<Desc/Clms Page number 1>
GARNITURES POUR ORGANES ROTATIFS.
La présente invention a trait à des garnitures destinées à des organes rotatifs tels que les arbres, les manchons rotatifs et analogues, du type où une bague de garniture rotative est disposée entre une butée ou une bague de serrage rotative située sur un de ses côtés et une bague de garniture ou une surface d'étanchéité non rotative située sur l'autre côté (et qui, par souci de clarté de la description, sera appelée ci-dessous la bague de garniture fixe).
Dans de telles garnitures, la bague de garniture rotative est généralement sollicitée en contact d'étanchéité, face à face avec la bague de garniture fixe au moyen de ressorts de compression disposés entre la bague de garniture rotative et la bague de serrage et une garniture compressible est prévue entre la bague de garniture rotative et la surface (par exemple, la surface de l'arbre) à isoler de manière étanche.
. Selon la présente invention, la bague de garniture rotative comporte un creux annulaire ou un sural.ésage s'étendant vers l'intérieur vers sa face d'étanchéité, à partir de l'extrémité de cette bague qui est éloignée de la face d'étanchéité, creux qui contient une ou plusieurs bagues de garniture compressibles dont la longueur axiale est inférieure à la longueur axiale du creux annulaire, un dispositif de compression, tel qu'un. ou plusieurs ressorts de compression,étant prévu pour appliquer des pressions opposées sur la garniture compressible et sur l'extrémité intérieure du creux axial.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague de garniture rotative comporte un creux annulaire ou un suralésage s'étendant vers l'intérieur, vers sa face d'étanchéité, à partir de l'extrémité de cette bague qui est éloignée de la face d'étanchéité, creux qui contient une ou plusieurs bagues de garniture compressibles dont la longueur axiale est inférieure
<Desc/Clms Page number 2>
à la longueur axiale du creux annulaire, la bague de garniture rotative et la bague de garniture fixe étant montées sur l'arbre, le manchon ou analogue avec un certain jeu de manière à permettre la transmission de la pression à ce creux annulaire à partir du côté de la bague de garniture fixe éloigné de celui-ci,
un ou plusieurs ressorts de compression étant prévus dans le creux annulaire entre cette garniture compressible et l'extrémité intérieure du creux annulaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague de butée est pourvue d'une bague y adjacente et apte à pénétrer dans l'extrémité extérieure de ce creux annulaire avec un jeu radial entre cette dernière bague et la bague de garniture rotative pour permettre la transmission de la pression règnant autour de la bague de serrage vers l'extrémité du creux situé dans la garniture rotative, loin de la face d'étanchéité de celle-ci.
Dans la plupart des installations, il est essentiellement utile de faire usage d'un dispositif de compression mécanique (ce dernier ayant généralement la forme d'une série de ressorts de compression) dans le creux annulaire de la bague de garniture rotative, entre la garniture compressible et l'extrémité intérieure du creux annulaire.
Lorsque la garniture sert à un appareil dans lequel la pression est supérieure à la pression atmosphérique, le montage des bagues de garniture rotative et fixe sur l'arbre, le manchon ou analogue avec un certain jeu permet la transmission de la pression vers l'espace intérieur du creux annulaire, compris entre l'extrémité intérieure de celui-ci et la garniture compressible, de manière à servir de moyen de compression secondaire ou auxiliaire et, dans certains cas où la pression régnant dans l'appareil ne descend jamais en-dessous de la pression atmosphérique, il est possible d'éliminer le dispositif de compression mécanique et de s'en remettre uniquement au jeu susdit pour remplir la fonction du maintien de la bague de garniture rotative en contact avec la bague de garniture fixe.
Comme c'est l'usage général pour les garnitures du type décrit, la bague de garniture rotative, bien qu'elle tourne avec la bague de serrage, doit être libre de se déplacer axialement par rapport à la bague de serrage pour permettre à la bague de garniture rotative de maintenir la prise d'étanchéité face à face avec la bague de garniture fixe.
Le jeu radial, entre deux pièces telles que la bague de garniture rotative et l'arbre, le manchon ou analogue ou telles que la bague dont est pourvue la bague de butée et le creux de la bague de garniture rotative, peut être obtenu en donnant au diamètre extérieur d'une pièce une valeur suffisamment inférieure au diamètre intérieur de l'autre pièce ou en montant les pièces à frottement doux l'une sur l'autre et en formant un ou plusieurs passages, tels que les rainures ou les mortaises, dans une des deux pièces au moins, servant à la transmission de la pression.
Lorsqu'une garniture selon la présente invention est employée pour réaliser une garniture d'étanchéité sur un arbre rotatif qui passe à travers une chambre normalement sous pression, le creux de la bague de garniture rotative doit communiquer avec l'intérieur de l'enveloppe. D'autre part, si l'intérieur de l'enveloppe est normalement soumis au vide, le creux de la bague de garniture rotative doit être isolé de manière étanche de l'intérieur de l'enveloppe et mis en communication avec l'atmosphère.
Lorsque l'enveloppe est susceptible d'être soumise au vide et à la pression à différents moments, deux jeux de garnitures peuvent être disposés en série, le creux de l'une des bagues de garniture rotatives communiquant avec l'intérieur de l'enveloppe et l'autre communiquant avec l'atmos- phère.
Dans une variante, convenant aux applications à pression ou à vide, la bague de garniture rotative comporte un creux annulaire tel qu'il a été décrit ci-dessus, c'est-à-dire en forme de cuvette et la garniture compressible est située entre le bec ou la saillie annulaire de la bague de serrage et une bague-chapeau qui est pressée par ressort vers la saillie
<Desc/Clms Page number 3>
annulaire de la bague de serrage.
Dans une autre variante, la bague-chapeau ne peut effectuer qu'un mouvement limité loin de la bague de serrage. Ainsi, une ou plusieurs butées adéquates sont prévues pour limiter l'étendue du mouvement de la bague-chapeau dans la bague de garniture rotative, loin de là bague de serrage, et pour limiter ainsi la valeur à laquelle la pression de ressort sur les faces d'étanchéité des bagues de garniture fixe et rotative peut être augmentée par suite d'un tel mouvement de la bague-chapeau.
L'invention est décrite plus en détail en se référant aux dessins annexés.
Les figs. 1 et 2 sont des vues schématiques partiellement en section de deux variantes de construction convenant à l'application à une enveloppe sous pression.
La fig. 3 représente une variante convenant à une enveloppe à vide.
La fig. 4 représente une variante convenant à une enveloppe à vide ou à pression.
La fig. 5 représente une autre variante convenant à une enveloppe à vide ou à pression.
La fige 6 représente une autre variante convenant à une enveloppe à vide ou à pression.
Il est fait référence à la fig. 1. Un arbre 1 (par exemple, un arbre à roue à palettes) passe à travers une paroi 2 du côté gauche d'une enveloppe (par exemple, une enveloppe de pompe rotative), la bague de garni- ture fixe 3 est scellée à la paroi 2, par exemple en 4, et est maintenue en position par une bague de retenue 5, fixée par des vis 6 à la paroi 2.
La bague de garniture rotative 7 a la forme d'une cuvette et comporte un creux annulaire 8 s'étendant vers l'intérieur à partir de son extrémité gauche, c'est-à-dire à partir de l'extrémité opposée à sa face d'étanchéité 9 qui se trouve en contact face à face avec la face d'étanchéité 10 de la bague de garniture 3. La bague de serrage est représentée en 11 et comporte une bague 12 qui pénètre dans le creux 8.
La bague de garniture rotative ou cuvette 7 et la bague de serrage 11 sont toutes deux de préférence faites de deux moitiés jointes sur un plan diamétral, les moitiés étant fixées entre elles par des vis 13 et 14.
Une bague de garniture compressible 15 est située dans le creux 8 et est pressée vers l'extrémité de la bague 12 de la bague de serrage 11 au moyen d'une série de ressorts de compression 16 qui agissent sur la bague de garniture compressible 15 par l'intermédiaire d'une bague-chapeau 17 pourvue de broches 18 de maintien de ressort. La bague de garniture compressible 15 forme principalement un joint étanche entre l'arbre 1 et la bague de garniture rotative 7.
Il faut observer qu'il y a un jeu entre l'arbre 1 et la paroi 2, la bague de garniture fixe 3 et la bague de garniture rotative 7, si bien que la pression qui règne dans l'enveloppe peut être transmise aux creux 8 pour solliciter la bague de garniture compressible 15 vers la gauche et pour solliciter la bague de garniture rotative 7 vers la droite, en contact d'étanchéité avec la bague de garniture fixe 3.
Si la pression qui règne dans l'enveloppe est inférieure à celle qui règne à l'extérieur, la pression est transmise au creux 8 et la pression extérieure supérieure agit sur la bague de garniture compressible 15 pour la solliciter vers la droite et pour solliciter ainsi, par l'intermédiaire des ressorts 16, la bague de garniture rotative 7 en contact d'étanchéité avec la bague de garniture fixe 3.
Si la pression qui règne dans l'enveloppe est toujours supérieure à la pression extérieure à l'enveloppe, les ressorts 16 peuvent être supprimés, car la pression qui règne dans l'enveloppe est transmise aux creux 8
<Desc/Clms Page number 4>
et sollicite la bague de garniture rotative 7 en contact d'étanchéité avec la bague de garniture fixe 3 et la bague de garniture compressible 15 en contact d'étanchéité avec l'arbre 1, la bague de garniture rotative 7 et la bague de serrage 11.
La construction selon la fig. 2 est semblable à celle de la fig.
1 à quelques différences de détail près. Dans ce cas, la bague de garniture fixe 3 comporte une surface sphérique 20 qui est en prise avec une surface correspondante d'une plaque 21, fixée par des vis 22 à la paroi 2 de l'enveloppe. La bague de garniture rotative 7 comporte une série d'ergots axiaux 23 qui viennent en prise avec des creux axiaux 24 de la périphérie de la bague de serrage 11 pour permettre à la bague de serrage 11 d'actionner la bague de garniture rotative 7 dans le sens de la rotation tout en laissant li- bre la bague de garniture rotative de se déplacer axialement.
Dans l'agencement représenté fig. 2, il y a deux bagues de garniture compressibles 15 dans le creux 8 et une mince bague annulaire 25 est interposée entre les bagues de garniture 15 et l'extrémité de la bague 12 de la bague de serrage 11.
La garniture représentée fig. 3 est destinée principalement au cas où l'enveloppe est normalement soumise au vide. Dans cet agencement, l'arbre 1 passe à travers une paroi 2 située sur le côté droit de l'enveloppe et la garniture est enfermée dans une boite 30 fixée à l'extérieur de la paroi 2 au moyen de vis 31. La bague de garniture fixe 3 comporte une face d'étanchéité 10 -et est disposée à l'extrémité droite de la boite 30. La bague de garniture rotative ou cuvette 7 est disposée dans la boite 30, sa face d'étanchéité 9 étant en prise avec la face d'étanchéité 10 de la bague de garniture fixe 3.
Une bague de serrage 11 est également disposée dans la boite 30 de manière que sa bague 12 pénètre dans le creux 8 de la bague 7. 11 faut observer que, dans ce cas, le creux 8 de la bague de garniture rotative 7 est isolé par la bague de garniture compressible 15 de l'intérieur de l'enveloppe 2 et est mis en communication avec l'atmosphère. La boite 30 communique toutefois avec l'intérieur de l'enveloppe 2 et se trouve donc normalement sous pression réduite, de sorte que la pression atmosphérique du creux 8 sollicite la bague de garniture compressible 15 en prise avec la bague 12 de la bague de serrage 11 et sollicite la bague de garniture rotative ou cu- vette 7 en prise avec la bague de garniture fixe 3.
11 faut observer que, dans chacun des agencements représentés fig. 1, 2 et 3, il existe un jeu radial entre la bague 12 et le creux 8 du fait que le diamètre extérieur de la bague 12 de la bague de serrage 11 est inférieur au diamètre intérieur du creux 8, de sorte qu'il subsiste un espace annulaire entre eux et que la pression qui règne dans la région de la bague de serrage peut agir sur un côté de la bague de garniture compressible 15.
L'agencement de la fig. 4 est équivalent à une combinaison des garnitures des fige 1 et 3, où il est fait usage d'une seule bague de serrage 11a dont les bagues 12a et 12b pénètrent dans les creux 8a et 8b de bagues de garniture rotatives ou cuvettes 7a, 7b, toutes logées dans une boite 30a.
Les bagues de garniture fixes sont indiquées par 3a et 3b. Le creux 8a commu- nique avec l'intérieur de l'enveloppe, tandis que le creux 8b communique avec l'atmosphère. Une soupape de retenue 40, située dans la paroi 2, est agencée de manière à s'ouvrir lorsque l'enveloppe est sous le vide pour permettre que la pression réduite soit transmise à l'intérieur de la boite 30a, de sorte que, lorsque l'enveloppe est sous le vide, l'assemblage de garniture droit 3b, 7b, 12b est le plus efficace.
Lorsque l'enveloppe est sous pression positive, c'est l'assemblage de garniture 3a, 7a, 12a qui est le plus efficace.
La soupape de retenue 41, située dans la boite 30a, est agencée de manière à s'ouvrir lorsque la pression qui règne à l'intérieur de la boite
<Desc/Clms Page number 5>
30a monte au-dessus de la pression atmosphérique.
Dans l'agencement représenté fig. 5, deux bagues de garniture concentriques 15 sont disposées dans la bague de garniture rotative 7 entre la bague 12 de la bague de serrage et la bague-chapeau 17. La bague de serrage 11 comporte un certain nombre d'ouvertures axiales espacées 50 à travers lesquelles saillent des boulons 51 qui,à leurs extrémités droites, sont vissés dans la bague-chapeau 17, comme il est montré en 53.
Les boulons peuvent être réglés de manière à permettre un mouvement axial d'une amplitude donnée à la bague-chapeau 17 vers la droite, fig.
5.
La surface sphérique 20 de la bague de garniture fixe 3 et la surface correspondante de la plaque 21, dans la construction selon la fige 2, permet un petit désalignement de l'arbre 1 et de la paroi 2 de l'enveloppe et la variante de construction de la fig. 6 sert également à permettre ce désalignement. Dans la construction de la fige 6, la bague 12c de la bague de serrage 11 a la forme d'un élément séparé constitué par une bague à gradins, diamétralement fendue, assemblée par un ressort de ceinture 60 et comportant sur une face un creux annulaire 61.
L'alésage de la bague 12c est plus grand que le diamètre de l'arbre 1 et la bague de serrage 11 est fendue diamétralement; lorsque les deux moitiés sont serrées entre elles, par exemple par des boulons 14 représentés fige 1, un jeu subsiste entre elles, si bien que la pression qui règne dans la région de la bague de serrage peut pénétrer dans le creux annulaire 61 et se propager de là dans l'espace annulaire situé entre la bague 12c et l'arbre 1 pour agir sur un côté de la bague de garniture compressible 15a, l'autre côté de laquelle s'aboute à la bague-chapeau 17.
La bague de garniture rotative 7 comporte un certain nombre de creux axiaux 62 destinés à recevoir un certain nombre de broches 63 saillant à partir de la bague de serrage 11 pour permettre à la bague de serrage 11 de mener la bague de garniture rotative 7 dans le sens de la rotation tout en laissant libre la bague de garniture rotative 7 de se déplacer axialement.
Ces broches 63 et ces creux 62 servent à un but semblable à celui auquel ser- vent les ergots 23 et les creux 24 de la construction selon la fig. 2, bien qu'il soit possible de supprimer ces ergots ou broches et alors la garniture rotative serait menée par friction par l'arbre, le manchon ou analogue, par l'intermédiaire de la bague ou des bagues de garniture compressibles 15.
En construisant la bague de garniture compressible 15a de caout- chouc ou d'une matière élastique analogue et en construisant la bague 12c et la bague-chapeau 17 de manière qu'elles aient un diamètre extérieur légè- rement inférieur au diamètre intérieur du creux 8, on peut pourvoir à un pe- tit désalignement entre l'arbre 1 et la paroi 2 de l'enveloppe.
De préférence, au moins la bague de serrage, la bague de garniture rotative, la bague-chapeau et la saillie 12c lorsqu il en est fait usa- ge, sont diamétralement fendues pour faciliter l'assemblage autour d'un arbre, les moitiés de'chaque pièce étant assemblées au moyen de dispositifs tels que les boulons 13 et 14 représentés fige 1.
Semblablement, d'autres pièces, y compris la bague de garniture fixe 7 et la bague de retenue 5 sont aussi, de préférence, fendues diamétra- lement de manière que l'entièreté de la garniture puisse être assemblée au- tour d'un arbre déjà mis en place et de manière que l'accès de toutes les pièces soit aisé, par exemple aux fins d'inspection.
Dans les dessins, des conduits à huile sont représentés en 42.
Des conduits de lubrification menant aux faces 9, 10, sont indiqués par la référence 42, fige 1, 2, 3, 5 et 6 et par les références 42a et 42b, fig. 4.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.