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La présente invention a pour objet un vibrateur à balourd et son application à des appareils vibrants tels que cribles, tamis, distribu- teurs, alimentateurs, transporteurs, tables et couloirs vibrants, descen- seurs, trémies, pertes d'eau, etc...
Le vibrateur suivant l'invention présente sur les appareils simi- laires connus de nombreux avantages de construction et d'installation, un fonctionnement amélioré et permet une sensible réduction des prix de re- vient et d.'entretien.
Grâce à sa forme tubulaire peu encombrante et à sa construction particulière, il supprime les principaux inconvénients des vibrateurs à balourds et offre de nouvelles possibilités d'application.
Les caractéristiques de ce vibrateur sont les suivantes :
Le corps du vibrateur est constitué par un tube poulie enveloppant la masse du balourd et appuyé sur un axe non tournant, par l'intermédiaire de roulements.
L'axe du vibrateur, dont la longueur dépasse celle du tube; est encastré dans deux supports serrés par vis ou boulons et situés le plus près possible des roulements. L'écartement des supports et la longueur du vibrateur correspondent à 1 écartement des attaches de l'appareil vibrant auquel les supports sont reliés soit par un assemblage rigide, soit par l'intermédiaire d'éléments élastiques tels que bielles ou lames flexibles, ressorts en acier ou en caoutchouc.
Le tube peut servir de poulie d'entrainement pour la courroie.
Il résulte de cette construction un ensemble d'avantages techniques et économiques. La construction de l'appareil vibrant est pratiquement indépendante de celle du vibrateur (les deux parties n'ayant que deux points d'assemblage communs) ce qui permet de simplifier la construction des deux parties et de réduire les prix de fabrication tout en,favorisant la standardisation : les vibrateurs sont interchangeables et peuvent être aisément remplacés suivant les caractéristiques demandées et les appareils à actionner.
L'installation de montage et la rechange sont rendues plus faciles*
Le travail des roulements, dont la charge n'a pas de mouvement relatif par rapport à la bague extérieure, est plus favorable que dans la plupart des vibrateurs connus travaillant sous charge fixe sur la bague intérieure du roulement, d'où une augmentation sensible de la durée des roulements.
L'axe du vibrateur, encastré dans les supports solidaires de l' appareil vibrant, raidit les flasques de ce dernier et supprime la nécessité des traverses entretoises à proximité du vibrateur.
Le moment d'inertie du balourd est réduit grâce au rayon du tube relativement petit, ce qui facilite le passage des vitesses critiques au démarrage et à l'arrêt de l'appareil.
La position du vibrateur sur l'appareil vibrant et par rapport au centre de gravité de ce dernier, peut être changée, d'où possibilité de modifier la forme et la répartition'des vibrations suivant les néces- sités de fonctionnement.
Un appareil vibrant peut être actionné par deux ou plusieurs vibrateurs, à marche synchronisée ou non, à partir d'une seule source d'énergie.
Le vibrateur peut être entrainé par une courroie attaquant direc-
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tement le tube sans aucun dispositif d'entraînement particulier (poulie).
La courroie peut être placée dans le plan de symétrie de l'appareil vibrant, assurant ainsi son équilibre dans l'espace.
La description qui suit et les dessins annexés donnent plusieurs exemples non limitatifs du vibrateur suivant l'invention, les particularités résultant tant du texte que des dessins faisant partie de celle-ci.
La fig. 1 donne en coupe longitudinale une forme d'exécution du vibrateur suivant l'invention.
La fig. 2 est une vue latérale du vibrateur suivant la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne a - a du vibrateur suivant la fig. 1.
La fig. 4 représente en coupe longitudinale une autre forme d'exécution du vibrateur avec ses appuis.
La fige 5 est une coupe transversale suivant la ligne b - b relative à la fig. 4.
La fig. 6 donne une vue latérale du vibrateur suivant la fig. 4.
La fig. 7 représente en coupe longitudinale une troisième forme d'exécution du vibrateur.
La fig. 8 est une coupe transversale suivant la ligne c - c du vibrateur suivant la fig. 7.
La fig. 9 donne en coupe transversale une autre forme d'exécution du vibrateur.
La fig. 10 est une vue latérale schématique d'un appareil pourvu d'un vibrateur accouplé avec un autre vibrateur.
La fig. Il représente en vue latérale une forme particulière d'un appareil pourvu d'un vibrateur accouplé.
La fig. 12 donne en coupe partielle les détails de protection de l'accouplement d'un vibrateur.
Dans la réalisation représentée fig. 1, 2, 3, un tube 1 est soudé après emmanchement à des boîtes de roulement 2 et 3. Il s'appuie sur un axe 4 par l'intermédiaire des roulements 5 et 6, les couvercles 7 et 8 assurant la fermeture des boîtes 2 et 3.
L'axe 4 est encastré dans des supports 9 et 10 serrés par deux boulons 11 solidaires des plaques de l'appareil vibrant 12. Le balourd est constitué par une partie fixe 13, 14 et 15 et une partie amovible 16 ayant la forme de plaques. La plaque 13 soudée au tube 1 s'étend sur toute sa longueur entre les boîtes de roulement 2 et 3 et porte à ses extrémités des petites plaques 14 et 15 soudées à cette plaque 13 et usinées en prolongement de l'alésage des boîtes de roulement 2 et 3 afin de former une glissière d'introduction de roulement. La plaque amovible 16 s'étend entre les plaques 14 et 15. Elle est fixée à l'aide des attaches 17 et 18 soudées à la plaque 13. L'encombrement des plaques 13 et 16 assure un passage circulaire 19 supérieur au diamètre extérieur des roulements 5 et 6.
Le tube 1 sert de poulie pour la courroie plate d'entrainement 20 et son axe est excentré de r par rapport à l'axe des roulements 5 et 6, r étant approximatïvement le rayon de vibration du vibrateur.
Le fonctionnement du vibrateur est le suivant : l'effort centrifuge du balourd repris par les roulements 5 et 6 est transmis à l'appareil vibrant 12 par l'intermédiaire de l'axe 4, des paliers 9 et 10 et des boulons 11, et imprime à cet appareil des vibrations dont l'importance et
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la forme sont déterminées par le moment statique du balourd et la posi- tion du vibrateur par rapport à l'appareil vibrant. Le moment statique du balourd peut être réglé en remplaçant la plaque 16 par une autre plaque d' épaisseur différente.
Le vibrateur représenté par les fig. 4, 5 et 6 diffère de celui qui vient d'être décrit par les détails suivants : la masse du balourd est enfermée dans l'espace compris entre le tube 21 et les cloisons 22,23 et
24 (figures 4 et 5).
Les parties fixes 25 et 26 en alliage lourd sont placées aux ex- trémités tandis que la partie amovible 27 est faite de grenaille et occupe la partie centrale de l'espace cloisonné.
La grenaille 27 est accessible de l'extérieur par l'orifice 28 fermé par le bouchon 29. L'axe 30, encastré dans des supports fixes 31 et 32 solidaires de l'appareil vibrant 33, dépasse ceux-ci pour être en- castré dans des colliers 34 et 35 solidaires des supports élastiques 36 et
37 donnant appui au vibrateur et à l'appareil vibrant lui-même (fig. 6).
Le tube 21 est pourvu d'une poulie 38 à gorge trapézoïdale et rempli en partie de l'huile de graissage des roulements. En marche, l'huile est ramenée vers les roulements grâce aux doigts 39 et 40 fixés sur l'axe 30 et flexibles pour faciliter leur montage.
Le réglage du moment statique du balourd s'effectue dans ce cas sans démontage du vibrateur, par l'introduction ou l'évacuation de la grenaille 27 à travers l'orifice 28.
Dans un troisième exemple d'exécution du vibrateur, la partie amovible du balourd 41 (fig. 7 et 8) située dans la partie centrale du tube 42 entre les parties fixes du balourd 43 et 44 est pourvue de plusieurs trous taraudés 45 correspondant au trou 46 dans le tube 42. Elle est fixée au tube à l'aide des vis 47 et 48. Les boîtes de roulement 49 et 50 sont du type "fermé" c'est-à-dire n'admettant pas de passage de roulement à l' intérieur du tube. Ce dernier est pourvu d'une couronne dentée 51 permettant l'entrainement du vibrateur ou son accouplement avec un autre vibrateur à l'aide d'une chaîne, d'une courroie dentée ou par engrenage direct.
Le réglage du moment statique du balourd s'effectue dans ce cas par le déplacement circonférentiel de la partie amovible 41 et sa fixation dans une autre position. L'axe du vibrateur est composé de deux parties 52 et 53, chacune solidaire de l'appareil vibrant 54.
Dans les cas où le balourd est constitué par de la grenaille, de la poudre ou un liquide', il est possible d'améliorer le démarrage du vibrateur en formant le balourd suivant le principe de la figure 9
L'espace cloisonné enfermant le balourd à l'intérieur du tube 55 est limité par une cloison sensiblement cylindrique 56 enveloppant l'axe du vibrateur 57 et excentrée par rapport à celui-ci. Au repos, la grenaille, la poudre ou le liquide 58 occupe la partie inférieure de l'espace cloisonné suivant la fig. 9. Au démarrage, la matière du balourd se déplace par rapport au tube, tendant à occuper toujours la partie la plus basse de l'espace cloisonné. Le couple moteur nécessaire au démarrage est de ce fait sensiblement réduit, ce qui permet d'employer à l'entrainement du vibrateur un moteur sensiblement plus faible.
Vers la fin de la période de démarrage, la matière du balourd 58 accélérée progressivement par frottement, occupe finalement la partie de l'espace cloisonné la plus éloignée de l'axe de rotation 57. Les conditions normales de travail du vibrateur sont alors rétablies.
Un exemple d'application du vibrateur accouplé à un autre vibrateur est donné par la fig. 10.
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teur est donné par la fig. 10.
Les deux vibrateurs 59 et 60 sont fixés sur le même appareil vibrant 61 et accouplés par engrenage direct. A l'aide du moteur 62, la courroie 63 entraîne les deux vibrateurs, enveloppant successivement les deux tubes poulies.
L'accouplement des vibrateurs par engrenage assure, à tout moment la position symétrique des balourds des deux vibrateurs par rapport à la ligne x-x qui est, de ce fait, l'axe de vibration. Cet axe x-x est perpendiculaire à la ligne y-y qui passe par les axes des deux vibrateurs 59 et 60 .
Le principe de fonctionnement étant connu, il suffit d'indiquer que les deux tubes poulies étant entrainés par la même courroie 62 en sens opposé, le travail de l'engrenage est limité à la synchronisation des deux mouvements.
La liaison élastique des deux vibrateurs, réalisée par la courroie 62, soulage sensiblement l'engrenage, surtout en ce qui concerne les charges alternées des dents de l'engrenage qui', dans des vibrateurs doubles connus, constituent des charges dangereuses.
Un autre exemple d'application du vibrateur accouplé est donné par la fig. Il. En principe, il ne diffère du précédent que par le calage des balourds dont la position n'est plus symétrique par rapport à la ligne u-u perpendiculaire à la ligne v-v passant par les axes des vibrateurs 63 et 64, plus ou moins parallèlement au bord supérieur des flasques de l'appareil.
Grâce au décalage réciproque des pignons 65 et 66, les forces centrifuges F des deux vibrateurs ne deviennent parallèles que suivant l'axe principal de vibration w-w incliné à la ligne v-v d'un angle et différent de 90 . Pendant la rotation, les composantes des forces centrifuges F' perpendiculaires à cet axe donnent un certain couple-dont l'effet, assez limité d'ailleurs en raison de l'inertie de 1.',appareil vibrant 67, s'ajoute à celui des composantes Fw. Il en résulte une certaine différence des inclinaisons des axes principaux de vibration à l'entrée Ó e et à la sortie s de l'appareil vibrant, qui peut être mise à profit pour améliorer son fonctionnement.
Un autre avantage de l'installation des deux vibrateurs suivant la ligne v-v se manifeste par la forme plus régulière et plus résistante de l'appareil vibrant 67 par rapport à la disposition indiquée dans la figure 10.
Les détails de la protection de l'accouplement des deux vibrateurs sont représentés par la fig. 12. Les pignons 68 et 69, solidaires respectivement des tubes poulies 70 et 71, sont enfermés dans un carter 72. Ce carter.est.-divisé en deux parties suivant le plan passant par les axes des deux vibrateurs et fermé par serrage des boulons 73. Il est rendu soli- daire de l'appareil vibrant 74 par les boulons 75.
Il va de soi que des modifications de détails peuvent être apportées à l'exécution du vibrateur suivant l'invention sans en changer le principe. Par exemple, le tube, les boîtes de roulement et les balourds peuvent être exécutés d'une seule pièce de fonderie ou être assemblés d' une façon différente ; dans d'autres cas, où les charges sont relativement faibles, les boites de roulement pourraient être supprimées; l'axe plein pourrait être remplacé par un tube, du moins dans sa partie centrale; les différents dispositifs des exemples indiqués pourraient être employés dans des conbinaisons changées, etc...
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The present invention relates to an unbalance vibrator and its application to vibrating devices such as screens, sieves, distributors, feeders, conveyors, vibrating tables and lanes, descenders, hoppers, water losses, etc. .
The vibrator according to the invention has, over similar known apparatuses many advantages of construction and installation, improved operation and allows a substantial reduction in the cost of repair and maintenance.
Thanks to its space-saving tubular shape and its special construction, it eliminates the main drawbacks of unbalance vibrators and offers new application possibilities.
The characteristics of this vibrator are as follows:
The body of the vibrator is made up of a pulley tube enveloping the mass of the unbalance and supported on a non-rotating axis, via bearings.
The axis of the vibrator, the length of which exceeds that of the tube; is embedded in two supports tightened by screws or bolts and located as close as possible to the bearings. The spacing of the supports and the length of the vibrator correspond to the spacing of the attachments of the vibrating apparatus to which the supports are connected either by a rigid assembly, or by means of elastic elements such as flexible rods or blades, springs in steel or rubber.
The tube can be used as a drive pulley for the belt.
This construction results in a set of technical and economic advantages. The construction of the vibrating device is practically independent of that of the vibrator (the two parts having only two common assembly points) which makes it possible to simplify the construction of the two parts and to reduce the manufacturing costs while, favoring standardization: the vibrators are interchangeable and can be easily replaced according to the characteristics required and the devices to be actuated.
Mounting installation and replacement made easier *
The work of the bearings, the load of which has no relative movement with respect to the outer ring, is more favorable than in most known vibrators working under a fixed load on the inner ring of the bearing, resulting in a significant increase in the duration of the bearings.
The axis of the vibrator, embedded in the supports integral with the vibrating device, stiffens the flanges of the latter and eliminates the need for crossbars near the vibrator.
The unbalance moment of inertia is reduced thanks to the relatively small tube radius, making it easier to shift through critical gears when starting and stopping the unit.
The position of the vibrator on the vibrating apparatus and in relation to the center of gravity of the latter can be changed, hence the possibility of modifying the shape and the distribution of the vibrations according to the operating requirements.
A vibrating device can be operated by two or more vibrators, synchronized or not, from a single source of energy.
The vibrator can be driven by a direct drive belt.
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the tube without any particular drive device (pulley).
The belt can be placed in the plane of symmetry of the vibrating device, thus ensuring its balance in space.
The following description and the appended drawings give several non-limiting examples of the vibrator according to the invention, the particularities resulting both from the text and from the drawings forming part thereof.
Fig. 1 shows in longitudinal section an embodiment of the vibrator according to the invention.
Fig. 2 is a side view of the vibrator according to FIG. 1.
Fig. 3 is a cross section along the line a - a of the vibrator according to FIG. 1.
Fig. 4 shows in longitudinal section another embodiment of the vibrator with its supports.
The rod 5 is a cross section along the line b - b relating to FIG. 4.
Fig. 6 gives a side view of the vibrator according to FIG. 4.
Fig. 7 shows in longitudinal section a third embodiment of the vibrator.
Fig. 8 is a cross section along the line c - c of the vibrator according to FIG. 7.
Fig. 9 shows in cross section another embodiment of the vibrator.
Fig. 10 is a schematic side view of an apparatus provided with a vibrator coupled with another vibrator.
Fig. It shows in side view a particular form of an apparatus provided with a coupled vibrator.
Fig. 12 gives in partial section the details of protection of the coupling of a vibrator.
In the embodiment shown in FIG. 1, 2, 3, a tube 1 is welded after fitting to the bearing boxes 2 and 3. It rests on an axis 4 via the bearings 5 and 6, the covers 7 and 8 ensuring the closing of the boxes 2 and 3.
The axis 4 is embedded in supports 9 and 10 clamped by two bolts 11 integral with the plates of the vibrating device 12. The unbalance is constituted by a fixed part 13, 14 and 15 and a removable part 16 in the form of plates. . The plate 13 welded to the tube 1 extends over its entire length between the bearing boxes 2 and 3 and carries at its ends small plates 14 and 15 welded to this plate 13 and machined as an extension of the bore of the bearing boxes 2 and 3 to form a rolling introduction slide. The removable plate 16 extends between the plates 14 and 15. It is fixed using fasteners 17 and 18 welded to the plate 13. The size of the plates 13 and 16 ensures a circular passage 19 greater than the outside diameter of the plates. bearings 5 and 6.
The tube 1 serves as a pulley for the flat drive belt 20 and its axis is eccentric by r with respect to the axis of the bearings 5 and 6, r being approximately the radius of vibration of the vibrator.
The operation of the vibrator is as follows: the centrifugal force of the unbalance taken up by the bearings 5 and 6 is transmitted to the vibrating device 12 via the axis 4, the bearings 9 and 10 and the bolts 11, and imparts vibrations to this device whose importance and
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the shape are determined by the static moment of the unbalance and the position of the vibrator relative to the vibrating device. The static moment of the unbalance can be adjusted by replacing the plate 16 with another plate of different thickness.
The vibrator represented by FIGS. 4, 5 and 6 differs from that which has just been described by the following details: the mass of the unbalance is enclosed in the space between the tube 21 and the partitions 22,23 and
24 (figures 4 and 5).
The fixed parts 25 and 26 in heavy alloy are placed at the ends while the removable part 27 is made of shot and occupies the central part of the partitioned space.
The shot 27 is accessible from the outside through the orifice 28 closed by the stopper 29. The axis 30, embedded in fixed supports 31 and 32 integral with the vibrating device 33, protrudes beyond them to be castrated. in collars 34 and 35 integral with elastic supports 36 and
37 supporting the vibrator and the vibrating device itself (fig. 6).
Tube 21 is provided with a pulley 38 with a trapezoidal groove and partly filled with lubricating oil for the bearings. In operation, the oil is returned to the bearings thanks to the fingers 39 and 40 fixed to the shaft 30 and flexible to facilitate their assembly.
The static moment of the unbalance is adjusted in this case without dismantling the vibrator, by the introduction or evacuation of the shot 27 through the orifice 28.
In a third embodiment of the vibrator, the removable part of the unbalance 41 (fig. 7 and 8) located in the central part of the tube 42 between the fixed parts of the unbalance 43 and 44 is provided with several tapped holes 45 corresponding to the hole 46 in the tube 42. It is fixed to the tube by means of screws 47 and 48. The bearing boxes 49 and 50 are of the "closed" type, that is to say not admitting a passage of the bearing through inside the tube. The latter is provided with a toothed ring 51 allowing the vibrator to be driven or coupled with another vibrator by means of a chain, a toothed belt or by direct gear.
The static moment of the unbalance is adjusted in this case by the circumferential displacement of the removable part 41 and its fixing in another position. The axis of the vibrator is composed of two parts 52 and 53, each integral with the vibrating device 54.
In cases where the unbalance is constituted by shot, powder or a liquid, it is possible to improve the starting of the vibrator by forming the unbalance according to the principle of FIG. 9
The partitioned space enclosing the unbalance inside the tube 55 is limited by a substantially cylindrical partition 56 enveloping the axis of the vibrator 57 and eccentric with respect to the latter. At rest, the shot, powder or liquid 58 occupies the lower part of the partitioned space according to FIG. 9. At start-up, the unbalance material moves relative to the tube, tending to always occupy the lowest part of the partitioned space. The motor torque required for starting is therefore significantly reduced, which makes it possible to use a significantly weaker motor for driving the vibrator.
Towards the end of the start-up period, the material of the unbalance 58 gradually accelerated by friction, finally occupies the part of the partitioned space farthest from the axis of rotation 57. The normal working conditions of the vibrator are then re-established.
An example of application of the vibrator coupled to another vibrator is given by FIG. 10.
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tor is given by fig. 10.
The two vibrators 59 and 60 are attached to the same vibrating device 61 and coupled by direct gear. Using the motor 62, the belt 63 drives the two vibrators, successively enveloping the two pulley tubes.
The coupling of the vibrators by gear ensures, at all times, the symmetrical position of the unbalances of the two vibrators with respect to the x-x line which is, therefore, the axis of vibration. This x-x axis is perpendicular to the y-y line which passes through the axes of the two vibrators 59 and 60.
The principle of operation being known, it suffices to indicate that the two pulley tubes being driven by the same belt 62 in the opposite direction, the work of the gear is limited to the synchronization of the two movements.
The elastic connection of the two vibrators, produced by the belt 62, significantly relieves the gear, especially as regards the alternating loads of the teeth of the gear which ', in known double vibrators, constitute dangerous loads.
Another example of application of the coupled vibrator is given by FIG. He. In principle, it differs from the previous one only by the setting of the unbalance whose position is no longer symmetrical with respect to the line uu perpendicular to the line vv passing through the axes of the vibrators 63 and 64, more or less parallel to the upper edge flanges of the device.
Thanks to the reciprocal offset of the pinions 65 and 66, the centrifugal forces F of the two vibrators only become parallel along the main vibration axis w-w inclined to the line v-v at an angle and different from 90. During rotation, the components of the centrifugal forces F 'perpendicular to this axis give a certain torque - the effect of which, quite limited moreover because of the inertia of 1.', Vibrating device 67, is added to that of the components Fw. This results in a certain difference in the inclinations of the main axes of vibration at the inlet Ó e and at the outlet s of the vibrating apparatus, which can be taken advantage of to improve its operation.
Another advantage of installing the two vibrators along the v-v line is manifested by the more regular and more resistant shape of the vibrating apparatus 67 compared to the arrangement shown in figure 10.
The details of the protection of the coupling of the two vibrators are shown in fig. 12. The pinions 68 and 69, respectively secured to the pulley tubes 70 and 71, are enclosed in a casing 72. This casing.est.-divided into two parts along the plane passing through the axes of the two vibrators and closed by tightening the bolts 73. It is made integral with the vibrating apparatus 74 by the bolts 75.
It goes without saying that modifications of details can be made to the execution of the vibrator according to the invention without changing the principle thereof. For example, the tube, the bearing boxes and the unbalances can be made as a single casting or be assembled in a different way; in other cases, where the loads are relatively low, the bearing boxes could be omitted; the solid axis could be replaced by a tube, at least in its central part; the different devices of the examples given could be used in changed combinations, etc.