Procédé do fabrication de corps creux en matière agglomérée et machine pour sa mise en #uvre. L'invention comprend un procédé de fabrication de corps creux en matière agglo mérée, en béton par exemple, armés ou non, et une machine pour la mise en oeuvre du procédé.
La fabrication de corps creux en matière agglomérée par l'action de la force centri fuge est connue; de façon générale elle pré sente cependant l'inconvénient que les corps creux doivent rester quelques jours dans leurs moules jusqu'à ce que la matière ait fait suffisamment prise pour qu'on puisse les démouler; il est donc nécessaire d'avoir un grand nombre de moules en service.
On élimine cet inconvénient dans le présent procédé, tout en obtenant des corps creux de bonne qualité; pour cela on soumet la matière qui les formera à l'action de la force centrifuge ainsi qu'à un essorage du liquide contenu en excès à l'origine dans cette matière et on fait varier les conditions dans lesquelles l'essorage a lieu au cours de la fabrication d'un seul et même corps. On peut avantageusement soumettre les corps creux en formation à l'action de vibrations en même temps qu'on fait agir la force centrifuge sur eux.
La machine pour la mise en ceuvre du procédé est caractérisée par un moule rota tif, des moyens permettant de communiquer à ce moule une rotation dont la vitesse peut varier; et des moyens permettant au liquide se trouvant en excès à l'origine dans la matière dont les corps sont faits de sortir du moule, mais s'opposant à la sortie des autres constituants de cette matière.
Le dessin annexé représente schématique ment une forme d'exécution de la machine, donnée à titre d'exemple et servant à fabri quer des tuyaux en une matière agglomérée telle que le béton ordinaire, les scories, etc. La fig. 1 en est une vue de côté.
La fig. 2 en est une coupe transversale à grande échelle suivant la ligne II-II de la fig. 1. Le moule 11 est divisé longitudinalement en deux parties faites en tôle perforée et reliées à ses deux extrémités par des chemins de roulement circulaires et amovibles 10. Il repose par ses chemins de roulement sur deux paires de galets 12 portés deux à deux par un arbre commun 13; l'un des arbres 13 est actionné par un moteur électrique 1.1 produisant ainsi la mise en rotation du moule 11 par friction entre deux des galets 12 et les chemins de roulement 10.
A l'in térieur du moule se trouve une garniture non représentée, formant filtre, faite par exemple d'un tissu de jute, de coton, établie de manière qu'en présence de ciment l'eau ne la traverse de façon perceptible qu'à un nombre de tours élevé dudit moule; elle est reliée à ce dernier de façon amovible pour qu'on puisse l'en séparer.
Les arbres 13, le moteur 14 sont portés par un châssis 19 présentant deux cadres verticaux<B>15</B> le long desquels des traverses horizontales 16 peuvent être déplacées verti calement et être ensuite assujetties à la position voulue. Chacune des traverses 1.6 porte deux galets 17 agissant sur les che mins de l'enroulement 10 pour maintenir le moule 11 en place sur les galets 12. Les distances horizontales des arbres 13 et les distances horizontales des galets 17 peuvent être réglées suivant les dimensions du moule, comme la fig. 2 le montre en trait mixte.
Le châssis 19 est suspendu en quatre points 20 et porte une enveloppe 21. conte nant un appareil destiné à produire des vibrations longitudinales et transversales de ce châssis, par exemple au moyen de cames ou de poids excentrés tournant à grande vitesse. L'appareil comporte des organes permettant de faire varier séparément la fréquence et l'amplitude des vibrations produites.
On peut s'y prendre par exemple comme suit pour mettre le procédé en #uvre à l'aide de la machine ci-dessus On place le moule 11 avec sa garniture sur les galets 12, on amène les galets 17 en contact avec les chemins de roulement 10. on dispose autour du moule un écran non représenté destiné à empêcher la projection de l'eau qui s'en échappera.
On met alors le moteur 14 et l'appareil vibratoire 21 en marche, de façon que le moule tourne à une vitesse modérée et su bisse des vibrations d'une fréquence donnée et d'une amplitude de 2 à 3 mm par exem ple. Le béton relativement fluide est alors introduit dans ce moule soit par l'une, soit par les deux extrémités de ce dernier.
Comme cela a été dit plus haut, la garniture du moule est établie de manière qu'en présence de ciment l'eau rie la traverse de façon perceptible qu'à un nombre de tours élevé. Dans ces conditions le béton s'applique par l'action de la force centrifuge contre cette garniture et le moule en gar dant au début l'eau en excès qu'il contient, ce qui facilite le mouvement du gravier et des particules de sable, de ciment, de sco ries, ainsi que leur bonne répartition. En augmentant légèrement le nombre de tours du moule, on obtient que la force centrifuge sépare l'eau en excès des particules plu,, lourdes et que la plus grande partie de l'eau. ne pouvant pas traverser la garniture, est refoulée vers l'intérieur du tuyau en forma tion.
Pendant cette phase les actions combinées de la force centrifuge et des vibrations ont le résultat suivant: Les vibrations donnent au gravier et aux particules de différentes grosseurs la possi bilité de prendre les positions relatives vou lues pour une bonne répartition dans toute la section du tuyau, même au moment où l'eau en excès s'est déjà séparée en grande partie du béton et on celui-ci, sans les vibrations, aurait déjà une consistance telle que tout déplacement relatif du gravier et des particules serait impossible, quoique le béton n'ait pas encore atteint sa compa cité la plus élevée;
ici, au contraire, les vibrations maintiennet le gravier et les par ticules en mouvement, si bien que la force centrifuge (même faible) peut alors amener les divers éléments du béton en contact absolument intime et complet les titis avec les autres, de façon qu'on obtienne une com pacité maximum. D'autre part, si l'eau S'échappait vers l'extérieur pendant cette première phase, la répartition du béton, son tassement et par suite la compacité du tuyau seraient moins bons.
On règle l'appareil vibratoire pour qu'il donne des vibrations de fréquence beaucoup plus élevées et d'une amplitude plus faible vers la fin de cette première phase de la fabrication.
(quand le tuyau a atteint la compacité voulue, on arrête l'appareil vibratoire et oit augmente dans une grande mesure le nombre de tours du moule 11 en vue de la seconde phase de la fabrication. Au cours de cette seconde phase l'eau, qui s'était amassée pré cédemment sur la surface intérieure du tuyau, traverse les pores de celui-ci soirs l'action de la force centrifuge plus grande, passe au travers de la garniture, qui em pêche par contre les particules solides de s'échapper, et par les perforations du moule 11 pour être recueillie par l'écran.
Elle en- traine avec elle dans les pores du tuyau les fines particules qu'elle contient et qui ob- stiuent ainsi ces pores, donnant une excel lente étanchéité.
Lorsque le tuyau est terminé, oir arrête le moteur 14, on écarte les galets 17, on enlève les chemins de roulement 10. oit emporte le moule 11 de la machine avec la garniture et le tuyau à l'endroit oii celui-ci achèvera de faire prise; on le dresse et on le sépare de la garniture, ainsi que du tuyau et on le remet dans la machine pour procé der à la fabrication d'un second tuyau.
Grâce au traitement combiné comportant la force centrifuge, les vibrations et l'esso rage, le tuyau a une consistance telle qu'on peut enlever la garniture saris qu'il s'affaisse, dès qu'il est arrivé à l'endroit où il doit achever de faire prise; soir étanchéité est plus grande que celle de tuyaux analogues fabriqués d'une autre façon.
Il ressort de l'exemple donné du procédé que la force centrifuge et les vibrations agissent simultanément pendant un laps de temps donné sur la matière, criais que les périodes pendant lesquelles elles entrent en jeu ire sont pas nécessairement les mêmes.
Si l'on se sert d'un moule en tôle per forée ou en treillis métallique même très fin, sans garniture, oir constate que la per méabilité du moule est par trop inégale dans le premier cas et est trop grande dans le second ; la qualité du tuyau s'en ressent.
La garniture sert ici principalement à obtenir une perméabilité déterminée du filtre, et éventuellement à maintenir le corps après soir démoulage, et accessoirement à rendre le moule étanche ou à empêcher l'adhérence de la matière au moule.
Les vibrations auxquelles le moule 11 est soumis peuvent être transversales, longi tudinales, angulaires, le dernier genre dimi nue l'usure de la machine, ont peut aussi se servir de vibrations combinées.
La garniture formant filtre peut être une autre matière qu'un tissu, pourvu qu'elle permette à l'eau de s'échapper tout en em pêchant une sortie des particules solides les plus fines ; elle peut être par exemple en papier, en une autre matière fibreuse qui peut être mise en place sur un support tel qu'un tissu métallique sous forme d'une bouillie contenant cette matière et un liquide. en une matière imperméable par elle-même; en mince tôle par exemple, présentant des fentes très étroites obtenues par travail du métal saris enlèvement de celui-ci. La matière dont elle est faite peut être telle que l'eau ne peut la traverser quand la force centrifuge est faible et n'y arrive que lorsque cette dernière est élevée.
La garniture peut être établie de marnière que, lorsqu'on la sépare du moule avec le tuyau, elle conserve la forme d'un cylindre qu'on peut détacher du tuyau en le repliant. peu à peu, la séparation ayant lieu suivant une génératrice ou une ligne incurvée qui chemine sur le pourtour du tuyau au fur et à mesure que la séparation devient de plus en plus complète; de cette façon la sépara tion a lieu sans détérioration du tuyau, con trairement à ce qui arriverait s'il fallait séparer la garniture du tuyau fraîchement moulé non plus suivant une ligne, mais bien suivant une surface importante;
un tel résultat peut être obtenu en donnant des armatures longi tudinales et annulaires à la garniture, ces dernières étant flexibles de manière qu'on puisse replier la garniture vers l'extérieur lorsqu'on cesse de la maintenir à la forme tubulaire.
La garniture pourrait aussi être établie de manière que, lorsqu'elle est placée debout avec le tuyau obtenu, elle s'oppose à une déformation de la section transversale de ce dernier, tout en ne s'opposant pas à un flé chissement transversal.
Lorsqu'on pratique l'essorage de l'eau superflue se trouvant dans le béton, on peut introduire dans le moule, une fois le tuyau formé, un ou plusieurs liquides destinés soit à provoquer un durcissement rapide du béton, soit à augmenter l'étanchéité du tuyau.
Cette introduction peut avoir lieu de façon automatique à un moment déterminé à l'avance de la fabrication ; on obtient ainsi une économie appréciable de main-d'oeuvre, une plus grande précision dans la fabrication et souvent une économie sensible dans la quantité de liquide employé, en introduisant celui-ci à un moment déterminé à l'avance, par exemple après élimination des trois quarts de l'eau en excès contenue dans le béton, on obtient un meilleur résultat avec une moindre quantité de liquide qu'en intro duisant du liquide en excès trop tôt ou trop tard.
Une augmentation de l'étanchéité du tuyau peut aussi être obtenue au moyen de matières maintenues en suspension dans de l'eau ou dans un autre liquide qu'on fait passer à travers la paroi de ce tuyau.
Au lieu d'utiliser un écran pour empê cher l'eau sortant du moule d'être projetée au loin, on peut donner à ce dernier une double paroi, l'eau étant recueillie dans l'espace entre les deux parois, et s'échappant de cet espace par une ouverture ad hoc; dans ce cas, on peut régler les conditions dans lesquelles l'essorage a lieu non seule ment en faisant varier la vitesse du moule, mais encore en réglant la section de l'ouver ture d'échappement.
Le moule 11 peut avoir une disposition différente de celle indiquée.
Les vibrations pourraient être transmises directement au moule, sans que le châssis les subisse.
Le moteur 14, porté par le châssis 19, peut être remplacé par un moteur indépen dant de ce châssis.
Les moyens servant à l'introduction de la matière dans le moule peuvent être sou mis ou non aux vibrations.
On peut prévoir des moyens grâce aux quels les variations de vitesse de rotation du moule, les variations d'amplitude et de fréquence des vibrations, l'introduction éven tuelle de liquide produisant un durcissement rapide ou une plus grande étanchéité du tuyau ont lieu de façon automatique à des moments donnés de la fabrication.
Les corps creux fabriqués peuvent ne pas être des tuyaux. Leur section transver sale peut ne pas être circulaire, elle peut être polygonale par exemple. Ils peuvent être en une matière agglomérée autre que le béton.
Process for manufacturing hollow bodies in agglomerated material and machine for its implementation. The invention comprises a method of manufacturing hollow bodies of agglomerated material, for example concrete, reinforced or not, and a machine for implementing the method.
The manufacture of hollow bodies in agglomerated material by the action of the centri fuge force is known; in general, however, it has the drawback that the hollow bodies must remain in their molds for a few days until the material has set sufficiently so that they can be unmolded; it is therefore necessary to have a large number of molds in service.
This drawback is eliminated in the present process, while obtaining hollow bodies of good quality; for this, the material which will form them is subjected to the action of centrifugal force as well as to a draining of the liquid originally contained in excess in this material and the conditions under which the draining takes place during the manufacture of one and the same body. The forming hollow bodies can advantageously be subjected to the action of vibrations at the same time as the centrifugal force is made to act on them.
The machine for carrying out the process is characterized by a rotating mold, means making it possible to impart to this mold a rotation whose speed can vary; and means allowing the liquid originally in excess in the material of which the bodies are made to exit the mold, but opposing the exit of the other constituents of this material.
The accompanying drawing shows schematically an embodiment of the machine, given by way of example and serving to manufacture pipes from an agglomerated material such as ordinary concrete, slag, etc. Fig. 1 is a side view.
Fig. 2 is a cross section on a large scale taken along the line II-II of FIG. 1. The mold 11 is divided longitudinally into two parts made of perforated sheet metal and connected at its two ends by circular and removable raceways 10. It rests by its raceways on two pairs of rollers 12 carried two by two by one. common tree 13; one of the shafts 13 is actuated by an electric motor 1.1 thus causing the mold 11 to rotate by friction between two of the rollers 12 and the raceways 10.
Inside the mold there is a lining, not shown, forming a filter, made for example of a jute or cotton fabric, made in such a way that in the presence of cement the water only perceptibly passes through it. at a high number of turns of said mold; it is connected to the latter in a removable manner so that it can be separated from it.
The shafts 13, the motor 14 are carried by a frame 19 having two vertical frames <B> 15 </B> along which horizontal cross members 16 can be moved vertically and then be secured to the desired position. Each of the cross members 1.6 carries two rollers 17 acting on the tracks of the winding 10 to hold the mold 11 in place on the rollers 12. The horizontal distances of the shafts 13 and the horizontal distances of the rollers 17 can be adjusted according to the dimensions of the roller. mold, as in fig. 2 shows it in phantom.
The frame 19 is suspended at four points 20 and carries a casing 21. containing an apparatus intended to produce longitudinal and transverse vibrations of this frame, for example by means of cams or eccentric weights rotating at high speed. The apparatus comprises members enabling the frequency and amplitude of the vibrations produced to be varied separately.
This can be done for example as follows to implement the process using the above machine The mold 11 is placed with its lining on the rollers 12, the rollers 17 are brought into contact with the tracks bearing 10. a screen, not shown, intended to prevent the projection of the water which will escape therefrom, is placed around the mold.
The motor 14 and the vibratory device 21 are then started up, so that the mold rotates at a moderate speed and suffers vibrations of a given frequency and of an amplitude of 2 to 3 mm for example. The relatively fluid concrete is then introduced into this mold either by one or by both ends of the latter.
As has been said above, the lining of the mold is established so that, in the presence of cement, the water passes through it perceptibly only at a high number of turns. Under these conditions the concrete is applied by the action of centrifugal force against this lining and the mold, initially keeping the excess water it contains, which facilitates the movement of the gravel and sand particles, cement, sawn timber, as well as their good distribution. By slightly increasing the number of turns of the mold, the centrifugal force separates the excess water from the larger, heavier particles and most of the water. which cannot pass through the packing, is forced back towards the inside of the forming pipe.
During this phase the combined actions of the centrifugal force and the vibrations have the following result: The vibrations give the gravel and the particles of different sizes the possibility of taking the relative positions required for a good distribution in the whole section of the pipe, even when the excess water has already largely separated from the concrete and the latter, without the vibrations, would already have a consistency such that any relative movement of the gravel and particles would be impossible, although the concrete does not has not yet reached its highest compactness;
here, on the contrary, the vibrations keep the gravel and the particles in motion, so that the centrifugal force (even small) can then bring the various elements of the concrete into absolutely intimate and complete contact with the others, so that 'maximum compactness is obtained. On the other hand, if the water escaped to the outside during this first phase, the distribution of the concrete, its settlement and consequently the compactness of the pipe would be less good.
The vibratory apparatus is adjusted so that it gives vibrations of much higher frequency and of a lower amplitude towards the end of this first phase of manufacture.
(when the pipe has reached the desired compactness, the vibratory apparatus is stopped and the number of turns of the mold 11 is greatly increased for the second phase of manufacture. During this second phase the water, which had previously accumulated on the inner surface of the pipe, passes through the pores of this one evenings the action of the greater centrifugal force, passes through the packing, which on the other hand traps the solid particles of the pipe. escape, and through the perforations of the mold 11 to be collected by the screen.
It carries with it into the pores of the pipe the fine particles that it contains and which thus clog these pores, giving an excellent seal.
When the pipe is finished, stop the engine 14, we move away the rollers 17, we remove the raceways 10. oit takes the mold 11 of the machine with the lining and the pipe to the place where it will end. take hold; it is erected and separated from the packing, as well as from the pipe and put back into the machine to proceed with the manufacture of a second pipe.
Thanks to the combined treatment comprising centrifugal force, vibrations and wiping, the hose has a consistency such that the packing can be removed without sagging, as soon as it has reached the point where it is needed. must complete taking; evening tightness is greater than that of similar pipes manufactured in another way.
It emerges from the example given of the process that the centrifugal force and the vibrations act simultaneously for a given period of time on the material, saying that the periods during which they come into play are not necessarily the same.
If we use a mold of perforated sheet metal or even very fine metal mesh, without lining, see that the permeability of the mold is too uneven in the first case and is too great in the second; the quality of the pipe suffers.
The lining is used here mainly to obtain a determined permeability of the filter, and possibly to maintain the body after demolding evening, and secondarily to make the mold waterproof or to prevent the material from adhering to the mold.
The vibrations to which the mold 11 is subjected can be transverse, longitudinal, angular, the last kind decreases the wear of the machine, they can also make use of combined vibrations.
The filter packing may be of a material other than fabric, provided that it allows water to escape while preventing the exit of the finer solid particles; it can be for example made of paper, of another fibrous material which can be placed on a support such as a metallic cloth in the form of a slurry containing this material and a liquid. in an impermeable material by itself; thin sheet, for example, having very narrow slots obtained by working the metal without removing it. The material of which it is made may be such that water cannot pass through it when the centrifugal force is low and only does so when the latter is high.
The liner can be made so that when separated from the mold with the pipe it retains the shape of a cylinder which can be detached from the pipe by bending it back. little by little, the separation taking place along a generatrix or a curved line which runs around the perimeter of the pipe as the separation becomes more and more complete; in this way the separation takes place without damaging the pipe, unlike what would happen if the liner had to be separated from the freshly molded pipe no longer along a line, but over a large area;
such a result can be obtained by giving longi tudinal and annular reinforcements to the liner, the latter being flexible so that the liner can be folded outwards when it ceases to be maintained in the tubular form.
The liner could also be established so that, when placed upright with the resulting pipe, it opposes deformation of the cross section of the latter, while not opposing transverse deflection.
When wringing out the superfluous water present in the concrete, one or more liquids can be introduced into the mold, once the pipe is formed, intended either to cause rapid hardening of the concrete, or to increase the pipe sealing.
This introduction can take place automatically at a time determined in advance of manufacture; an appreciable saving in manpower is thus obtained, greater precision in the manufacture and often a significant saving in the quantity of liquid used, by introducing the latter at a time determined in advance, for example after elimination With three quarters of the excess water contained in the concrete, a better result is obtained with less liquid than by introducing excess liquid too early or too late.
An increase in the tightness of the pipe can also be obtained by means of materials maintained in suspension in water or in another liquid which is passed through the wall of this pipe.
Instead of using a screen to prevent the water coming out of the mold from being thrown away, we can give the latter a double wall, the water being collected in the space between the two walls, and s' escaping from this space through an ad hoc opening; in this case, it is possible to adjust the conditions under which the dewatering takes place not only by varying the speed of the mold, but also by adjusting the section of the exhaust opening.
The mold 11 may have a different arrangement from that indicated.
The vibrations could be transmitted directly to the mold, without the chassis being subjected to them.
The motor 14, carried by the frame 19, can be replaced by a motor independent of this frame.
The means for introducing the material into the mold may or may not be subjected to vibrations.
Means can be provided by which the variations in the rotational speed of the mold, the variations in amplitude and frequency of the vibrations, the possible introduction of liquid producing a rapid hardening or a greater sealing of the pipe take place in such a manner. automatic at certain times of manufacture.
Manufactured hollow bodies may not be pipes. Their cross section may not be circular, it may be polygonal for example. They can be of an agglomerated material other than concrete.