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L'invention est reli.. à ...eF1rm... axial comprenant au moins trois corps élastiques placés les uns à la suite des autres et reliés de manière telle entre eux qu'il se produise une décharge de la pression.
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On connaît déjà des compensateurs axiaux de ce genre mais ceux-ci ne permettent que des dilatations dans le sens-axial. On a toutefois constaté en pratique que.pôur un très grand nombre d'applications, le compensateur doit pouvoir absorber, en plus des dilatations axiales, des dé- placements ou glissements latéraux. Ceci nécessite l'inter- vention de plusieurs compensateurs établis dans des plans différents ou empêche que le problème puisse être résolu à l'aide de compensateurs. Principalement pour la construc- tion de turbines à vapeur et à gaz, il est essentiel que les.tuyauteries, raccordées au carter de,la turbine, n'exercent pas une pression sur ce'carter. Ceci nécessite l'utilisation de compensateurs non soumis à une pression.
Il est exceptionnel que les tuyauteries, qui aboutissent au carter d'une turbine ou qui partent de celui-ci, soient orientées dans une direction seulement. Ces tuyauteries sont, au contraire, établies dans plusieurs plans de sor- te que les modifications de longueur, qui se produisent, agissent non pas dans un sens mais bien suivant des direc- tions quelconques. Avec..un compensateur axial, construit comme à l'ordinaire, ces modifications de longueur, suivant plusieurs directions, ne pouvaient pas être absorbées.
Des problèmes identiques ou analogues se présentent égale- ment pour d'autres dispositifs tels que des compresseurs, des chaudières, des conduits d'échappement de moteurs Disel, etc.
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Cet inconvénient important est écarté, con- formément à l'invention, en établissant les organes de liaison des corps élastiques, qui servent à la décharge de la pression, à l'extérieur desdits corps et en articu- lant ces organes dans au moins un plan afin que le com- pensateur puisse absorber non seulement les mouvements axiaux mais également les déplacements latéraux des pièces raccordées à celui-ci.
Un tel compensateur axial peut donc absorber des mouvements dans toutes les directions possibles, c'est-à-dire suivant trois dimensions, de sorte que, par suite de la décharge de la pression, les efforts qui agissent encore sur le point fixe sont constitués unique- ment par la résistance que les corp élastiques opposent à leur déplacement. En utilisant des corps élastiques à parois multiples formées par des couches très minces, ces efforts sont extrêmement réduits et pratiquement négli- geables. Le compensateur présente cet autre avantage qu'il peut être construit avec une longueur faible et un en- combrement réduit ce qui est très important pour plusieurs applications pour lesquelles on dispose de très peu de place. La construction du compensateur est très simple de sorte qu'il peut être fabriqué d'une manière très économique.
Ses frais de fabrication sont notablement moindres que dans le cas où l'on utilise deux compensateurs constitués selon des systèmes connus pour recevoir non seulement le mouvement
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axial mais également le mouvement latéral,, plus spéciale- ment quand les compensateurs ne doivent subir aucuns pression.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre un premier mode de réalisation d'un compensateur axial, la moitié supérieure de cette figure étant une coupe longitudinale et la moitié inférieure une vue en élévation de ce compensateur.
La fig. 2 montre une vue en bout dudit compensateur.
Les fig. 3 à 7 montrent, en élévation, d'autres modes de réalisation de ce compensateur.
Le compensateur, montré sur les fig. 1 et 2, com- porte deux corps élastiques ou tubes ondulés 1 et 2 dont le diamètre utile correspond sensiblement à la section de passage voulue ou au diamètre des conduits qui sont à rac- corder au compensateur. Entre les deux corps élastiques 1 et 2 est établi un troisième corps élastique 3 dont le diamètre et la longueur ont une valeur telle que, suivant qu'on le désire, il se produise une compensation complète ou une sur-ou-sous-compensation de l'ensemble du dispo- sitif.
A cet effet on doit donner à la surface active totale du corps élastique 3 une valeur à peu près deux fois plus grande que celle de la surface active totale de chacun des corps élastiques 1 et 2.,Ceux-ci sont soudés à leurs extrémités, dans des brides 4,5ou 6,7 et en. vue d'obtenir un meilleur soudage des parois minces des corps
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élastiques 1,2 on loge dans ces extrémités des bagues 8.
Les corps élastiques 1,2 peuvent être reliés aux brides
4 à 7 par sertissage à la place du soudage. Le corps élastique 3 est soudé à deux bagues 9 et 10, des bagues de recouvrement 11 et 12 servant au raidissement et à l'amé- lioration de la qualité du soudage. Dans des trous, percés dans les bagues 9 et 10, sont logées des tiges filetées
13 soudées à la face interne desdites bagues, ces tiges traversant des trous correspondants des brides 5 et 7 de sorte que des écrous 14 permettent,de serrer les brides
5 et 7 contre les bagues 9 et 10 pour relier les corps élastiques 1 et 2 au corps élastique 3. Entre la bride 5 et la bague 9 et entre la bride 7 et la bague 10 est inter.. calée, dans chaque cas, une bague d'étanchéité 15 pour assurer une liaison hermétique entre les corps élastiques.
Les brides 4,5,6 et 7 portent, en des points diamétralement opposés, des oreilles 16, 17, 18 et-19, les oreilles 17 et 18 étant décalées de 90 par rapport @ aux oreilles 16 et 19. Aux oreilles 16, 17, 18 et 19 sont fixés des axes 20 à l'aide de rondelles élastiques fendues
21. Sur les axes 20 sont engagés des tourillons 22 qui se trouvent aux extrémités de tiges 23, 24 à section trans" versale en forme de U.
De cette manière les brides 4 et 7 sont reliées entre elles par deux tiges 23 diamétralement opposées et les brides 5 et 6 également par des tiges 24 diamétralement opposées mais décalées de 90 par rapport aux tiges 23. Les deux brides terminales 4 et 6 comportent
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xxx treus 25 à l'aide desquels elles peuvent être re- liées aux brides(non montrées) des conduits qui doivent être raccordésau compensateur.
Le compensateur, tel ue décrit, peut absorber les modifications de longueur dans le sens axial ou dans le sens de l'écoulement. Quand une dilatation des conduits raccordés a lieu, les corps élastiques 1 et 2 sont compri= . més de la valeur correspondant à la dilatation à absorber et, en même temps, le corps élastique médian 3 se dilate . de la même valeur de sorte qu'il se produit, quand les dimensions des corps élastiques ont été judicieusement choisies, une compensation tell -des masses que dans la direction axiale et suivant le.genre de décharge, il ne se produise que des efforts très réduits pour agir sur les points fixés, même quand des pressions très élevées agissent dans l'ensemble des conduits.
En cas de com- pensation complète ces effort ; correspondent uniquement à la résistance que les corps élastiques opposent au mouvement.
Le compensateur, tel que .décrit, peut servir en même temps pour absorber les dilatations suivant des .directions quelconques, perpendiculaires à l'axe du con- duit. Les tiges articulées 23 permettent le déplacement latéral des corps élastiques 1 et 3 dans une direction et les tiges articulées 24 permettent le mouvement la- téral des corps élastiques 2 et 3 dans une direction per-
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pendiculaire à la direction susdite. Par la combinaison des tiges articulées 23 et 24 le compensateur peut effectuer un mouvement dans n'importe quelle direction perpendiculaire à l'axe du conduit.
Pour l'exemple de la fig. 3, les corps élastiques
26 et 27 sont soudés aux brides 29,30, 31, 32 alors que les corps élastiques 28 sont soudés aux brides 33, 34, les brides 30,33 et 32, 34 étant soudées l'une à l'autre.
Les oreilles 35 et 38, prévues respectivement sur les brides 29 et 32, sont reliées entre elles par des tiges 39 et des rotules 40 alors que les oreilles 36 et 37, prévues respectivement sur les brides 30 et 31, sont re- liées entre elles par des tiges 41 et des rotules 40, les tiges 41 étant décalées de 90 par rapport aux tiges 39.
Pour l'exemple de la fig. 4 on a recours à deux corps élastiques extérieurs 42, 43 etàdeux corps élastiques médians 44, 45 dont les brides intermédiaires sont re- liées entre elles par soudage. Les corps élastiques 42, 44 et 45 sont reliés entre eux par des tiges 46 et les corps élastiques 43,44 et 45 par des tiges 47, celles- ci étant décalées de 90 par rapport aux tiges 46. Les tiges 46 et 47 sont articulées, à leurs extrémités par des axes aux brides des corps élastiques.
Pour l'exemple de la fig. 5 on intercale entre les deux corps élastiques extérieurs 48, 49 et le corps élastique médian 50 des tronçons tubulaires 51 et 52, à paroi unie, qui sont soudés aux brides des corps élastique.
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En outre, on soude aux corps élastiques extérieurs 48 et 49 des tronçons tubulaires 53 et 54, à paroi unie, dont les extrémités libres sont destinées à être soudées dans les conduits. Egalement dans ce cas, on relie les corps tubulaires 48, 50 et 49, 50 par des tiges 55, 56 arti- culées aux oreilles 57.A cause des tronçons tubulaires 51 et 52, à paroi unie, on peut obtenir des mouvements plus grands, perpendiculairement à l'axe du compensateur, que dans le cas où ces tronçons n'existent pas.
La fig. 6 montre un compensateur dans lequel les deux corps élastiques extérieurs 58, 59 sont reliés par soudage au corps élastique médian 60 alors qu'aux extrémité: libres des corps élastiques 58, 59 sont soudés des tronçons tubulaires 61 et 62, à paroi unie, qui sont destinés à être soudés dans les conduits. Comme éléments de liaison des corps élastiques 58 à 60 on a prévu dans ce cas des cables 63 qui prennent appui sur des oreilles 64.
La fig. 7 montre un compensateur analogue à celui de la fig. 6 mais pour lequel, à la place des câbles 63, on utilise des chaînes 65 comme organes de liaison.
Le compensateur, selon les exemples des fig. 1, 2 et 5, présente l'avantage que les brides, qui sont reliées aux conduits ou au .carter de turbine, restent obligatoirement perpendiculaires à l'axe du conduit à cause de leur guidage par un parallèlogramme déformable alors que ces brides, pour les exemples des fig. 3,4,(
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et 7, sont guidées librement. Le compensateur selon les fig. 1 à 5, fonctionne correctement sans qu'une pression règne à l'intérieur de celui-ci. Par contre, pour les exemples des fig. 6 à 7, le compensateur fonctionne seule- ment correctement quand une pression règne à l'intérieur de celui-ci.
Quand les différents corps élastiques sont re- liés entre eux et aux organes raccordés à ceux-ci à l'aide de vis, comme montré sur la fig. 1, on peut facilement les remplacer. Par contre, si les orps élastiques sont reliés entre eux et aux organes de raccordement par soudage, il n'existe plus d'endroits qui doivent être rendus étanches et le compensateur ne nécessite aucune surveillance. Egale- ment dans ce cas, on peut agencer le dispositif de manière telle qu'après démontage des éléments de liaison on puisse séparer les différents corps élastiques en détachant les tronçons tubulaires par un usinage au tour de sorte que chacun de ces corps peut être remplacé.
A la place des bagues $, qui servent à réaliser une meilleure soudure, on peut avoir recours à des tubes protecteurs qui glissent téléscopiquement les une dans les autres pour former un passage dans lequel'l'écoulement se fait sans aucune gêne et sans formation de tourbillons et afin qu'une quantité moindre de saletés puisse s'accumuler dans les parties ondulées des corps élastiques. On peut également allonger quelque peu les bagues 8 et rouler leurs bords tout en intercalant entre ces bagues un tube pro-
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tecteur dont les bords sont roulés en sens inverse. Afin que les tubes télescopiques ne gênent pas les mouvements latéraux du compensateur on doit prévoir entre eux un inter- valle suffisant.
Les compensateurs décrits constituent un dis- positif idéal pour absorber les dilatations. Il permet non seulement l'absorption des dilatations suivant les trois dimensions mais les efforts de réaction qui se pro- duisent sur des conduits raccordés sont tellement petits, même à des pressions élevées, que les conduits raccordés ou. les points fixes peuvent avoir des dimensions très réduites, ce qui permet, par exemple, de raccorder ces com- pensateurs directement et sans crainte au carter en fonte de turbines, de moteurs Diesel, de compresseurs etc...
Bien qu'avec les compensateurs axiaux décrits on obtienne déjà une décharge de'la pression du compensa- teur avec des corps élastiques à paroi unique, on peut ré- duire encore considérablement cette pression, agissant sur le point fixe, avec des corps élastiques à parois multiples pour la raison que ceux-ci opposent une ré- sistance très petite au mouvement. En outre, les corps élastiques, qui sont constitués par plusieurs couches minces, peuvent être fabriqués avec des ondulations plus basses de sorte que les compensateurs ont un diamètre ex- térieur plus petit. Par conséquent; on peut donner des di- mensions réduites au grand corps élastique, qui supporte la décharge de la pression.
Tout le compensateur peut donc
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être fabriqué en ayant un diamètre réduit en conséquence, ce qui présente cet autre avantage qu'il peut être établi dans des tuyauteries qui se trouvent très près les unes des autres. @
Revendications :
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1.Compensateur axial comprenant au moins trois corps élastiques placés les uns à la suite des autres et reliés de manière telle qu'il se produise une décharge de pression, caractérisé par le fait que les organes de liaison des corps élastiques, qui servent à la décharge de la pression, sont établis à l'extérieur desdits corps et sont articulés dans au moins un plan afin que le com- pensateur puisse absorber non seulement des mouvements axiaux mais également des déplacements latéraux des pièces reliées au compensateur.