FR2626645A2

FR2626645A2 - Device with a sealing gasket with lateral friction

Info

Publication number: FR2626645A2
Application number: FR8801326A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1989-08-04
Anticipated expiration: 2008-02-03
Also published as: FR2626645B2

Abstract

The invention relates to a device with a sealing gasket with lateral friction. The invention is intended to provide sealing between a fixed casing 1f and a rotating shaft 3e passing through it in order to prevent any leak of substance 2e contained in the casing 1f. It is characterized in that the flange 11f is housed in the bore of a casing 1f retained in the axial direction by a shoulder on the flange and on the interacting casing 51 so as to resist the thrust generated by the pressure of the fluid to be sealed against, an O-ring 13f provides static sealing between the flange and the casing, a seal 28f moulded to a suitable shape protects the O-ring 18e and its groove against dirt 2e conveyed by the product to be sealed against, a screw 45 fixed into the casing 1f radially positions the flange 11f. The invention most particularly finds its application for pumps for loaded product.

Description

On a décrit an brevet principal, an dispositif de garniture d'étanchéité à frottement latéral. Elle trouve tout particulièrement son application pour l'étanchéité de produits divers sous pression, nocifs, coûteux, ou dangereux, cbargés de graviers, poudre ou fibres plus ou moins longues, dans l'industrie du papier, des sucrèries, et autres. Cette garniture étant montée sur une paroi de part et d'autre de laquelle se trouve des fluides à des pression différentes, à la traversée d'un arbre en rotation. There has been described in the main patent, a seal device with lateral friction. It particularly finds its application for the sealing of various products under pressure, harmful, expensive, or dangerous, coarse gravel, powder or fibers more or less long, in the paper industry, sweets, and others. This packing being mounted on a wall on either side of which there are fluids at different pressures, through a rotating shaft.

Ce dispositif étant formé d'un collier fixé sur l'arbre, lequel soutient une bague de frottement mobile ; une bague de frottement fixe, solidaire en rotation d'un flasque fixé sur le carter par l'intermédiaire de moyens de pression axiaux qui appliquent la bague de frottement fixe, contre la bague de frottement mobile, lesdits moyens comprenant une couronne mobile axiale- ment sur laquelle s'appliquent des ressorts de pression répartis dans des chambres réalisées sur le pourtour du flasque, caractérisé par le fait que l'immobilisation axiale de la couronne sur le flasque, est réalisée au moyen d'ergots ou tiges de guidage, placés dans des cavités tubulaires, réaliséen sur le pourtour bu'flasque dont les têtes s'appliquent dans des découpes réalisées dans la couronne ; lesdits ergots présentant des moyens de poussée qui leur permettent de suivre le mouvement de la couronne dans le sens axial et correspondant à l'usure des bagues de frottement. This device being formed of a collar fixed on the shaft, which supports a movable friction ring; a fixed friction ring, integral in rotation with a flange fixed on the casing by means of axial pressure means which apply the fixed friction ring against the mobile friction ring, said means comprising an axially movable ring on which apply pressure springs distributed in chambers made on the periphery of the flange, characterized in that the axial immobilization of the crown on the flange, is carried out by means of lugs or guide rods, placed in tubular cavities, made on the circumference of the flange, the heads of which apply in cutouts made in the crown; said pins having thrust means which allow them to follow the movement of the crown in the axial direction and corresponding to the wear of the friction rings.

La présente addition a pour objet des perfeotionnements au dispositif de garniture à frottement latéral. The present addition relates to improvements to the side friction lining device.

Suivant l'un de ces perfectionnements, le flasque décrit au brevet prin cipal a un profil extérieur en forme de bride avec trous, qui se fixe sur le carter de la machine, à l'aide de vis ; ce flasque ne comporte plus la partie formant bride, ce qui permet de réaliser une économie de matière, et d'intégrer l'ensemble dans un espace plus réduit, et de pouvoir utiliser ce dispositif, l ois, il n'était pas possible de le faire jusqu'à présent. According to one of these improvements, the flange described in the main patent has an external profile in the form of a flange with holes, which is fixed to the casing of the machine, using screws; this flange no longer has the flange portion, which makes it possible to save material, and to integrate the assembly in a more reduced space, and to be able to use this device, when it was not possible to do it so far.

Suivant un antre perfectionnement, ce même flasque vient directement de matière, d'une seule pie ce avec le carter de la machine a étancher, oe qui permet un usinage simultané de l'eusemble : flasque et carter, supprime le système d'étanchéité statique entre ce carter et le flasque, ainsi que les moyens de positionnement axial et radial de ce flasque, vis-à-vis de ce carter. According to a further improvement, this same flange comes directly from the material, in a single piece with the housing of the sealing machine, which allows simultaneous machining of the assembly: flange and housing, eliminates the static sealing system between this casing and the flange, as well as the means for axial and radial positioning of this flange, with respect to this casing.

suivant un autre mode d'exécution, le joint torique côté produit à étanche, et qui est prévu pour résister à la pression quelquefois élevés du fluide à étancher, est protégé des souillures par un système de joint racleur connu, décrit au brevet principal, mais qui, lorsqu'on ne trouve pas la dimension adéquate, est remplacé par un autre joint du commerce du type à lèvre ou tout autre joint similaire remplissant les mêmes fonctions, ou réalisé par moulage au profil convenable , étant bien entendu que ce type de joint ne résiste qu'à des pressions relativement faibles, comparativement au joint torique monté en aval. according to another embodiment, the O-ring on the product side is leaktight, and which is designed to withstand the sometimes high pressure of the fluid to be sealed, is protected from contamination by a known scraper seal system, described in the main patent, but which, when the appropriate dimension is not found, is replaced by another commercial seal of the lip type or any other similar seal fulfilling the same functions, or produced by molding with a suitable profile, it being understood that this type of seal only withstands relatively low pressures compared to the downstream O-ring.

Cette façon de procéder protège le joint torique lui-même, mais aussi la gorge de celui-ci, ce qui permet de prévoir une gorge plus large que le joint torique 3 il en résulte lors des mouvements relatifs de a couronnes un rou- lement sur lui même du joint torique, ce principe offrant une résistance pra tiquement nulle comparativement à un glissement de la couronne vis-a-vis de ce joint toriques quand ce dernier est bloqué dans sa gorge ou par les souillares provenant du fluide à étancher. This procedure protects the O-ring itself, but also the groove thereof, which makes it possible to provide a wider groove than the O-ring 3, this results in relative movements of a crowns rolling on itself of the O-ring, this principle offering practically zero resistance compared to a sliding of the crown vis-à-vis this O-ring when the latter is blocked in its groove or by the dirt from the fluid to be sealed.

Un autre mode d'exécution concernant le collier qui porte la bague de frottement mobile, l'ensemble étant solidaire de l'arbre en rotation de la machine à étancher. Another embodiment relating to the collar which carries the movable friction ring, the assembly being integral with the rotating shaft of the sealing machine.

En effet, il est connu d'utiliser une bague séparée munie de vis de pression sur sa périphérie, pour venir bloquer un collier sur un arbre tournant au niveau d'une frette pratiquée dans ce dernier, les vis venant à la tra- versée de cette frette, s'appuyer sur l'arbre, ce qui a pour résultat de déteriorer la surface de celui-ci à l'endroit du contact de ces vis. Indeed, it is known to use a separate ring provided with pressure screws on its periphery, to block a collar on a shaft rotating at a hoop practiced in the latter, the screws coming through the this hoop, lean on the shaft, which results in deteriorating the surface thereof at the place of contact of these screws.

La présente invention concerne l'utilisation de ce genre de collier oh la frette venue de matière avec ce dernier, comporte des découpes pour permet tre une meilleure déformation de cette frette sous la poussé des vis de pression, sans contact avec l'arbre,
Suivant un autre mode d'exécution, les ressorts de poussée axiale de la couronne peuvent être montes en précompression dans leur logement par une rondelle emboutie formant collerette intérieure recevant la spire supérieure des ressorts de poussée, cette rondelle étant prisonnière entre le ressort en précompression, et deux épaulements prévus dans le fiasque de la garniture d'étanchéité, suivant l'invention, gn appuyant aveo un outil classique sur cette rondelle, et en l'inclinant, on peut la retirer ainsi que le ressort, cette fanon de procéder facilitant un montage et démontage éventuel de cette partie de la garniture,
Un autre mode d'exécution concerne les ressorts des soupapes de communication dont le ressort est vissé par sa spire la plus grande dans un filetage pratiqué dans le flasque au lieu et place du sertissage décrit au brevet principal , cette façon de procéder permet un montage et démontage éventuel très facile, de cette partie de la garniture.The present invention relates to the use of this type of collar, where the hoop formed integrally with the latter, includes cutouts to allow better deformation of this hoop under the pressure of the pressure screws, without contact with the shaft,
According to another embodiment, the axial thrust springs of the crown can be mounted in precompression in their housing by a stamped washer forming an inner flange receiving the upper turn of the thrust springs, this washer being trapped between the spring in precompression, and two shoulders provided in the flange of the seal, according to the invention, gn pressing aveo with a conventional tool on this washer, and by tilting it can be removed as well as the spring, this baleen to facilitate a possible assembly and disassembly of this part of the lining,
Another embodiment relates to the springs of the communication valves, the spring of which is screwed by its largest turn into a thread formed in the flange instead of the crimping described in the main patent, this procedure allows mounting and possible very easy disassembly of this part of the lining.

Aux dessins annexes, donnés uniquement à titre d'exemple . In the accompanying drawings, given only by way of example.

La figure 1 est une vue en coupe qui schématise un mode préférentiel de réalisation du dispositif de garniture d'étanchéité à frottement latéral de la présente invention,
La figure 2 schématise une vue en coupe du dispositif d'étanchéité où le flasque vient d'une seule pièce et directement de matière avec le carter de la machine à étancher,
La figure 3 schématise une vue en coupe partielle d'un collier portant la bague de frottement mobile,
La figure 4 est une coupe partielle du flasque avec un joint à lèvre assurant la protection en amont du joint torique côté produit à étancher,
La figure 5 est une coupe partielle d'un autre joint de protection contre les impuretés provenant du fluide à étancher au niveau du joint torique et de sa gorge
La figure 6 est une coupe partielle du flasque suivant un mode pré férentiel d'agencement du ressort des soupapes de communication,
La figure 7 est une coupe partielle du flasque représentant un mode préférentiel de retenue en précompression d'un ressort de poussée dans son logement.FIG. 1 is a sectional view which shows diagrammatically a preferred embodiment of the lateral friction seal device of the present invention,
FIG. 2 shows schematically a sectional view of the sealing device where the flange comes in one piece and directly from the material with the casing of the sealing machine,
FIG. 3 shows schematically a view in partial section of a collar carrying the movable friction ring,
FIG. 4 is a partial section of the flange with a lip seal ensuring protection upstream of the O-ring on the product side to be sealed,
Figure 5 is a partial section of another seal for protection against impurities from the fluid to be sealed at the O-ring and its groove
FIG. 6 is a partial section of the flange according to a preferential mode of arrangement of the spring of the communication valves,
Figure 7 is a partial section of the flange showing a preferred mode of pre-compression retention of a thrust spring in its housing.

Sur le dessin on a désigné par les mêmes chiffres de référence qu'au brevet principal mais avec des exposants différents, les pièces ou agencements jouant le mEme rôle. In the drawing, the same reference numerals have been designated as in the main patent but with different exhibitors, the parts or arrangements playing the same role.

Selon le mode d'exécution représenté à la figure 1, le flasque (11f) ne comporte pas pour sa fixation sur le carter (1f) de bride avec vis qui servent à positionner l'ensemble axialement et radialement par rapport audit carter (1f) comme décrit au brevet principal, le flasque (11f) comporte simplement sur sa périférie externe, un épaulement à angle droit ou conique comme figuré, lequel vient s'appuyer sur un épaulement de même profil dans l'alésage du carter (1f), ces épanlements coopérants (51) permettent au flasque (11f) de résister 4ans le sens axial, à la poussée engendrée par la pression du fluide à étancher (2e). According to the embodiment shown in Figure 1, the flange (11f) does not have for its attachment to the housing (1f) flange with screws which serve to position the assembly axially and radially relative to said housing (1f) as described in the main patent, the flange (11f) simply comprises on its external periphery, a shoulder at right angle or conical as illustrated, which comes to rest on a shoulder of the same profile in the bore of the casing (1f), these Cooperating flanges (51) allow the flange (11f) to resist 4 years in the axial direction, to the thrust generated by the pressure of the fluid to be sealed (2e).

Un joint torique {13f} logé dans une gorge prévue a cet effet dans le flasque (11f), assure l'étanchéité statique entre le carter et le flasque2 une ou plusieurs vis (45) solidaires du carter (1f) viennent bloquer dans le sens radial, le flasque (11f). An O-ring {13f} housed in a groove provided for this purpose in the flange (11f), ensures the static seal between the casing and the flange2 one or more screws (45) integral with the casing (1f) come to block in the direction radial, the flange (11f).

La couronne (14e) portant la bague de frottement fixe (9e) dont la face s'appuie sur la face de-la bague de frottement mobile (5e), solidaire du col- lier (4e) solidaire de l'arbre (3e) sous la pression de la vis (26e), par l'intermédiaire de la frette (25e) ; un joint torique (8e) assure l'étanchéité statique entre le collier et l'arbre. The crown (14e) carrying the fixed friction ring (9e) the face of which rests on the face of the movable friction ring (5e), secured to the collar (4e) secured to the shaft (3e) under the pressure of the screw (26e), via the hoop (25e); an O-ring (8e) ensures the static seal between the collar and the shaft.

Le contact rotatif entre les faces de frottement fixe et mobile étant maintenu sous la poussée des ressorts (15e) dans leur logement (16e) par l'in termédiaire de la rondelle (50). The rotary contact between the fixed and movable friction faces being maintained under the thrust of the springs (15e) in their housing (16e) by means of the washer (50).

Les soupapes de communication et les ergots de positionnement de la couronne (14e) n'étant pas représentes pour ne pas surcharger la figure 1. The communication valves and the positioning pins of the crown (14e) not being shown so as not to overload FIG. 1.

La figure 2 représente une vue schématique en coupe partielle du flasque (11g) réalisé d'une seule pièce et venu de matière directement avec le carter (lg), au cours de l'opération d'usinage on obtient le carter lui-même et le flasque (11g) avec ses diverses gorges pour joint, logements de ressorts, logements pour les ergots de positionnement, pour les soupapes de communication t
A la figure 3 une variante du collier (4e) en coupe partielle, représente une frette (25e) dans laquelle on a pratiqué des découpes (46) réquliè- rement réparties, une bague (44) comportant sur son pourtour des vis (26e) venant s'appuyer sur la frette (25e) entre aewr découpes (46), ce qui assure un serrage sur l'arbre, non figuré sur cet exemple.FIG. 2 represents a schematic view in partial section of the flange (11g) produced in a single piece and made of material directly with the casing (lg), during the machining operation, the casing is obtained and the flange (11g) with its various grooves for seals, spring housings, housings for positioning pins, for communication valves t
In FIG. 3, a variant of the collar (4e) in partial section, represents a hoop (25e) in which cutouts (46) have been duly distributed, a ring (44) having screws (26e) around its periphery coming to rest on the hoop (25e) between aewr cutouts (46), which ensures a tightening on the shaft, not shown in this example.

Les vis à bout plat (26)e s'appuient dans une gorge circulaire prévue dans la frette (25e), ce qui assure un positionnement axial de la bague (44) pour assurer le positionnement radial de cette même bague, et de façon à ce que les vis (26e) soient parfaitement centrées entre les découpes (46), une goupille (483 prisonnière du collier (4e), positionne par une de ses extremi- tés la bague (44) au moyen d'un trou-prevu à cet effet, par l'autre extremi- té, la bague de frottement mobile (5e) , on a représenté pour une meilleure compréhension de la figure, le joint torique (8e), le joint torique (6e), et l'élément élastique (7e) ; cette façon de procéder permet d'obtenir un serrage énergique du collier sur l'arbre sans aucun marquage des vis sur cet arbre puisqu'elles ne sont pas transversantes au niveau de la frette (25e). The flat-tipped screws (26) e are supported in a circular groove provided in the hoop (25e), which ensures an axial positioning of the ring (44) to ensure the radial positioning of this same ring, and so as to that the screws (26e) are perfectly centered between the cutouts (46), a pin (483 trapped in the collar (4th), positions the ring (44) by one of its ends by means of a hole provided for this effect, by the other end, the movable friction ring (5e), there is shown for a better understanding of the figure, the O-ring (8e), the O-ring (6e), and the elastic element (7th); this way of proceeding makes it possible to obtain an energetic tightening of the collar on the shaft without any marking of the screws on this shaft since they are not transverse at the level of the hoop (25e).

La figure 4 est une représentation en coupe partielle du flasque (11f) avec joint (28g) dit joint à lèvre que l'on trouve dans le commerce, et convenant parfaitement à cette application de protection de la gorge (47) et du joint torique (18a) contre toute souillure provenant du produit à étancher. Figure 4 is a partial sectional representation of the flange (11f) with seal (28g) said lip seal that is commercially available, and perfectly suitable for this application of protection of the groove (47) and the O-ring (18a) against any contamination from the product to be sealed.

La figure S est une autre variante en coupe partielle du flasque (11f) avec joint (28f) monté en amont du joint torique (18e) et protégeant des impuretés lourdes, ce joint et sa gorge (47), ce joint (28f) étant réalisé par moulage au profil convenable,
La figure d est une coupe partielle du flasque (11f) représentant l'agencément d'une des deux soupapes de communication où le filetage (49) remplace le sertissage décrit au brevet principal, les spires du ressort conique (34e) qui s'appuient sur la bille (31e), laquelle obstrue le trou (32e), se visse par son diamètre le plus grand dans ce filetage (49) de telle sorte que l'on peut remplacer éventuellement la bille et le ressort, ce qui n'est pas possible après sertissage.Figure S is another variant in partial section of the flange (11f) with seal (28f) mounted upstream of the O-ring (18e) and protecting from heavy impurities, this seal and its groove (47), this seal (28f) being produced by molding with a suitable profile,
Figure d is a partial section of the flange (11f) representing the arrangement of one of the two communication valves where the thread (49) replaces the crimping described in the main patent, the turns of the conical spring (34e) which are supported on the ball (31e), which obstructs the hole (32e), is screwed by its largest diameter in this thread (49) so that one can possibly replace the ball and the spring, which is not not possible after crimping.

La figure 7 représente en coupe partielle le flasque (11f) avec le ressort (15e) dans son logement (16e) s'appuyant en précompression sur une rondelle (50) emboutie, au profil convenable pour Stre guidée par la spire supé- rieur--e du ressort (15e), la rondelle (50) logée dans la chambre annulaire périphérique (17e) étant prisonnière dans le sens axial sous la poussée du ressort par les deux épaulements (52) et (53) prévus dans le flasque (11f), il est donc possible avec un outil classique, en appuyant et inclinant cette rondelle de la mettre en place ou de la retirer facilement, et de par la même, le ressort (15e) dont le diamètre est inférieur à l'écartement entre les deux épaulements (52) et (53) ; on a figuré pour une meillenre compréhension, les joints (13f), (18e), (19e) et (28e). FIG. 7 shows in partial section the flange (11f) with the spring (15e) in its housing (16e) pressing in precompression on a stamped washer (50), with the profile suitable for Stre guided by the upper turn- -e of the spring (15th), the washer (50) housed in the annular peripheral chamber (17th) being trapped in the axial direction under the thrust of the spring by the two shoulders (52) and (53) provided in the flange (11f ), it is therefore possible with a conventional tool, by pressing and tilting this washer to put it in place or remove it easily, and by the same token, the spring (15th) whose diameter is less than the spacing between the two shoulders (52) and (53); we figured for a better understanding, the joints (13f), (18th), (19th) and (28th).

Claims

1. Sealing device with lateral friction, intended to seal between a fixed casing (1f) and a rotating shaft (3e), passing through it to prevent any leakage of substance (2e) contained in the casing ( If), said device being formed of a collar <4e) ,, fixed on the shaft (3e) which supports a movable friction ring (5e), on which a fixed friction ring (9e) is applied, fixed in rotation of a flange (11f) fixed to the casing (1f) by means of axial pressure means which apply the fixed friction ring (9e) against the movable friction ring (5e), said means comprising a movable crown axial (14e), on which apply pressure springs (15e) with pressed washers (50) housed in. the peripheral annular chamber (17e), said springs being distributed in chambers 116e) produced on the periphery of the flange (11f), the assembly being completed by communication valves controlled by the angular positioning lugs for the crown (14e) of the joints O-rings (18th), (19th) and (13f) as well as the protective seal (28f), characterized in that the external profile of the flange (11f) is modified to be housed in a bore of the casing (1f), and retained in the axial direction by shoulders on the casing and on the cooperating flange (51), to compensate for the thrust generated by the pressure of the fluid to be sealed (2e).

2. A device with a seal with lateral friction, according to claim 1. characterized in that the flange (11g), as described in the main patent, comes in one piece and made of material with the casing (1g) .

3. A device with a lateral friction seal, according to claim 1. characterized by the fact that the collar (4th) has cutouts (46) on the periphery of the crown (25th).

4. A device with a seal with lateral friction, according to claims 1 and 3, characterized in that the independent ring (44) provided on its periphery with screws (26e) provides between the cutouts (46) of the hoop (25e) of the collar (4th), a pressure on this hoop in order to obtain a connection with a rotating shaft without direct contact of these screws with this shaft.

5. A device with a lateral friction seal according to claim 1. characterized in that one uses for the upstream protection of the O-ring (18e) and its groove (47) provided in the flange (11f) at the level of the product to be sealed (2e), a seal (28f) specially molded to the profile and size suitable for this application.

6. A device with a seal with lateral friction according to claim 1. characterized in that one uses for the protection of the O-ring (18e) and its groove (47) at the level of the product to be sealed, a lip type seal (28g) or any other similar seal found commercially.

7 * A device with a lateral friction seal according to claim 1. characterized in that the spring (34e) of the communication valves is screwed by its largest turn in the thread (49) formed in the flange (11f ) in place of the crimping provided for in the main patent.

8. A device with a lateral friction seal according to claim 1. characterized in that the spring (15e) is housed in a chamber (16e) of the flange (11f) is ground in precompression between the bottom of the chamber (16e ) and a washer (50) trapped between the shoulders (52) and (53), the assembly being easily removable.