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La présente invention a pour objet des perfectionnements aux gé- nérateurs de vibrations du type rotatif dans lesquels les vibrations sont produites pai- la rotation d'un arbre muni de balourds en un ou plusieurs points. Dans ces appareils, l'arbre balourdé, entraîné en rotation par tout moyen approprié, tourne dans des paliers qui sont solidaires du maté- riel à faire vibrer, goulotte, crible, trémie, etc.. et les vibrations dues au balourd sont transmises à ce matériel par l'arbre et les paliers.
Des vibrateurs de ce genre sont couramment utilisés dans l'indus- trie, les mines, les travaux publics, etc.. Mais jusqu'ici leur puissance a été limitée et l'on n'est pas parvenu à réaliser des appareils satisfaisants de puissance supérieureà quelques kilowatts. Cependant, des vibrateurs puis- sants seraient désirables pour de nombreuses applications.
Cette impossibilité d'obtenir de grandes puissances provient de ce que l'on n'a pas su jusqu'à présent concilier avec les efforts mis en jeu et imposés aux paliers ou roulements, un graissage convenable, ni sup- primer les échauffements excessifs.
La présente invention a pour but de réaliser des générateurs de vibrations de puissance élevée qui sont capables de fournir un service pro- longé sans les inconvénients sus-indiqués en munissant la partie constituant le balourd d'une enveloppe circulaire et carénée.
Elle est caractérisée en ce que la masse tournante à balourd est garnie d'une enveloppe circulaire carénée, solidaire de la masse tournante, ladite enveloppe plongeant à sa partie inférieure dans l'huile de graissage et assurant la circulation de l'huile dans le palier supportant l'axe de la masse tournante.
Alors que les balourds usuels tournant dans l'air ou le gaz qui les environne provoquent des frottements et remous considérables, produisant un échauffement indésirable, lorsque la masse tournante présente un caréna- ge aérodynamique convenable, les remous ou tourbillons sont très réduits et 1 échauffement,notamment celui des paliers ou roulements, devient négli- geable. Le carénage adopté sera choisi de façon à répondre, dans les meil- leures conditions possibles, aux particularités aérodynamiques de l'atmos- phère dans laquelle tourne la masse carénée.
En utilisant la surface carénée tournante pour assurer la circula- tion de l'huile dans les paliers et roulements, on améliore le graissage de ceux-ci et l'on remédie aux difficultés de lubrification résultant de vibrations au contact des parties tournantes.
De la sorte, il est possible d'augmenter notablement la puissance des vibrateurs rotatifs à balourds et de réaliser des générateurs de vibra- tions de ce type à grande puissance, requis pour diverses applications.
Pour faire participer au graissage du générateur de vibrations la surface carénée adjointe à la masse balourdée, ladite surface, placée dans un carter contenant l'huile peut porter des dispositifs destinés à prendre l'huile à la partie inférieure du carter et à l'amener à la partie supérieu- re pour qu'elle s'écoule sur les organes à lubrifier.
L'invention et ses avantages seront plus amplement décrits en réfé- rence aux dessins annexés.
Dans ceux-ci, les figures 1 et 2 illustrent schématiquement la disposition selon l'invention;
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne 1-1 de la figure 2 ;
La figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II-
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II de la figure 1.
Les figures 3 à 7 montrent un exemple de réalisation du vibrateur à axe balourde établi selon la disposition schématique des figures 1 et 2; la figure 3 est une coupe transversale; la figure 4 est une vue en élévation du carénage de la masse ba- lourdée ; la figure 5 montre en élévation un agencement du carénage; la figure 6 est relative à une variante vue en élévation; la figure 7 est une vue de face du dispositif de graissage sui- vant la ligne VII-VII de la figure 3.
Le générateur de vibrations du type envisagé se compose essentiel- lement d'un arbre 10, entraîné en rotation par tout dispositif approprié, mécanique ou électrique. Cet arbre est porté par un palier, schématique- ment figuré en 11, lequel peut être un palier lisse ou des roulements à billes, à galets, à aiguilles, etc... Sur l'arbre 10 est montée une masse 12 formant balourd qui est entraînée en rotation avec ledit arbre 10.
Dans les appareils usuels, un carter de protection 13, délimite avec une plaque intérieure 14, un espace fermé 15 dans lequel tourne la masse 12. En tournant, celle-ci provoque dans l'espace 15 un brassage in- tense de l'air. Les remous et les frottements se traduisent après un temps de fonctionnement relativement court par un échauffement important de l'air, lequel se transmet au palier 11 et à l'ensemble de l'appareil. Dès que la puissance de l'appareil atteint 2 à 3 kilowatts, cet échauffement compromet le graissage du palier 11.
Selon l'invention, on enveloppe la masse 12 dans un carénage cir- culaire 16, ce qui donne à la partie tournante, qui demeure balourdée, la forme extérieure d'un disque continu, à section en quelque sorte aérodynami- que.
En tournant dans l'espace 15, ce disque ne produit pas de remous.
Il glisse dans l'air contenu dans l'espace 15 sans le frapper. Les tourbil- lons qui seraient dus à la rotation libre de la masse 12 seule sont suppri- més et les frottements sur l'air sont notablement atténués. L'échauffement, et la perte de puissance correspondante, sont réduits dans de grandes pro- portions.
En même temps, on alimente en huile de grar@@age le carter 13, l'huile se rassemblant à la partie inférieure en 17. Le carénage 16 est disposé de façon à baigner dans l'huile 17. Lorsque l'axe 10 tourne, le carénage entraîne l'huile l'amenant à la partie supérieure du carter 13 d'oû elle s'écoule, dans le sens des flèches, vers le palier 11 dont elle assure la lubrification.
Par ce moyen, on assure dans le vibrateur une circulation forcée et permanente de l'huile de graissage. Cette circulation associée à la ré- duction de l'échauffement, donne une grande sécurité de fonctionnement, et ménage les paliers ou roulements 11.
Dans la forme d'exécution représentée figure 3, le générateur de vibrations se compose de l'arbre 10 dont l'extrémité 18 repose sur le rou- lement 19, à billes, à galets, à aiguilles, etc.., ou sur un palier lisse encastré dans le bâti 20. Sur l'extrémité 18 de l'arbre 10 est fixé par la clavette 21 le balourd caréné.
Celui-ci est constitué par un moyeu 22 portant un voile circulai-
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re 23 avec rebords 24 et 25, le rebord 25 étant plus épais que le rebord
24. L'ensemble forme carénage du côté du bâti de l'appareil.
Du côté opposé, un disque 26 est fixé sur les rebords 24-25 du balourd par des vis 27 formant la partie creuse de la masse balourdée. Le disque 25 est également maintenu par un bouchon 28 assujetti sur l'arbre 5 par la vis 29.
De préférence, le disque 26 est ainsi prévu que son diamètre soit sensiblement plus grand que le diamètre extérieur de la masse balourdée
23, de façon à comporter à sa périphérie un rebord incurvé 30.
On voit que la masse balourdée ainsi constituée se présente sous forme de disque continu sans aspérités susceptibles de créer des remous de l'air environnant. Cette masse est disposée à l'intérieur du carter 15 s'appuyant sur le bâti 20. Ce carter 15 sert en même temps de réservoir d'huile. Celle-ci est introduite par un orifice supérieur garni du bouchon
31. Elle peut être vidangée par enlèvement du bouchon 32.
Lorsque la masse balourdée et carénée tourne, produisant les vibra- tions, l'extrémité 30 du disque 26 plonge dans l'huile à la partie infé- rieure ducarter 15. La rotation du disque 26 entraîne l'huile à la partie supérieure du carter et la projette contre un déflecteur 33.
S'écoulant le long du déflecteur 33, l'huile parvient aux canaux
34 et 35 et s'écoule par ceux-ài dans le roulement 19, lubrifiant abondam- ment celui-ci. L'huile en excès s'écoule par les canaux 36 et 37 et retom- be au fond du carter 15.
De la sorte, le carénage de la masse à balourd fixée à l'arbre
10, lequel supprime les effets tourbillonnaires de la rotation de ladite masse, sert en même temps à donner à l'huile de graissage une circulation accélérée, les deux effets s'ajoutant pour améliorer le fonctionnement de l'appareil.
Il va de soi que la masse balourdée et carénée¯peut être réalisée de toutes façons. Dans l'exemple représenté figure 4, la moitié supérieure
24 (sur la figure) est mince, tandis que la moitié inférieure 25 est épais- se. Les parties 24 et 25 sont pourvues de nervures 38., les reliant ainsi que le voile 23 au moyeu 22. Les nervures 38 sont plus rapprochées à la partie inférieure qu'à la partie supérieure, de façon à correspondre aux ef- forts plus accentués de l'élément 25 sous l'action de la'force centrifuge.
Avec cette construction, la masse présente intérieurement une suc- cession d'alvéoles 39, 40. Les alvéoles 39 voisines du bord 25, dans la par- tie alourdie pour former balourd, peuvent recevoir un garnissage quelconque, par exemple en matière de densité élevée. Par ce moyen on peut régler le balourd de la masse tournante.
Le disque caréné 26, au lieu de présenter des rebords 30 droits ou recourbés, peut comporter à sa périphérie (fig. 5) des échancrures 41, ou bien des saillies 42 jouant le rôle de cuillers de ramassage, ou encore à la fois des échancrures et des saillies qui actionnent l'entraînement de l'huile et sa projection sur le déflecteur 33. On peut aussi utiliser avec le disque de la figure 3 et en complément de celui-ci, un ou plusieurs dis- ques selon la figure 5.
En variante (fig. 6), le disque 26, ou un disque accessoire fixé à la masse tournante balourdée, comporte un ou plusieurs canaux en spirale 43. Ces canaux sont soit un tube enroulé en spirale, soit une simple piste de section incurvée solidaire du disque 26. Lorsque le disque 26, entraî- né par la masse tournante dont il est solidaire, tourn dans le sens de la flèche, l'extrémité 44 de la spirale 43 vient à chaque tour plonger dans
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l'huile du carter 15 et prélève une quantité d'huile qui se trouve entraînée par inertie sur le centre 45 où elle débouche par un ou plusieurs trous 46 d'où elle est dirigée vers les parties à lubrifier.
Il va de soi que le disque à tubulure en spirale de la figure 6 peut être utilisé comme élément de carénage de la masse tournante ou sépa- rément, seul ou avec des disques selon la figure 5, toutes combinaisons étant possibles selon l'effet de graissage désiré.
Quel que soit le mode de réalisation choisi, il peut être avanta- geux, pour bénéficier pleinement du carénage aérodynamique de la masse tour- nante selon l'invention de prévoir la surfacecarénée, comme laparoi inté- rieure du carter, et encore les déflecteurs ou tous autres organes inté- rieurs, ayant leurs surfaces polies. Ce moyen permet de réduire encore l'échauffement de l'appareil, notamment des paliers ou roulements.
Pour permettre de vérifier que l'appareil contient à tout moment la quantité d'huile nécessaire à son graissage, il est recommandable de le munir d'une jauge. Une telle jauge peut avantageusement être prévue selon la disposition représentée figures 3 et 7.
Au centre du carter 15, est disposé un bouchon cylindrique 47, maintenu en place par une couronne d'appui 48 et de vis 49. Le bouchon 47 porte un passage oblique 50 recevant la jauge. Cette jauge est constituée par une tige 51 dont l'extrémité 52 porte les graduations usuelles. L'autre extrémité porte un bouton 53 et une partie élargie 54. La jauge est main- tenue dans son logement 50 grâce à l'ergot 55 s'insérant dans l'encoche 56 avec ressort 57 s'appuyant sur la partie 54,
Avec cette disposition, on peut donner à la jauge une position correcte, quelle que soit l'inclinaison de l'appareil générateur de vibra- tions.
Si par exemple, celui-ci est monté en position inclinée sur une trémie ou un couloir vibrant, il suffit, pour ramener la jauge dans le plan normal au niveau de l'huile au point le plus bas de la capacité formée dans le carter 15, de tourner le bouchon 47 de l'angle voulu.
Les dispositions décrites et représentées n'ont évidemment aucun caractère limitatif et peuvent comporter toutes variantes de réalisation du moment que la ou les masses balourdées sont munies du carénage selon l'invention. Dans ce qui précède, on a décrit des appareils générateurs de vibrations à une seule masse à balourd, mais il va de soi que l'invention s'applique aux appareils comportant deux ou plusieurs masses balourdées.
Bien entendu, l'invention est applicable non seulement aux vibra- teurs proprement dits, mais à tous dispositifs produisant des vibrations, qu'ils soient commandés par un moyen quelconque, poulie, moteur turbine.
Dans le cas où les balourds sont calés sur l'arbre même d'un moteur électri- que, il y a intérêt à utiliser une huile électriquement isolante, de façon à ne pas altérer les enroulements par les projections ou vapeurs d'huile.
REVENDICATIONS.
1. - Perfectionnements aux générateurs de vibrations constitués d'une masse tournante à balourd enroulée sur l'axe d'un moteur électrique caractérisés en ce que la masse tournante à balourd est garnie d'une envélop- pe circulaire carénée, solidaire de la masse tournante, ladite enveloppe plongeant à sa partie inférieure dans l'huile de gaissage et assurant la circulation de l'huile dans le palier supportant l'axe de la masse tournante.
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The present invention relates to improvements in rotary type vibration generators in which the vibrations are produced by the rotation of a shaft provided with unbalance at one or more points. In these devices, the unbalanced shaft, driven in rotation by any suitable means, turns in bearings which are integral with the material to be vibrated, chute, screen, hopper, etc., and the vibrations due to the unbalance are transmitted to this material by the shaft and bearings.
Vibrators of this kind are commonly used in industry, mining, public works, etc. But so far their power has been limited and satisfactory power devices have not been achieved. greater than a few kilowatts. However, powerful vibrators would be desirable for many applications.
This impossibility of obtaining great powers stems from what we have not been able to reconcile up to now with the forces involved and imposed on the bearings or bearings, a suitable lubrication, or eliminate excessive heating.
The object of the present invention is to provide high power vibration generators which are capable of providing extended service without the aforementioned drawbacks by providing the part constituting the unbalance with a circular and ducted envelope.
It is characterized in that the unbalanced rotating mass is provided with a circular ducted envelope, integral with the rotating mass, said envelope immersing at its lower part in the lubricating oil and ensuring the circulation of the oil in the bearing. supporting the axis of the rotating mass.
While the usual unbalances rotating in the air or the gas which surrounds them cause considerable friction and eddies, producing an undesirable heating, when the rotating mass presents a suitable aerodynamic fairing, the eddies or vortices are very reduced and the heating is increased. , in particular that of the bearings or bearings, becomes negligible. The fairing adopted will be chosen so as to respond, under the best possible conditions, to the aerodynamic features of the atmosphere in which the faired mass rotates.
By using the rotating shrouded surface to ensure the circulation of oil in the bearings and bearings, the lubrication thereof is improved and the lubrication difficulties resulting from vibrations in contact with the rotating parts are overcome.
In this way, it is possible to significantly increase the power of rotary unbalance vibrators and to realize such high power vibration generators required for various applications.
To involve in the lubrication of the vibration generator the ducted surface added to the unbalanced mass, said surface, placed in a sump containing the oil can carry devices intended to take the oil from the lower part of the sump and to bring it at the upper part so that it flows over the components to be lubricated.
The invention and its advantages will be more fully described with reference to the accompanying drawings.
In these, Figures 1 and 2 schematically illustrate the arrangement according to the invention;
Figure 1 is a longitudinal sectional view taken along line 1-1 of Figure 2;
Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line II-
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II of figure 1.
FIGS. 3 to 7 show an exemplary embodiment of the vibrator with an unbalance axis established according to the schematic arrangement of FIGS. 1 and 2; Figure 3 is a cross section; FIG. 4 is a view in elevation of the fairing of the heavy mass; FIG. 5 shows in elevation an arrangement of the fairing; FIG. 6 relates to a variant seen in elevation; FIG. 7 is a front view of the greasing device taken along line VII-VII of FIG. 3.
The vibration generator of the type envisaged consists essentially of a shaft 10, driven in rotation by any suitable device, mechanical or electrical. This shaft is carried by a bearing, schematically shown at 11, which may be a plain bearing or ball, roller, needle, etc. bearings. On the shaft 10 is mounted a mass 12 forming an unbalance which is driven in rotation with said shaft 10.
In the usual devices, a protective casing 13, delimits with an inner plate 14, a closed space 15 in which the mass 12 rotates. By rotating, the latter causes in the space 15 an intense stirring of the air. . The eddies and friction are reflected after a relatively short operating time in a significant heating of the air, which is transmitted to the bearing 11 and to the entire apparatus. As soon as the power of the device reaches 2 to 3 kilowatts, this heating compromises the lubrication of the bearing 11.
According to the invention, the mass 12 is enveloped in a circular fairing 16, which gives the rotating part, which remains unbalanced, the external shape of a continuous disc, with a somewhat aerodynamic section.
By rotating in space 15, this disc does not produce an eddy.
It slides through the air contained in space 15 without hitting it. The vortices which would be due to the free rotation of the mass 12 alone are eliminated and the friction on the air is notably reduced. Heating, and the corresponding power loss, is reduced to a great extent.
At the same time, grar @@ age oil is supplied to the crankcase 13, the oil collecting at the lower part at 17. The fairing 16 is arranged so as to bathe in the oil 17. When the shaft 10 rotates , the fairing drives the oil bringing it to the upper part of the casing 13 from where it flows, in the direction of the arrows, towards the bearing 11 for which it provides lubrication.
By this means, a forced and permanent circulation of the lubricating oil is ensured in the vibrator. This circulation, associated with the reduction in heating, gives great operating safety and protects the bearings or bearings 11.
In the embodiment shown in FIG. 3, the vibration generator consists of the shaft 10, the end 18 of which rests on the bearing 19, with balls, rollers, needles, etc., or on a plain bearing embedded in the frame 20. On the end 18 of the shaft 10 is fixed by the key 21 the faired unbalance.
This consists of a hub 22 carrying a circular veil
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re 23 with rims 24 and 25, rim 25 being thicker than rim
24. The assembly forms a fairing on the side of the frame of the apparatus.
On the opposite side, a disc 26 is fixed to the edges 24-25 of the unbalance by screws 27 forming the hollow part of the unbalanced mass. The disc 25 is also held by a plug 28 secured to the shaft 5 by the screw 29.
Preferably, the disc 26 is thus provided that its diameter is substantially greater than the outer diameter of the unbalanced mass.
23, so as to include at its periphery a curved rim 30.
It can be seen that the unbalanced mass thus formed is in the form of a continuous disc without any roughness liable to create eddies in the surrounding air. This mass is disposed inside the casing 15 resting on the frame 20. This casing 15 serves at the same time as an oil reservoir. This is introduced through an upper opening lined with the stopper
31. It can be emptied by removing the plug 32.
As the unbalanced and faired mass rotates, producing the vibrations, the end 30 of the disc 26 immerses in the oil at the lower part of the housing 15. The rotation of the disc 26 drives the oil to the upper part of the housing. and projects it against a deflector 33.
Flowing along the deflector 33, the oil reaches the channels
34 and 35 and flows through them into the bearing 19, lubricating the latter abundantly. The excess oil flows through channels 36 and 37 and falls to the bottom of the sump 15.
In this way, the fairing of the unbalance mass fixed to the shaft
10, which suppresses the vortex effects of the rotation of said mass, at the same time serves to give the lubricating oil an accelerated circulation, the two effects being added to improve the operation of the apparatus.
It goes without saying that the unbalanced and streamlined mass can be achieved anyway. In the example shown in figure 4, the upper half
24 (in the figure) is thin, while the lower half 25 is thick. The parts 24 and 25 are provided with ribs 38., connecting them as well as the web 23 to the hub 22. The ribs 38 are closer to the lower part than to the upper part, so as to correspond to the more accentuated forces. element 25 under the action of centrifugal force.
With this construction, the mass internally presents a succession of cells 39, 40. The cells 39 adjacent to the edge 25, in the part weighed down to form unbalance, can receive any filling, for example in high density material. . By this means, the unbalance of the rotating mass can be adjusted.
The streamlined disc 26, instead of having straight or curved flanges 30, may include at its periphery (FIG. 5) notches 41, or else projections 42 acting as scooping spoons, or else both notches. and projections which actuate the driving of the oil and its projection onto the deflector 33. It is also possible to use with the disc of FIG. 3 and in addition to the latter, one or more discs according to FIG. 5.
As a variant (fig. 6), the disc 26, or an accessory disc fixed to the unbalanced rotating mass, comprises one or more spiral channels 43. These channels are either a tube wound in a spiral, or a single track of curved section integral with it. of the disc 26. When the disc 26, driven by the rotating mass to which it is integral, turns in the direction of the arrow, the end 44 of the spiral 43 comes at each turn to plunge into
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the oil from the crankcase 15 and takes a quantity of oil which is entrained by inertia on the center 45 where it opens out through one or more holes 46 from where it is directed towards the parts to be lubricated.
It goes without saying that the spiral-tubing disc of FIG. 6 can be used as a fairing element for the rotating mass or separately, alone or with discs according to FIG. 5, all combinations being possible depending on the effect of desired lubrication.
Whatever the embodiment chosen, it may be advantageous, in order to take full advantage of the aerodynamic fairing of the rotating mass according to the invention to provide the fairing surface, as the inner wall of the casing, and also the deflectors or all other internal parts, having their surfaces polished. This means makes it possible to further reduce the heating of the device, in particular of the bearings or bearings.
To make it possible to check that the device contains at all times the quantity of oil necessary for its lubrication, it is advisable to provide it with a dipstick. Such a gauge can advantageously be provided according to the arrangement shown in Figures 3 and 7.
At the center of the casing 15, there is a cylindrical plug 47, held in place by a bearing ring 48 and of screws 49. The plug 47 carries an oblique passage 50 receiving the gauge. This gauge is constituted by a rod 51, the end 52 of which bears the usual graduations. The other end carries a button 53 and a widened part 54. The gauge is held in its housing 50 by means of the lug 55 inserting into the notch 56 with spring 57 resting on the part 54,
With this arrangement, it is possible to give the gauge a correct position, whatever the inclination of the vibration generating apparatus.
If, for example, the latter is mounted in an inclined position on a hopper or a vibrating corridor, it suffices to bring the gauge back to the normal plane at the level of the oil at the lowest point of the capacity formed in the crankcase 15 , to turn the plug 47 to the desired angle.
The arrangements described and shown are obviously in no way limiting and may include any variant embodiment as long as the unbalanced mass or masses are provided with the fairing according to the invention. In the foregoing, devices generating vibrations with a single unbalance mass have been described, but it goes without saying that the invention applies to devices comprising two or more unbalanced masses.
Of course, the invention is applicable not only to the vibrators proper, but to all devices producing vibrations, whether they are controlled by any means, pulley or turbine engine.
In the case where the unbalances are wedged on the very shaft of an electric motor, it is advantageous to use an electrically insulating oil, so as not to alter the windings by oil projections or vapors.
CLAIMS.
1. - Improvements to vibration generators made up of a rotating unbalance mass wound on the axis of an electric motor characterized in that the unbalance rotating mass is lined with a circular ducted casing, integral with the mass rotating, said casing immersing at its lower part in the packing oil and ensuring the circulation of the oil in the bearing supporting the axis of the rotating mass.
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