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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS VIBRATEURS.
La présente invention a trait aux appareils vibrateurs servant à
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communiquer des forces pulsatoires variables, d.9amplitude considérable et à haute fréquence., pour provoquer la vibration de la partie active d'une ma- chine dont le vibrateur lui-même, peut faire partieo De tels vibrateurs sont,
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par exem.p1.e,\) souvent in ,,orpzré.9 à des machines servant à extraire le char- bon et d-autres minérauxo Il existe déjà des vibrateurs mécaniques bien connus dans les-
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quels les impulsions vibratoires sent engendrées par les forces iGsntrifu= ges d?un rotor ex#ntl"ique et des ressorts,
ou par deux rotors excentriques montés parallèlement 1?un à 1?autre et tournant dans des sens opposéag ou encore par un mécanisme à manivelle non équilibré communiquant un mouvement
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alternatif rapide à un corps relativement lourde Parmi d.9autres types de vibrateurs bien connus,\) on mentioBBera les vibrateurs életrom.agnétiqu.es3 dans lesquels les impulsions vibratoires sont preduites par des forées é- lectromagnétiqu6s qui agissent alternativement soit dans deux directions opposées soit dans une seule dîreetîon, en antagonisme à Inaction de res- sorts, et les vibrateurs pneumatiques dans lesquels un corps relativement lourd, qui comprend dans la plupart des constructions un piston se dépla-
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gant à l'intérieur de son oylindre)
regcît un mouvement alternatif à haute fréquence permettant d?obtenir un effet de pereussion ou de choc.
La présente invention a principalement pour objet un appareil vibrateur perfectionné, généralement plus adaptable et plus efficace que ceux qui existent à l'heure actuelle.
60nfrzment à la présente invc-ntion, un appareil vibrateur ser- vant a exercer des forces pul&t'cd.1"6S variables, d9amplitude considérable et de fréquence élevés, sur la partie active d9une machine, de manière à en provoquer la vibration, comprend plusieurs corps mobiles, ou marteaux, disposés de façon à effectuer un mouvement alternatif rapide et à exercer
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des chocs dans deux sens opposés sur ladite partie de machine sous 19 inf'lu6n= ce de pistons plongeurs qui sont destines à être actionnés par une pompe hy-
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draulique à commande par moteur, par 12 intermédiaire d'un liquide ou flui- de hydraulique pratiquement incompressible.
La partie de machine destinée à recevoir les coups des corps mobiles, est de préférence pourvue de tampons élastiques, par exemple en caoutchouc, dont le rôle est de régler les chocs ou coups de marteaux à tout degré désiré,, ainsi que de réduire le bruits Pour réaliser le mouvement alternatif de chaque marteau, on peut utiliser un seul plongeur hydraulique à double effet, ou deux tels plongeurs à sim- ple effet auxquels le fluide sous pression est admis par l'intermédiaire
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d-lune tuyauterie et d9un mécanisme de distribution appropriés, les marteaux étant disposés de façon à commander automatiquement leadmission du fluide.
Selon une caractéristique plus limitée de 1-'invention, un appa- reil vibrateur servant à exercer des forces pulsatoires variables sur la
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partie active d-lune machine comprend un bloc ou ensemble combiné de distri- buteurs et de cylindres :
un ou plusieurs marteaux allongés, coulissant sur ce bloc de manière à effectuer un mouvement alternatif par rapport à lui, chacun desdits marteaux comportant une masse de frappe à chaque extrémité et un mécanisme à plongeur (ou à plongeurs) hydraulique, incorporé audit bloc en vue de communiquer un mouvement alternatif à chaque marteau., ce mé- canisme fonctionnant sous l'influence d'un liquide admis sous pression au- dit mécanisme et ultérieurement déchargé par luis par l'intermédiaire d'a- lésages ou conduits et de chambres du bloc, 1-'admission et la décharge du liquide étant commandées par des organes de distribution qui sont aussi in- corporés au bloc et qui sont eux-mêmes commandés par le ou les marteaux à
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mouvement alternatif.
Le choix d'un liquide, principalement d-lune huile hy- draulique de faible viscosité, à haute pression, permet d'utiliser dans l'ap- pareil vibrateur des plongeurs ayant un diamètre relativement petit et un système de tuyaux de disposition plus ramassée que cela est possible dans le cas des vibrateurs pneumatiques. On obtient ainsi une transmission hydrau-
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liques beaucoup plus efficace qu9une transmission pneumatique.
Le vibrateur hydraulique conforme à 1?invention est en outre plus souple en ce qui con-
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cerne sa liaison avec le moteur qui l'actionne et il est capable deexercer des impulsions vibratoires d-une fréquence élevée (2000 à 4000 par minute) et damplitude beaucoup plus grande que celles qui peuvent être obtenues a- vec les types dappareils actuellement connus.
Pour mieux faire comprendre l'invention et faciliter sa mise en pratique., on en décrira ci-après plus en détail une forme de réalisation, en se référant au dessin annexé,, dans lequel : . Figure 1 est une coupe verticale, prise en partie par la ligne
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1-1 de figure 3 et représentant une forme d9 appareil vibrateur selon 1?1+ vantion, monté sur la partie active d.9une machine représentée en partie ar- racée.
Figure 2 est une coupe par la ligne II-II de figure l.
Figure 3 est une coupe par la ligne III-III de figure l, la par- tie active de la machine n'étant pas représentée,
Figure 4 est une section développée schématique, à une échelle réduitesdu vibrateur conforme à la figure l, cette figure illustrant les diverses liaisons hydrauliques et représentant le marteau inférieur dans la
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position qu9il occupe après avoir terminé sa course vers la gauche et le marteau supérieur dans la position qu..9il occupe au moment où il commence sa course vers la gauche.
Figure 5 est une vue semblable à la figure 4, mais représentant les deux marteaux dans les positions qu'ils occupent directement après cel- le de la figure 4, le marteau supérieur ayant terminé sa course vers la gau- che et le marteau inférieur prêt à commencer sa course vers la droite.
Figure 6 est une vue analogue aux figures 4 et 5, mais représen-
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tant les marteaux dans la position suivante, @gest=à=dire que le marteau in- - férieur a terminé sa course vers la droite et que le marteau supérieur est prêt à commencer sa course vers la droite.
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Figùre 7 est encmre une vue semblable à celle des figures !9 5 et 6, mais représentant, la position suivante et finale des marteaux, le marteau supérieur ayant terminé sa course vers la droite et le marteau in- férie'or étant prêt à commencer sa course vers la gauche, les deux marteaux revenant ainsi à la position dans laquelle ils sont représentés à la figu- re 40
Il doit être bien entendu que lorsque il est question de marteaux
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aiinf'érieu.rn et !supérieiur!'", ainsi que des mouvements desdits marteaux vers la 'gauche!' et la 8'droite2le on veut par là simplement identifier les mar- teaux et les directions respectives de leur mouvement tels qu'ils sont re- présentés aux figures 4 à 7.
Sur les dessins le vibrateur comprend un bloc 1 à tiroirs et à cylindres, perse longitudinalement de part en part de deux trous ou alésa- ges 2 et 3 dans lesquels sont montés de façon coulissante deux tiroirs iden- tiques 4 et 5, du type piston-valveo Le bloc 1 est percé de quatre alésages
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69 79 8 et 9. constituant quatre eylindres dans lesquels quatre pistons plongeurs 1t38 lez 12 et 13 sont destinés à travailler.
Sur le bloc 1 sont montés de façon coulissante, à leaide de feuil- lards formant guides, 14 et 15, fixés au bloc 1 par des vis 16, deux mar- teaux 17 et 18 dont chacun comporte une masse de frappe à chaque extrémité et présente une fente longitudinale 19 (figure 2) recevant des éléments de guidage 20 et 21 du bloc 1 (figure 3).Les marteaux 17 et 18 portent respec-
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tivement, à 19extrémité intérieure de chaque masse de frappe, des consoles 22, 23, 24 et 25 qui font corps avec les masses de frappe et qui butent con- tre les extrémités des pistons-valves 4 et 5, respectivement,
de telle sor- te que le mouvement des marteaux se trouve transmis aux pistons-valves. Les plongeurs 10 et 11 butent par leurs têtes 26 et 27 contre les extrémités intérieures respectives des masses de frappe du marteau 18. De mêmes les plongeurs 12 et 13 butent respectivement sur les masses de frappe du mar- teau 17 par leurs têtes respectives 28 et 29, comme représentée Les plon- geurs 10, 11, 12 et 13 sont maintenus en contact avec 1-'extrémité intérieu- re des masses de frappe respectives par des axes 30 (figures 1 'et 2).A
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1-lavant du bloc 1 sont prévus un tuyau d'admission 31 et un tuyau d9 évaeua- tion à deux branches 32.
L9ensemble de la structure qui vient d'être décrite est assujet- ti solidement, à l'aide de vis 33 et de goujons 34, à une plaque de base 35 qui peut constituer une portion de la partie active d9une machine.
Dans le présent exemple, cette plaque 35 est pourvue de deux nervures ou consoles 37 et 38 qui font corps avec la plaque et dont chacune est recouverte, sur
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sa face tournée vers l'intérieaat, par un tampon 39, ls en caoutchouc ou matière élastique similaire, maintenu, en position par des plaques en acier ou autre me 'tal, 39a, 40,fh et par des vis 410 Ces tampons constituent deux matelas élastiques propres à amortir et régler le choc des marteaux et à di- minuer le bruit des coups qu'ils transmettent.,
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En fonC#tion.nP..ment9 un fluide hydraulique constitué par de l'hui- le soas pression est continuellement admis à l'appareil à partir dune pom- pe (non représentée),
par l'intermédiaire d'un tuyau souple 42 qui est re-
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lié au tuyau d-admission 31 par un raccord 430
Sur le dessin,les conduits ou chambres à huile prévus à Pinté- rieur du bloe, et qui contiennent de 1?huile sous une pression élevée, sont
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représentés vides ou ilblanC#sl!, alors que les conduits ou chambres qui con- tiennent de l'huile déchargée ou ayant effectué son travail,, sont hachurés par des lignes horizontales discontinues.
La direction générale du courant d'huile est indiquée par des flèches aux figures l à 3 du dessino
L'huile arrivant par le tuyau d'admission 31 pénètre dans l'ap- pareil par un conduit central 44 (figures 2 à 7 inclus) et entre simultané- ment dans deux chambres 45 et 460 Selon la position des pistons-valves.4 et 5, l'huile passe alors aux pistons moteurs ou plongeurs 10, 11, 12 et 13.
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Dans la position particulière q,u9a.pen les pistons-valves aux figures 1g
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2 et 4, l'huile sous pression est admise par des conduits 47 et 48 au plon- geur 13 et en même temps par des conduits 49 et 50 au plongeur 10. A ce sta- de, le marteau 17, qui a déjà été amené à une position limite, reste (sous la poussée du plongeur 13) au contact de la console 38, pendant que le mar- teau 18 se déplace dans le sens de la flèche 51 (figure 4), abus l'influen- ce de la force exercée par 1'huile sous pression sur le plongeur 10, jusqu'à ce qu'il exerce un choc sur les organes 40a et 40 et, par suite, sur la con- sole 38. En même temps,
le plongeur Il est poussé vers l'intérieur par la masse de frappe opposée du marteau mobile 18 et de l'huile est déchargée par des conduits 52 et 53 dans un des orifices 55 du tuyau à deux branches 32, puis passe dans un tuyau souple 56 qui est relié au tuyau 32 par un col- lier d'attache 56a et qui l'amène à un réservoir à huile (non représenté).
Il est facile de comprendre que le mouvement du marteau 18 amène simultanément le piston-valve 4 à sa position suivante, qui est celle de fi- gure 5. Dans cette position, l'huile sous pression est encore admise au plon- geur 10 par les conduits ouverts 49 et 50, et le plongeur continue à pousser le marteau 18 contre la console 38. L'huile sous pression est aussi admise du conduit 44 au plongeur 12 par des conduits 57 et 58. A ce stade, le plon- geur 12 se déplace sous l'influence de la pression d'huile dans le sens de la flèche 59 et, en même temps, pousse le marteau 17, jusqu'à ce qu'il ait exercé un choc sur la console 37, par l'intermédiaire des organes 39a et 39.
L'huile de décharge du plongeur 13, lequel a été poussé vers l'intérieur, passe par des conduits 48 et 61 dans le conduit 55, puis, par l'intermédi- aire du tuyau à deux branches 32, dans le tuyau souple 56, comme dans le cas précédent.
On voit que le mouvement du marteau 17 s'accompagne encore du mouvement du piston-valve 5, qui vient occuper la position représentée à la figure 6, fermant ainsi le conduit 49 et ouvrant le conduit 64. Dans cette position, le plongeur 12 continue à recevoir de l'huile sous pression par les conduits encore ouverts 57 et 58, pour exercer une poussée sur le mar- teau 17, cette huile étant aussi admise au plongeur 11 par les conduits main- tenant ouverts 64 et 65.
A ce stade, le plongeur 11 se déplace dans le sens de la flèche 66 jusqu'à ce que le marteau 18 ait exercé un choc sur la con- sole 37 par l'intermédiaire des organes 39a et 39. En même temps, l'huile ayant servi qui est déchargée par le plongeur 10, lequel a été poussé vers l'intérieur, s'échappe par les conduits 50 et 67 dans le conduit 68, le tuyau à deux branches 32 et le tuyau flexible 56=
Le marteau mobile 18 fait aussi mouvoir le piston-valve 4, qu'il amène à la position de figure 7, fermant ainsi le conduit 57 et ouvrant le conduit 47. Dans cette nouvelle position finale, l'huile sous pression,
bien qu'encore admise au plongeur 11 par les conduits encore ouverts 64 et 65 et exerçant encore une poussée sur le marteau 18, est aussi admise au plongeur 13 par les conduits Maintenant ouverts 47 et 48, obligeant ainsi le plongeur 13 et le marteau 17 à se déplacer dans le sens de la flèche 69 (figure 7) jusqu'à ce que ce dernier exerce un choc sur la console 38 par l'intermédiaire des organes 40a et 40. En même temps, l'huile ayant servi est déchargée sous l'action du plongeur 12 et s'échappe par les conduits 58 et 66 dans le conduit 68, le tuyau à deux branches 32 et le tuyau flexi- ble 56, comme dans le cas précédent,.
On voit que, une fois que le marteau 17 a terminé la course dé- crite en dernier lieu, il occupe exactement la même position que celle re- présentée à la figure 4 et déjà décrite. Il est donc évident que le vibra- teur travaille suivant des cycles à quatre temps ou chocs par cycle. Les cycles et chocs continuent sans interruption tant que l'appareil continue à être alimenté en huile sous pression.
La fréquence de vibration d'une partie active actionnée par le vibrateur est en général égale à la fréquence des chocs ou courses, dont le nombre par minute est égal à quatre fois celui des cycles entiers du vi- brateur. La fréquence ou nombre de chocs par minute d'un vibrateur donné dont les plongeurs ont un diamètre donné et une longueur de course donnée
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dépend de la quantité d'huile qui est contrainte à s9écouler à travers le vibrateur La quantité ou le volume dhuile qui peut être refoulé à travers le vibrateur dépend de la pression. Il s'ensuit qu'on peut très facilment régler la fréquence des vibrations en changeant la pression de l'huile four- nie au vibrateur.
Un vibrateur tel que celui décrit peut être appliqué à tout ty- pe de machine d'abattage, de transport ou autre qui utilise un effet vibra- toireo Comme exemples de machines auxquelles l'invention est applicable on mentionnera les machines à abattre le charbon et les minerais (haveuses,, dé- coupeuses, chargeurs, transporteurs à secousses, tamis à secousses;, etc.).