FR2467640A1 - Procede d'accroissement de la capacite de passage du corps d'un objet a travers un milieu solide et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne les techniques d'avancement par chocs de différents appareils, engins ou analogues dans des milieux solides. Le procédé faisant l'objet de l'invention est du type consistant à produire des déformations élastiques du revêtement ou de la paroi 1 dudit corps, et est caractérisé en ce que des impulsions mécaniques unitaires séparées l'une de l'autre par des pauses sont appliquées à ladite paroi ou audit revêtement. L'invention peut être utilisée notamment pour faciliter le passage d'un navire brise-glace à travers un champ de glace.
Description
La présente invention concerne les machines dlectriques, les techniques d'avancement par chocs de différents appareils, engins ou analogues dans des milieux solides et a notamment pour objet un procédé d'accroissement de la capacité de passage du corps d'un objet, c'est- à-dire de son aptitude à passer à travers un milieu solide, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé.
Il est plus avantageux d'appliquer le procédé et le dispositif conformes à la présente invention, notamment dans les constructions navales pour faciliter le passage d'un navire à travers la glace, a la construction de fondations pour faciliter ltenfoncement de pieux-enveloppes et de tubes de cuvelage, à la construction de tunnels et d'autres galeries de mines pour faciliter le déplacement des boucliers d'avancement dans la taille. Il est aussi avantageux d'utiliser la présente invention pour l'enfoncement de tubages au cours de travaux de forage, ainsi que pour le fendage du bois dans l'industrie mécanique du bois.
Actuellement, pour accroître la capacité de passage d'un navire à travers la glace, on fait appel au procédé d'action par choc sur la glace par un Jet d'air comprimé. Les Jets d'air comprimé sont fournis par une source d'air comprimé à travers des tuyeres d'échappement disposées sur le bordé extérieur de la coque du navire, au-dessous de la ligne de flottaison, et forment un coussin d'air contribuant au brisement de la glace et à l'évacuation de ses brisures du canal réalisé dans la couverture de glace.
Cette solution technique connue est peu efficace, nécessite une quantité notable d'énergie et est en outre de construction compliquée.
Il existe un procédé d'enfoncement de pieux- enveloppes dans le sOla selon lequel --ffiour accroître la capacité de passage du pion dans le sol, on effectue un émottage du sol suivant le cheminement du pieu,
Ce procédé nécessite une quantité notable d'énergie. Les dispositifs mettant en oeuvre ce procédé utilisent des vibrateurs, leur encombrement est grand, leur conception est compliquée et de plus, ils nécessitent pour leur fonctionnement une puissance considérable.
Ce procédé nécessite une quantité notable d'énergie. Les dispositifs mettant en oeuvre ce procédé utilisent des vibrateurs, leur encombrement est grand, leur conception est compliquée et de plus, ils nécessitent pour leur fonctionnement une puissance considérable.
Le procédé d'accroissement de la capacité de passage d'un navire à travers la glace, selon lequel, dans le bordé extérieur de la coque du navire sont engendrées des déformations élastiques qui contribuent à la formation d'un Jeu entre la coque du navire et le bord de la glace et à la diminution du frottement entre ceux-ci, est plus perfectionné. La déformation élastique dans le bordé est engendrée à l'aide d'une installation de vibration disposée aux extrémités du navire et réalisée sous forme d'utérin de commande avec une masse se déplaçant librement et qui, en effectuant un mouvement de va-et-vient, engendre des forces dtinertie produisant les mouvements oscillatoires du navire et des chocs dynamiques transmis par le fond du navire au bord de la glace.Le balancement des secteurs de la couverture de glace, provoqué par la vibration de l'installation, et l'action dynamique simultanée des éléments de la coque sur celle-ci à la suite des chocs de la masse contribuent à l'élévation de la capacité de passage du navire à travers la glace.
Les inconvénients de cette solution résident dans la basse efficacité, la grande consommation de puissance, ainsi que le grand poids de l'installation de vibration, qui croit fortement avec l'accroissement des dimensions du navire, car le tonnage de déplacement du navire croit et la fréquence optimale de ses oscillations, correspondant à la destruction la plus intensive de la couverture de glace, diminue. En outre, le fonctionnement de l'installation de vibration affecte l'habitabilité du navire par ses vibrations à amplitudes angulaires relativement grandes. La conception du dispositif est compliquée.
On s'est donc proposé de mettre au point un procédé d'accroissement de la capacité de passage du corps d'un obJet à travers un milieu solide, qui serait fondé sur un nouveau type d'action sur le milieu solide, et un dispositif nouveau, de conception simple, qui permettrait d'élever sensiblement l'efficacité du passage du corps de ltobjet à travers le milieu solide, tout en réduisant à un minimum la consommation d'énergie fournie par une source extérieure.
Ce problème est résolu du fait que le procédé d'accroîssement de la capacité de passage du corps d'un objet à travers un milieu solide, du type consistant à engendrer des déformations élastiques dans sa paroi ou son revêtement, est caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'on imprime au revêtement ou à la paroi du corps de l'objet des impulsions mécaniques unitaires séparées l'une de l'autre par des pauses.
Il est avantageux de créer les impulsions mécaniques unitaires au moyen d'un champ électromagnétique.
Il est préférable d'imprimer à la paroi ou au revêtement du corps de l'obJet, en synchronisme, au moins un groupe d'impulsions mécaniques unitaires.
Il est avantageux d'appliquer le groupe d'impulsions mécaniques unitaires à la paroi ou au revêtement du corps de l'objet en synchronisme dans un même plan de section droite dudit corps.
Il est préférable que chaque impulsion mecanique uni- taire soit en forme de dent ou de créneau.
La durée de l'impulsion mécanique unitaire peut notamment être de 10-5 à 10-2s, et le rapport entre la durée de la pause entre les implusions mécaniques unitaires et la durée de l'impulsion mécanique unitaire 4tant compris entre 1Q0 et 10.000
Il est préférable que, pendant la pause entre une impuslion mécanique unitaire et l'impulsion suivante, il s'accumule pour ladite impulsion suivante une énergie assurant une amplitude de déformation élastique, dans le revêtement ou la paroi du corps de l'objet, dont la valeur est telle que la contrainte crées dans ledit revêtement ou ladite paroi ne dépasse pas sa limite de résistance cyclique.
Il est préférable que, pendant la pause entre une impuslion mécanique unitaire et l'impulsion suivante, il s'accumule pour ladite impulsion suivante une énergie assurant une amplitude de déformation élastique, dans le revêtement ou la paroi du corps de l'objet, dont la valeur est telle que la contrainte crées dans ledit revêtement ou ladite paroi ne dépasse pas sa limite de résistance cyclique.
Le problème exposé plus haut est aussi résolu du fait que le dispositif destiné & élever la capacité de passage du corps d'un obJet à travers un milieu solide, du type comportant un moyen de génération de déformations élastiques, relié à une source de courant, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que le moyen de génération de déformations élastiques est constitué par au moins un inducteur électromagnétique et un élément électroconducteur disposé au voisinage immédiat de l'inducteur électromagnétique, l'inducteur électromagnétique étant relié à la source de courant par l'intermédiaire~ d'un élément de commutation commandé par un commutateur et d'un accumulateur d'énergie électrique à décharges électriques.
Il est avantageux qu'au moins deux inducteurs électromagnétiques disposés au voisinage l'un de l'autre soient couplés en série et forment une source cohérente d'impulsions mécaniques reliée audit accumulateur à décharges électriques par l'intermédiaire d'un élément de commutation.
Il est particulièrement avantageux de disposer les inducteurs électromagnétiques dans un même plan de section droite du revêtement ou de la paroi du corps de l'obJet et de les relier en série pour qu'ils forment une source cohérente d'impulsions mécaniques reliée à l'accumulateur à décharges électriques par l'intermédiaire d'un élément de commutation.
Il est possible d'utiliser en tant qu'élément de commutationun thyristor dont l'électrode de commande soit reliée au commutateur.
Il est préférable de réaliser l'inducteur électromagnétique sous forme d'une bobine d'inductance logée dans un corps en diélectrique pourvu de deux éléments de connexion pour l'alimentation en courant de ladite bobine d'-inductance.
Chacun desdits éléments de connexion peut être avantageusement constitué par une douille en matériau électroconducteur placée dans le corps de l'inducteur électromagnétique et reliée & la bobine d'inductance, par une vis de serrage et par un Joint isolant disposé du côté de la surface active de l'inducteur électromagnétique.
Il est rationnel de disposer les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs du côté intérieur du bordé de la coque-d'un navire, dans la zone de la ligne de flottaison de ce dernier.
Il est aussi possible de disposer les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs du côté intérieur de la surface latérale d'un organe briseglace fixé à la coque du navire et disposé à sa partie avant.
Il est en outre utile de placer les inducteurs électromagnétiques du c8té intérieur de celle des parois d'un organe brise-glace disposé sous la glace, & l'avant d'un navire, qui est orientée vers la surface de la glace, ladite paroi étant constituée d'un matériau conducteur d'électricité.
Il est possible de disposer les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs du côté intérieur de la paroi latérale de l'embout d'un mécanisme de pose de tubes sans tranchées.
Il est rationnel de disposer sur la paroi d'extrémité de l'embout du mécanisme de pose de tubes sans tranchées au moins un élément électroconducteur et un inducteur électromagnétique relié on série aux inducteurs électromagnétiques disposés du côté intérieur de la paroi latérale dudit embout.
Il peut autre aussi utile de disposer les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs du côté intérieur d'un tubage de cuvelage ou analogue.
Il est aussi rationnel de disposer les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs du côté intérieur de l'anneau porte-couteaux et de l'anneau porteur d'un bouclier d'avancement ou de creusement.
Il est préférable de fixer les inducteurs électromagnétiques sur une enveloppe placée à l'intérieur dudit tubage et reliée & celui-ci à l'aide d'un anneau émotteur.
Il est rationnel de disposer les inducteurs et les éléments électroconducteurs du côté intérieur d'un pieu-enveloppe.
Il est raisonnable de disposer les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs du côté intérieur de la partie conique de l'organe de travail d'un mécanisme de fendage de bois.
La présente invention permet de réduire sensiblement la puissance moyenne consommée de la source d'énergie, en accumulant l'énergie dans l'accumulateur pendant les pauses entre les impulsions.
La puissance N1 de l'impulsion est déterminée à l'aide de la formule
où N2 est la puissance de la source d'énergie;
#, le rendement du dispositif,
t, la durée de l'impulsion,
T, la durée de la pause entre les impulsions
D'autre part : 100#T/t#10000
Alors, par exemple, pourune durée d'impulsion de 1.10-3 3 s, une durée de pause entre les impulsions de 1 s et un rendement de l'accumulateur d'énergie de 90%, la puissance moyenne consommée est de 900 fois inférieure à la puissance dans une impulsion.
où N2 est la puissance de la source d'énergie;
#, le rendement du dispositif,
t, la durée de l'impulsion,
T, la durée de la pause entre les impulsions
D'autre part : 100#T/t#10000
Alors, par exemple, pourune durée d'impulsion de 1.10-3 3 s, une durée de pause entre les impulsions de 1 s et un rendement de l'accumulateur d'énergie de 90%, la puissance moyenne consommée est de 900 fois inférieure à la puissance dans une impulsion.
En outre, l'invention permet d'élever l'effica- cité de passage du corps d'un obJet à travers un milieu solide, de simplifier la conception du dispositif, de réduire son poids et son encombrement. L'invention permet aussi d'améliorer l'habitabilité quand elle est appliquée à un navire pour accroître la capacité de passage du navire à travers la glace.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente le schéma électrique d'un mode de réalisation du dispositif proposé pour l'accroîssement de la capacité de passage d'un corps à travers un milieu solide, dans lequel les inducteurs électromagnétiques peuvent être branchés indépendamment l'un de l'autre;
- la figure 2 illustre un mode de réalisation de l'inducteur électromégnétique dans le dispositif conforme à l'invention;;
- la figure 3 est une vue en coupe de l'inducteur électromagnétique suivant III-III de la figure 2;
- la figure 4 montre le schéma électrique d'un autre mode de réalisation du dispositif proposé, utilisé notamment sur la coque d'un navire et assurant l'enclen- chement en synchronisme d'inducteurs électromagnétiques réunis en un groupe;
- la figure 5 montre le schéma électrique d'encore un autre mode de réalisation du dispositif proposé, assurant l'envlenchement en synchronisme d'inducteurs électromagnétiques réunis en groupes dans différents plans respectifs de section transversale du corps de l'obJet;;
- la figure 6 est une vue en coupe transversale du corps de l'objet, montrant des inducteurs électromagnétiques de la figure 4 réunis en un groupe dans un même plan de section transversale du corps de l'objet;
- la figure 7 montre la disposition des inducteurs électromagnétiques sur la coupe d'un navire, conformément à l'invention;
- la figure 8 est une vue en coupe suivant VIII
VIII de la figure 7;
- la figure 9 montre les inducteurs électro magnétiques disposés sur un organe brise-glace, conformément à l'invention;
- la figure 10 montre une autre disposition des inducteurs électromagnétiques sur un organe brise-glace, conformément à l'invention;;
- la figure Il montre un mécanisme pour la pose de tubes sans tranchées, et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs dans ledit mécanisme conformément à l'invention;
- la figure 12 montre un anneau porte-couteaux et un anneau porteur d'un bouclier d'avancement, et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs sur lesdits anneaux, confor méfient à l'invention;
- la figure 13 montre un tubage de cuvelage et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs sur ledit tubage conformément & l'invention;
- la figure 14 montre un pieu-enveloppe et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs sur ledit pieu conformément à l'invention; ;
- la figure 15 montre l'organe de travail d-'un mécanisme de fendage de bois et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs sur ledit mécanisme conformément à l'invention.
- la figure 1 représente le schéma électrique d'un mode de réalisation du dispositif proposé pour l'accroîssement de la capacité de passage d'un corps à travers un milieu solide, dans lequel les inducteurs électromagnétiques peuvent être branchés indépendamment l'un de l'autre;
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- la figure 6 est une vue en coupe transversale du corps de l'objet, montrant des inducteurs électromagnétiques de la figure 4 réunis en un groupe dans un même plan de section transversale du corps de l'objet;
- la figure 7 montre la disposition des inducteurs électromagnétiques sur la coupe d'un navire, conformément à l'invention;
- la figure 8 est une vue en coupe suivant VIII
VIII de la figure 7;
- la figure 9 montre les inducteurs électro magnétiques disposés sur un organe brise-glace, conformément à l'invention;
- la figure 10 montre une autre disposition des inducteurs électromagnétiques sur un organe brise-glace, conformément à l'invention;;
- la figure Il montre un mécanisme pour la pose de tubes sans tranchées, et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs dans ledit mécanisme conformément à l'invention;
- la figure 12 montre un anneau porte-couteaux et un anneau porteur d'un bouclier d'avancement, et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs sur lesdits anneaux, confor méfient à l'invention;
- la figure 13 montre un tubage de cuvelage et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs sur ledit tubage conformément & l'invention;
- la figure 14 montre un pieu-enveloppe et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs sur ledit pieu conformément à l'invention; ;
- la figure 15 montre l'organe de travail d-'un mécanisme de fendage de bois et la disposition des inducteurs électromagnétiques et des éléments électroconducteurs sur ledit mécanisme conformément à l'invention.
Le procédé d'accrotssement de la capacité de passage du corps d'un obJet & travers un milieu solide consiste & engendrer des déformations élastiques dans la paroi ou le revêtement dudit corps, en lui appliquant des impulsions mécaniques unitaires séparées l'une de l'autre par des pauses.
Chaque impulsion mécanique unitaire est de préférence en forme de dent ou de créneau. Des ondes de compression unitaires se propagent à l'intérieur du milieu solide à partir des endroits où sont générées les impulsions mécaniques unitaires, En agissant sur le milieu solide,les ondes de compression et la déformation élastique du revêtement ou de la paroi du corps de l'obJet provoquent la formation d'un Jeu entre celui-ci et le milieu solide, ce qui diminue le frottement entre eux et contribue, par conséquent à accroitre la capacité de passage de l'objet à travers le milieu solide.
il est possible d'obtenir la déformation élastique du revêtement ou de la paroi de l'objet en faisant agir sur celui-ci, en plusieurs groupes de points et en synchronisme, des impulsions mécaniques unitaires. Les points d'action synchrone des impulsions mécaniques unitaires, d'un même groupe sont choisis de façon à être situés, l'un par rapport a l'autre, à une distance telle qu'au milieu de celle-ci l'amplitude totale des impulsions mécaniques unitaires soit suffisante pour repousser le milieu solide du revêtement ou de la paroi du corps de l'obJet, en formant ainsi un Jeu ou intervalle entre eux.Les groupes mutuellement voisins de points d'action synchrone sont choisis de façon à être situés, l'un par rapport à l'autre, à une distance telle qu'au milieu de celle-ci, la valeur de l'amplitude de l'impulsion mécanique unitaire agissant en chacun des points extréines desdits groupes voisins soit suffisante pour repousser le milieu solide du revtement ou de la paroi du corps de l'objet, en formant ainsi un
Jeu entre eux.
Jeu entre eux.
Ladite action synchrone provoque une interférence des ondes de déformation dans le revêtement ou la paroi du corps de l'objet, ce qui permet d'élargir la zone d'action simultanée sur le milieu solide,
Il est avantageux que le groupe d'impulsions mécaniques unitaires synchrones au revêtement ou à la paroi du corps de l'objet soit appliqué audit corps dans un même plan de section droite de ce dernier.
Il est avantageux que le groupe d'impulsions mécaniques unitaires synchrones au revêtement ou à la paroi du corps de l'objet soit appliqué audit corps dans un même plan de section droite de ce dernier.
Pour la création des impuslions mécaniques unitaires, il est avantageux d'appliquer une force agissant rapidement, sans choc et par inertie sur le revêtement ou la paroi du corps de l'objet, da façon à ne pas créet des tensions de contact importantes.
A cet effet, il est possible d'utiliser seulement des moyens d'action qui ne nécessitent pas de déplacements de masses, notamment des impulsions de champ électromagnétique. On obtient la plus grande efficacité de l'action quand la durée de l'impulsion ne dépasse pas 1012 s.
L'amplitude de l'impulsion mécanique unitaire et l'accélération du point du revêtement ou de la paroi de l1objet, qui se produit pendant l'action de cette impulsion, sont suffisantes pour repousser le milieu solide dudit revêtement ou de ladite paroi et pour le détruire partiellement dans la zone adJacente à l'obJet.
Les contraintes de cisaillement entre la paroi du corps de l'objet et le milieu solide, engendrées par la flexion de ladite paroi lors de la propagation des ondes de déformation sur celle-ci, diminuent la valeur nécessaire de l'accélération des points de la paroi. L'amplitude de l'impulsion mécanique unitaire et, par conséquent, l'amplitude de la déformation élastique engendrée dans la paroi ne doivent pas dépasser la valeur à laquelle appa ravissent dans la paroi des tensions égales à la limite de fatigue ou à la limite de résistance cyclique du matériau de la paroi. Pour cette raison, il est avantageux que la durée d'une impulsion mécanique unitaire soit au minimum de 10 5 s.
Au cours de la pause entre une impulsion mécanique unitaire et l'impulsion suivante, a lieu une accumulation d'énergie pour ladite impulsion suivante. Ceci permet une impulsion dont la puissance est de plusieurs fois supérieure à la puissance consommée moyenne.
La durée d'une pause entre deux impulsions mécaniques unitaires est de 100 à 10.000 fois supérieure à la durée de l'impulsion elle-mOme. En effet, si la durée de la pause est inférieure à cette valeur on ne réussit pas à obtenir une réduction sensible de la consommation de puissance, ni l'amplitude nécessaire de 1'impulsion mécanique unitaire, tandis qu'une durée supérieure à cette valeur conduit à une diminution de l'effet d'accroîs- sement de la capacité de passage du corps de l'obJet à travers le milieu solide.
Le dispositif pour l'élévation de la capacité de passage du corps d'un obJet à travers un milieu solide, pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, comporte, disposés au voisinage du revêtement ou de la paroi 1 (figure 1) dudit corps, des inducteurs électromagnétiques 2 et des éléments électroconducteurs 3 réalisés en un matériau à haute conductibilité électrique, par exemple en cuivre ou en aluminium, et disposés entre le revêtement (ou la paroi) 1 et les inducteurs électromagnétiques 2, au voisinage immédiat de ceux-ci.
Dans le cas d'un revatement (ou d'une paroi 1) constitué d'un matériau 9 haute conductibilité électrique, les éléments électroconducteurs 3 peuvent être supprimés et leur fonction peut être remplie par les parties du revêtement 1 qui sont situées en regard des inducteurs électromagnétiques 2.
Les inducteurs électromagnétiques 2 sont reliés & la source de courant 4 par l'intermédiaire d'éléments de commutation 6 commandés par un comutateurs 5, et par l'intermédiaire d'un accumulateur d'énergie électrique 7 à décharges électriques.
L'accumulateur à décharge électriques 7 comprend un condensateur 8 et un moyen 9 de charge de celui-ci, constitué par un transformateur élévateur 10 et un redresseur 11.
Les éléments de commutation 6 sont réalisés, par exemple, sous forme de thyristors dont les électrodes de comande sont reliées au commuatateur 5. La comutateur 5 est constitué par un générateur d'impulsions 12, un registre de décalage 15, un amplificateur d'impulsions 14, reliés en série.
chaque inducteur électromagnétique 2 est exécuté sous forme d'une bobine d'inductance 15 (figure 2) logée dans un corps 16 muni de deux éléments de connexion 17 et de deux logements 18reowTrledes éléments de fixation.
Les éléments de connexion 17 et les logements 18 sont disposés symétriquement par rapport à l'axe de la bobine d'inductance 15, les axes passant par les centres des logements 18 et par les centre des éléments 17 étant mutuellement perpendiculaires.
Le corps 16 (figure 3) de l'inducteur électromagnétique 2 est exécuté sous forme d'un panneau 19 en matériau diélectrique, pourvu de logements dans lesquels sont disposées la bobine d'inductance 15, et une enveloppe diélectrique 20. L'enveloppe diélectrique 20 forme la surface active de l'inducteur électromagnétique 2.
L'élément de connexion 17 est constitué par une douille 21 en matériau électroconducteur, disposée dans le panneau 19 et reliée à l'aide d'une barrette de connexion 22 & la bobine d'inductance 15, par une vis de serrage 23 et par un Joint isolant 24 disposé du côté de la surface active de l'inducteur électromagnétique 2.
L'alimentation en courant électrique de la bobine d'inductance 15 s'effectue à l'aide d'un embout à broche (non représenté) que l'on engage dans l'orifice 25 de la douille 21 et qui est fixé dans celui-ci à l'aide de la vis de serrage 23.
Pour augmenter la zone d'action simultanée sur le revêtement ou analogue 1 (figure 4), il est avantageux qu'au moins deux inducteurs 2 disposés au voisinage l'un de l'autre soient reliés en série de manière à former une source cohérente 26 d'impulsions mécaniques, reliée à l'accumulateur à décharges électriques 7 par l'intermédiaire d'un élément de commutation 6.
La figure 5 illustre une variante du dispositif, obJet de l'invention, dans laquelle ce sont les inducteurs électromagnétiques 2 disposés dans un même plan de section droite du corps qui forment une source cohérente 26 (figure 4) d'impulsions mécaniques, reliée à l'accumulateur à décharges électriques 7 par l'intermédiaire d'un élément de commutation 6.
La figure 6 est une vue en coupe transversale d'un corps dans lequel la source 26 (figure 4) est formée par quatre inducteurs électromagnétiques 2 (figure 6).
La figure 7 représente un exemple d'utilisation du dispositif, obJet de l'invention, dans lequel ce dernier est utilisé pour le passage de la coque d'un navire a travers la glace. Dans ce cas particulier, les inducteurs électromagnétiques 2 sont disposés du côté intérieur du bordé (revêtement) de la coque 27 du navire, dans la zone de la ligne de flottaison ou ligne d'eau 28.
La figure 8 est une vue en coupe transversale à travers la coque de la figure 7, a l'endroit où est monté un inducteur électromagnétique 2. L'inducteur électromagnétique 2 est fixé à l'aide d'un support 29 sur les éléments 30 de l'ossature de la coque 27 du navire.
L'élément électroconducteur 3 est placé entre l'inducteur électromagnétique 2 et le bordé 31 de la coque 27.
Examinons ci--après une variante d'application du dispositif pour l'élévation de la capacité de passage du corps d'un obJet à travers un milieu solide notamment pour l'élévation de la capacité de passage du navire & travers des glaces pourvu d'un organe brise-glace 32 (figure 9) disposé à l'avant de la coque 27 du navire.
Les éléments électromagnétiques 2 sont ic disposés du côté intérieur de la surface latérale 33 de l'organe brise-glace 32. La fixation de l'inducteur électromagnétique 2 et la disposition de l'élément électroconducteur 3 sont analogues à celles représentées sur la figure 8,
la figure 10 montre encore un exemple d'application du dispositif, objet de l'invention, dans lequel celui-ci est utilisé pour le passage de la coque du navire à travers la glace avec emploi d'un organe brise-glace 32.
la figure 10 montre encore un exemple d'application du dispositif, objet de l'invention, dans lequel celui-ci est utilisé pour le passage de la coque du navire à travers la glace avec emploi d'un organe brise-glace 32.
Les inducteurs électromagnétiques 2 sont montés du côté intérieur de celle (34) des parois de l'organe brise-glace 32 (situé sous la glace) qui est orientée vers la surface de la glace, laquelle paroi est constituée d'un matériau électroconducteur. Il est possible de disposer sur l'organe 32 plusieurs rangées d'inducteurs électromagnétiques 2 fixés à l'aide du support 29 aux éléments 30 de l'ossature de l'organe 32.
La figure 11 représente encore un exemple d'application du dispositif , obJet de l'invention, dans lequel celui-ci est employé pour accrottre la capacité de passage de l'embout 35 d'un mécanisme 36 pour la pose de tubes sans tranchées.
L'embout 35 est fixé rigidement à une extrémité du tube 37, à l'autre extrémité duquel est fixé un vibrateur 38.
Les inducteurs électromagnétiques 2 et les éléments électroconducteurs 3 sont fixés du côté intérieur de la paroi latérale 39 de l'embout 35 A l'aide d'un support 29.
il est possible de monter sur la paroi d'extrémité 40 de l'élément 35 au moins un inducteur électromagnétique 2 avec un élément électroconducteur 3 relié en série aux inducteurs électromagnétiques disposés sur la paroi latérale 39 de l'embout 35.
Selon encore un autre exemple d'application du dispositif, obJet de l'invention, celui-ci est placé sur un bouclier d'avancement ou de creusement 41 (figure 12) utilisé pour la construction de tunnels de différentes destinations et de chambres souterraines.
Dans ce cas, les inducteurs électromagnétiques 2 et les éléments électroconducteurs 3 sont fixés & l'aide des supports 29 suivant la périphérie intérieure de l'anneau porte-couteaux 42 et de l'anneau porteur 43 du bouclier d'avancement 41.
La figure 13 illustre encore un autre exemple d'application du dispositif, obJet de l'invention, dans lequel celui-ci sert à faciliter l'enfoncement d'un tube de cuvelage ou analogue 44 dans le sol.
Les inducteurs électromagnétiques 2 et les éléments électroconducteurs 3 sont ici disposés du côté intérieur du tubage 44. A l'intérieur du tubage 44 est placée une enveloppe 45 à laquelle sont fixés à l'aide des supports 29 les inducteurs électromagnétiques 2 avec les éléments électroconducteurs 3.
Le tubage 44 et l'enveloppe 45 sont liés entre eux & 1 l'aide d'un anneau émotteur ou analogue 46.
Le tubage 44 est pourvu d'un couvercle démontable 47 auquel est appliqué l'effort nécessaire à l'enfoncement du tube de cuvelage 44 dans le sol.
La figure 14 illustre un autre exemple d'applica- tion du dispositif , obJet de l'invention, dans lequel ce dernier est employé pour faciliter l'enfoncement de pieux- enveloppes 48 dans le sol
Les inducteurs électromagnétiques 2 et les éléments électroconducteurs 3 sont fixes du côté intérieur des pieux-enveloppes 48 à l'aide des supports 29.
Les inducteurs électromagnétiques 2 et les éléments électroconducteurs 3 sont fixes du côté intérieur des pieux-enveloppes 48 à l'aide des supports 29.
Le pieu-enveloppe 48 est pourvu d'un couvercle démontable 47 auquel est appliqué l'effort nécessaire & l'enfoncement du pieu-enveloppe 48 dans le sol.
La figure 15 illustre un exemple d'application du dispositif, objet de l'invention, dans lequel celui-ci est employé pour faciliter l'enforcement de l'organe de travail 49 d'un mécanisme de fondage de bois.
les inducteurs électromagnétiques 2 et les éléments électroconducteurs 5 sont fixés à l'aide des supports 29 du côté intérieur de la partie conique de l'organe de travail 49 du mécanisme de fondage.
Le dispositif , objet de l'invention, pour l'accroîsement de la capacité de passage du corps d'un objet à travers un milieu solide fonctionne de la maniere suivante.
A l'enclenchement de la source de courant 4 (figure 4), le conducteur 8 se charge par l'intermédiai du transformai @ élévateur 10 et du redresseur 11.
Lorsqu'un signal est appliqué par le commutateur 5 à l'éléctrode de commande d'un des thyristors, ce dernier devient passant (s'ouvre) et le condensateur 8 se décharge sur l'inducteur électromagnétique 2 relié audit thyristor.
L'impulsion de décharge du courant, en passant par les spires de la bobine d'inductance 15 (figure 3) de l'inducteur électromagnétique 2 produit une impulsion de champFlectromagnétique qui induit un courant impulsionnel dans l'élément électroconducteur 3 (figure 1). L'interaction de l'impulsion de décharge passant par l'inducteur électromagnétique 2 et du courant impulsionnel induit dans l'élément électroconducteur 3 provoque sa déformation et, de ce fait, l'élément électroconducteur 3 est repoussé brusquement de l'inducteur électromagnétique 2.En conséquence, des ondes unitaires de compression sont émises à l'intérieur du milieu solide se trouvant en contact avec le corps de 1 'obJet et provoquent la formation d'un Jeu ou intervalle entre la paroi ou analogue dudit corps et le milieu solide, ce qui diminue sensiblement le frottement entre ceux-ci et contribue, par cons-équent, à accrottre la capacité de passage du corps de l'obJet & travers le milieu solide.
L'utilisation de thyristors en tant qutéléments de commutation 6 exclut l'échauffement des inducteurs électromagnétiques 2 et augmente par conséquent notablement la durée de vie des inducteurs électromagnétiques 2 et donc de l'ensemble du dispositif.
Le commutateur 5 commande l'enclenchement des inducteurs électromagnétiques 2 par l'intermédiaire des thyristors suivant une succession prescrite. Le générateur d'impulsions 12 produit une succession continue d'impulsions de tension qui arrivent au registre annulaire de décalage 13 et sont ensuite amplifiées par l'amplificateur 14.
Avant de procéder au travail, on inscrit une unité logique dans le premier rang du registre annulaire de décalage 13. Dans tous les autres rangs, on inscrit des zéros logiques. Lors de l'application de la première impulsion du générateur 12, s'ouvre le thyristor qui est relié au premier rang du registre de décalage 13, et l'unité logique passe dans le deuxième rang, de sorte que lors de l'application de la deuxième impulsion du générateur 12, c'est le thyrsitor qui est relié au dexulème rang du registre de décalage 13 qui s'ouvre, l'unité logique passant alors dans le rang suivant.
Pendant le fonctionnement synchronie des inducteurs électromagnétiques 2 (figure 4), il se produit une interférence des ondes de déformation dans la paroi ou analogue 1 du corps de l'objet, ce qui contribue è une action plus régulière sur le milieu solide et & l'augmentation de la zone d'action simultanée.
Le fonctionnement en synchronisme des inducteurs électromagnétiques 2 (figure 6) disposés dans un même plan de section droite du corps de l'obJet augmente l'effet d'amélioration de la capacité de passage de l'objet à travers le milieu solide.
Le fonctionnement du dispositif placé du côté intérieur du bordé 31 (figure 8) de la coque 27 du navire consiste en ce que la déformation élastique du bords 31, engendrée à la suite de l'interaction entre l'impulsion de décharge passant par l'inducteur électromagnétique 2 et le courant impulsionnel induit dans l'élément électroconducteur 3, ainsi que les ondes de compression unitaires produites aux endroits où est engendrée la déformation élastique, agissent sur les glaces environnant le navire, en contribuant à la formation d'un jeu entre le bordé 31 de la coque 27 (figure 7) et le tord d la glace Le Le ainsi formé diminue le frottement entre la coque 27 du navire et la glace et facilite l'avancement du navire 5 travers les glaces. Si la puissance de l'action est suffisante la glace entourant la navire peut être détruite, ce qui facilité devanatage la progression du navire et permet également de libérer le navire si celui-ci se trouve coincé dans les glaces.
Le fonctionnement du dispositif placé du coté intérieur de la surface latérale 53 (fogure 9) de l'organe brise-glace 32 est le même que dans l'exemple décrit ci-dessus. L'avantage de l'utilisation du dispositif sur organe brise-glace 32 consiste en ce qu'il se forme un corridor d'eaux ouvertes, que l'on utilise pour le passage du navire. Il est possible d'utiliser l'organe briseglace 32 pour faciliter le passage à travers les glaces de navires de n'importe quels types.
Ce fonctionnement du dispositif placé sur l'organe 32 (figure 10) du côté intérieur de la paroi 34 orientée vers la surface de la glace se déroule comme suit.
La destruction de la glace se fait grace au choc hydraulique appliqué à la surface intérieure de la glace par propagation dans l'eau d'une onde de compression engendrée aux endroits de génération de la déformation élastique d la paroi 34.
Le fonctionnement du dispositif disposé du côté intérieur de la paroi latérale 39 (figure 11) de l'embout 35 du mécanisme 36 pour la pose de tubes sans tranchées, est fondé sur l'action, exercée sur le sol entourant cet embout, de la déformation élastique de la paroi latérale 39 et des ondes de compression unitaires engendrées aux endroits où se produit ladite déformation élastique.
Cette action contribue à la formation d'un Jeu entre la surface latérale 39 de embout 35 et le sol, ce qui diminue le frottement entre ceux-ci et facilite le déplacement de l'embout 35 dans le sol sous l'action du vibrateur 38.
L'effet de déplacement de embout 35 dans le sol augmente lorsqu'on applique des impulsions mécaniques unitaires à la face en bout 40 de l'embout 35.
Les ondes de compression unitaires et la déformation élastique de la surface latérale 39 de l'embout 35 contribuent à la compression du sol entourant l'embout 35, ce qui renforce la surface du canal ainsi formé.
Le fonctionnement du dispositif placé du côté intérieur de l'anneau porte-couteaux 42 (figure 12) et de l'anneau porteur 43 du bouclier d'avancement 41 est analogue au fonctionnement du dispositif placé sur l'embout 35 (figure 11) du mécanisme 36 pour la pose de tubes dans le sol sans tranchées.
Quand le dispositif , objet de l'invention, est monté sur le tubage 44 (figure 13) et sur le pieu-enveloppe 48 (figure 14), le Jeu formé entre la surface du tubage 44 (figure 13) et le sol, ainsi qu'entre la surface du pieuenveloppe 48 (figure 14) et le sol, facilite leur enfoncement dans le sol. En même temps, il se produit un tassement de la surface du sol entourant le tubage 44 (figure 13) et le pieu-enveloppe 48 (figure 14).
Le dispositif monté du côté intérieur de la partie conique de l'organe de travail 49 (figure 15) du mécanisme de fendage de bois fonctionne de la manière suivante. L'action de la déformation élastique de la partie conique de l'organe de travail 49 est des ondes unitaires de compression contribuent a la formation d'un
Jeu entre la surface de organe de travail 49 et le bois, ce qui facilite l'enfoncement de l'organe 49 dans le bois et contribue au fendage du toise
La présente invention permet de réduire sensiblement la puissance moyenne consommée, car pendant les pauses qui ont lieu entre les impulsions du champ électromagnétique et dont la durée est de 100 à 1.000 fois supérieure à la durée de l'impulsion, il s'accumule dans l'accumulateur 7 de l'énergie qui est ensuite dépensée pour l'impulsion suivante. L'invention permet aussi d'accroître considérablement la capacité de message du corps de l'objet travers le milieu solide.
Jeu entre la surface de organe de travail 49 et le bois, ce qui facilite l'enfoncement de l'organe 49 dans le bois et contribue au fendage du toise
La présente invention permet de réduire sensiblement la puissance moyenne consommée, car pendant les pauses qui ont lieu entre les impulsions du champ électromagnétique et dont la durée est de 100 à 1.000 fois supérieure à la durée de l'impulsion, il s'accumule dans l'accumulateur 7 de l'énergie qui est ensuite dépensée pour l'impulsion suivante. L'invention permet aussi d'accroître considérablement la capacité de message du corps de l'objet travers le milieu solide.
La procédé proposé d'accroîosance de la capacité de passage du corps d'un objet à travers u milieu sulide @ la disposition pour sa mise en ouvers son simples ne recessitant pas le grande trais, et nombre minim@ éléments mobiles utilisés sans le
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.
Claims (23)
1.- Procédé d'accroIssement de la capacité de passage du corps d'un obJet à travers un milieu solide, du type consistant à produire des déformations élastiques du revêtement ou de la paroi dudit corps, caractérisé en ce que des impulsions mécaniques unitaires séparées l'une de l'autre par des pauses sont appliquées à ladite paroi ou audit revêtement.
2.- Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les impulsions mécaniques unitaires sont produites par un champ électromagnétique impulsionnel.
3.- Procédé conforme à l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins un groupe d'impulsions mécaniques unitaires sont appliquées en synchronisme à ladite paroi ou audit revêtement.
4.- Procédé conforme à à l'une des revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que ledit groupe d'impulsions mécaniques unitaires appliquées en synchronisme audit revêtement ou à ladite paroi, sont appliquées dans un même plan de section droite dudit corps.
5.- Procédé conforme a une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque implusion mécanique unitaire est en forme de dent ou de créneau.
6. - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la durée de l'impulsion mécanique unitaire est comprise entre 10-5 et 10-2 s, et que le rapport de la durrée de la pause entre les impulsions mécaniques unitaires à la durée de l'impulsion mécanique unitaire est de 100 à 10.000.
7. - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que pendant la pause entre une impulsion mécanique unitaire et l'impulsion mécanique suivante, a lieu une accumulation d'énergie pour l'impulsion suivante de façon à créer dans le revêtement ou la paroi du corps de l'bjet une amplitude de déformations élastiques de valeur telle que la contrainte créée dans ledit revêtement ou ladite paroi ne dépasse pas la limite de sa résistance cyclique.
8.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, du type comportant un moyen de génération de déformations élastiques relié à une source de courant, caractérisé en ce que le moyen de génération de déformations élastiques est constitué par au moins un inducteur électromagnétique et un élément électroconducteur disposé au voisinage immédiat dudit inducteur, celui-ci étant relié à la source de courant par l'intermédiaire d'un élément de commutation commandé par un commutateur et par l'intermédiaire dhn accumulateur d'énergie électrique à décharges de courant.
9.- Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins deux inducteurs électromagnétiques, disposés l'un près de l'autre, sont reliés en série pour former une source cohérente d'impulsions mécaniques reliée à l'accumulateur à décharges électriques par l'intermédiaire d'un élément de commutation.
10.- Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que des inducteurs électromagnétiques disposés dans un même plan de section transversale du corps sont reliés en série pour former une source cohérente d'impulsions mécaniques reliée à l'accumulateur à décharges électriques par l'intermédiaire d'un élément de commutation.
11.- Dispositif conforme & l'une des revendications 8, 9 et 10, caractérisé en ce qu'on utilise en tant qu'élément de commutation un thyristor dont l'électrode de commande est connectée au commutateur.
12.- Dispositif conforme à l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que l'inducteur électromagnétique est exécuté sous forme d'une bobine d'inductance logée dans un corps en diélectrique pourvu de deux éléments de connexion pour l'alimentation en courant de ladite bobine d'inductance.
13.- Dispositif conforme à l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que chacun desdits éléments d'alimentation en courant est constitué par une douille en matériau électroconducteur logée dans le corps de l'inducteur électromagnétique et reliée à la bobine d'inductance, par une vis de serrage et par un Joint isolant disposé du côté de la surface active de l'inducteur électromagnétique.
14.- Dispositif conforme a l'une des revendications 8 d 13, caractérisé en ce que les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs sont disposés du côté intérieur du bordé de la coque d'un navire, dans la zone de la ligne de flottaison de ce dernier.
15.- Dispositif conforme & l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en e que les inducteurs électromagné- tiques et les éléments électroconducteurs sont disposés du côté intérieur de la surface latérale d'un organe brise-glace fixé a la partie avant de la coque d'un navire.
16.- Dispositif conforme à l'une des revendications 8 à 13, caractérise en ce que les inducteurs électromagnétiques sont montée du c'j--te intérieur de telle des parois d'une organe brise-glace disposé sous la glace, à l'avant d'un navire, que est orienté vers la surface de la glace, ladite paroi étant constituée d'un matériau électroconducteur.
17. - Dispositif conforme à l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteur sont
disposé du côté latéraux de la paroi latérale de l'embout d'un mécanisme de pose de tubes sans tranchées.
18. - Dispositof conforme à la revendication 17, caractérisé en ce que sur la paroi d'extrémitsse de l'embout du mécanisme ose de tubes, sont montés au moins du élément électroconducteur et un inducteur électromagnétique relié en série aux inducteurs électromagnétiques disposé
du côté intérieur de la paroi latérale de l'embout.
19. - Dispositif conforme à l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs sont disposés du c8té intérieur de l'anneau porte-couteaux et de l'anneau porteur d'un bouclier de creusement.
20.- Dispositif conforme à l'une des revendications 8 & 13, caractérisé en ce que les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs sont disposés du côté intérieur d'un tubage de cuvelage.
21.- Dispositif conforme à la la-revendication 20, caractérisé en ce que les inducteurs électromagnétiques sont fixés sur une enveloppe placée à l'intérieur d'un tubage et reliée à celui-ci & l'aide d'un anneau émotteur.
22.- Dispositif conforme à l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs sont disposés du côté intérieur d'un pieu-enveloppe.
23.- Dispositif conforme à l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que les inducteurs électromagnétiques et les éléments électroconducteurs sont disposés du côté intérieur de la partie conique de l'organe de travail d'un mécanisme de fendage de bois.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR7925820A FR2467640A1 (fr) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | Procede d'accroissement de la capacite de passage du corps d'un objet a travers un milieu solide et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR7925820A FR2467640A1 (fr) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | Procede d'accroissement de la capacite de passage du corps d'un objet a travers un milieu solide et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2467640A1 true FR2467640A1 (fr) | 1981-04-30 |
| FR2467640B1 FR2467640B1 (fr) | 1983-07-08 |
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ID=9230773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR7925820A Granted FR2467640A1 (fr) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | Procede d'accroissement de la capacite de passage du corps d'un objet a travers un milieu solide et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede |
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| FR (1) | FR2467640A1 (fr) |
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