FR2476259A1 - SEALING ELEMENT, ESPECIALLY FOR CONNECTIONS SUBJECT TO HIGH TEMPERATURES - Google Patents
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Abstract
ELEMENT D'ETANCHEITE CONSTITUE PAR UNE ENVELOPPE METALLIQUE ET UNE GARNITURE EN MATERIAU DE REMPLISSAGE, NOTAMMENT POUR DES RACCORDEMENTS SOUMIS A DES TEMPERATURES ELEVEES, COMME DES BRIDES DE TURBO-SOUFFLANTES A GAZ D'ECHAPPEMENT, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE LA GARNITURE EN MATERIAU DE REMPLISSAGE 3 DE L'ELEMENT D'ETANCHEITE EST RENFORCEE MECANIQUEMENT PAR L'ENVELOPPE METALLIQUE 2 ET EST ENFERMEE HERMETIQUEMENT POUR EMPECHER QU'ELLE NE SORTE ET QUE NE PENETRENT DES AGENTS REACTIFS DU POINT DE VUE CHIMIQUE.WATERPROOFING ELEMENT CONSISTING OF A METAL ENCLOSURE AND A FILLING MATERIAL TRIM, ESPECIALLY FOR CONNECTIONS SUBJECT TO HIGH TEMPERATURES, SUCH AS EXHAUST GAS TURBO-BLOWERS, CHARACTERIZED BY THE GASKET MATERIAL FILLING 3 OF THE WATERPROOFING ELEMENT IS MECHANICALLY REINFORCED BY THE METAL ENCLOSURE 2 AND IS TIGHTLY ENCLOSED TO PREVENT IT FROM COMING OUT AND THE ENTRY OF CHEMICAL REACTIVE AGENTS.
Description
Elément d'étanchéité, notamment pour des raccordements soumisSealing element, in particular for subject connections
à des températures élevées.at high temperatures.
L'invention concerne un élément d'étanchéité cons- The invention relates to a sealing element consisting of
titué par une enveloppe métallique et une garniture en matériau de remplissage, notamment pour des raccordements soumis à des températures élevées, comme des brides de turbo-soufflantes à gaz d'échappement. Dans*des éléments d'étanchéité connus de ce type, par exemple des bagues d'étanchéité en forme de C, formed by a metal casing and a filling of filling material, in particular for connections subjected to high temperatures, such as flanges of exhaust gas turbochargers. In * known sealing elements of this type, for example C-shaped sealing rings,
norme DIN 7603, l'enveloppe métallique n'entoure norma- DIN 7603 standard, the metal casing does not normally surround
lement pas le matériau de remplissage ni avant ni not the filling material neither before nor
pendant l'utilisation, de sorte que le matériau de rem- during use, so that the replacement material
plissage peut venir en contact aussi bien avec les agents devant être isolés de façon étanche, avec les éléments constitutifs qu'également avec l'atmosphère environnante. Lors de l'utilisation de telles bagues pleating can come into contact both with the agents to be sealed, with the constituent elements and also with the surrounding atmosphere. When using such rings
d'étanchéité au niveau de raccordements étanches sou- seal at tight watertight connections
mis à des températures élevées, on n'obtient pas en put at high temperatures, you don't get
général une étanchéité satisfaisante du fait que la sta- generally a satisfactory seal because the sta-
bilité thermique des matériaux utilisés est trop faible ou que les matériaux s'oxydent à des températures de thermal bility of the materials used is too low or that the materials oxidize at temperatures of
service élevées et, de ce fait, perdent leurs carac- high service and thereby lose their character-
téristiques d'étanchéité.sealing characteristics.
Un étanchement purement métallique, par exemple à l'aide de bagues complètes, n'est pas possible en raison du manque de retour élastique, qui est fourni uniquement par le module d'élasticité du matériau, du fait de la déformation thermique des composants A purely metallic seal, for example using complete rings, is not possible due to the lack of elastic return, which is provided only by the modulus of elasticity of the material, due to the thermal deformation of the components
qui apparaît.which appears.
Des éléments d'étanchéité métalliques de forme élastique, par exemple des éléments d'étanchéité à Elastically shaped metal seals, e.g.
moulures, possèdent il est vrai de bonnes caractéris- moldings, it is true that they have good characteristics
tiques de retour élastique aux températures ambiantes, mais perdent largement leurs caractéristiques de retour elastic return ticks at ambient temperatures, but largely lose their return characteristics
élastique, par détente thermique de la pièce préfor- elastic, by thermal expansion of the pre-formed part
mée, à des températures élevées. at high temperatures.
L'invention se propose, par conséquent, de per- The invention therefore proposes to
fectionner un élément d'étanchéité du type mentionné cirdessus, de manière qu'il supporte des températures make a sealing element of the type mentioned above, so that it withstands temperatures
élevées, et, ce, également en ce qui concerne la sta- also with regard to the sta-
bilité chimique. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que les deux bords de l'enveloppe métallique s'étendant suivant la direction longitudinale de 1' élément d'étanchéité, éventuellement en combinaison avec d'autres parties, enferment hermétiquement la garniture en matériau de remplissage et empêchent la chemical bility. This problem is solved according to the invention thanks to the fact that the two edges of the metal casing extending in the longitudinal direction of one sealing element, possibly in combination with other parts, hermetically enclose the lining of material. filling and prevent the
pénétration d'agents réactifs du point de vue chimique. penetration of chemically reactive agents.
Grâce à la configuration de l'élément d'étanchéité, le matériau de remplissage ne vient en contact ni avec les agents devant être isolés de façon étanche, ni avec les éléments constitutifs, ni avec l'atmosphère environnante. De ce fait, le matériau de remplissage, par exemple un matériau qui s'oxyde en atmosphère normale à des températures élevées, tel que du graphite, est protégé des influences extérieures, de sorte que les bonnes caractéristiques de retour élastique du graphite existent aussi bien à la température ambiante qu'à des températures très élevées. Par conséquent, Thanks to the configuration of the sealing element, the filling material does not come into contact with either the agents to be sealed, neither with the constituent elements, nor with the surrounding atmosphere. As a result, the filling material, for example a material which oxidizes in a normal atmosphere at high temperatures, such as graphite, is protected from external influences, so that the good elastic return characteristics of graphite exist as well. at room temperature only at very high temperatures. Therefore,
l'élément d'étanchéité suivant l'invention s'est con- the sealing element according to the invention has been
firmé de façon surprenante en pratique dans des raccor- surprisingly firm in practice in connections
dements soumis à des températures élevées, par exemple pour rendre étanches des brides de turbo-soufflantes à dements subjected to high temperatures, for example to seal flanges of turbo-blowers to
gaz d'échappement.exhaust gas.
La présente invention sera mieux comprise à The present invention will be better understood from
l'aide de la description suivante de plusieurs modes using the following description of several modes
de. -réalisation préférés mais non limitatifs représentés aux dessins annexés dans lesquels of. - preferred but nonlimiting embodiments shown in the accompanying drawings in which
la fig. 1 est une vue en plan d'un élément d'étan- fig. 1 is a plan view of a sealing element
chéité pour des raccordements soumis à des températures élevées; et les fig. 2 à 7 sont des vues en coupe transversale, suitability for connections subject to high temperatures; and fig. 2 to 7 are cross-sectional views,
suivant la ligne II-II, de l'élément d'étanchéité annu- along line II-II, of the sealing element annu-
laire, suivant différents modes de réalisation. laire, according to different embodiments.
La fig. 1 représente un élément d'étanchéité an- Fig. 1 shows a sealing element an-
nulaire 1 qui est destiné à être utilisé dans des rac- ring 1 which is intended for use in connections
co.rdements soumis à des températures élevées, par co.rdements subjected to high temperatures, by
exemple des brides de turbo-soufflantes à gaz d'échap- example of flanges of exhaust gas turbochargers
pement ou également dans des raccordements auxquels sont imposées des exigences sévères du point de vue *de la or also in connections to which severe requirements are imposed from the point of view * of the
constance chimique à des températures élevées. chemical consistency at high temperatures.
L'élément d'étanchéité s'est confirmé en pratique lors de l'étanchéification de brides de turbo-soufflantes à gaz d'échappement et possède, dans ce cas, un diamètre intérieur d'environ 45,3 mm et un diamètre extérieur d'environ 51,9 mm. L'élément d'étanchéité peut posséder The sealing element was confirmed in practice during the sealing of flanges of exhaust gas turbochargers and in this case has an internal diameter of approximately 45.3 mm and an external diameter d '' about 51.9 mm. The sealing element may have
une forme circulaire ou une forme différente. a circular shape or a different shape.
L'élément d'étanchéité annulaire suivant la fig. 1 The annular sealing element according to FIG. 1
possède de préférence les sections transversales repré- preferably has the cross sections shown
sentées sur les fig. 2 à 7.felt in figs. 2 to 7.
Suivant la fig. 2, l'enfermement hermétique du ma- According to fig. 2, the hermetic confinement of the ma-
tériau de remplissage est obtenu par l'aboutement des filling material is obtained by the abutment of
deux bords 2a, 2b de l'enveloppe métallique. two edges 2a, 2b of the metal casing.
Suivant la fig. 3, une bague supplémentaire 5 est introduite sous l'emplacement du joint 4 entre les According to fig. 3, an additional ring 5 is introduced under the location of the seal 4 between the
bords 2a, 2b de l'enveloppe métallique. edges 2a, 2b of the metal casing.
Suivant la fig. 4, la garniture en matériau de remplissage est entourée par une autre enveloppe 6, et les emplacements des joints 4,7 entre les bords 2a, 2b et 6a, 6b sont décalés, notamment diamétralement opposés. Suivant la fig. 5, les deux bords 2a, 2b de l'enveloppe métallique qui dépassent sont pliés et According to fig. 4, the filling material filling is surrounded by another envelope 6, and the locations of the seals 4,7 between the edges 2a, 2b and 6a, 6b are offset, in particular diametrically opposite. According to fig. 5, the two edges 2a, 2b of the metal casing which protrude are folded and
retournés.returned.
Suivant la fig. 6, la garniture en matériau de According to fig. 6, the material lining
remplissage 3 est entourée trois fois, et les emplace- filling 3 is surrounded three times, and places them
ments des joints 4, 7, 8 des trois enveloppes 2, 6, 9 sont décalés de manière à s'imbriquer en agissant the joints 4, 7, 8 of the three envelopes 2, 6, 9 are offset so as to overlap by acting
élastiquement l'une sur l'autre.elastically one over the other.
Suivant la fig. 7, les bords 2a, 2b de l'envelop- According to fig. 7, the edges 2a, 2b of the envelope
pe métallique se chevauchent sur une plage angulaire de 45 maximum. L'élément d'étanchéité suivant cette figure est donc constitué par une enveloppe métallique 2 dont les bords longitudinaux 2a, 2b, s'étendant suivant la direction périphérique de l'élément d'étanchéité, metal pe overlap over an angular range of 45 maximum. The sealing element according to this figure therefore consists of a metal casing 2 whose longitudinal edges 2a, 2b, extending in the peripheral direction of the sealing element,
se chevauchent de façon jointive avec une pré-tension élas- overlap contiguously with elastic pre-tension
tique. L'enveloppe métallique de l'élément d'étanchéité pour l'étanchement de brides de turbo-soufflantes à gaz d'échappement ou devant être utilisé dans des conditions tick. The metal casing of the sealing element for sealing flanges of exhaust gas turbofans or to be used under conditions
de service similaires, possède, de préférence, une é- of similar service, preferably has a
paisseur de 0,5mm. La hauteur totale de l'élément d'étan- thickness of 0.5mm. The total height of the sealing element
chéité annulaire est avantageusement égale dans ce cas à environ 3,5 mm. Le chevauchement des bords longitudinaux 2a, 2b de l'enveloppe métallique 2 s'étend avantageusement sur une plage angulaire allant de 10 à 45 , de préférence annular sheaf is advantageously equal in this case to approximately 3.5 mm. The overlap of the longitudinal edges 2a, 2b of the metal casing 2 advantageously extends over an angular range from 10 to 45, preferably
de 20 à-30 .from 20 to -30.
L'élément d'étanchéité suivant l'invention possède, dans ses différents modes de réalisation, une épaisseur The sealing element according to the invention has, in its various embodiments, a thickness
de paroi suffisante pour éviter des détériorations mé- of sufficient wall to avoid deterioration
caniques aussi bien avant que pendant sa mise en place. canic both before and during its implementation.
Une garniture, en matériau de remplissage 3, qui est constituée par un matériau d'étanchéité élastique ou plastique, de préférence par du graphite, de l'amiante A lining, of filling material 3, which is constituted by an elastic or plastic sealing material, preferably by graphite, asbestos
et/ou du kaolin, est entourée de cette façon par l'en- and / or kaolin, is surrounded in this way by the
veloppe métallique 2-de façon suffisamment jointive pour que le matériau de remplissage soit protégé d'influences metallic velvet 2-sufficiently contiguous so that the filling material is protected from influences
extérieures, par exemple d'une oxydation-due à la pé- external, for example from oxidation-due to
nétration d'air, et, par conséquent, conserve en perma- air intake, and therefore retains perma-
nence ses bonnes caractéristiques de retour élastique. its good elastic return characteristics.
Ii en résulte une sécurité de fonctionnement et une du- This results in operational safety and a
rée de vie importantes de l'élément d'étanchéité suivant significant life expectancy of the following sealing element
l'invention. La garniture en graphite se présente-avan- the invention. The graphite packing looks like-
tageusement sous une forme pressée, par exemple sous la forme d'une bague qui s'adapte à la section transversale tagging in a pressed form, for example in the form of a ring which adapts to the cross section
intérieure de l'espace creux entouré par l'enveloppe - interior of the hollow space surrounded by the envelope -
métallique dans la forme représentée sur les fig. 2 à 7. metallic in the form shown in figs. 2 to 7.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs As it goes without saying, and as it results from elsewhere
déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nulle- already from the above, the invention is not limited to
ment à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés; -elle en ment to those of its modes of application and embodiments which have been more particularly envisaged; it in
embrasse, au contraire, toutes les variantes. embraces, on the contrary, all variants.
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