FR2558231A1 - Procede et dispositif d'isolement contre les vibrations par un fluide - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF D'ISOLEMENT CONTRE LES VIBRATIONS PAR UN FLUIDE. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UN MOYEN FORMANT CHAMBRE FERMEE COMPRENANT UN BOITIER ENFERMANT UN FLUIDE BIPHASE COMPRESSIBLE DE MANIERE SENSIBLEMENT ETANCHE AU FLUIDE, LA CHAMBRE FERMEE COMPRENANT UN MOYEN 21 DE SUPPORT DE LA CHARGE QUI SUPPORTE UN ORGANE 23 SUPPORTANT LA CHARGE EN RELATION D'ISOLEMENT CONTRE LES VIBRATIONS AXIALES ET RADIALES, UNE MEMBRANE 24 SUPPORTANT LE MOYEN 21 SUR LE BOITIER TOUT EN LUI PERMETTANT DE BASCULER ANGULAIREMENT ET D'AVOIR UNE TRANSLATION PAR RAPPORT A UN AXE VERTICAL DE LA CHAMBRE POUR PRESENTER A LA FOIS UN DEPLACEMENT ANGULAIRE ET UNE TRANSLATION PAR RAPPORT A CET AXE POUR PRESENTER UNE ACTION DE PENDULE AUTOUR D'UN POINT POUVANT AVOIR UN MOUVEMENT DE TRANSLATION DANS TOUTE DIRECTION AZIMUTALE, ET UN MOYEN FORMANT FLUIDE DANS CETTE CHAMBRE POUR DEVELOPPER UNE PRESSION SUR LE MOYEN 21 ET PRODUIRE UN ISOLEMENT CONTRE LES VIBRATIONS VERTICALES. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'ISOLEMENT DES VIBRATIONS AXIALES ET RADIALES.
Description
La présente invention se rapporte en général à l'isolement des vibrations
par un fluide et elle concerne plus particulièrement un nouveau dispositif d'isolement
des vibrations par un fluide ainsi que les techniques.
qui sont caractérisés par une très faible transmissibilité et un fort amortissement à la fois axialement et radialement avec une structure compacte relativement peu coûteuse. La présente invention représente un perfectionnement au système d'isolement des vibrations par un fluide décrit dans le brevet US N 4.057.212 accordé le 8 Novembre 1977 pour FLUIDIC VIBRATION ISOLATOR au nom de Dale W. Schubert. Ce brevet révèle un système d'isolement des vibrations par un fluide,ayant une chambre contenant un fluide à la fois à l'état de liquide et de vapeur. Un réchauffeur chauffe sélectivement le liquide pour augmenter la quantité du fluide à l'état de vapeur et ainsi la pression dans la chambre. Un capteur de hauteur actionne un commutateur pour régler l'énergie vers le réchauffeur afin de maintenir la hauteur d'une charge supportée sur la chambre. Tandis que la pression de vapeur dans la chambre augmente, la chambre se dilate pour élever la charge à
une hauteur présélectionnée.
La présente invention a pour un objet important
un isolement perfectionné des vibrations par un fluide.
Selon l'invention, on prévoit un moyen formant chambre fermée pour enfermer un fluide à la fois aux états de vapeur et de liquide. De préférence, le moyen formant chambre fermée comprend un bottier en un matériau relativement rigide, comme du métal ou une matière thermoplastique haute température, qui reste essentiellement constant en volume en présence des changements internes de pression de vapeur et qui résiste- au fluide interne à deux phases. Le moyen formant chambre fermée comprend également un moyen de support de la charge pour recevoir un organe supportant une charge. Un moyen formant membrane flexible relie le moyen de support de la charge au boîtier en relation étanche au fluide. Ce moyen formant membrane permet à la fois une déformation angulaire et en translation du moyen de support de la charge par rapport à un axe normalement vertical dans toutes les directions azimutales. Le moyen de support de la charge peut ainsi fonctionner comme un pendule ayant un point de pivot pouvant avoir une translation. Il y a un moyen formant plate-forme de support de la charge pour supporter une charge, comme une table de travail, ayant un organe pendant de support de la charge pour reposer dans le moyen de support de la charge. De préférence, le moyen formant plate-forme de support de la charge comprend également un moyen formant obturateur pendant
pour modifier l'écoulement de l'énergie électro-
magnétique entre une source d'énergie électromagnétique et un moyen transducteur photoélectrique pour contrôler sélectivement l'énergie électrique délivrée au moyen de chauffage dans le moyen formant chambre fermée afin de maintenir le moyen formant plate-forme de support de
la charge à une hauteur prédéterminée.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe diamétrale d'un mode de réalisation préféré de l'invention; et - la figure 2 est une représentation graphique des caractéristiques d'isolement du mode de réalisation de la
figure 1.
En se référant maintenant aux dessins et plus particulièrement à la figure 1, on peut y voir une vue en coupe diamétrale d'un mode de réalisation préféré de l'invention. Du fait de la symétrie cylindrique, cette vue illustre de manière adéquate ce mode de réalisation de l'invention. L'isolateur 11 est boulonné à la structure de base 12, par des moyenstels que des ensembles à écrou et boulon 13, six étant typiquement suffisants. Le sommet 14 d'une charge, comme une table de travail, repose sur un organe 15 supporté en étant isolé des vibrations, une plate-forme de support de la charge, pour recevoir un isolement sensible des vibrations en directions
axiale et radiale.
Y- Un organe de support 16 en forme de pot de fleurs inversé comprend un boîtier ayant une plaque de base 17 scellée de manière étanche au fluide à un moyen comprenant un joint torique 21A. Uin organe central 21 de support de la charge présente un évidement effilé 22 pour recevoir une tige 23, un organe de support de la charge qui est fixé au centre du dessous de l'organe supporté 15. Une membrane flexible 24 relie l'organe 21 de support de la charge et l'organe de support 16 en relation étanche au fluide tout en permettant une déformation angulaire et en translation de l'organe 21 pour compléter
la chambre fermée étanche au fluide.
Un manchon 25 ajusté de force et collé à l'organe
21 fixe le bord interne de la membrane 24 à l'organe 21.
Le bord externe de la membrane 24 est bloqué entre une base de blocage 26 et un pourtour pendant de l'organe de support 16 par un joint torique 28 pour établir entre eux un joint étanche au fluide. Des boulons, comme en 27, typiquement six, maintiennent la plaque 26 à
l'organe de support 16 dans des ouvertures taraudées.
L'organe supporté 15 porte une tige pendante 23 ayant une extrémité arrondie qui se niche dans le fond arrondi de l'évidement effilé 22. La section transversale de la tige 23 est légèrement plus petite que celle de l'évidement 22 au fond qui est plus faible qu'au sommet. La tige 23 est libre de se déplacer dans la région ouverte comprenant un perçage 29 au sommet de façon à librement pivoter autour de son fond. La surface 30 sert de butée
dans le cas d'une secousse importante.
L'organe supporté 15 peut également portr un élément obturateur pendant 31 en forme de drapeau fixé par une vis 32 pour permettre à une cellule photoélectrique 33
d'être sélectivement éclairée par une source électro-
magnétique (non visible sur la figure 1) lorsque l'organe de support 15 baisse en dessous d'un niveau prédéterminé. La cellule photoélectrique 33 applique alors un signal de commutation par des fils 34, qui force des résistances de chauffage 35 au-dessus de la base 17 à recevoir l'énergie électrique qui chauffe le composant liquide 36 du fluide à l'intérieur de la chambre fermée. Ce chauffage y augmente la pression de vapeur et force l'organe de support de la charge 21 à remonter
jusqu'à ce que l'élément obturateur 31 interrompe l'écoule-
ment de l'énergie rayonnante infra-rouge vers la cellule photoélectrique 33 pour ainsi forcer les résistances à être dexescitées sensiblement à la façon décrite dans
le brevet US N 4.057.212.
Dans une application typique de l'invention, un dessus de table peut avoir quatre supports du type montré sur la figure 1, supportant le dessus de table aux quatre coins. De préférence, l'ensemble photoélectrique commandé par obturateur de l'un des deux supports arrière contrôle les résistances dans les deux supports arrière selon des techniques connues en reconnaissant que trois points déterminent l'emplacement d'une surface plane. Un circuit "OT1"peut contenir deux ou quatre organes de façon que le point de contact soit le plus bas des deux points. Le circuit "OIT" permet ainsi à l'un des commutateurs de détecter qu'un coin associé a baissé en dessous du niveau normal pour effectuer un chauffage dans les deux isolateurs jusqu'à ce que le commutateur de mise en action indique
que le niveau normal a été atteint.
L'invention présente un certain nombres de caractéris-
tiques et avantages. Elle offre un fort isolement aussi bien axialement que radialement. L'organe de support 21 de la charge comprend un pendule ayant un point de pivot auquel la membrane flexible 24 permet un mouvement de translation dans toutes les directions azimutales. Par suite, ce pendule a une plus faible fréquence de résonance pour une longueur donnée qu'un pendule à point fixe. En permettant au bout inférieur de l'organe 21 de reposer dans le composant liquide 36 du fluide renfermé comme cela est montré,
cela aide à obtenir un amortissement radial supplémentaire.
On pense qu'un mouvement axial de l'organe 21 et de la membrane 24 effectue une compression isothermique et une raréfaction du composant de vapeur du liquide renfermé pour dissiper une énergie sensible en effectuant des changements entre l'état de vapeur et l'état liquide
produisant un fort amortissement en direction axiale.
En se référant à la figure 2, on peut y voir une représentation graphique de la transmissibilité en fonction de la fréquence du mode de réalisation de la figure 1 pour une vitesse d'excitation de 0,76 cm/s à la résonance Il faut noter que cette structure compacte est caractérisée par une résonance considérablement plus faible que 1,OHz qui est exceptionnellement importante et d'une très faible amplification résonnante du fait des fortes caractéristiques
d'amortissement ci-dessus décrites.
De nombreux matériaux spécifiques peuvent être utilisés pour la mise en pratique de l'invention. Les structures dures peuvent être faites en métal o, une matière plastique dure comme Noryl GFN3. Le fluide vaporisable enfermé dans
la chambre peut par exemple être du dichlorotêtrafluo-
roéthane. Le commutateur photoélectrique peut comprendre un commutateur à phototransistor à diode photoémettrice infra-rouge. Les résistances peuvent comprendre dles résistances conventionnelles de 10 watts. Un mode de réalisation réel de l'invention comprend des éléments de support et supporté ayant moins de 10 cm de haut et
20 cm de diamètre.
Claims (12)
1. Dispositif d'isolement contre les vibrations par un fluide caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen formant chambre fermée comprenant un bottier renfermant un fluide diphasé compressible4de manière sensiblement étanche au fluide, ledit moyen formant chambre fermée comprenant un moyen de support de la charge (21) pour supporter un organe supportant la charge (23) en relation d'isolement contre les vibrations axiales et radiales, un moyen formant membrane (24) pour supporter ledit moyen de support de la charge sur ledit moyen formant boîtier tout en permettant audit moyen de support de la
charge de basculer angulairement et d'avoir une transla-
tion par rapport à un axe vertical prédéterminé dudit moyen formant chambre fermé pour présenter à la fois un déplacement angulaire et une translation par rapport audit axe verticale prédéterminé passant par ledit moyen formant chambre fermée pour présenter une action de pendule autour d'un point pouvant avoir un mouvement de translation dans toute direction azimutale, et un moyen formant fluide dans ledit moyen formant chambre fermée pour développer une pression sur ledit moyen de support de la charge pour produire un isolement
contre les vibrations verticales.
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé de plus en ce que l'organe supportant la charge est supporté par ledit moyen de support de la charge en un point au-dessous dudit moyen formant membrane et a un
axe vertical normal correspondant à l'axe predéterminé.
3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe de support de la'charge comprend un organe présentant un évidement effilé dont la section transversale inférieure est plus petite que
l''ire en section transversale supérieure.
4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé de plus en ce que l'organe de support de la charge comprend une tige reposant dans ledit évidement d'aire en section transversale légèrement plus petites que l'aire en section transversale inférieure et ayant une extrémités arrondie qui réside dans un fond
arrondi correspondant dudit évidement.
5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins un bout du moyen de support de la charge réside toujours dans un composant liquide du fluide
au fond dudit moyen formant chambre fermée.
6. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen formant membrane a des bords interne et externe concentriques et comprend de plus un moyen (25) pour fixer ledit bord interne audit moyen de support de la charge à proximité de son sommet, et un moyen (26) pour bloquer ledit bord externe au
boîtier à proximité de son sommet.
7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le moyen précité pour bloquer le bord interne comprend un manchon fixé au moyen de support de la charge et le moyen pour bloquer le bord externe comprend une base de blocage fixée à un pourtour pendant du sommet de
l'organe de support fixe.
8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comprend de plus un organe supporté (15) au-dessus du boîtier, la tige pendant dudit organe supporté, un moyen obturateur (31) pendant dudit organe supporté
pour régler sélectivement l'écoulement d'énergie électro-
magnétique, une source d'énergie électromagnétique et un moyen transducteur photoélectrique (33) alignés face à face pour une interruption sélective par ledit moyen obturateur et supportés en relation fixe par rapport audit boîtier, et des éléments électriquement chauffés (35) à l'intérieur dudit moyen formant chambre fermé pour chauffer ledit fluide en réponse à une relation prédéterminée entre le moyen formant
obturateur et le moyen formant transducteur photoélectrique.
9. Procédé d'isolement contre les vibrations par un fluide caractérisé en ce qu'il comprend les étapes enfermer un fluide biphasé compressible de manière de: sensiblement étanche au fluide dans un ioyen formant chambre fermée comprenant un bottier et un moyen de support de la charge pour supporter un organe supportant la charge en relation d'isolement contre les vibrations axiales et radiales et un moyen formant membrane pour supporter ledit moyen de support de la charge sur ledit boîtier, appliquer des forces de vibration audit bottier pouvant forcer ledit moyen de support de la charge à basculer angulairementet à avoir une translation par rapport à un axe vertical prédéterminé dudit moyen formant chambre ferméepour présenter une action de pendule autour d'un point pouvant avoir une translation dans toute direction azimutale, et développer une pression sur ledit moyen de support de la charge avec ledit fluide compressible biphasé pour
obtenir un isolement contre les vibrations verticales.
10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape de supporter l'organe supportant la charge en un point en dessous du moyen formant membrane de façon que ledit organe supportant la charge puisse librement basculer autour dudit point sur un angle solide prédéterminé.
11. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape de maintenir au moins le bout du moyen de support de la charge dans un composant
liquide du fluide.
12. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes de détecter le moment o l'organe supportant la charge s'écarte d'un niveau prédéterminé, et de modifier à la température du fluide
pour changer la pression jusqu'à ce que le niveau pré-
déterminé soit atteint.
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