Dispositif de cloisonnement mobile étanche entre deus fluides. Cette invention a pour objet un disposi tif de cloisonnement mobile étanche entre deux fluides. Ce dispositif est, destiné, par exemple, à séparer deux fluides dont. l'un au moins est sous pression. sans permettre le mélange de ces fluides ou la déperdition de la pression.
Le dispositif de cloisonnement ou cloison comporte des éléments pouvant effectuer un certain déplacement relatif, entre lesquels est disposée une garniture d'étanchéité., en une matière convenable, un espace libre dans lequel la pression est faible étant mé nagé entre les éléments de telle façon que les portions de ces éléments qui correspon dent à cet espace, supportent une réaction dont la valeur par unité de surface soit in férieure à la valeur des pressions par unité de surface exercées de part. et d'autre du dispositif de cloisonnement tant.
que les élé ments constitutifs ne sont pas rapprochés jusqu'au contact, dans le but, d'une part, en faisant supporter à la matière formant gar niture et présentant une section inférieure à la section des éléments, la presque totalité (le la pression supportée par les éléments de cloisonnement, de provoquer la formation, dans cette substance formant garniture, d'une pression par unité de surface supé rieure à la pression exercée de part.
et d'au- fre du cloisonnement empéchant le passage des fluides d'une face à l'autre du cloison nement, et, d'autre part, en permettant le rapprochement éventuel des éléments sous l'effet des déperditions possibles de matière formant garniture d'assurer le maintien de la pression dans cette dernière.
Dans le dessin annexé qui représente, à titre d'exemple, schématiquement plusieurs formes d'exécution de l'objet (le l'invention.
1.a fig. 1 est un schéma servant à expli quer le principe suivant lequel est établi le dispositif (le cloisonnement mobile étanche d'aprl#s l'invention, dispositif indiqué plu loin sois le terme de .,cloison\: [,es fig. 2 à lf montrent, schématiquement des formes d'exécution de cette cloison; La fig. 5 représente l'application de cette cloison à une transmission à liquides sous pression;
La fig. 6 in(lique également de façon sché matique un mode d'utilisation de l'invention pour un organe tel qu'un accumulateur à air comprimé: La fi,-. '7 montre une autre application où la cloison étanche est. munie d'une tige sor tant à l'air libre, l'ensemble ainsi formc@ constituant un piston de pompe, de compres seur, ou d'accumulateur.
Comme le montre la fig. 1, la cloison mo bile étanche comporte deux éléments 9., 2, disposés dans la conduite commune 3, dans laquelle cette cloison doit pouvoir se dé placer tout. en maintenant une séparation étanche entre ses deux faces. Chacun des éléments 1 et- \, de section par exemple cir culaire, présente une partie de diamètre ré duit i et 5, et ces deux parties, tournées l'une vers l'autre, sont reliées par une garniture 6 extensible clans le, sens longitudinal, et.
ri gide dans le sens radial, soudée à chacune des parties Az ou 5 et déterminant ainsi la for mation entre ces parties, d'une chambre qui, pour la position de montage représen tée au dessin, est emplie d'air à la pression atmosphérique. ou même à une pression inférieure.
L'espace annulaire existant. autour des parties 4 et .ï et de la. chambre 7 est. empli d'une matière plastique ou élastique 8 telle, par exemple, que de la graisse consistante. des tresses suiffées, du caoutchouc ou autres substances.
Après montage, la. conduite 3 est sup posée remplie, de part et d'autre de la cloî- son, de fluides sous pression.
En négligeant. la faible pression de l'air contenu clans la. chambre 7, on peut. consi dérer la pression totale qui s'exerce sur l'un des éléments i ou 2 comme transmise inté gralement à la matière plastique 8 sur une section annulaire évidemment moindre que la section des éléments 1 et 2, parce que les parties, 4 et. @, de diamètre réduit de ces élé- nients, qui constituent les parois extrêmes (le la chambre '7 supportent une réaction in signifiante.
Il en résulte que la pression unitaire clans cette matière 8 est supérieure à celle qu'exercent. les fluides sous pression sur l'un ou l'autre élément 1 ou 2. et cela proportionnellement. à cette même pression.
La majoration de pression clans la ma tière plastique sera d'autant plus importante que la section annulaire de: cette matière sera plus réduite par l'élargissement de la chambre '%.
La pression par unité de surface de la masse plastique 8 étant supérieure à celle qui s'exerce sur chacun des éléments i. , il en résulte une obturation étanche- entre les chambres délimitées respectivement par les éléments 1 et 2, c'est-à-dire impossibilité aux fluides placés de part et. d'autre de la cloison de s'entrepénétrer. La matière plasticrue S pourra avoir tendance à s'échapper de part et d'autre, les formes d'exécution qui sui vent indiquent. les précautions prises pour s'y opposer.
Si la cloison mobile se déplace dans la conduite 3 tout en supportant sur ses faces extrêmes les mêmes pressions ou (les pres sions différentes, la pression par unité de surface de la substance plasticlue 8 étant tou jours supérieure à celles qui s'exercent. sur les faces extérieures des éléments 1, ?. l'é tanchéité subsistera pour toutes les positions de cette cloison.
Dans la forme d'exécution de la cloison mobile représentée en fig. 2, la. chambre est. ménagée à l'intérieur de l'un des élé ments, 1, par exemple, et la partie réduite 5 de l'autre élément coulisse clans cette cham bre. La matière plastique 8 ne peut pénétrer dans cette chambre. grâce à l'interposition d'une garniture 9, par exemple en cuir em bouti, qui fait. étanchéité entre la partie 5 et l'élément. i pour maintenir la chambre 7sans pression.
Cette garniture 9 s'applique également contre la paroi de. la. conduite 3 pour empêcher toute déperdition (le la ma tière plastique 8 de ce côté de la cloison. L a matière plastique 8 peut être maintenue de la même manière du côté de l'élément. 2 ou.
comme représenté, par une garniture plas tique ou .élastique 10 logée dans un évide ment de l'élément. 2 et sur laquelle appuie le bord annulaire 11 d'un plateau 12 qui peut êti- e rendu solidaire de l'élément 2, par exemr')le, par un emmanchement à baïon- nett..# 13.
Un espace 14 existant entre ce pla- teau et l'élément 2 permet. la compression de la garniture 10 à une pression supérieure à celle de la matière 8, pour réaliser l'étan chéité, de manière analogue à ce qui se passe pour la matière plastique 8, cette compres sion pouvant. être d'ailleurs obtenue de toute autre manière appropriée.
Si, pendant les déplacements de la cloi son mobile, il se produit, de part et, d'autre de cette cloison, malgré la présence des gar nitures d'étanchéité 9 et 10, un échappement de la matière plastique 8, la partie 5 péné trera davantage dans la chambre 7, de sorte que la pression de la matière plastique 8 restera supérieure à la pression des fluides s'exerçant. sur les éléments 1 et 2, et que l'étanchéité sera assurée pour toutes les con ditions de fonctionnement, tant que la pres sion dans la chambre 7 sera inférieure d'une quantité convenable à celle des fluides de la conduite 3.
Tant. que les deux éléments 1 et. 2 n'arriveront. pas au contact., la pression dans la chambre 7 ne deviendra jamais égale ou sensiblement égale à la pression enxistant clans la conduite 3, si on ménage à l'extrémité de la partie 5 un évidement 15 qui augmente le volume de la chambre 7.
Dans la forme d'exécution de la fig. 3 l'étanchéité sur la face externe de l'élément 2 est obtenue comme pour le cas de la fig. 2 mais on a prévu sur l'élément. 1 un groupe clé deux garnitures 16 et 1.7 comprimées par une couronne 18 munie d'une embase annu laire !9 pénétrant. dans un évidement, de même forme 20 de l'élément 1 en assurant ainsi l'étanchéité par le même principe de surpression.
Enfin, la fig. 4 montre pour les deux éléments 1 et 2 la disposition d'étanchéité représentée pour l'élément 2 en fig. 2 et 3. Dans cette forme d'exécution, la partie 5 est terminée à son extrémité par une embase ou bourrelet '.? 2 limitant l'écartement clos élé ments 1 et 2. L'étanchéité de cette partie est assurée par un presse-étoupe 23 qui forme butée pour l'embase 22.
La, disposition clés parties peut évidera- nient varier pourvu que les deux éléments 1 et 2 puissent effectuer un mouvement rela tif suffisant, sollicité ou non à se produire par l'action d'organes de rappel, pour com penser les fuites possibles de la substance plastique 8, et pourvu aussi que cette subs tance soit emmagasinée entre les éléments 1. et 2 sous une section plu:
faible due celle de ces éléments afin d'obtenir, dans la subs tance, une pression par unité de surface con- venablement supérieure assurant l'étan chéité. Un pourra disposer un organe de remplissage approprié permettant d'intro duire la matière plastique 8, même en posi tion de fonctionnement, dans le cas où cette matière est constituée par de la graisse con sistante ou autre matière coulante.
Cette cloison mobile étanche pourra être appliquée, par exemple, aux transmissions à liquide sous pression pour véhicules auto mobiles ou autres applications comme l'in dique la fi,-,. 5. 33 indique un moteur hy- dranlique primaire, commandé par un mo teur quelconque, et relié par des conduites 27 et 34 à un moteur hydraulique secondaire 35, la conduite 27 étant. par exemple, la con- cluite sous pression pour le sens de marche normal.
La. cloison mobile 24 est disposée dans une chambre 25 hermétiquement fer mée à l'un de ses extrémités et communi quant librement par son autre extrémité, en 26 avec la conduite 27 de liquide sous pression. Un épaulement 28 limite alors de préférence la course clé la cloison 24 pour maintenir une pression convenablement dé terminée pour le gaz occupant l'espace com pris entre celte cloison et le fond de la cham bre "5. On peut aussi disposer un ressort. ou un groupe de ressorts pour renforcer la. pres sion du gaz ou même 5- suppléer.
Pour- le cas de l'application à un accu mulateur d'air comme représenté en fig. 6, la cloison mobile 24 qui, de même que dans le cas précédent peut. présenter la conforma tion indiquée aux fig. 2 à 4, est soumise dans l'accumulateur<B>29</B> à la pression de l'eau ou autre fluide entrant par la tubulure 30, la, chambre 31 contenant de l'air comprimé ou un fluide de préférence élastique sous pres sion.
Dans les exemples des fig. 5 et 6, la cloi son mobile 24 empêche tout mélange de fluide, liquide ou gazeux, appartenant. à une transmission, ou destiné à accomplir un travail quelconque, cette cloison 24 pouvant se déplacer, sans cesser de réaliser l'étan chéité, suivant les diverses conditions de travail.
Enfin, on pourrait comme indiqué en fig. 7, munir cette cloison mobile \? 4 d'une tige<B>3J</B> pour lui faire transmettre la poussée d'un fluide sous pression contenu dans la chambre 32 ou pour comprimer un fluide quelconque cont.enif dans la chambre 32.
La cloison mobile étanche d'après l'inven tion peut être utilisée pour séparer deux fluides sous pression, que ces fluides soient liquides ou : azeux. Elle peut, aussi servir à séparer de l'atmosphère un fluide sous pres sion en contact. avec l'une des faces de la cloison, dont l'autre face serait. alors en con tact. avec l'air atmosphérique en supportant.
directement ou par l'intermédiaire d'une tige- une résistance qui fait, équilibre à la pret;ion du fluide.
L'invention peut s'appliquer clans tous les tuas où l'on emploie de l'air comprimé ou tnut autre -az ou fluide, élastique 'ou non, sous pression, surtout quand il y a in térêt à maintenir longtemps. sans pertes un volume clonai(- d e fluide sous pression, coi-tiiiie c'est le cas, par exemple, pour les pots de presses, les compresseurs, les. freins de chemins clc fer, les freins d'artillerie. les amortisseurs de chocs etc.
Dans certains cas, on pourrait remplacer la matière plastique 8 par un fli..ide élas tique ou même par un fluide pion élas tique.
Mobile watertight partitioning device between two fluids. The object of this invention is a device for leaktight mobile partitioning between two fluids. This device is intended, for example, to separate two fluids from which. at least one is under pressure. without allowing the mixing of these fluids or the loss of pressure.
The partitioning device or partition comprises elements capable of carrying out a certain relative displacement, between which is arranged a sealing gasket., Of a suitable material, a free space in which the pressure is low being arranged between the elements in such a way that the portions of these elements which correspond to this space, withstand a reaction whose value per unit area is less than the value of the pressures per unit area exerted per share. and the other of both the partitioning device.
that the constituent elements are not brought together until contact, with the aim, on the one hand, by making the material forming the lining and having a section smaller than the section of the elements, support almost all (the pressure supported by the partitioning elements, to cause the formation, in this substance forming a lining, of a pressure per unit area greater than the pressure exerted on the part.
and on the other hand of the partition preventing the passage of fluids from one face to the other of the partition, and, on the other hand, by allowing the possible approximation of the elements under the effect of possible losses of material forming the lining ensure that the pressure is maintained in the latter.
In the accompanying drawing which shows, by way of example, schematically several embodiments of the object (the invention.
1.a fig. 1 is a diagram serving to explain the principle according to which the device is established (the watertight mobile partitioning according to the invention, device indicated further away is the term of., Partition \: [, is fig. 2 to 1f schematically show embodiments of this bulkhead: Fig. 5 shows the application of this bulkhead to a pressurized liquid transmission;
Fig. 6 also schematically shows a mode of use of the invention for a component such as a compressed air accumulator: Fig. 7 shows another application where the airtight partition is provided with a rod exiting both in the open air, the assembly thus formc @ constituting a pump piston, compressor or accumulator.
As shown in fig. 1, the mo bile watertight partition comprises two elements 9., 2, arranged in the common pipe 3, in which this partition must be able to move everything. by maintaining a sealed separation between its two faces. Each of the elements 1 and - \, for example circular in cross section, has a part of reduced diameter i and 5, and these two parts, facing one another, are connected by an expandable gasket 6 in the, longitudinal direction, and.
ruled in the radial direction, welded to each of the parts Az or 5 and thus determining the formation between these parts, of a chamber which, for the mounting position shown in the drawing, is filled with air at atmospheric pressure . or even at lower pressure.
The existing annular space. around parts 4 and .ï and. bedroom 7 is. filled with a plastic or elastic material 8 such as, for example, consistent grease. hairy braids, rubber or other substances.
After assembly, the. Line 3 is assumed to be filled, on either side of the cloister, with fluids under pressure.
By neglecting. the low pressure of the air contained in it. room 7, we can. consider the total pressure exerted on one of the elements i or 2 as transmitted integrally to the plastic 8 over an annular section obviously less than the section of the elements 1 and 2, because the parts, 4 and. @, of reduced diameter of these elements, which constitute the end walls (the chamber '7 withstand an insignificant reaction.
As a result, the unit pressure in this material 8 is greater than that exerted. the fluids under pressure on one or the other element 1 or 2. and this proportionally. at this same pressure.
The increase in pressure in the plastic material will be all the greater as the annular section of this material will be reduced by the enlargement of the chamber.
The pressure per unit area of the plastic mass 8 being greater than that exerted on each of the elements i. , the result is a tight seal between the chambers delimited respectively by elements 1 and 2, that is to say impossibility of fluids placed on either side. other of the partition to penetrate each other. The plastic material S may have a tendency to escape from either side, the embodiments which follow indicate. the precautions taken to oppose it.
If the movable partition moves in the pipe 3 while supporting on its end faces the same pressures or (different pressures, the pressure per unit area of the plastic substance 8 always being greater than those exerted on it. the outer faces of the elements 1,?. the seal will remain for all the positions of this partition.
In the embodiment of the movable partition shown in FIG. 2, the. bedroom is. formed inside one of the elements, 1, for example, and the reduced part 5 of the other element slides clans this chamber. The plastic 8 cannot enter this chamber. thanks to the interposition of a trim 9, for example in leather em bouti, which does. sealing between part 5 and the element. i to keep chamber 7 pressureless.
This lining 9 also applies against the wall of. the. pipe 3 to prevent any leakage of the plastic 8 on this side of the partition. The plastic 8 can be maintained in the same way on the side of the element. 2 or.
as shown, by a plastic or elastic gasket 10 housed in a recess of the element. 2 and on which rests the annular edge 11 of a plate 12 which can be made integral with the element 2, for example, by a bayonet fitting. # 13.
A space 14 existing between this plate and the element 2 allows. the compression of the lining 10 at a pressure greater than that of the material 8, to achieve the seal, in a manner analogous to what happens for the plastic material 8, this compression being able. be obtained in any other suitable manner.
If, during the movements of the partition its mobile, there occurs, on either side of this partition, despite the presence of the sealing gaskets 9 and 10, an escape of the plastic 8, part 5 will penetrate more into the chamber 7, so that the pressure of the plastic material 8 will remain greater than the pressure of the exerted fluids. on elements 1 and 2, and that the tightness will be ensured for all operating conditions, as long as the pressure in chamber 7 is lower by a suitable quantity than that of the fluids in line 3.
So much. that the two elements 1 and. 2 will not arrive. not in contact., the pressure in chamber 7 will never become equal or substantially equal to the pressure existing in pipe 3, if a recess 15 is provided at the end of part 5, which increases the volume of chamber 7.
In the embodiment of FIG. 3 the seal on the external face of the element 2 is obtained as in the case of FIG. 2 but we have planned on the element. 1 a key group two linings 16 and 1.7 compressed by a crown 18 provided with an annular base! 9 penetrating. in a recess of the same shape 20 of the element 1, thus ensuring tightness by the same principle of overpressure.
Finally, fig. 4 shows for the two elements 1 and 2 the sealing arrangement shown for the element 2 in FIG. 2 and 3. In this embodiment, part 5 is terminated at its end by a base or bead '. 2 limiting the closed distance between elements 1 and 2. The sealing of this part is ensured by a gland 23 which forms a stop for the base 22.
The arrangement of the key parts can obviously vary provided that the two elements 1 and 2 can perform a sufficient relative movement, requested or not to be produced by the action of return members, to compensate for possible leaks from the plastic substance 8, and provided also that this substance is stored between elements 1. and 2 under a larger section:
low due to that of these elements in order to obtain, in the substance, a pressure per unit area suitably higher ensuring the seal. One may have an appropriate filling member allowing the plastic material 8 to be introduced, even in the operating position, in the case where this material consists of consistent grease or other flowable material.
This watertight mobile partition can be applied, for example, to pressurized liquid transmissions for motor vehicles or other applications as shown in the fi, - ,. 5.33 indicates a primary hydraulic motor, controlled by any motor, and connected by lines 27 and 34 to a secondary hydraulic motor 35, line 27 being. for example, the line under pressure for the normal direction of travel.
The movable partition 24 is disposed in a chamber 25 hermetically sealed at one of its ends and freely communicating at its other end, at 26, with the pipe 27 for pressurized liquid. A shoulder 28 then preferably limits the key stroke of the partition 24 to maintain a pressure suitably determined for the gas occupying the space comprised between this partition and the bottom of the chamber "5. A spring can also be placed. a group of springs to reinforce the gas pressure or even to replace it.
For the case of application to an air accumulator as shown in fig. 6, the movable partition 24 which, as in the previous case can. have the conformity indicated in figs. 2 to 4, is subjected in the accumulator <B> 29 </B> to the pressure of water or other fluid entering through the pipe 30, the chamber 31 containing compressed air or a preferably elastic fluid under pressure.
In the examples of fig. 5 and 6, the movable wall 24 prevents any mixing of fluid, liquid or gas, belonging. to a transmission, or intended to accomplish any work, this partition 24 being able to move, without ceasing to achieve sealing, according to the various working conditions.
Finally, one could, as indicated in FIG. 7, provide this movable partition \? 4 of a rod <B> 3J </B> to make it transmit the thrust of a pressurized fluid contained in the chamber 32 or to compress any fluid cont.enif in the chamber 32.
The watertight movable partition according to the invention can be used to separate two fluids under pressure, whether these fluids are liquid or: azous. It can also be used to separate a pressurized fluid in contact from the atmosphere. with one side of the partition, which the other side would be. then in touch. with atmospheric air supporting.
directly or through a rod - a resistance which makes, equilibrium at the ready; ion of the fluid.
The invention can be applied in all cases where compressed air or other gas or fluid, elastic or not, under pressure is used, especially when there is interest in maintaining it for a long time. without losses a clonal volume (- of pressurized fluid, coi-tiiiie this is the case, for example, for press pots, compressors, railroad brakes, artillery brakes. shocks etc.
In some cases, the plastic 8 could be replaced by an elastic fluid or even by an elastic pion fluid.