'acier de l'outil et la partie où est située la lumière d'.échap- pement, le dispositif atténue le bruit produit par la percussion du piston et de l'acier de l'outil.
Le dispositif de suppression de bruit suivant l'invention sera décrit ci-après tel qu'appliqué à une perforatrice du type à percussion pour les rochers , utilisée pour percer des trous de mines dans la roche. Il doit toutefois être entendu que ce dispositif peut être utilisé avec d'autres types d'outils à actionnement pneu- matique à percussion, dont le bruit de fonctionnement est un pro- bléme.
D'autres détails et particularités de l'invention ressor- tiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue en perspective d'un assemblage de perforatrice, à roche représenté.. en traits mixtes, avec une vue
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en coupe du dispositif de suppression de bruit mis en place et enfermant la section de cylindre et les lumières d'échappement*
La figure .2 est une vue en élévation latérale de la partie de cylindre de l'assemblage de perforatrice présentant les lumiè- res d'échappement d'air et les colliers espacés.
La figure 3 est :une vue en élévation latérale du manchon d,u dispositif de suppression de bruit, représentant un procédé pour maintenir ce manchon en place.
La figure 4 est une vue en bout d'un collier arrière modifie*
La figure 5. est une vue en élévation partielle d'un man- chan. à conduit .
La figure 6 est un graphique illustrant les effets sonores de la perforatrice à roche classique sans le dispositif de suppres- sion de bruit , avec le dispositif de suppression de bruit sur les lumières d'échappement uniquement et avec le dispositif de suppres- sion de bruit sur la partie de cylindre de la perforatrice et sur les lumières d'échappement.
Les indices de réf érences identiques concernent des pièces analogues au cours de la description.
L'assemblage de perforatric@ repr,ésenté à la figure 1 est d'un type à actionnement pneumatique à percussion classique, destiné à percer des trous de mine au cours d'une exploitation minière* Il comprend un assemblage de support ajustable 10, un cylindre pneumatique 11 avec une lumière d'admission d'air 12, au moins une lumière d'échappement d'air 14., un piston à mouvement alternatif actionné pneumatiquement, non représenté, dans le cylindre et un assemblage de tige de perforation 15 actionné. par le piston.
De l'eau est fournie à l'assemblage par l'intermédiaire d'une ad- mission 16. La partie de l'assemblage avec laquelle le dispositif de suppression dp bruit suivant l'invention est associé est le cylindre 11 et la lumière d'échappement 14, représentés en détail
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et à plus grande échelle à la figure 2.
Une paire de colliers, de brides ou d'éléments annulaires analogues 20,21 est placée de façon espacée sur le cylindre, de préférence à l'endroit de ses extrémités ou au voisinage de celles- ci, avec la lumière d'échappement 14 entreux. Le collier .20 est situé à l'extrémité arrière du cylindre au voisinage de celle-ci et sera dénommé ci-après le collier arrière. Le collier 21 est le plus proche du mandrin qui maintient l'assemblage de tiges percées et sera dénommé le collier avant. Si nécessaire, les parties du cylindre sur lesquelles les colliers sont montés peuvent être fa- çonnées à une forme circulaire suivant des processus connus pour former des éléments annulaires. mai.s normalement les colliers sont moules de façon 1 s'adapter sur le cylindre.
Si la forme de l'outil le permet, les colliers peuvent être éliminés*
La figure 3 représente un manchon circulaire 22 en matiè- re dilatable qui est prolongé sur les colliers 20, 21 et qui est maintenu en pla@e par un bossage 18 qui pénètre par une fente 17 dans le manchon 22. La poignée d'actionnement 13 qui est introduite à travers le bocage 18 au-dessus du manchon 22 sert à maintenir le manchon en place.
Les colliers 20 et 21 doivent avoir une circonférence externe égale à la circonférence interne du manchon.22 afin d'as- surer un ajustage étroit à friction entre les pièces. Les surfaces extérieures des colliers et la surface interne du manchon sont de préférence circulaires et peuvent avoir une forme elliptique ou une autre forme utile, pour autant que l'on obtienne un ajustage étroit.
Le manchon 22 enferme la lumière d'échappement 14. L'air s'échappant établit une pression dans le manchon, dans l'espace ou enceinte confinée entre les colliers et il est libéré par la dila- tation du manchon, qui crée un faible intervalle entre le manchon et les colliers d'extrémité.
Le manchon libère l'air d'échappement
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relativement lentement et doucement à partir de l'enceinte, par opposition avec la libération explosive de l'air d'échappement par la lumière d'échappement à partir du cylindre à air- Il sera évident d'âpres la description ci-avant que le manchon 22 enserre de façon étirable les colliers ou autres éléments annulaires, cI est- à-dire que le manchon-22 qui possède un ajustage étroit avec les colliers 20 et 21 est capable d'être écarté par étirage desdits colliers pour former un intervalle vis à vis d'eux.
Le manchon 22 peut être conçu de façon à libérer l'air d'échappement dans des conditions que sont adaptées à la perfora- trice ou à l'outil particulier sur lequel il est monté. L'air d'.é- chappement peut être libéré de'l'enceinte simplement en dilatant le manchon sous pression, ce qui crée un petit intervalle entre le manchon et les colliers. L'air d'échappement peut être libéré à une extrémité uniquement en donnant une plus grande tension entre le manchon le collier à l'extrémité ou l'on ne désire pas d'échap- pement.
Les efforts dans le manchon peuvent être réduits au mini.. mum en laissant des fentes, indiquées par les références 30 et 30a à la figure 4, dans ce manchon et à travers lesquelles l'on envisage de laisser l'air d'échappement s'échapper* Il a été découvert qu'il y aura peu de perte des qualités de suppression de bruit du silen- cieux si l'on situe ces fentes sur le côté du cylindre opposé aux lumières d'échappement. A titre de variante, les contraintes dans le manchon peuvent être réduites au minimum en fixant un court conduit , comme indique par la référence 31 à la figure 5, à l'ex- trémité du manchon où l'on prévoit l'échappement, afin d'amener l'air s'échappant au-delà du collier d'extrémité sans étirer trop fortement le manchon*
Les colliers 20 et-21 peuvent être faits d'une matière appropriée quelconque.
Le manchon 22 peut être fait d'une matière le dilatable .élastique appropriée quelconque, tell que du caoutchouc naturel ou synthétique. Un agencement satisfaisant pour le manchon
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est constitué par du caoutchouc naturel lié en deux couches jus- qu'à une épaisseur d'environ un quart de pouce. Dans l'outil re- présenté aux dessins, le manchon est maintenu en position par le bossage destine à une poignée qui traverse le manchon.
En l'ab- sence d'une telle saillie, le manchon peut être maintenu en place par des moyens utiles quelconques, tels qu'un goujon et une pièce d'espacement* L'extrémité avant du manchon, à l'endroit où il en- serre le collier avant, peut être renforcée par une petite bande de fil métallique ou de corde noyée entre les couches. est
La perforatrice à roche/actionnée par de l'air à haute pression, normalement de l'ordre d'environ 85 à 100 livres par pouce carré, ou plus.
Une pression d'air s'établit dans le manchon pendant le fonctionnement de la p@@ foratirce. Cette pression est libérée par une fuite d'air sous forme d'un courant pulsé entre le manchon et au moins l'un des colliers 20 et 21j et à travers ou / les encoches ou fentes 30, 30a/le conduit 31, si ces éléments sont prévus*
Le dispositif de suppression de bruit pour des perfo- ratrices décrit ci-avant est d'une efficacité surprenante. La sup- pression du bruit est réalisée en étouffant le bruit de l'échappe- ment et en atténuant le son produit par la percussion du piston et de l'acier de l'outil. L'air est libéré du manchon 22 sous forme d'un courant pulsé sans perte d'efficacité de la perforatrice sur la base de la pénétration en pied par minute de l'acier de la perforatrice dans la roche.
L'effet de la suppression du bruit par le dispositif suivant l'invention est représenté à la figure 6, dans laquellet
1. La ligne en pointillé représente le niveau du bruit lorsque l'on fait travailler la perforatrice sans aucun accessoire de suppression de bruit;
2. La ligne interrompue représente le niveau du bruit avec le dispositif de suppression du bruit sur les lumières d'éehap-
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pement uniquement;.
3. La ligne en traits pleins représente le niveau du bruit lorsque l'on fait travailler une perforatrice avec le dispo- sitif de suppression de bruit place à la fois sur les lumières d'échappement et le cylindre contenant le marteau du piston.
La perforatrice a été mise en action avec une vitesse de pénétration de 12 pouces par minute, avec de l'air à une pression de 80 à 83 livres par pouce carré et de l'eau fournie sous une pression de 45 livres par pouce carré. La consommation d'air était de 125 pieds cubes par minute. Les mesures de bruit ont été effec- tuées dans la zone d'audition de l'opérateur.
Dans chaque cas, le niveau sonore est indique en décibels pour une gamme de fréquence exprimée en cycles par seconde,(C.P.S..
Les gammes de fréquence utilisées, telles que 20 à 75 C.P.S., 75 à
150 C.P.S., peuvent être considérées comme des bandes d'ondes/ou d'octave. Le graphique est opéré suivant des bandes d'octaves recon- nues débutant à 29- 75 C.P.S. et se terminant à 4800-10.000 C.P.S.
Le graphique indique clairement une réduction pronocée des niveaux d'intensité sonore avec le dispositif de suppression de bruit suivant l'invention fixé au cylindre à air et enfermant la ou les lumières d'échappement d'air. En fait, le son le plus bruyant a été identifié comme celui de la perforatrice rencontrant la roche. Il était possible de tenir une conversation avec la per- foratrice en fonctionnement aucune difficulté n'a été rencontrée par formation de glace et le brouillard et les vapeurs autour de l'assemblage de perforatrice 'étaient largement réduits.