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.Machine d'abrasion.
Cette,invention concerne d@s machines d'abrasion.
Dans ces machines, on dirige un cpiraùt d'air et d'abrasif con- tre une pièce ) usiner et on élimine ''abrasif et les détritus du voisinage de la pièce au. moyen d'unsuccion. Il est souvent nécessaire de séparer du ccurant d'air de succion L'abrasif que l'on peut réutiliser, d'une part, et d'écarter l'abrasif pulvéri- sé et les débris, d'autre part. Ayant'répare l'abrasif réutili- sable du déchet, il est ensuite néccssagre de réintroduire cet abrasif dans le système.
Comme le tuya d'amenée contenant l'air et l'abrasif introduit pour provoquer l'abrasion de la pièce sera à une pression plus élevée que celle régnant dans le tuyau d'aspiration par lequel l's.brasif et lel déchets sont écartés du voisinage de la pièce, il est nécessaire de prévoir une forme quelconque d'écluse à air pour réaliser cette remise en ciculation de l'abrasif.
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C'est en conséquence un but de l'invention de fournir , une machina d'abrasion dans laquelle on a prévu au moyen simple de remettre 1.'abrasif en circulation.
Suivant l'invention, une machine d'abrasion comprend un dispositif directeur pour diriger l'air et l'abrasif contre une pièce à usiner, un tuyau d'amenée pour amener l'air et l'abrasif au dispositif directeur, un tuyau d'aspiration pour éloigner l'abra- sif et: les déchets du voisinage de la pièce, un séparateur connec- té au tuyau d'aspiration pour séparer l'abrasif réutilisable du matériau amené par le tuyau d'aspiration, une trémie supérbeure alimentée au moyen de l'abrasif réutilisable venant du séparateur et en communication avec le tuyau d'aspiration, une trémie infé- rieure arrangée pour livrer l'abrasif par gravite dans le tuyau d'entrée,
un dispositif maintenant l'intérieur de la trémie infé- rieure cssentiellement à la même pression que celle régnant dans le tuyau d'amenée, un trémie intermédiaire interposée entre les trémies supérieure et inférieure et communiquant avec ces deux- ci, une première soupape pour placer sélectivement l'intérieur de la trémie intermédiaire à la pression, soit du tube d'aspira- tion, soit'du tuyau d'amenée, une seconde et une troisième sou- pape de commande de l'abrasif entre les trémies supérieure et intermédiaire et entre les trémies intermédiaire et inférieure, respectivement, chacune de ces seconde et troisième soupapes étant constituée par un organe pouvant ''se déplacer librement entre des positions ouverte et fermée,
en réponse à l'effort résultant net exercé sur l'organe par les différences de pression régnant dans les trémies entre lesquelles est interposé l'organe de soupape et l'effort vers le bas exerce sur l'organe par l'abrasif se trouvant dans la trémie au-dessus de celui-ci, la disposition étant telle que quand la trémie intermédiaire est à la pression du tuyau d'ame- née, la seconde soupape est fermée et la première soupape est ou- verte, et que quand la trémie intermédiaire est à la pression du tuyau d'aspiration, la seconde soupape est ouverte et la troisième soupape, fermée.
De préférence, la première soupape est manocuvrée auto-
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matiquement, suivant un cycle minuté, pour placer alternativement ) la trémie intermédiaire en communication avec la pression du tuyau d'amenée et avec la pression du tuyau d'aspiration.
Dans une forme de l'invention, la trémie inférieure et le tuyau d'amenée sont ouverts à l'atmosphère. Dans une autre for- me, la trémie inférieure et le tuyau d'entrée sont soumis à une faible pression positive. Cette pression est, de préférence, app- liquée au moyen d'un ventilateur centrifuge et ne dépasse pas 0,35 kg/cm2. On peut introduire l'abrasif dans le tuyau d'amenée au moyen d'un'tube de mesure s'étendant depuis la sortie de la trémie inférieure dans un évidement de la paroi du tuyau d'amenée.
Ce dernier peut être muni d'une chicane, pour obliger l'air s'écou. lant dans le tuyau d'entrer dans l'évidement et d'entraîner l'abra. sif.
Le séparateur peut être constitué de deux cyclones en série, dont le premier est arrangé pour séparer l'abrasif réuti- lisable et l'amener à la trémie supérieure, tandis que le second est disposé pour enlever les déchets en poussière et l'abrasif pulvérisé de la sortie plus légère du premier cyclone. Le dispo- sitif directeur peut comprendre une tuyère installée dans une chambre. Dans une autre disposition, le dispositif directeur peut être consitué par une chambre de soufflage transportable.
Quand on adopte une pression d'air positive dans les i machines d'abrasion, cette pression est normalement assurée par! des compresseurs alternatifs qui sont coûteux et impliquent d'habitude l'emploi de tuyères du type à éjecteur ou venturi.
Dans ces tuyères, l'air comprimé descend par un tube central et! entraîne l'abrasif autour de l'extérieur de celui-ci. Les comprcs- surs alternatifs sont coûteux et ne sont pas particulièrement efficaces; en outre, l'emploi d'air à haute pression entraine une destruction rapide des particules abrasives et une usure prémat- rée des pièces en contact avec celle-ci. Ces inconvénients sont éliminés par l'emploi de ventilateurs centrifuges, quand une pression positive est requise.
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On décrira maintenant en détail, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'invention en se reportant aux dessins annexer, où :
La figure 1 est le schéma, d'une première forme de l'invention, ct la figure 2 est un schéma similaire d'une seconde forme de l'invention,
Selon la figure 1, la machine d'abrasion est cons- tituée par une chambre de soufflage transpotable 10, qui présente dans une face une ouverture 11 prévue pour se placer sur une surface plane d'une pièce 12, avec les bords de l'ou- verture proximité de cette surface.
Les bords de l'ouverture sont munis d'un joint 13 qui peut être formé de rouleaux, d'écrans en caoutchouc ou en plastique, ou de poils en ces matières, ou d'une combinaison d'un nombre quelconque de ces éléments.
Dans le haut de la chambre 10, est installé un dis- positif directeur sous la forme d'une tuyère d'accélération 14 attachée à l'extrémité d'une partie flexible 15 d'un tuyau d'amenée désigne généralement par 16. L'autre extrémité du tuyau 16 est -:%unie d'un évasement 17 constituant une prise d'air ouverte à 1'atmosphère. Entre la prise d'air 17 et la tuyère 14, on a prévu dans le tuyau d'amenée un évidement 18, situe dans la paroi inférieure de celui-ci, et une chicane 19 est installéeà l'amont de l'évidemment de manière que l'air passant dans le tuyau d'amenée et venant de la prise d'air
17 pour se diriger vers la tuyère 14 soit forcé de passer dans 1'avidement 18.
L'extrémité supérieure de la chambre de soufflage 10 est également reliée ù. une extrémité d'un tube d'aspiration
20 connecte, par son autre extrémité, à l'entrée 21 d'un premier séparateur cyclone 22. Ce cyclone est de la forme classique; il possède un revêtement en caoutchouc et est rendu délibérément inefficace, de sorte que seules les par- ticules lourdes contenues dans le courant d'air pénétrant
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dans le cyclone se séparent et tombent dans le fond de celui- ' ci, tandis que les particules plus légères sortent par l'extré- mité supérieure 23 pour pénétrer dans un second cyclone 24.
Ce dernier est du typo "à rentrée par l'e .haut" qui fonctionne sous un vide assez élevé et sépare efficacement les particules les plus fines.
On croit que 1'efficacité du second cyclone est due non soulement à la basse pression régnant à 'intérieur de celui-ci mais aussi au fait que cette basse pression conduit à un refroidissement adiabatique ù l'intérieur du tourbillon 'central du cyclone, de sorte que l'humidité du courant d'air se condense sur les particules de poussière, augmente leur poids et accroît l'effet de séparation du cyclone.
Cette théorie s'appuyé sur le fait que si l'on examine la poussière immédiatement après séparation dans le second cyclone 24, elle est légèrement humide et à basse température,
La sortie inférieure 25 du cyclone 24 conduit à un caisson intermédiaire 26 conduisant à son tour à un bac collecteur de poussières 27. Comme le montre le dessin, le caisson intermédiaire 26 a une forme telle que l'entrée 28 dans le collecteur de poussières est décalée par rapport à l'axe vertical du cyclone 24. Ceci empêche l'air tourbillon- nant dans le cyclone 24 de déranger la poussière dans le bac collecteur 27.
Le cyclone 24 possède une sortie supérieure 29 rac- cordée par une'soupape réglable 30 à un ventilateur centrifuge 31 à plusieurs; étages. La soupape 30 règle le degré de vide créé dans le cyclone et contrôle ainsi l'entrée d'air dans la prise d'air[ 17.
Le premier cyclone 22possède une sortie inférieure 32 débouchant dans une trémie supérieure 33. Cette dernière possède à son tour une sortie 34 qui débouche dans une trémie intermédiaire 35. La trémie 35 possède une sortie 36 débouchant dans une trémie inférieure 37 qui possède elle-même une sortie 38 débouchant dans un tube de mesure 39 dont l'extrémité
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inférieure est: reçue dans 1'avidement 18 du tuyau d'amenée,
Un tuyau 40, communiquant avec la trémie intermédiaire contient une première soupape 41 et se termine par un évasement 42 ouvert à l'atmosphère.
La soupape 41 est commandée par un dispositif à mouvement cyclique, de sorte qu'elle s'ouvre et se ferme alternativement. Le tuyau 40 est raccordé par un tuyau 43 à l'entrée 21 du premier cyclone 22. Un organe de réslage 43a est inséré entre le tuyau 40 et le tuyau 43.
A la sortie 34 de la trémie supérieure, est prévue une seconde soupape 44 en forme de clapet. -La soupape pivote librement et fonctionne en réponse à l'effort résultant net exerce sur celle-ci par les différencesde pression existant dans les trémies supérieure et intermédiaire et le poids de l'abrasif contenu dans la trémie supérieure, Quand l'effort exerce sur la soupape par la pression régnant dans la tréme intermédiaire est supérieure à l'effort exercé sur la soupape par la pression régnant dans la trémie intermédiaire est supé- rieure à l'effort exercé sur la soupape par la pression régnant dans la trémie supérieure augmentée du poids de l'abrasif se trouvant dans celle-ci, la seconde soupape se ferme. Inversement;
si l'effort agissant sur la face supérieure de la soupape dépas- se celui exercé sur la face inférieure de celle-ci, cette' seconde soupape s'ouvre.
Une troisième soupape 45, prévue à la sortie 36 de la soupape intermédiaire, fonctionne de manière similaire à la seconde soupape 44. Ainsi donc, quand l'effort sur la face inférieure de la soupape, dû à la pression régnant dans la trémie inféncure, dépasse l'effort s'exerçant sur la face su- périeure de colle-ci, par suite de la pression régnant dans la trémie intermédiaire et du poids de l'abrasif que celle-ci contient, la .troisième soupape 45 se ferme, tandis que quand l'effort sur la face supérieure de la soupape dupasse l'effort .
sur la face inférieure de celle-ci, la troisième soupape s'ouvre'
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On voit que l'abrasif stocke au-des@is des soupapes 44 ou 45 aura tendance à provoquer leu@ ouvert@@e, même si la pression sous la soupape est: légèrement: supérieu@@ à la pression régnant au-dessus de celle-ci. @outefois, @cs dif- férences de pression sont arrangées pour-tenir compte du poids de cet abrasif et maintenir les soupape; fermées en cas de besoin.
Lors du fonctionnement:, on met le ventilateur cen- trifuge 31 en marche et or.. ouvre la soupape 30 pour provoquer une succion dans le tuyau d'aspiration jusqu'à la chambre de soufflage 10. Quand cette dernière est en contact avec la pièce 12 à usincr, de manière que le joint 13 empêche essentiel- lement tout passage d'air entre celle-ci et l'ouverture 11 de la chambre, la dépression s'applique au tuyau d'amenée 16 et l'air commence à s'écouler dans celui-ci, depuis la prise d'air jusqu'à la tuyère 14. Quand l'air passe dans le tuyau 16, il est dévié par la chicane 19 pour l'obliger à passer dans l'évidement 18. Comme on le décrira ci-après, l'abrasif est amené dans l'évidement 18 par le tube de mesure 39.
L'àbra- sif est entraîné dans le courant d'air et passe ainsi dans le tuyau d'amenée 16 vers la 'tuyère d'accélération 14. Les particules d'abrasif, accélérées dans la tuyère, viennent heurter la surface de la pièce 12 et provoquer son abrasion.
L'abrasif usé, les déchets provenant dela surface de la pièce' et l'air passent ensuite dans le tuyau d'aspiration 20, en direction de l'entrée 21 du premier cyclone 22. Comme indiqué ci-dessus, ce cyclone est quelque peu inefficace et peut sé- parer toutefois l'abrasif réutilisable qui n'a pas été pulvé- risé de l'abrasif usé transforme en poussière. L'abrasif réutilisable passe du bas du premier cyclone 22 dans la trémle supérieure 33.
L'abrasif pulvérisé et les débris de la surface de la pièce restent dans le courant d'air et passent par la sortie
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23 du cyclone 22 dans le second cyclone 24. Dans celui-ci, l'abrasif usé et les déchets sont sépares de l'air et ce dernier ' sort du cyclone par la soupape 30 pour se diriger vers le ven- tilateur centrifuge 31. La poussière contenant l'abrasif pul- vérisé et les déchets tombe vers la sortie 25 du second cyclone
24 pour passer dans le caisson intermédiaire 26 et atteindre ainsi le bac 27 collecteur de poussières.
Revenant maintenant à l'abrasif réutilisable, celui- ,ci se rassemble dans la trémie supérieure 33. En supposant que la première soupape 41 soitdans une position telle que la trémie intermédiaire 35 est en communication avec l'atmosphère, la pression dans la trémie intermédiaire sera supérieure à celle qui règne dans la trémie supérieure et qui est égale à la pression du cyclone 22. La soupape 44 est donc fermée et l'abrasif s'accu- mule dans la trémie supérieure 33. La trémie inférieure 37 est toujours à la pression atmosphérique, par-suite de l'exis- tence de l'ouverture 46 dans la paroi de celle-ci.
Il en résul- te que quand la trémie intermédiaire est à la pression atmos- phérique, l'abrasif qui se trouve dans celle-ci, au-dessus de la troisième soupape 45, ouvrira celle-ci, puisque la pression de l'air est la même des deux cotes, et l'abrasff tombera dans la trémie inférieure 37 et de là, dans le tube de mesure 39 et le tuyau d'entrée '16.
Si maintenant la première soupape 41 passe à une position telle que la trémie intermédiaire 35 soit en communi- cation avec l'entrée 21 du cyclone, 'la pression d'air sur les deux faces de la seconde soupape 44 sera égale et le poids de l'abrasif de la trémie supérieure ouvrira cette sou-pape et pas- sera dans la trémie intermédiaire 35. Dans ces conditions, com- me la trémie intermédiaire est à une pression inférieure à la pression atmosphérique, la troisième soupape 45 se fermera, de sorte que l'abrasif amené à la trémie intermédiaire y restera jusqu'à ce que la première soupape mette à nouveau cette trémie en communication avec 1'atmosphère.
La première soupape est
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prévue pour fonctionner cycliquemcnt à une vitesse prédéterminée ' de sorte qu'une quantité constante d'abrasif passe du cyclone 22 au tube de mesure 39., en passant par les trémies supérieure, intermédiaire et inférieure.
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Le tube de mesure 9 est monté, de mar.'ère rdcln.:-, dans le tuyau d'amenée 16, de sorte que le bas ,Au tube peut être
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ajusté par rapport au fond dQ'l'évidcment 18. ,De cette façon, on peut faire varier la quantité d'abrasif entraîne dans le curant d'air.
Revenant maintenant à la figure 2 on voit que la machine d'abrasion qu'elle représente @ - constituée par une
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chambre 50, généralement rectan8ulai....:, possédant dans le haut une fenêtre d'observation 51. La .-cambre est munie de trous
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52 pour passer le bras, qui ,'r'..Usent à des gants en caoutchouc de sorte qu'un l'';..::at:eur peut introduire les mains dans ceu::-ci et manipuler une pièce à usiner à l'intérieur de la chambre. Cette pièce repose sur une grille 53 s'étendant en travers de la chambre à peu près à mi-hauteur de celle-ci. Sous la grille, se trouve un puisard 54 en forme de pyramide inversée.
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Une tuyère 57, accélérant 1 'r--L et l' nh:; '<>1.: passant dans celle-ci, est montée à i ; - -,.2rieur de la chambre, sur une partie flexible 5 ':l.1yalJ. d'amenée 56. La tuyère est munie d'une .. ¯,:.e 5x pour faciliter sa manipulation. Dans le haut. de la chambre, se trouve un ventilateur 59 pour une entrée d'air supplémentaire.
A l'autre extrémité., le tuyau d'amenée 56 est accorde à un collecteur sous pressior,,60, qui est relié ù. la sotie
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d'un ventilateur centrifuge 61 par un tuyau62. Le wu-filateur 61 est prévu pour fournir de l'air au collecteur 60 ' une pression approximative de 0,35 I/c;2. Le tuyau d. menée est muni d'un évidement 63, dans sa paroi inférieure. où pénètre un
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tube de mesure 64 venant d' ur,.e trémie inférieure 5 , comme on le décrira ci-après. Une chicane 66, prévue dans 's tuyau d'amenée, à l'amont de l'evidement 63, oblige l'air'arr, nt dans 1
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tuyau 56 à passer dans l'évidement.
L'abrasif tombe par la grille 53 dans le puisard 54,: après avoir agi sur la pièce, et l'abrasif ainsi que l'air de la chambre sont extraits au moyen d'un tuyau d'aspiration 67 raccordé à l'entrée 68 d'un premier cyclone 69. La sortie inférieure de ce dernier est raccordée à une trémie supérieure 70 dont la sortie est reliée à son tour à une trémie intermédiaire 71 dont la sortie est en communication avec la trémie inférieure 65. Cette dernière est aussi reliée par un tuyau 72 au collec- teur 60. La trémie intermédiaire 71 est raccordée, au moyen d'un tuyau 73, au collecteur 60, en passant par une première soupape 74. Le tuyau 73 est aussi raccordé par un tuyau 75 à la partie centrale du premier cyclone 69. Le tuyau 75 contient un organe de réglage 76.
Une seconde soupape 77 est prévue à la sortie de la trémie supérieure 70 et une troisième soupape 78 est disposée au bas de la trémie intermédiaire 71, Ces soupapes sont action- nées par la différence de pression entre les trémies, de la même manière que les soupapes 44 et 45 de la construction de la figure 1.
Le premier cyclone 69 possède une sortie supérieure 79 raccordée à l'entrée d'un second cyclone 80. Celui-ci pos- sède une sortie inférieure 81 raccordée à un caisson inter- médiaire 82 et à un bac collecteur de poussière 83, de la manière décrite à propos'de la première forme de l'invention, La sortie supérieure 84 du cyclone est raccordée à un ventilateur cen- trifuge 85 par une soupape 86.
A l'exception du fait que le système se trouve à une pression réduite duc au ventilateur centrifuge 61, il fonctionne de la même manière que le système décrit en se reportant à la figure 1. Ainsi, quand les ventilateurs centrifuges 85 et 61 sont mis en marche, l'air essouffle dans la chambre et entraîne l'abrasif de l'évidement 63 pour l'amener par la tuyère 57 sur la pièce à usiner se trouvant dans la chambre. L'abrasif usé,
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les déchets et l'air sont extraits de la chambre au moyen du tuyau d'aspiration 67 et amenés au premier cyclone 69. Celui-ci sépare l'abrasif réutilisable qui se rassemble dans la trémie supérieure 70.
L'abrasif réutilisable passe au tube de mesure 64 de la manière décrite précédement, sauf que, dans ce cas, comme le tuyau d'amenée est à la pression du collecteur 60, la trémie inférieure est raccordée à cc dernier par le tuyau 72 et la première soupape 74 est également raccordée au collecteur, de sorte que la pression dans la trémie intermédiaire alterne entre celle du collecteur 60 et celle du centre du premier cyclone 69.
Le déroulement chronologique du fonctionnement de la première soupape peut être modifié pour contrôler l'accumulation de l'abrasif dans les trémie,9 supérieure et intermédiaire. Par exemple, la première soupape peut être prévue pour s'ouvrir pendant 10 secondes, se fermer pendant 10 secondes, puis s'ouvrir à nouveau pendant 10 secondes et ainsi de suite.
On/se reporte à la demande de brevet n 11.815/64 (n de série 1.070.234) où est décrite et revendiquée une mahhine d'abrasion possédant le système de transport et d'ac- célération de l'abrasif décrit en se reportant à la figure 1 de's dessins annexés.
REVENDICATIONS.
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