Appareil rotatif à axe oscillant. La présente invention concerne un appas reil rotatif à axe oscillant, comprenant un arbre suspendu à mouvement de rotation commandé, à vitesse très élevée, par exem ple de l'ordre de 5000 à 12000 tours par mi nute, et à l'extrémité inférieure duquel est suspendu un dispositif entraîné par cet ar bre.
Dans des appareils de ce genre, il se pro duit des vibrations qui constituent une source de dangers et dont la suppression présente une grande importance.
Conformément à l'invention, un disposi tif, destiné à amortir les mouvements d'os cillation de l'arbre commandé, agit sur cet arbre entre le dispositif entraîné et le point de suspension de l'arbre, approximativement au centre d'oscillation de cet arbre et de la charge qu'il supporte.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention dans laquelle le dispositif en traîné consiste en un pulvérisateur.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale axiale de l'appareil, avec des parties en vue extérieure, et la fig. 2 une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
Le pulvérisateur représenté, qui consti tue le dispositif entraîné, est du type décrit dans le brevet Etats-Unis 1624847 du 12 avril 1927, qui est particulièrement propre à être utilisé pour la dessiccation de fluides, boues, etc., par pulvérisation. L'appareil est monté dans une ouverture 16, ménagée dans le plafond 17 d'une chambre de pulvérisation 18, à travers laquelle on fait passer un cou rant d'air, en général réchauffé au préala ble.
Un bâti 19, de toute nature appropriée, est supporté sur le plafond 17 de la chambre de dessiccation et porte la broche verticale de commande 20 qui tourne dans des pa liers-crapaudines fixes 21 et 22. Ce bâti sup porte également, par l'intermédiaire du pa lier oscillant 23, l'arbre suspendu 24, à l'ex trémité intérieure -,duquel est attaché le dis positif pulvérisateur 15. Un accouplement flexible 25 entre la broche de commande 20 et l'arbre suspendu 24, sert à transmettre à ce dernier le mouvement de rotation de la bro che 20. Le pulvérisateur 15 comporte une liaison à joint sphérique avec l'extrémité in férieure de l'arbre commandé 24, de sorte que son plan de rotation peut prendre diffé rentes positions angulaires par rapport à l'axe de l'arbre 24 pendant le fonctionne ment.
A cet effet, le plateau médian 26 du pulvérisateur 15 comprend un moyeu sphé rique 27 serré entre les coussinets 28 et 29 par les écrous 30, vissés sur le goujon 31, qui passe avec un certain jeu à travers le trou central 32 percé à travers le moyeu sphérique 27 et qui se visse dans l'extrémité inférieure de l'arbre 24. Bien que le contact de friction du moyeu 27 avec les coussinets 28 et 29 soit suffisant pour assurer l'entraî nement du dispositif pulvérisateur 15, ce dernier est néanmoins libre de prendre une position angulaire par rapport à l'axe de l'ar bre 24 sous l'effet des efforts engendrés pen dant le fonctionnement de l'appareil.
Il est à remarquer que dans l'appareil re présenté, l'ouverture 16 ménagée dans le pla fond 17 de la chambre de dessiccation est à peu près complètement fermée par un dia phragme 33, comportant une ouverture cen trale relativement petite 34, à travers la quelle passe l'arbre supendu 24. Cette dis position est préférable, car elle sert à isoler plus ou moins la broche de commande 20, et ses liaisons, de la chaleur de la chambre de dessiccation 18.
Le système de lubrifica tion (dont il sera question ci-après) ainsi que les paliers, sont ainsi maintenus froids, d'autant plus que le courant d'air à travers la chambre de dessiccation est généralement produit par aspiration, et que tout air pé- nétrant,à l'intérieur du bâti 19 est aspiré à travers celui-ci et à travers l'ouverture 34 dans la chambre de dessiccation 18. Cette disposition est également importante en ce qu'elle permet de maintenir ces parties de l'appareil exemptes d'un dépôt de matières solides- par suite de l'opération de dessicca tion dans la chambre 18. Les bords de l'ou- verture 34 servent à limiter l'amplitude du mouvement d'oscillation de l'arbre 24.
Un groupe de balais 35, prenant appui contre la périphérie de l'arbre 24, en un point éloigné du point de suspension de ce lui-ci, constitue également un dispositif amortissant les mouvements d'oscillation de cet arbre. Ces balais 35 sont montés sur la face inférieure du fond 36 d'une enveloppe 37, qui s'étend vers le bas à l'intérieur de la chambre de dessiccation à partir du dia phragme 33. Ces balais 35 s'étendent au delà du bord du trou 38 ménagé dans le fond 36 de l'enveloppe 37 et à travers lequel l'arbre 24 passe. Ces balais 35 peuvent se déplacer vers l'extérieur en coulissant dans leurs col liers de support 39 fixés au fond 36 de l'en veloppe 37, mais sont ramenés vers l'inté rieur par des ressorts 40.
Ceux-ci consistent en ressorts travaillant à la traction, et leurs extrémités opposées sont reliées aux extré mités d'étriers 41, qui prennent appui con tre les extrémités, extérieures des balais ad jacents 35.
Les balais 35 sont de préférence placés approximativement au centre d'oscillation ou de percussion de l'arbre 24 et de la charge supportée par celui-ci. Pour que ce point soit situé à une certaine distance du point de support de l'arbre, ce dernier est de pré férence creux ou cylindrique sur la plus grande partie de sa longueur, comme indi qué en 42, de sorte que le centre de gravité de l'arbre 24 et du dispositif pulvérisateur 15 suspendu à celui-ci sera situé bien en-des sous du point milieu de la longueur de l'ar bre 24. Comme il est bien connu, le centre de gravité constitue un élément qui entre dans la détermination du centre d'oscillation. En plaçant les balais 35 en ce dernier point, l'effort de retenue qu'ils exercent sur l'arbre 24 est non seulement maximum, mais n'a aucune tendance à provoquer une vibration de l'arbre.
Il est à noter que l'enveloppe 37 est fer mée et sert ainsi ù empêcher le dépôt de ma tières solides à. partir de la chambre de-des- siccation sur les -parties à mouvement ïde ro- tation, ce qui pourrait avoir pour résultat de produire des conditions de déséquilibrage. Pour protéger les balais 35 contre des dépôts de matières solides, il est préférable de les enfermer à l'intérieur d'un bouclier 43, fixé au fond 36 de l'enveloppe 37 et comportant une ouverture centrale 44 de dimensions suf fisantes pour permettre un mouvement os cillant d'amplitude limitée de l'arbre 24.
Le fluide amené au dispositif pulvérisa teur 15 peut provenir d'une source d'alimen tation appropriée quelconque, telle qu'un ré cipient 45, à partir duquel le fluide est amené par le tube 46 à travers l'enveloppe 37 à la tuyère d'alimentation 47.
Une poulie de commande 48 est fixée à l'extrémité supérieure de la broche 20, et une liaison de commande à encliquetage est in tercalée entre la poulie 48 et la broche 20 pour assurer le mouvement de rotation de cette dernière dans un sens déterminé. La commande de la broche 20 peut toutefois s'effectuer de toute autre manière appropriée par exemple par une turbine, un moteur élec trique ou analogue, lorsque ce mode de com mande est possible. Lorsqu'on utilise une commande par poulie, celle-ci constitue la tête par laquelle la broche 20 est suspendue dans ses paliers. Le moyeu 49 de la poulie repose par l'intermédiaire de rondelles 50 sur la douille 21. L'arbre suspendu 24 est supporté à l'extrémité inférieure du corps de palier 51 par une douille filetée 52, à l'in térieur de laquelle est logé le palier oscil lant à rotule 23.
Le lubrifiant peut être amené à partir du godet graisseur 53 à travers le canal 54 à la chambre 55, à l'intérieur de laquelle sont logées les rondelles 50. Une chambre à huile 56, entre les douilles 21 et 22, reçoit le lubrifiant en excès; il en est de même de la chambre 57, qui entoure l'accouplement flexible 25. La broche 20 comporte une rai nure hélicoïdale 58 pour la circulation du lubrifiant à partir des chambres 55 et 56 à la chambre 57, tandis que le canal 59 établit la communication entre les chambres 55 et 56 pour recevoir le trop-plein provenant de la chambre 55. De la chambre 57, le lubri fiant passe à travers le palier de suspen sion oscillant 23 à la goulotte 60, qui à son tour évacue le lubrifiant dans un récipient 61, où il est récupéré pour être épuré et uti lisé à nouveau.
Il est à remarquer que toutes les parties lubrifiées sont situées au-dessus du diaph ragme 33 et qu'elles sont ainsi bien proté gées contre la chaleur de la chambre de des siccation 18. Les balais 35, qui sont soumis à la chaleur de la chambre de dessiccation, sont d'une nature telle qu'ils ne sont pas af fectés par la température de cette chambre, par exemple en charbon ou en graphite.
Rotary device with oscillating axis. The present invention relates to a rotary device with an oscillating axis, comprising a suspended shaft with controlled rotational movement, at very high speed, for example of the order of 5000 to 12000 revolutions per minute, and at the lower end of which is suspended a device driven by this ar bre.
In devices of this kind, vibrations are produced which constitute a source of danger and whose suppression is of great importance.
In accordance with the invention, a device intended to damp the bone movements of the controlled shaft acts on this shaft between the driven device and the point of suspension of the shaft, approximately at the center of oscillation of the shaft. this tree and the load it supports.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the object of the invention in which the trailed device consists of a sprayer.
Fig. 1 is an axial vertical sectional view of the apparatus, with parts in exterior view, and FIG. 2 a section along line 2-2 of FIG. 1.
The sprayer shown, which constitutes the driven device, is of the type described in US Pat. No. 1624847 of April 12, 1927, which is particularly suitable for use in the desiccation of fluids, sludge, etc., by spraying. The apparatus is mounted in an opening 16, provided in the ceiling 17 of a spray chamber 18, through which a stream of air is passed, generally heated beforehand.
A frame 19, of any suitable type, is supported on the ceiling 17 of the drying chamber and carries the vertical control spindle 20 which rotates in fixed slider-bearings 21 and 22. This supporting frame also carries, by the intermediate of the swinging bearing 23, the suspended shaft 24, at the inner end of which is attached the sprayer device 15. A flexible coupling 25 between the control spindle 20 and the suspended shaft 24, serves to transmit to the latter the rotational movement of the spindle 20. The sprayer 15 has a ball joint connection with the lower end of the controlled shaft 24, so that its plane of rotation can take different angular positions relative to the latter. to the axis of the shaft 24 during operation.
For this purpose, the middle plate 26 of the sprayer 15 comprises a spherical hub 27 clamped between the bearings 28 and 29 by the nuts 30, screwed on the stud 31, which passes with a certain clearance through the central hole 32 drilled through. the spherical hub 27 and which is screwed into the lower end of the shaft 24. Although the frictional contact of the hub 27 with the bearings 28 and 29 is sufficient to ensure the driving of the spray device 15, the latter is nevertheless free to take an angular position with respect to the axis of the shaft 24 under the effect of the forces generated during the operation of the device.
It should be noted that in the apparatus shown, the opening 16 made in the bottom 17 of the desiccation chamber is almost completely closed by a diaphragm 33, comprising a relatively small central opening 34, through which passes the suspended shaft 24. This position is preferable because it serves to more or less isolate the control pin 20, and its connections, from the heat of the drying chamber 18.
The lubrication system (which will be discussed below) as well as the bearings are thus kept cool, especially since the air current through the drying chamber is generally produced by suction, and any air penetrating, inside the frame 19 is sucked through it and through the opening 34 into the drying chamber 18. This arrangement is also important in that it allows these parts of the body to be held. Apparatus free from solid deposits as a result of the drying operation in chamber 18. The edges of opening 34 serve to limit the amplitude of the oscillating motion of shaft 24.
A group of brushes 35, bearing against the periphery of the shaft 24, at a point remote from the point of suspension thereof, also constitutes a device for damping the oscillating movements of this shaft. These brushes 35 are mounted on the lower face of the bottom 36 of a casing 37, which extends downwards inside the drying chamber from the diaphragm 33. These brushes 35 extend beyond the edge of the hole 38 made in the bottom 36 of the casing 37 and through which the shaft 24 passes. These brushes 35 can move outwards by sliding in their support collars 39 fixed to the bottom 36 of the casing 37, but are brought back inwards by springs 40.
These consist of springs working in traction, and their opposite ends are connected to the ends of the brackets 41, which bear against the outer ends of the adjacent brushes 35.
The brushes 35 are preferably placed approximately at the center of oscillation or percussion of the shaft 24 and the load supported by it. In order for this point to be located at a certain distance from the support point of the shaft, the latter is preferably hollow or cylindrical over most of its length, as indicated at 42, so that the center of gravity of the shaft 24 and of the spray device 15 suspended therefrom will be situated well below the midpoint of the length of the shaft 24. As is well known, the center of gravity constitutes an element which enters. in determining the center of oscillation. By placing the brushes 35 at this last point, the retaining force which they exert on the shaft 24 is not only maximum, but has no tendency to cause vibration of the shaft.
It should be noted that the envelope 37 is closed and thus serves to prevent the deposition of solid matter. from the desiccation chamber onto the rotating parts, which could result in unbalancing conditions. To protect the brushes 35 against deposits of solid matter, it is preferable to enclose them inside a shield 43, fixed to the bottom 36 of the casing 37 and comprising a central opening 44 of sufficient dimensions to allow a limited amplitude winking bone movement of the shaft 24.
The fluid supplied to the spray device 15 may be from any suitable power source, such as a vessel 45, from which the fluid is supplied by the tube 46 through the casing 37 to the nozzle. 'food 47.
A control pulley 48 is attached to the upper end of the spindle 20, and a snap-in control connection is interposed between the pulley 48 and the spindle 20 to ensure the rotational movement of the latter in a determined direction. The control of the spindle 20 can however be carried out in any other suitable manner, for example by a turbine, an electric motor or the like, when this control mode is possible. When a pulley drive is used, this constitutes the head by which the spindle 20 is suspended in its bearings. The hub 49 of the pulley rests by means of washers 50 on the bush 21. The suspended shaft 24 is supported at the lower end of the bearing body 51 by a threaded bush 52, inside which is housed the swivel oscil lant bearing 23.
The lubricant can be supplied from the grease cup 53 through the channel 54 to the chamber 55, inside which the washers 50 are housed. An oil chamber 56, between the sockets 21 and 22, receives the lubricant by excess; the same is true of chamber 57, which surrounds flexible coupling 25. Pin 20 has a helical groove 58 for the circulation of lubricant from chambers 55 and 56 to chamber 57, while channel 59 establishes communication between chambers 55 and 56 to receive the overflow from chamber 55. From chamber 57, the lubricant passes through the swinging suspension bearing 23 to the chute 60, which in turn discharges the lubricant in a container 61, where it is recovered to be purified and used again.
It should be noted that all the lubricated parts are located above the diaphragm 33 and that they are thus well protected against the heat of the drying chamber 18. The brushes 35, which are subjected to the heat of the drying chamber. desiccation chamber, are of a nature such that they are not affected by the temperature of this chamber, for example in carbon or graphite.