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Appareil tamiseur à oscillations mécaniques.
La présente invention concerne un appareil tamiseur à oscillations mécaniques et a trait à la subdi - vision du tissu tamiseur en surfaces partielles,dans le but d'empêcher une résonance indésirable du tissu tamiseur avec sa période propre. La présente invention donne le moyen d'éviter une résonance du grillage tamiseur avec sa propre période, c'est-à-dire une coïncidence de l'os- cillation propre du tamis avec la vitesse de rotation en fonctionnement, même dans les cas où l'on désire, pour augmenter l'effet de tamisage, une résonance du grillage du tamis par rapport au cadre du tamis.
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Avec le développement progressif du champ d'action des tamis, la fréquence des systèmes oscillants utilises augmente dangereusement et avec celle-ci croît d'autre part le risque de résonance du grillage tamiseur et de sa détérioration ar des phénomènes intempestifs de résonance.
Ce danger est encore accru lorsque le grillage forme un système doué en même temps de propriétés de masses et de propriétés élastiques et se met par suite en résonance non seulement sous l'action de son oscillation fondamenta- le, mais aussi de ses harmoniques supérieures.
Si l'on suppose par exemple qu'une telle surface b de tissu ou de tamis soit tendue sur un cadre a ( fige 1 à 5) et fixée à l'intérieur de l'appareil tamiseur mécani- que et que, d'autre part, cet appareil, qui est constitué par le coffret d ( fig. 1 et 2) et monté sur des manchons élastiques c en caoutchouc ( fig. 1, 2 et 5) est excité comme système oscillant par un poids tournant u non équilibré ( fig. 1 et 2) pour effectuer des oscillations circulaires, il s'exerce naturellement aussi sur la surface b du tamis des forces d'impulsion périodiques produites par le poids u et qui provoquent des oscillations.
La surface b du ta- mis subit de ce fait des fierons élastiques à la manière d'une membrane, du genre représenté par les lignesponctuées ( fig. 1 et 2) qui peuvent, en cas de résonance, provoquer des efforts très élevés. Selon le principe qui est à la base de la présente invention, le processus a lieu comme suit :
Avec l'augmentation de la vitesse de rotation du poids u, la fréquence des oscillations de l'appareil tami-
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seur croît constamment, et en même temps, l'amplitude x1 (fig. 1) de la surface b du tamis, qui était à peine appré- ciable au démarrage du tamis, augmente rapidement et tend vers un maximum qui est atteint pour une f'équence # l' pour décroître ensuite à nouveau.
Si l'on subdivise alors la surface du tamis! en disposant deux nervures longitudinale e et transversale qui se croisent au centre de la surface du tamis ( fig. 2), et si l'on recommence le même essai que précédemment, on pourra établir que, pour la vitesse de rotation n1 du poids u, à laquelle le tamis atteignait précédemment son amplitu- de maxima, et par suite se trouvait en résonance, il règne au contraire un repos relatif et que ce n'est plus que pour une vitesse de rotation n2 bien supérieure qu'on peut observer à nouveau un phénomène de résonance semblable dont l'amplitude est toutefois notablement inférieure à l'am- plitude précédente x1.
i l'on maintient la vitesse de fonctionnement de l'appareil tamiseur à unevaleur située suffisamment au- dessous de la nouvelle vitesse de rotation critique n2, le moyen indiqué suffit à supprimer les effets des oscilla- tions du tamis qui ont pour conséquence une fatigue anor- male et par suite une détérioration de celui-ci. Dans les autres cas, on peut prévoir une seconde subdivision ou une troisième, etc...
Il faut toutefois tenir compte du fait que, notamment pour une. subdivision très poussée, le nouveau système qui en résulte constitue lui-même un sys- tème ou un tissu grillagé dont l'ensemble présente à nouveau, de son côté, une oscillation propre résultante # r à laquel- le les mêmes conditions sont applicables, à savoir que le nombre de tours par seconde, c'est-à-dire la 1/60è partie de no, doit être inférieur à la fréquence propre # m
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des membranes de tamisage individuelles qui résultent de la subdivision du tamis, ainsi qu'à la fréquence propre du grillage subdivisé et pourvu de nervures; il faut donc avoir à la fois:
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La présente invention consiste donc essen- tiellement à diviser la surface du tamis en autant de membranes individuelles qu'il est nécessaire pour que la fréquence propre de chacune de ces membranes soit supérieure au nombre de tours par seconde de l'apparei 1 taniseur et à disposer les nervures de séparation, en position et en dimension, de telle manière que la fréquen- ce propre # r de l'ensemble du tamis soit également su- périeure au nombre de tours par seconde.
Dans les appareils tamiseurs dans lesquels une subdivision transversale serait indésirable soit sur une grande échelle soit intégralement, on peut obtenir l'effet désiré; comme on peut s'en rendre facilement comp- te, au moyen d'une subdivision et d'une stabilisation assez poussées dans un seul sens, par conséquent dans le sens longitudinal, commel'indique par exemple la fig. 3, car de cette manière on détermine dans la mem- brane des bandes longitudinales et il ne reste ainsi en principe qu'un seul degré de liberté qui peut être main- tenu dans les limites requises par une subdivision suf- fisamment poussée dans le sens longitudinal.
Les tamis établis avec cette disposition présentent, comme on peut le voir, facilement, un moment d'inertie et de résistance extrêmement élevé et les cellules individuelles ont une
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forme sensiblement tubulaire. Par conséquent, on peut également établir un tel tamis en le constituant par des cellules individuelles tubulaires.
Aussi bien que la surface qui limite la cel- lule vers le haut, on peut utiliser également ( fig. 4) celle qui la limite à sa partie inférieure pour effec- tuer l'opération de séparation et de tamisage et'il est absolument indifférent pour la présente inv-ention que l'une ou l'autre, ou toutes les deux, participent à la séparation et au triage de la matière, ou bien que, par exemple, la surface inférieure ne serve qu'à évacu- er le produit tamisé.
Il est naturellement possible de construire l'ensemble du tamis en forme de tamis cellulaire et de fi- xer à l'intérieur de celui-ci un appareil tamiseur. Cela ne modifie cependant en rien l'objet de l'invention; par exemple , les parois verticales des cellules individuel- les sont rigidement reliées au système oscillant de l'ap- pareil tamiseur ou construites d'une seule pièce, de tel- le manière que les membranes de tissu individuelles des cellules soient fixées sur ces parois verticales par emboîtement ou vissage, comme dans la fig. 5.
Les fig. 6 à 10 montrent un mode d'exécution qui permet, même dans les cas où l'on soumet le tissu ta- miseur, en vue de 1''augmentation de l'effet de tamisage, à des oscillations relatives par rapport au cadre du tamis, d'empêcher la résonance du tissu tamiseur avzc sa propre période, en subdivisant la surface du tamis en surfaces partielles, et cela également de telle manière que la fré- quence propre des surfaces partielles soit, ainsi que celle de l'ensemble de la surface du tanis, supérieure au
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nombre de tours par seconde de l'appareil.
On parvient à ce résultat, d'après les fig. 6 à 10, en disposant le tis- su tamiseur sur un support en forme de watelas, Le rôle de ce support est donc, d'une part, de partager le grillage du tamis en autant de surfaces partielles, et par suite de le supporter en autant de points qu'il est nécessaire pour qu'on n'ait pas b craindre de détérioration du gril- lage du tamis par suite d'efforts excessifs, et, d'autre part, de permettre au tissu tamiseur d'effectuer des oscillations relatives par rapport au cadre du tamis, le tissu tamiseur devant supporter las forces ainsi produites.
On obtient dans ce cas le mouvement relatif d'oscillation du tissu tamiseur par rapport au cadre du tamis en accor- dant le support avec la vitesse de rotation.
Le support du tissu tamiseur, on matelas, doit donc être établi de manière à pouvoir osciller et être accordé. Il forme ainsi en quelque sorte un système oscillant secondaire qui est mis en vibration par le c a- dre du tamis qui peut être considéré comme système pxirna.i- re.
La présente invention permet ainsi d'éviter de tendre le tissu tamiseur, comme il est d'usage, dans les appareils tamiseurs antérieurement connus, de le faire pour produire une augmentation de la fréquence des oscil - lations. Lorsqu'on tend le tissu tamiseur lui-même, il se forme sur la surface de celui-ci, pour une excitation croissante, des noeuds ou lignes de vibration qui tra- versent le grillage du tamis dans le sens longitudinal et dans le sens transversal et qui interrompent l'opéra-
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tion de tamisage. Pour empêcher ce fait de se produire, on peut constituer le grillage du tamis, dans le cas pré- sent, de telle façon qu'il effectue suivant toute sa lon- gueur une oscillation unique qui n'interrompt en aucun point l'opération de tamisage par la formation de noeuds.
Dans les fig. 6 à 10, a représente à nou- veau le cadre du tamis et b la surface du tissu ou du tamis.
Si l'on tend par exemple sur le cadre a du tamis un certain nombre de fils métalliques g, g' à la . manière de cordes de piano, camme il a été représenté fig. 6 et si l'on relie ces fils entre eux par des tra- verses h de heuteurs différentes, on peut tendre sur ces traverses un grillage tamiseur b sous une tension relati- vement faible et obtenir ainsi que le grillage repose sur tous les points de support du système oscillant sans sou- mettre le grillage lui-même à des efforts excessifs.
Pour cela, chaque surface partielle du grillage tamiseur est supportée en quatre points qui sont désignés par 1, et l'on peut par exemple tendre le grillage tamiseur en dis- posant à ses deux extrémités des traverses métalliques k dont l'une est fixée à des ergots existants 1 ( fig. 7), l'autre servant à tendre le tamis, au moyen de vis de tension m, sur des galets ou des traverses arrondies n.
Sur les côtés longitudinaux du tamis, il est à recomman- der de border le tamis avec une matière souple, comme de la toile à voiles, du cuir, etc... et de le fixer par ser- rage comme l'indique par exemple la fig. 8. Si l'on règle
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maintenant toute l'installation en accordant les fils ten- dus ( cordes g) de telle manière que la fréquence propre de l'oscillation fondamentale de l'ensemble du disposi- tif soit supérieure au nombre de trous par seconde de l'appareil, l'ensemble du dispositif ne présentera à la mise en route du tamis aucune, oscillation critique et il ne pourra pas venir en résonance.
Si toutefois l'on veut faire participer à l'opération de tamisage le grillage tamiseur lui-même, c'est-à-dire ce qu'on a appelé ci-dessus le système se- condaire, par exemple lorsqu*on a à trier un produit qui, par sa rature propre ou par absorption d'humidité présente une grande cohésion, on peut y parvenir, soit en augmen- tant le nombre de tours et d'ocsillations jusqu'au voi- sinage de l'état de résonance du support réglable et en ob- tenant ainsi une amplitude désirée, soit inversement en réglant la position de résonance par un réglage corres- pondant de la tension des fils afin d'obtenir pour une vitesse de fonctionnement normale, le voisinage désiré de l'état de résonance.
Autrement dit, l'appareil ainsi décrit et représenté fournit à l'usager de la machine un moyen daugmenter suivant les besoins l'effet de tamisage par une modification insignifiante.
Dans la pratique, une semblable augmentation de l'effet de tamisage est indispensable lorsque la cohé- sion du produit à tamiser a beaucoup varié par absorption d'humidité ou lorsqu'on doit tamiser successivement ou al- ternativement différents produits de cohésion différente.
Pour cela, il n'est pas absolument indispen- sable d'obtenir un accord précis ou même approximatif en- tre les systèmes oscillants primaire ,et secondaire; il @
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suffit au. contraire de pouvoir augmenter dans de larges limites le rendement du tamis par une variation relati- vement insignifiante de l'amplitude ou de la vitesse, sans soumettre le grillage à des fatigues excessives. On parvient à ce résultat en ramenant par exemple la vitesse de rotation normale immédiatement avant la branche ascen- dante de la courbe de résonance, afin que chaque augmen- tation nouvelle de la vitesse de rotation ait pour consé- quence une nouvelle augmentation de l'effet de tamisage.
On peut naturellement agir facilement sur le degré d'amortissement du système secondaire en aug- mentant ou en diminuant, de la manière connue, la masse du système, par exemple en utilisant tantôt des traver- ses en matériau léger comme le bois, le caoutchouc dur- ci, etc... tantôt des traverses en métaux lourds de di- mensions correspondantes.
Les organes élastiques ( les cordes tendues sont naturellement réglés chaque fois pour être appropriés à ces masses, Le tamis lui-même présen= te, dans la disposition ci-dessus décrite, un ventre dbs- oillations unique et est d'autant plus propre à réaliser l'effet de tamisage désiré que le produit secoué est ame- né d'abord plus lentement au milieu du tamis ( c'est-à- dire au ventre des oscillations) où se produit le plus grand travail de tamisage, ce produit ne subissant plus, après avoir dépassé cette zone, qu'un complément de tami- sage.
Le grillage du tamis lui-même peut, sans que la période propre de l'organe oscillant en soit modifiée, être démonté facilement et rapidement, et l'ensemble du
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dispositif peut avoir une grande stabilité et une grande solidité, même pour une fine division du tamis, car on peut choisir d'une façon presque quelconque les dimensions des fils diaprés leur nombre -et leur force.
Bièn entendu, il est tout.à-fait possible d'exciter également un système de ce genre dans ses har- moniques supérieures ce qui peut être nécessaire lorsque, du commencement à la fin, le grillage du tamis doit ef- fectuer des oscillations d'une amplitude aussi constante que possible.
Des propriétés ci-dessus décrites d'un tel grillage il résulte la possibilité de ne faire osciller le cadre du tamis qu'avec une amplitude très faible et de l'utiliser comme excitation de l'ensemble du tamis qui peut effectuer des oscillations d'amplitude plusieurs fois plus élevée.
La fixation ponctuelle de chaque grillage partiel peut être réalisée, pour on pécher 'l'usure par frot- tement, en posant autour de chaque point de croisement i, suivant le genre du grillage tamiseur, un support en ru- ban isolant ou toute autre bande quelconque, comme le montre la fig. 9. Les traverses h peuvent naturellement, selon leur poids et les forces qui interviennent, être fixées aux fils longitudinaux $ d'une manière connue quel- conque. Si les deux tamis doivent être disposes sur un seul et même cadre, on peut y parvenir de la façon re- présentée, par exemple, fig. 10.
Dans l'appareil ainsi décrit et représenté, le cadre du tamis constitue un système oscillant primaire qui met en vibration le support du grillage, support
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qui constitue lui-même avec le grillage un système oscil- lant secondaite pouvant être accordé. Cet accord n'est pas ici obtenu par une forte tension du grillage tami- seur, mais par une tension correspondante du support dont les dimensions peuvent être choisies à volonté.
L'objet de l'invention n'est pas modifié ,si la section transversale des cordes tendues qui ser- vent de support au grillage tamiseur diffère de la section circulaire et présente la forme d'un triangle, d'un car- ré ou d'un rectangle, ou bien si ces cordes sont consti- tuées par des rubans ou par plusieurs éléments câblés.
La liaison entre le système primaire consti- tué par le cadre du tamis et le système secondaire repré- senté par le grillage est effectuée au point de vue dy- namique d'une manière connue en soi, par des organes élastiques.
Dans les grillages taniseurs dans lèsaues, en raison de leur faible résistance, l'amortissement est uniformément réparti sur toute la surface du tamis, il est à recommander d'accorder uniformément les cordes ten- dues sur la période propre de l'ensemble du système se- condaire, Si, au contraire, l'amortissement d'un tamis croît vers le cadre, on peut accorder les cordes extérieu- res ;suivant les besoins, de manière à compenser l'aug- mentation d'amortissement, dans le but d'obtenir un ef- fet de tamisage uniforme.
Comme les système.s primaire et secondaire du présent tamis sont, ainsi qu'on l'a déjà mentionné,
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reliés au point de vue dynamique, il oscille, en raison du faible amortissement, avec un décalage de phase égal presque exactement à 180 , de sorte que, par un réglage et un choix des dimensions correspondants, on obtient, au- tomatiquement ou on peut établir facilement une compen- sation ou un équilibrage des masses. De cette façon, il n'est pas nécessaire, pour obtenir cette compensation, de prévoir des organes particuliers ( contre-poids, etc).
REVENDICATIONS.
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1 Appareil tamiseur à oscillations méceni- ques, caractérisé par le fait que, par une subdivision de la surface totale de tamisage en surfaces partielles, on rend la fréquence propre des surfaces,partielles supé- rieure à la fréquence de régime de l'appareil tamiseur.
/ÔÎ/Qà/yjyq/ - " Appareil comme spécifie sous 1 , carac- térisé en ce que le tissu tamiseur est fixé à des ner- vures longitudinales et transversales dont 1'écartement est choisi de telle manière que les surfaces partielles ainsi produites aient, d'après leurs propriétés d'élas- ticitê et de masses, une fréquence propre supérieure .a. la fréquence de fonctionnement.
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