FR2717244A1 - Seal, especially intended to be used between the moving parts of a reactor nozzle. - Google Patents
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Abstract
Le joint d'étanchéité destiné à un interstice d'étanchéité formé entre 'deux surfaces de délimitation en regard l'une de l'autre, comporte des éléments d'étanchéité 36 en feuilles de métal d'épaisseurs de matériau différentes. Les feuilles de métal présentent une épaisseur de matériau plus importante sur un côté avant des joints d'étanchéité, et une épaisseur de matériau moindre sur un côté arrière des joints d'étanchéité. Les joints d'étanchéité sont pourvus de parois terminales frontales 47 et d'ouvertures de raccordement 48 pour l'amenée ou l'évacuation de fluide.The seal intended for a sealing gap formed between two demarcating surfaces facing each other, comprises sealing elements 36 made of metal sheets of different thicknesses of material. The metal sheets have a greater material thickness on a front side of the seals, and less material thickness on a rear side of the seals. The seals are provided with front end walls 47 and connection openings 48 for the supply or discharge of fluid.
Description
L'invention se rapporte à un joint d'étanchéité destiné à un intersticeThe invention relates to a seal for a gap
d'étanchéité formé entre deux surfaces de délimitation en regard l'une de l'autre, les surfaces de délimitation pouvant être déplacées tangentiellement l'une par rapport à l'autre, le joint comportant un élément d'étanchéité creux, qui est appliqué de manière étanche sur une surface de délimitation grâce à une pression de fluide engendrée dans sa cavité, une structure de support rigide en flexion, étant fixée sur l'élément d'étanchéité pour sealing formed between two delimiting surfaces facing each other, the delimiting surfaces being able to be displaced tangentially with respect to each other, the seal comprising a hollow sealing element, which is applied sealingly on a delimiting surface by means of a fluid pressure generated in its cavity, a rigid support structure in bending, being fixed on the sealing element for
réaliser son positionnement et son support. realize its positioning and support.
Le but de l'invention consiste à améliorer l'étanchéité, notamment l'étanchéité statique d'un canal de gaz chauds dans une tuyère de réacteur comportant des pièces mobiles en vue de réaliser différents contours de The object of the invention is to improve the seal, in particular the static seal of a hot gas channel in a reactor nozzle comprising moving parts in order to achieve different contours of
la tuyère de réacteur.the reactor nozzle.
Conformément à l'invention, ce but est atteint pour un joint d'étanchéité du type de celui mentionné en introduction, grâce au fait que l'élément d'étanchéité est constitué d'un tuyau flexible en feuille de métal, qui s'étend, en formant la ligne d'étanchéité, le long de la largeur des surfaces de délimitation, et en ce que la structure de support est formée par une patte, qui s'étend dans la direction longitudinale du tuyau flexible, le long de la ligne d'étanchéité, et qui s'avance latéralement au-delà de la section transversale According to the invention, this object is achieved for a seal of the type mentioned in the introduction, thanks to the fact that the sealing element consists of a flexible metal sheet pipe, which extends , forming the sealing line, along the width of the delimiting surfaces, and in that the support structure is formed by a tab, which extends in the longitudinal direction of the flexible pipe, along the line sealing, and which extends laterally beyond the cross section
du tuyau flexible.flexible hose.
Le joint d'étanchéité conforme à l'invention, comportant un élément d'étanchéité en forme de tuyau flexible, en feuilles de métal de différentes épaisseurs de matériau, est renforcé par une structure de support rigide en flexion. Lors de l'augmentation d'une pression intérieure dans l'élément d'étanchéité, obtenue par une amenée de fluide, le côté arrière de l'élément d'étanchéité se gonfle pour prendre une allure bombée et est, à cette occasion, pressé sur des surfaces de délimitation, tandis qu'un côté avant de l'élément d'étanchéité s'appuie, sur la totalité d'une longueur d'étanchéité, sur une surface de délimitation d'une pièce à mobilité relative, tangentielle. Le joint d'étanchéité conforme à l'invention s'applique également aux extrémités d'une ligne d'étanchéité, de sorte qu'un interstice d'étanchéité est fermé sur la totalité de sa longueur. On obtient une autre configuration avantageuse du joint d'étanchéité conforme à l'invention, lorsque l'élément d'étanchéité en forme de tuyau flexible est revêtu de nitrure de titane, sur ses surfaces de contact, en vue de réduire l'usure de celles-ci, qui pour une utilisation dans des tuyères de réacteur, sont The seal according to the invention, comprising a flexible pipe-shaped sealing element, made of metal sheets of different thicknesses of material, is reinforced by a rigid support structure in bending. During the increase of an internal pressure in the sealing element, obtained by a fluid supply, the rear side of the sealing element inflates to take on a domed appearance and is, on this occasion, pressed on delimiting surfaces, while a front side of the sealing element rests, over the entire sealing length, on a delimiting surface of a part with relative, tangential mobility. The seal according to the invention also applies to the ends of a sealing line, so that a sealing gap is closed over its entire length. Another advantageous configuration of the seal according to the invention is obtained, when the flexible pipe-shaped seal member is coated with titanium nitride, on its contact surfaces, in order to reduce wear of these, which for use in reactor nozzles, are
en contact avec des surfaces mobiles. in contact with moving surfaces.
Conformément à une configuration avantageuse de l'invention, dans des parois terminales frontales des éléments d'étanchéité, sont prévues des ouvertures de raccordement pour l'amenée ou l'évacuation de fluide. Du fluide peut s'évacuer hors des éléments d'étanchéité au travers de ces ouvertures. Le fluide évacué peut être remplacé par une amenée de fluide, de sorte que la According to an advantageous configuration of the invention, in front end walls of the sealing elements, there are provided connection openings for the supply or evacuation of fluid. Fluid can escape from the sealing elements through these openings. The evacuated fluid can be replaced by a fluid supply, so that the
pression dans l'élément d'étanchéité reste constante. pressure in the sealing element remains constant.
Le joint d'étanchéité conforme à l'invention est particulièrement bien adapté à réaliser l'étanchéité de l'interstice entre les rampes d'une tuyère de réacteur, disposées de manière mobile les unes par The seal according to the invention is particularly well suited to sealing the gap between the ramps of a reactor nozzle, which are movably arranged one by the other.
rapport aux autres.compared to others.
L'invention va être décrite plus en détail dans la suite, au regard d'une maquette de tuyère pour des groupes de propulsion hypersoniques, faisant office d'exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une vue en coupe d'une maquette de tuyère, Fig. 2 un détail de la coupe selon la figure 1, et une vue de dessus d'un joint d'étanchéité conforme à l'invention, Fig. 3 un autre détail de la coupe selon la figure 1, d'un joint d'étanchéité conforme à The invention will be described in more detail below, with reference to a nozzle model for hypersonic propulsion units, serving as an example of embodiment shown in the appended drawings, which show: FIG. 1 is a sectional view of a nozzle model, FIG. 2 a detail of the section according to FIG. 1, and a top view of a seal according to the invention, FIG. 3 another detail of the section according to FIG. 1, of a seal in accordance with
l'invention.the invention.
Selon la figure 1, une maquette de tuyère 1 pour des groupes de propulsion hypersoniques, est pourvue d'une entrée 2, au travers de laquelle des gaz chauds sont envoyés dans la maquette de tuyère 1, selon la direction d'une flèche 3. L'entrée 2 comporte des perçages 4, 5 par l'intermédiaire desquels la maquette de tuyère 1 peut être fixée, et est revêtue d'une couche According to FIG. 1, a nozzle model 1 for hypersonic power units is provided with an inlet 2, through which hot gases are sent into the nozzle model 1, in the direction of an arrow 3. Entrance 2 has holes 4, 5 through which the nozzle model 1 can be fixed, and is coated with a layer
isolante 7.insulating 7.
Une rampe 6 se raccorde à l'entrée 2, et est mobile en rotation autour d'un arbre 8. La rampe 6 présente une forme assimilable à celle d'un patin à glace, dont le patin 9 est dirigé vers un axe 10 de la A ramp 6 is connected to the input 2, and is movable in rotation around a shaft 8. The ramp 6 has a shape comparable to that of an ice skate, the skate 9 of which is directed towards an axis 10 of the
maquette de tuyère 1. Le patin 9 est en trois parties. nozzle model 1. The pad 9 is in three parts.
Sur le patin 9 est montée une surface de délimitation 91, qui est sensiblement plane à l'extrémité arrière 12, et qui s'éloigne de l'axe 10 en étant courbée à la On the shoe 9 is mounted a delimiting surface 91, which is substantially planar at the rear end 12, and which moves away from the axis 10 while being bent at the
manière d'un arc, sur un côté 13 dirigé vers l'entrée 2. like an arc, on one side 13 directed towards entry 2.
Le patin 9 est pourvu, sur son côté opposé à celui dirigé vers l'axe 10 de la maquette de tuyère 1, de renforts profilés, voire de nervures 14. Un élément de liaison 15 est soudé sur le renfort 14, et présente un The pad 9 is provided, on its side opposite to that directed towards the axis 10 of the nozzle model 1, with profiled reinforcements, or even ribs 14. A connecting element 15 is welded to the reinforcement 14, and has a
alésage 16.bore 16.
A partir de réservoirs qui sont désignés par 17, 18, un fluide de refroidissement, de préférence de l'hydrogène, est amené, par l'intermédiaire de conduites de fluide de refroidissement 19, 20, dans un canal 23, qui s'étend parallèlement à la surface de délimitation 91 et est monté sur celle-ci. Le fluide de refroidissement dans le canal 23 refroidit la surface de délimitation 91 et débouche, à l'extrémité arrière 12, From tanks which are designated by 17, 18, a coolant, preferably hydrogen, is supplied, via coolant lines 19, 20, into a channel 23, which extends parallel to and mounted on the boundary surface 91. The cooling fluid in the channel 23 cools the delimitation surface 91 and opens, at the rear end 12,
dans la maquette de tuyère 1.in the nozzle model 1.
Une rampe 21 se raccorde à la rampe 6, et est mobile en rotation autour d'un arbre 24. La rampe 21 présente une forme assimilable à un patin à glace, dont le patin 25 est dirigé vers l'axe 10 de la maquette de tuyère 1. Le patin 25 est en quatre parties. Sur le patin 25 est montée une surface de délimitation 351, qui à son extrémité arrière 27, est plane, et sur son côté 28 dirigé vers l'entrée 2, s'éloigne de l'axe 10 en A ramp 21 is connected to the ramp 6, and is movable in rotation around a shaft 24. The ramp 21 has a shape comparable to an ice skate, the skate 25 of which is directed towards the axis 10 of the model of nozzle 1. The pad 25 is in four parts. On the shoe 25 is mounted a delimiting surface 351, which at its rear end 27 is flat, and on its side 28 directed towards the inlet 2, moves away from the axis 10 in
étant courbée en forme d'arc, vers l'extérieur. being curved in an arc, outward.
Le patin 25 est pourvu, sur son côté opposé à celui dirigé vers l'axe 10 de la maquette de tuyère 1, de renforts profilés, voire de nervures 28. L'élément de The pad 25 is provided, on its side opposite to that directed towards the axis 10 of the nozzle model 1, with profiled reinforcements, or even ribs 28. The element of
liaison 15 est fixé de manière articulée sur l'arbre 24. link 15 is articulated on the shaft 24.
Des soupapes 29, 30 sont reliées à un fluide de refroidissement, de préférence de l'hydrogène. Des conduites de fluide de refroidissement 31, 32 débouchent dans un canal 49, qui s'étend parallèlement à une Valves 29, 30 are connected to a coolant, preferably hydrogen. Coolant pipes 31, 32 open into a channel 49, which extends parallel to a
surface de délimitation 351, et est monté sur celle-ci. delimitation surface 351, and is mounted thereon.
Le fluide de refroidissement dans le canal 49 refroidit la surface de délimitation 351 et débouche à l'extrémité The cooling fluid in the channel 49 cools the delimiting surface 351 and opens at the end
arrière 27, dans la maquette de tuyère 1. rear 27, in the nozzle model 1.
Conformément à la figure 2, un élément d'étanchéité 36 en feuilles de métal est monté entre la surface de délimitation 91 et une structure de support 37 rigide en flexion, sur l'entrée 2. Les feuilles de métal présentent des épaisseurs de matériau différentes de 0,1 - 0,4 mm, les feuilles de métal de plus grande épaisseur de matériau se situant sur un côté avant 35 de l'élément d'étanchéité 36, et les feuilles de métal d'épaisseur de matériau moindre, sur un côté arrière 40 de l'élément d'étanchéité 36. Sur le côté avant 35 de l'élément d'étanchéité 36 est fixée une structure de support 39 en métal et rigide en flexion, qui est reliée à la structure de support 37 rigide en flexion, par soudage ou brasage. L'élément d'étanchéité 36 s'appuie de manière étanche et ferme, par l'intermédiaire de surfaces de contact 33 de son côté arrière 40, sur une surface de délimitation 241 de la structure de support 37 rigide en flexion, et par l'intermédiaire de surfaces de contact 34 de son côté avant, sur la surface de délimitation 91 de la structure de support rigide en flexion de la rampe 6, le long de la totalité d'une In accordance with FIG. 2, a sealing element 36 made of metal sheets is mounted between the delimiting surface 91 and a support structure 37 rigid in bending, on the inlet 2. The metal sheets have different thicknesses of material 0.1 - 0.4 mm, the sheets of metal of greater thickness of material lying on a front side 35 of the sealing element 36, and the sheets of metal of thickness of less material, on a rear side 40 of the sealing element 36. On the front side 35 of the sealing element 36 is fixed a support structure 39 made of metal and rigid in bending, which is connected to the support structure 37 rigid in bending, by welding or brazing. The sealing element 36 bears tightly and firmly, via contact surfaces 33 on its rear side 40, on a delimiting surface 241 of the support structure 37 rigid in bending, and by l intermediate contact surfaces 34 on its front side, on the delimiting surface 91 of the rigid support structure in bending of the ramp 6, along the whole of a
ligne d'étanchéité (non représentée). sealing line (not shown).
Selon la figure 3, un élément d'étanchéité 38 en feuilles de métal est monté entre la surface de délimitation 351 et une surface de délimitation 401 montée sur les renforts 14 de la rampe 6. Les feuilles de métal présentent des épaisseurs de matériau différentes, de 0,1 - 0,4 mm, les feuilles de métal de plus grande épaisseur de matériau se situant sur un côté avant 35 de l'élément d'étanchéité 38, et les feuilles de métal d'épaisseur de matériau moindre, sur un côté arrière 40 de l'élément d'étanchéité 38. Sur les renforts 14, est montée une pièce de support de joint d'étanchéité 44 rigide en flexion, comportant la surface de délimitation 401, sur laquelle s'appuie de manière étanche et ferme, l'élément d'étanchéité 38, par des surfaces de contact 33a de son côté arrière 40. Des surfaces de contact 34a du côté avant de l'élément d'étanchéité 38 s'appuient sur la surface de délimitation 351 de la rampe 21, le long de la totalité d'une ligne d'étanchéité (non représentée). Une structure de support 39 en métal et rigide en flexion, est reliée au côté avant 35 et à la pièce de support de joint d'étanchéité 44, par soudage ou brasage. La pièce de support de joint d'étanchéité 44 est pourvue d'un évidement 43 et d'une ouverture de raccordement 42 pour un fluide, qui débouche dans le côté arrière 40 de According to FIG. 3, a sealing element 38 made of metal sheets is mounted between the delimiting surface 351 and a delimiting surface 401 mounted on the reinforcements 14 of the ramp 6. The metal sheets have different thicknesses of material, 0.1 - 0.4 mm, the sheets of metal of greater thickness of material lying on a front side 35 of the sealing element 38, and the sheets of metal of thickness of less material, on a rear side 40 of the sealing element 38. On the reinforcements 14, is mounted a gasket support piece 44 rigid in bending, comprising the delimiting surface 401, on which is pressed in a tight and firm manner , the sealing element 38, by contact surfaces 33a on its rear side 40. Contact surfaces 34a on the front side of the sealing element 38 are supported on the delimiting surface 351 of the ramp 21 , along the totali tee of a sealing line (not shown). A support structure 39 made of metal and rigid in flexion, is connected to the front side 35 and to the seal support piece 44, by welding or brazing. The seal support piece 44 is provided with a recess 43 and a connection opening 42 for a fluid, which opens into the rear side 40 of
l'élément d'étanchéité 38.the sealing element 38.
Les éléments d'étanchéité 36, 38 sont pourvus d'ouvertures de raccordement pour l'amenée et The sealing elements 36, 38 are provided with connection openings for the supply and
l'évacuation de fluide.the evacuation of fluid.
Les éléments d'étanchéité 36, 38 sont munis de parois terminales frontales 47, qui garantissent des lignes d'étanchéité fermées, sur la totalité de la longueur à rendre étanche. Les parois terminales frontales 47 sont réalisées à la manière de couvercles des éléments d'étanchéité 36, 38, et peuvent être The sealing elements 36, 38 are provided with front end walls 47, which guarantee closed sealing lines, over the entire length to be sealed. The front end walls 47 are made in the manner of covers for the sealing elements 36, 38, and can be
assemblées par soudage aux éléments d'étanchéité 36, 38. assembled by welding to the sealing elements 36, 38.
Les parois terminales frontales 47 renferment des perçages 48. Du fluide, par exemple de l'air chaud, peut sortir des éléments d'étanchéité 36, 38 par l'intermédiaire des perçages 48, et est compensé par du fluide, par exemple de l'air froid qui suit, pouvant parvenir dans les éléments d'étanchéité 38, par exemple The front end walls 47 contain holes 48. Fluid, for example hot air, can exit from the sealing elements 36, 38 via the holes 48, and is compensated by fluid, for example from the cold air which can reach the sealing elements 38, for example
par l'intermédiaire de l'ouverture de raccordement 42. through the connection opening 42.
Les surfaces de contact 33, 34, 33a, 34a des éléments d'étanchéité 36, 38 peuvent être revêtues en The contact surfaces 33, 34, 33a, 34a of the sealing elements 36, 38 can be coated in
surface, d'une couche de nitrure de titane. surface, a layer of titanium nitride.
Le joint d'étanchéité conforme à l'invention, comprenant les éléments d'étanchéité 36, 38, peut notamment être utilisé entre les rampes 6, 21 d'une tuyère de réacteur, disposées de manière mobile les unes The seal according to the invention, comprising the sealing elements 36, 38, can in particular be used between the ramps 6, 21 of a reactor nozzle, disposed in a movable manner
par rapport aux autres.compared to others.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |