FR3003906A1

FR3003906A1 - OIL SCRAPING DEVICE FOR AN ALTERNATIVE COMPRESSOR

Info

Publication number: FR3003906A1
Application number: FR1352710A
Authority: FR
Inventors: Yann Goerger; Benoit Omnes
Original assignee: Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Current assignee: Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-03
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: FR3003906B1

Abstract

Un dispositif de raclage (11) pour un compresseur alternatif, comprenant : un élément de bague (14) destiné à être monté sur une tige (10) et définissant un premier logement (18), fermé, pour recevoir un élément d'étanchéité déformable (12), de sorte que ledit élément d'étanchéité déformable appuie contre la tige, et un élément de support (13), apte à être monté fixe par rapport au bâti de compresseur, définissant un deuxième logement (19), fermé, pour recevoir l'élément de bague, dans lequel l'élément de support assure le maintien en position fixe axialement de l'élément de bague et autorise les mouvements radiaux de l'élément de bague à l'intérieur du deuxième logement.A scraper device (11) for an alternative compressor, comprising: a ring member (14) for mounting on a shaft (10) and defining a closed first housing (18) for receiving a deformable seal member (12), so that said deformable sealing element bears against the rod, and a support member (13), able to be fixedly mounted relative to the compressor frame, defining a second housing (19), closed, for receiving the ring member, wherein the support member maintains axially fixed position of the ring member and allows radial movements of the ring member within the second housing.

Description

DISPOSITIF DE RACLAGE D'HUILE POUR UN COMPRESSEUR ALTERNATIF L'invention concerne un dispositif de raclage d'huile pour un compresseur alternatif. Un compresseur alternatif est un compresseur mécanique permettant de fournir un gaz avec une pression relativement élevée. Ce type de compresseur est utilisé par exemple pour extruder les bouteilles en plastique, pour entraîner des outils pneumatiques, pour le traitement d'hydrocarbures, par exemple le gaz naturel, ou autre. Un compresseur alternatif comporte classiquement un système de bielle et de piston, la tige du piston étant entrainée suivant un mouvement de va-et-vient pour pressuriser le gaz. Afin de maintenir les performances du compresseur, et en particulier sa tenue à l'endurance, on cherche à éviter que l'huile utilisée pour la lubrification de la bielle n'entache des garnitures gaz du compresseur. Il est connu de disposer sur la tige du piston un dispositif de raclage d'huile pour empêcher l'huile de cheminer d'une extrémité à l'autre de cette tige. Un dispositif de raclage d'huile classique comprend une bague réalisée en plusieurs parties, chaque partie correspondant à une plage angulaire de la bague, maintenues entre elles par un ressort annulaire. Cette bague est reçue dans un logement formé dans une pièce fixe par rapport au bâti du compresseur. Ce type de racleur présente néanmoins divers inconvénients.The invention relates to an oil scraper device for an alternative compressor. An alternative compressor is a mechanical compressor for providing a gas with a relatively high pressure. This type of compressor is used for example for extruding plastic bottles, for driving pneumatic tools, for the treatment of hydrocarbons, for example natural gas, or other. An alternative compressor conventionally comprises a connecting rod and piston system, the piston rod being reciprocated to pressurize the gas. In order to maintain the performance of the compressor, and in particular its resistance to endurance, it is sought to avoid that the oil used for the lubrication of the connecting rod does not interfere with compressor gas fittings. It is known to have on the piston rod an oil scraping device to prevent the oil from traveling from one end to the other of this rod. A conventional oil scraper comprises a ring made of several parts, each part corresponding to an angular range of the ring, held together by an annular spring. This ring is received in a housing formed in a fixed part relative to the compressor frame. This type of scraper nevertheless has various disadvantages.

L'usure du dispositif de raclage et/ou de la tige peut être relativement conséquente, du fait du frottement contre un racleur. En outre, la qualité de la fabrication est cruciale puisque de la maîtrise des paramètres du ressort et de la précision de l'usinage dépendent les performances en matière de raclage.The wear of the scraping device and / or the rod can be relatively consistent, because of the friction against a scraper. In addition, the quality of the manufacturing is crucial since the control of the spring parameters and the precision of the machining depend on the scraping performances.

Il a été envisagé de prévoir un joint souple dans une bague fixe par rapport au bâti du compresseur. Néanmoins la tige du piston d'un compresseur alternatif est susceptible d'avoir, outre un mouvement alternatif de va-et-vient dans une direction axiale, parallèle à la direction longitudinale suivant laquelle s'étend la tige, un mouvement de débattement radial, c'est-à- dire dans un plan normal à la direction longitudinale, ou tout au moins un mouvement de débattement transverse par rapport à cette direction longitudinale. Un joint souple du type connu risque d'être dégradé relativement rapidement lorsque les déplacements radiaux ont une amplitude relativement élevée et/ou une fréquence relativement élevée, comme cela est susceptible de se produire dans un compresseur alternatif. Le document US 2003/0030228 décrit un dispositif de raclage d'huile pour compresseur alternatif comprenant un racleur ayant une section en forme de L et disposée dans une gorge formée dans un support comprenant deux éléments solidarisés l'un à l'autre. Un joint souple est reçu entre une paroi de l'un des éléments du support et dans un logement défini par le dispositif de raclage. Il existe un besoin pour un dispositif de raclage ayant une meilleure tenue dans le temps. Il est proposé un dispositif de raclage pour un compresseur alternatif comprenant une tige, montée mobile par rapport à un bâti du compresseur, destinée à être entrainée selon des mouvements axiaux et susceptible d'être déplacée suivant des mouvements radiaux, ce dispositif comprenant : - un élément de bague apte à être monté sur la tige et définissant un premier logement, fermé, conformé pour recevoir un élément d'étanchéité déformable de sorte que cet élément d'étanchéité déformable appuie contre la tige lorsque l'élément de bague est monté sur la tige, - un élément de support, apte à être monté fixe par rapport au bâti du compresseur, définissant un deuxième logement, fermé, pour recevoir l'élément de bague. L'élément de bague et l'élément de support sont conçus de sorte que, lorsque l'élément de bague est monté sur la tige et reçu dans le deuxième logement, l'élément de support assure le maintien en position fixe axialement de l'élément de bague, au jeu fonctionnel prés, et autorise les mouvements radiaux de l'élément de bague à l'intérieur du deuxième logement.It has been envisaged to provide a flexible seal in a fixed ring relative to the compressor frame. Nevertheless, the piston rod of an alternative compressor may have, in addition to reciprocating movement in an axial direction, parallel to the longitudinal direction along which the rod extends, a radial movement movement, that is to say in a plane normal to the longitudinal direction, or at least a transverse movement movement relative to this longitudinal direction. A known type of flexible seal may be degraded relatively rapidly when the radial displacements have a relatively high amplitude and / or a relatively high frequency, as is likely to occur in an alternative compressor. Document US 2003/0030228 discloses an oil-wiper device for an alternative compressor comprising a scraper having an L-shaped section and disposed in a groove formed in a support comprising two elements secured to one another. A flexible seal is received between a wall of one of the support members and in a housing defined by the scraper device. There is a need for a scraping device having better durability. It is proposed a scraper device for an alternative compressor comprising a rod, mounted movable relative to a compressor frame, intended to be driven in axial movements and capable of being displaced in radial movements, this device comprising: - a ring member adapted to be mounted on the rod and defining a first housing, closed, shaped to receive a deformable sealing element so that this deformable sealing member bears against the rod when the ring member is mounted on the rod, - a support member, adapted to be fixedly mounted relative to the compressor frame, defining a second housing, closed, for receiving the ring member. The ring member and the support member are designed so that when the ring member is mounted on the shaft and received in the second housing, the support member maintains the axially fixed position of the shaft. ring member, at the functional play near, and allows the radial movements of the ring member within the second housing.

Un tel agencement peut permettre en quelques sortes de dissocier les conséquences des mouvements radiaux de celles des mouvements axiaux sur le reste du compresseur. Lors du mouvement de va-et-vient axial de la tige, l'élément de bague peut être maintenu en place dans le deuxième logement, au jeu fonctionnel prés, de sorte que la tige est déplacée selon la direction axiale, par rapport à l'élément d'étanchéité déformable. En revanche, les mouvements radiaux de la tige sont transmis, via l'élément d'étanchéité déformable, à l'élément de bague, lequel peut se déplacer dans le deuxième logement. Ainsi l'élément d'étanchéité déformable subit-il principalement, voire seulement, les mouvements axiaux de la tige. L'élément de bague peut être monté flottant par rapport à l'élément de support. L'élément d'étanchéité déformable peut par exemple comprendre un joint. Ce dispositif de raclage peut par exemple servir au raclage de l'huile dans un compresseur alternatif. Ce dispositif de raclage est avantageux par rapport au dispositif présenté dans le document US 2003/0032128, car dans ce document, en cas de mouvement radial, le joint frotte contre la paroi de l'élément de support jouxtant ce joint, ce qui peut entraîner une usure du joint au niveau du talon. En outre, le joint est susceptible de déborder entre cet élément de support et la tige.Such an arrangement may allow in a few ways to separate the consequences of radial movements from those of axial movements on the rest of the compressor. During the axial reciprocating movement of the rod, the ring element can be held in place in the second housing, with the functional clearance close, so that the rod is displaced in the axial direction, relative to the deformable sealing element. On the other hand, the radial movements of the rod are transmitted, via the deformable sealing element, to the ring element, which can move in the second housing. Thus, the deformable sealing element mainly undergoes, if not only, the axial movements of the rod. The ring member may be mounted floating relative to the support member. The deformable sealing element may for example comprise a seal. This scraper device can for example be used for scraping the oil in an alternative compressor. This scraper device is advantageous compared to the device shown in document US 2003/0032128, because in this document, in case of radial movement, the seal rubs against the wall of the support element adjacent to this seal, which can cause wear of the seal at the heel. In addition, the seal is likely to overflow between this support member and the rod.

Une telle extrusion risque d'entraîner un arrachement du joint. Le dispositif de raclage d'huile décrit ci-dessus peut ainsi permettre de préserver davantage le joint que dans l'art antérieur, de sorte que ce dispositif peut présenter une meilleure tenue dans le temps.Such extrusion may cause tearing of the seal. The oil scraping device described above can thus allow to preserve more the seal than in the prior art, so that this device can have a better behavior over time.

Le premier logement est fermé, c'est-à-dire que le joint est installé entre deux parois opposées et s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale de la tige, par exemple radialement. Le premier logement peut par exemple comprendre une gorge formée dans l'élément de bague.The first housing is closed, that is to say that the seal is installed between two opposite walls and extending transversely to the longitudinal direction of the rod, for example radially. The first housing may for example comprise a groove formed in the ring member.

Le dispositif de raclage décrit ci-dessus est en outre avantageux en ce sens qu'il est relativement peu contraignant en termes de liberté de choix du joint. Dans le document US 2003/0032128, l'élément d'étanchéité doit être un joint monobloc afin d'assurer une tenue correcte. Le dispositif de raclage décrit ci-dessus peut être utilisé avec d'autres types de joint, et notamment des joints composites. Un joint composite peut comporter un joint torique de pré-serrage en un matériau souple, par exemple en élastomère, et une bague de frottement, de section par exemple relativement fine, réalisée en un matériau présentant un bon coefficient de frottement et une bonne résistance à l'usure, par exemple en polytétrafluoroéthylène (PTFE) pur ou chargé.The scraper device described above is further advantageous in that it is relatively non-restrictive in terms of freedom of choice of the seal. In US 2003/0032128, the sealing member must be a one-piece seal to ensure proper hold. The scraper device described above can be used with other types of joints, and especially composite joints. A composite seal may comprise a pre-tightening O-ring made of a flexible material, for example an elastomer, and a friction ring, of a section for example that is relatively thin, made of a material having a good coefficient of friction and good resistance to wear. wear, for example pure or filled polytetrafluoroethylene (PTFE).

On pourra en outre relever que dans le dispositif de raclage décrit ci-dessus, le joint absorbe relativement peu les mouvements selon la direction radiale ce qui peut contribuer à la pérennité du dispositif. Enfin l'utilisation d'un élément d'étanchéité déformable, par exemple un joint en élastomère ou autre, peut permettre de limiter l'usure de la tige et les contraintes de la fabrication du dispositif. L'élément d'étanchéité étant déformable, les imprécisions d'usinage des éléments de bague peuvent en effet être comblés par la souplesse de l'élément déformable. En outre, cet élément déformable permet d'assurer une relativement bonne étanchéité.It may further be noted that in the scraper device described above, the seal absorbs relatively little movement in the radial direction which can contribute to the durability of the device. Finally, the use of a deformable sealing element, for example an elastomer seal or the like, may make it possible to limit the wear of the rod and the constraints of the manufacture of the device. Since the sealing element is deformable, the machining inaccuracies of the ring elements can indeed be filled by the flexibility of the deformable element. In addition, this deformable element ensures a relatively good seal.

Le deuxième logement peut par exemple être formé par une gorge définie dans l'élément de support. Cet élément de support peut ainsi comprendre des parois opposées, s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale, par exemple radialement, pour maintenir la position axiale de l'élément de bague, malgré le mouvement de va-et-vient de la tige suivant la direction longitudinale. Cette gorge peut s'étendre radialement suffisamment loin de la tige pour que l'élément de bague puisse se déplacer à l'intérieur de ce deuxième logement lorsque la tige subit des mouvements radiaux. On pourra par exemple prévoir un jeu variant entre 1% et 100% du diamètre de la tige, par exemple un jeu de plusieurs millimètres, voire de plusieurs centimètres, selon l'amplitude attendue des mouvements de débattement radiaux. L'élément de support, fixe par rapport au bâti de compresseur, peut être installé de sorte que lorsque la tige a une position radialement centrée, le jeu entre cet élément de support et la tige soit relativement élevé et relativement réparti autour de la tige. Ce jeu entre la tige au repos et l'élément de support peut par exemple varier entre 1% et 30% du diamètre de la tige, par exemple un jeu de chaque coté de la tige de l'ordre de 5% du diamètre de la tige, par exemple entre un millimètre et quelques centimètres, selon l'amplitude attendue des mouvements de débattement radiaux. Par exemple, pour un désaxage radial attendu de ±1,2 millimètres, on pourra prévoir un jeu de 2 millimètres de chaque coté de la tige. Les mouvements radiaux de l'élément de bague sont ainsi autorisés, alors que les mouvements axiaux de cet élément sont relativement limités dans leur amplitude. On peut prévoir que le jeu axial autorisé représente moins de 20% du jeu radial autorisé, par exemple 10% du jeu radial de chaque coté de la tige. Le jeu axial autorisé peut être un jeu fonctionnel de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres par exemple.The second housing may for example be formed by a groove defined in the support member. This support member may thus comprise opposite walls, extending transversely to the longitudinal direction, for example radially, to maintain the axial position of the ring member, despite the movement of the back and forth of the rod. in the longitudinal direction. This groove can extend radially far enough from the rod so that the ring member can move within this second housing when the rod undergoes radial movements. For example, it is possible to provide a clearance varying between 1% and 100% of the diameter of the rod, for example a clearance of several millimeters, or even several centimeters, depending on the expected amplitude of the radial movement movements. The support member, fixed relative to the compressor frame, can be installed so that when the rod has a radially centered position, the clearance between this support member and the rod is relatively high and relatively distributed around the rod. This clearance between the rod at rest and the support member may for example vary between 1% and 30% of the diameter of the rod, for example a game on each side of the rod of the order of 5% of the diameter of the rod. rod, for example between one millimeter and a few centimeters, depending on the expected amplitude of radial movement movements. For example, for an expected radial misalignment of ± 1.2 millimeters, a set of 2 millimeters may be provided on each side of the rod. The radial movements of the ring member are thus allowed, while the axial movements of this element are relatively limited in their amplitude. It can be provided that the permissible axial play represents less than 20% of the allowed radial clearance, for example 10% of the radial clearance on each side of the rod. The allowed axial play can be a functional game of the order of a few tenths of millimeters for example.

L'élément de support et l'élément de bague peuvent être agencés de sorte que lorsque l'élément de bague est reçu dans le deuxième logement, le jeu axial entre l'élément de bague et l'élément de support soit de moins de 5% du diamètre de la tige, avantageusement entre 0,01% et 2% du diamètre de la tige, par exemple 0,5% du diamètre de la tige. Le dispositif assure ainsi le maintien axial de l'élément de bague malgré les mouvements alternatifs de la tige. L'élément de bague peut être monté sur la tige avec un jeu relativement faible. On pourra par exemple prévoir un jeu variant entre 0,01% du diamètre de la tige et 5% du diamètre de la tige, par exemple de l'ordre de 1% du diamètre de la tige autour de la tige, par exemple un jeu variant entre un centième de millimètre et un millimètre, par exemple deux dixièmes de millimètres ou un demi-millimètre de part et d'autre de la tige, pour, d'une part empêcher l'huile de cheminer le long de la tige, et d'autre part limiter le risque d'extrusion du joint sous cet élément de bague. Avantageusement et de façon non limitative, l'élément de bague peut définir au moins une collerette en regard d'au moins une paroi transversale respective de l'élément de support. Le dispositif peut être agencé de sorte qu'une surface de l'élément de bague, s'étendant transversalement, soit en regard d'une surface du deuxième logement, s'étendant transversalement, suffisamment proche de cette surface du deuxième logement et sur une zone suffisamment étendue pour que puisse se former un film d'huile entre la surface de l'élément de bague et la surface de l'élément de support, notamment lorsque de l'huile commence à cheminer entre ces surfaces. On pourra par exemple prévoir un jeu de moins de 1 millimètre, par exemple de deux dixièmes de millimètres, ou plus généralement un jeu inférieur à 10% de la hauteur des surfaces en regard, et avantageusement inférieur à 1% de cette hauteur. Ces deux surfaces, dites surfaces d'obturation, peuvent être parallèles ou sensiblement parallèles entre elles, c'est-à-dire que l'angle entre les plans de ces surfaces est inférieur à 5%, et avantageusement inférieur à 1%. La zone sur laquelle les surfaces d'obturation sont en regard peut avoir une forme annulaire, afin que le film d'huile entoure la tige. Ainsi, lorsque l'élément de bague et l'élément de support définissent deux surfaces en regard suffisamment proches l'une de l'autre, lorsque de l'huile passe par le chemin formé entre ces surfaces, il peut se former un film, lequel, par un effet de type ventouse, pourra assurer un colmatage relatif de ce chemin. Ainsi, ce film peut permettre d'éviter ou tout au moins de limiter la circulation ultérieure de l'huile entre l'élément de support et l'élément de bague. En outre, ce film peut jouer un rôle de lubrification, de sorte que l'élément de bague se déplace relativement facilement à l'intérieur du deuxième logement lorsque la tige subit des mouvements radiaux. L'invention n'est bien entendu pas limitée par cette conformation avec deux surfaces en regard sur le chemin de l'huile entre l'élément de support et l'élément de bague. On pourrait par exemple prévoir un joint entre cet élément de support et cet élément de bague afin d'étanchéifier ce chemin. Néanmoins, la conformation décrite ci-dessus, permet, du fait du dépôt d'un film d'huile, de faciliter les mouvements radiaux de l'élément de bague par rapport à l'élément de support, ce qui est avantageux par rapport à un joint qui tendrait à gêner ces mouvements radiaux relatifs. Avantageusement et de façon non limitative, le dispositif est conformé pour définir une paire de surfaces d'obturation en regard l'une de l'autre, de chaque côté de l'élément de bague. Le chemin entre l'élément de bague et l'élément de support peut ainsi être colmaté par deux films d'huile, ce qui peut permettre de limiter la circulation de l'huile par ce chemin. Avantageusement et de façon non limitative, l'élément de bague peut définir des parties évidées. Ainsi, la masse de cet élément de bague est relativement limitée, ce qui peut permettre d'éviter de limiter l'appui sur la tige et la compression du joint.The support member and the ring member may be arranged such that when the ring member is received in the second housing, the axial clearance between the ring member and the support member is less than 5. % of the diameter of the rod, preferably between 0.01% and 2% of the diameter of the rod, for example 0.5% of the diameter of the rod. The device thus ensures the axial retention of the ring element despite the reciprocating movements of the rod. The ring member can be mounted on the shaft with a relatively small clearance. For example, it is possible to provide a clearance varying between 0.01% of the diameter of the rod and 5% of the diameter of the rod, for example of the order of 1% of the diameter of the rod around the stem, for example a set varying between a hundredth of a millimeter and a millimeter, for example two tenths of a millimeter or half a millimeter on either side of the stem, to prevent the oil from moving along the stem, and on the other hand limit the risk of extrusion of the seal under this ring element. Advantageously and in a nonlimiting manner, the ring element can define at least one flange facing at least one respective transverse wall of the support element. The device may be arranged so that a surface of the ring member, extending transversely, is facing a surface of the second housing, extending transversely, sufficiently close to this surface of the second housing and on a an area large enough to form an oil film between the surface of the ring member and the surface of the support member, especially when oil begins to flow between these surfaces. For example, it is possible to provide a clearance of less than 1 millimeter, for example two tenths of a millimeter, or more generally a clearance of less than 10% of the height of the facing surfaces, and advantageously less than 1% of this height. These two surfaces, called closure surfaces, may be parallel or substantially parallel to each other, that is to say that the angle between the planes of these surfaces is less than 5%, and advantageously less than 1%. The area on which the sealing surfaces are facing may have an annular shape, so that the oil film surrounds the rod. Thus, when the ring member and the support member define two facing surfaces sufficiently close to each other, when oil passes through the path formed between these surfaces, a film can be formed, which, by a suction-like effect, can ensure a relative clogging of this path. Thus, this film can make it possible to avoid or at least limit the subsequent circulation of the oil between the support element and the ring element. In addition, this film can play a role of lubrication, so that the ring member moves relatively easily within the second housing when the rod undergoes radial movements. The invention is of course not limited by this conformation with two surfaces facing the path of the oil between the support member and the ring member. One could for example provide a seal between this support member and this ring member to seal this path. Nevertheless, the conformation described above makes it possible, because of the deposition of an oil film, to facilitate the radial movements of the ring element with respect to the support element, which is advantageous with respect to a seal that would tend to interfere with these relative radial movements. Advantageously and without limitation, the device is shaped to define a pair of sealing surfaces facing each other on each side of the ring member. The path between the ring member and the support member can thus be clogged by two oil films, which can limit the flow of oil through this path. Advantageously and without limitation, the ring member may define recessed portions. Thus, the mass of this ring element is relatively limited, which can avoid limiting the support on the rod and the compression of the seal.

Le dispositif de raclage peut en outre comprendre l'élément d'étanchéité déformable. Alternativement, le dispositif de raclage peut être fabriqué, commercialisé ou autre, sans élément d'étanchéité déformable.The scraping device may further comprise the deformable sealing element. Alternatively, the scraping device can be manufactured, marketed or otherwise, without deformable sealing element.

L'invention n'est en rien limitée par le(s) matériau(x) ou la forme de l'élément d'étanchéité déformable. Cet élément d'étanchéité déformable peut par exemple être un joint en U, par exemple en élastomère ou autre, ou bien encore un joint composite, avec une partie torique en élastomère, et une partie en polymère présentant des caractéristiques tribologiques intéressantes pour l'application prévue, par exemple à base de PTFE (Polytétrafluoroéthylène). Cette partie en polymère résiste mieux à l'usure que la partie en élastomère. Avantageusement et de façon non limitative, l'élément de bague peut définir au moins un orifice débouchant vers le deuxième logement.The invention is in no way limited by the material (s) or the shape of the deformable sealing element. This deformable sealing element may for example be a U-shaped gasket, for example an elastomer or the like, or alternatively a composite gasket, with an elastomer ring part, and a polymer part having tribological characteristics of interest for the application. provided, for example based on PTFE (Polytetrafluoroethylene). This polymer part is more resistant to wear than the elastomer part. Advantageously and without limitation, the ring member may define at least one opening opening towards the second housing.

Cet orifice peut déboucher par ailleurs vers le premier logement, vers la tige, vers un chemin de passage de l'huile entre la tige et l'élément de support, ou autre. Cet orifice peut être conformé pour évacuer de l'huile vers le deuxième logement. En effet, le déplacement de la tige est susceptible d'entraîner vers l'élément de bague de l'huile avec une pression relativement élevée, du fait de la vitesse de la tige. En prévoyant des canaux dans l'élément de bague, on peut évacuer cette huile initialement en surpression et limiter les efforts exercés par l'huile contre l'élément d'étanchéité. Avantageusement et de façon non limitative, l'élément de support peut définir un évent. Cet évent peut permettre d'éviter les surpressions et/ou les dépressions dans le deuxième logement, et de faciliter l'évacuation de l'huile par les canaux de l'élément de bague. L'élément de bague peut être réalisé d'une seule pièce. Avantageusement et de façon non limitative, l'élément de bague peut être réalisé en plusieurs pièces solidarisées entre elles, par exemple en deux pièces ou davantage. On pourra par exemple prévoir un élément de bague en plusieurs pièces maintenues entre elles par un ressort annulaire, des vis, ou autre, chaque pièce correspondant à une plage angulaire.This orifice may also lead to the first housing, to the rod, to a path of passage of oil between the rod and the support member, or other. This orifice may be shaped to evacuate oil to the second housing. Indeed, the movement of the rod is likely to drive towards the ring member of the oil with a relatively high pressure, because of the speed of the rod. By providing channels in the ring member, it can discharge the oil initially overpressure and limit the forces exerted by the oil against the sealing element. Advantageously and in a nonlimiting manner, the support element can define a vent. This vent can prevent overpressure and / or depression in the second housing, and facilitate the evacuation of oil through the channels of the ring member. The ring element can be made in one piece. Advantageously and in a nonlimiting manner, the ring element can be made of several parts joined together, for example in two pieces or more. For example, it is possible to provide a ring element in several parts held together by an annular spring, screws or other, each part corresponding to an angular range.

Selon un autre mode de réalisation, on pourra prévoir un élément de bague réalisé en plusieurs pièces ayant chacune une forme générale d'anneau et assemblées et les unes contre les autres par des éléments de fixation de type vis ou autre. Ce mode de réalisation est intéressant en ce qu'il permet une fabrication relativement simple ; en particulier, on peut prévoir de former des rainures s'étendant radialement dans l'une de ces pièces annulaires, et d'assembler cette pièce rainurée avec une pièce annulaire définissant une surface plane de sorte que les rainures ainsi comblées par cette surface plane forment des évidements et/ou des canaux pour l'évacuation de l'huile. L'élément d'étanchéité peut être réalisé en une ou plusieurs pièces.According to another embodiment, it is possible to provide a ring element made of several parts each having a general shape of a ring and assembled and against each other by fastening elements of the screw type or the like. This embodiment is interesting in that it allows a relatively simple manufacture; in particular, it is possible to form grooves extending radially in one of these annular pieces, and to assemble said grooved piece with an annular piece defining a flat surface so that the grooves thus filled by this flat surface form recesses and / or channels for the evacuation of the oil. The sealing element can be made in one or more pieces.

L'élément de support peut définir un seul deuxième logement, ou bien plusieurs deuxièmes logements pour recevoir plusieurs éléments de bague respectifs. Par exemple, un élément de support peut définir deux gorges espacées axialement l'une de l'autre, pour recevoir deux éléments de bague respectifs.The support member may define a single second housing, or a plurality of second housing for receiving a plurality of respective ring members. For example, a support member may define two grooves axially spaced from each other to receive two respective ring members.

Dans un deuxième logement peu(vent) être installé(s) une ou bien plusieurs bagues. Un élément de bague peut définir un seul premier logement pour recevoir un joint, ou bien plusieurs premiers logements pour recevoir plusieurs joints respectifs. Par exemple, un élément de bague peut définir deux gorges espacées axialement l'une de l'autre, pour recevoir deux joints respectifs venant en appui contre la tige. Dans un premier logement peu(vent) être reçu(s) un seul joint ou bien plusieurs joints. De manière générale, dans la présente demande, l'emploi du terme « un » n'est pas limitatif et doit être interprété comme « seulement un ou plusieurs ». Il est en outre proposé un système de compresseur alternatif comprenant une tige destiné à être entrainée selon des mouvements axiaux et susceptibles de subir des mouvements radiaux, pour pressuriser un gaz, et un dispositif de raclage tel que décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise en référence aux figures, lesquelles illustrent des modes de réalisation non limitatifs. La figure 1 est une vue en coupe représentant schématiquement un exemple de dispositif selon un mode de réalisation de l'invention lorsque monté sur une tige d'un compresseur alternatif.In a second housing (wind) be installed (s) one or more rings. A ring member may define a single first housing for receiving a seal, or a plurality of first housing for receiving a plurality of respective seals. For example, a ring member may define two grooves axially spaced from each other to receive two respective seals bearing against the rod. In a first housing (wind) be received (s) a single seal or several joints. Generally, in the present application, the use of the term "one" is not limiting and should be interpreted as "only one or more". It is furthermore proposed an alternative compressor system comprising a rod intended to be driven in axial movements and capable of undergoing radial movements, for pressurizing a gas, and a scraping device as described above. The invention will be better understood with reference to the figures, which illustrate non-limiting embodiments. Figure 1 is a sectional view schematically showing an example of a device according to one embodiment of the invention when mounted on a rod of an alternating compressor.

Les figures 2A et 2B sont des vues en perspective d'un exemple d'élément de bague pour un dispositif de raclage selon un mode de réalisation de l'invention. Les figures 3A et 3B sont des vues des pièces d'un exemple d'élément de bague pour un dispositif de raclage selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce 16 étant vue depuis deux points de vue opposés d'une figure à l'autre, tandis que l'angle de vue de la pièce 15 sur ces figures 3A et 3B est resté le même. Des références identiques peuvent être utilisées d'une figure à l'autre pour désigner des éléments identiques, similaires ou ayant des fonctions proches. En référence à la figure 1, un compresseur alternatif non représenté comprend une tige 10, montée mobile par rapport au bâti du compresseur et destinée à effectuer des mouvements alternatifs de va- et-vient, comme représentés par les flèches, suivant une direction longitudinale correspondant à la droite (D). Ces mouvements de va-et-vient permettent de pressuriser un gaz, par exemple de l'air, par exemple à des fins d'extrusion de bouteilles en plastique, ou autre. Cette tige 10 peut par exemple avoir une section circulaire de 40 mm de diamètre. Un compresseur alternatif comprend des éléments du guidage latéraux du piston, par exemple des segments de guidage latéraux non représentés. Ces segments de guidages sont néanmoins susceptibles de s'user avec le temps de sorte que le piston peut subir, outre le mouvement axial de va-et-vient pour lequel il est conçu, des battements latéraux. Le piston pourra ainsi avoir des déplacements en 8 ou autre. Les compresseurs alternatifs comprennent un dispositif d'entraînement de guidage de cette tige 10, ici non représenté. Ce dispositif d'entraînement est lubrifié avec de l'huile.Figs. 2A and 2B are perspective views of an exemplary ring member for a scraper device according to an embodiment of the invention. FIGS. 3A and 3B are views of the parts of an exemplary ring element for a scraper device according to one embodiment of the invention, the part 16 being seen from two opposite points of view of a FIG. the other, while the angle of view of the part 15 in these Figures 3A and 3B remained the same. Identical references can be used from one figure to another to designate identical, similar or similar functions. With reference to FIG. 1, a reciprocating compressor (not shown) comprises a rod 10 mounted movably relative to the compressor frame and intended to perform reciprocating back and forth movements, as represented by the arrows, in a corresponding longitudinal direction. to the right (D). These back and forth movements make it possible to pressurize a gas, for example air, for example for the purpose of extruding plastic bottles, or the like. This rod 10 may for example have a circular section of 40 mm in diameter. An alternative compressor comprises elements of the lateral guide of the piston, for example unrepresented lateral guide segments. These guide segments are nevertheless likely to wear over time so that the piston can undergo, in addition to the axial movement back and forth for which it is designed, side beats. The piston can thus have displacements in 8 or other. The reciprocating compressors comprise a drive device for guiding this rod 10, not shown here. This drive is lubricated with oil.

Afin de pouvoir garantir la pérennité du mécanisme du compresseur, il est important d'empêcher l'huile, servant à la lubrification du dispositif d'entraînement et de guidage de la tige 10, de cheminer jusqu'à des étanchéités (non représentées) permettant de contenir le gaz sous pression.In order to ensure the durability of the compressor mechanism, it is important to prevent the oil, used for the lubrication of the drive and guide device of the rod 10, to walk to seals (not shown) allowing to contain the gas under pressure.

En particulier, l'huile étant susceptible de cheminer le long de la tige 10, un dispositif de raclage d'huile 11 permet de limiter le passage de l'huile le long de la tige 10.In particular, the oil being capable of running along the rod 10, an oil scraper device 11 makes it possible to limit the passage of the oil along the rod 10.

Ce dispositif 11 est monté autour de la tige 10 et comprend un élément de support 13, fixe par rapport au bâti de compresseur et positionné de sorte qu'en position de repos, la tige 10 soit centrée par rapport au passage 23 défini par cet élément de support 13.This device 11 is mounted around the rod 10 and comprises a support member 13, fixed relative to the compressor frame and positioned so that in the rest position, the rod 10 is centered relative to the passage 23 defined by this element support 13.

Plus précisément, l'élément de support 13 comprend deux pièces 24, 24', maintenues assemblées par exemple par un système de vis non représenté. La pièce 24 peut avoir une épaisseur, suivant la direction axiale, de 20 mm. Le dispositif de raclage 11 comprend en outre un élément de bague 14. Cet élément de bague 14 définit un passage, ici non référencé, pour la tige 10. L'élément de bague 14 est réalisé en deux pièces 15, 16 maintenues assemblées par un système de vis ici schématiquement représenté par la vis 17.More specifically, the support element 13 comprises two parts 24, 24 ', held together for example by a not shown screw system. The piece 24 may have a thickness, in the axial direction, of 20 mm. The scraper device 11 further comprises a ring element 14. This ring element 14 defines a passage, here not referenced, for the rod 10. The ring element 14 is made in two parts 15, 16 held together by a screw system here schematically represented by the screw 17.

Ces pièces 15, 16 peuvent par exemple être réalisées en acier inoxydable ou inox. L'élément de bague 14 définit un premier logement fermé, ici une gorge 18, dans laquelle est reçu un élément d'étanchéité déformable, par exemple un joint 12, par exemple un joint en élastomère ou un joint composite. L'élément de bague 14 et le joint 12 sont conformés de sorte que lorsque l'élément de bague 14 reçoit le joint dans sa gorge 18, et que l'ensemble élément de bague plus joint est monté sur la tige 10, le joint 12 exerce une pression sur la tige 10, ce qui permet d'assurer la fonction première d'étanchéité du dispositif 11. L'élément de bague 14 et la tige 10 sont conformés de sorte que le jeu entre cet élément 14 et la tige 10 soit relativement faible, de l'ordre de deux dixièmes de millimètre par exemple, ou bien encore de 0,5 mm de chaque coté de la tige 10. Ceci permet de limiter le risque d'extrusion du joint 12 sous l'élément de bague 14. L'élément de support 13 définit un deuxième logement 19, fermé, dans lequel est reçu l'élément de bague 14. Les éléments 13, 14, sont conformés de sorte que l'élément de bague 14 soit maintenu axialement à faible jeu entre les parois 20, 21 de l'élément de support 13. On pourra par exemple prévoir un jeu fonctionnel de 0,2 mm.These parts 15, 16 may for example be made of stainless steel or stainless steel. The ring member 14 defines a first closed housing, here a groove 18, in which is received a deformable sealing element, for example a seal 12, for example an elastomer seal or a composite seal. The ring member 14 and the seal 12 are shaped so that when the ring member 14 receives the seal in its groove 18, and that the seal ring member assembly is mounted on the shank 10, the seal 12 exerts a pressure on the rod 10, which makes it possible to ensure the first sealing function of the device 11. The ring element 14 and the rod 10 are shaped so that the clearance between this element 14 and the rod 10 is relatively low, of the order of two tenths of a millimeter for example, or else 0.5 mm on each side of the rod 10. This limits the risk of extrusion of the seal 12 under the ring member 14 The support element 13 defines a second closed housing 19 in which the ring element 14 is received. The elements 13, 14 are shaped so that the ring element 14 is kept axially at a low clearance between the walls 20, 21 of the support element 13. For example, it is possible to provide a set of fo 0.2 mm.

Ainsi, lorsque la tige 10 se déplace axialement, selon l'axe (D), l'élément de bague 14 est maintenu fixe entre ces parois 20, 21 de l'élément de support 13. Par ailleurs, du fait de ce faible jeu entre l'élément de bague 14 et l'élément de support 13, un film d'huile peut se déposer entre la surface 20 de l'élément de support 13, et une surface 22 de l'élément 14, en regard de cette surface 20. De la même façon, un film d'huile peut se déposer entre une surface 21 de l'élément de support 13 et une surface 25 de l'élément de bague 14 en regard de cette surface 21. Par exemple, l'élément de bague 14 définit une collerette 26 destinée à venir en regard de la paroi 21 de l'élément de support 13. L'élément de support 13 est conformée de sorte que lorsqu'il est monté sur la tige, le jeu entre les pièces 24, 24' de cet élément de support 13 et la tige 10, soit relativement grand. Cet élément de support 13 étant fixe par rapport au bâti de compresseur, ce jeu peut permettre à la tige 10 de se déplacer radialement. Le deuxième logement s'étend radialement bien au-delà de l'élément de bague 14. Le deuxième logement peut par exemple avoir un diamètre de 72 mm. En revanche, les parois transverses 20, 21 de ce deuxième logement 19 sont très proches des parois transverses 22, 25 de l'élément de bague. Ainsi l'élément de bague 14 est placé libre radialement et avec un jeu axial relativement faible dans le logement 19. Lorsque de l'huile à étancher 30 est amenée à proximité du dispositif de raclage 11 du fait du mouvement de va-et-vient de la tige 10, l'huile passe par un chemin 31 entre la pièce 24 de l'élément de support 13 et la tige 10.Thus, when the rod 10 moves axially, along the axis (D), the ring member 14 is held fixed between these walls 20, 21 of the support member 13. Moreover, because of this weak game between the ring member 14 and the support member 13, an oil film can be deposited between the surface 20 of the support member 13, and a surface 22 of the member 14, facing this surface 20. In the same way, an oil film can be deposited between a surface 21 of the support element 13 and a surface 25 of the ring element 14 opposite this surface 21. For example, the element 14 defines a collar 26 intended to come facing the wall 21 of the support member 13. The support member 13 is shaped so that when mounted on the rod, the clearance between the parts 24 , 24 'of this support member 13 and the rod 10, is relatively large. This support member 13 being fixed relative to the compressor frame, this game can allow the rod 10 to move radially. The second housing extends radially well beyond the ring member 14. The second housing may for example have a diameter of 72 mm. On the other hand, the transverse walls 20, 21 of this second housing 19 are very close to the transverse walls 22, 25 of the ring element. Thus the ring member 14 is radially free and with a relatively low axial clearance in the housing 19. When the oil to be sealed 30 is brought close to the scraping device 11 due to the back and forth movement of the rod 10, the oil passes through a path 31 between the piece 24 of the support member 13 and the rod 10.

Lorsque la tige a une vitesse relativement élevée dans une direction correspondant ici à la direction de la gauche vers la droite sur la figure, l'huile amenée par ce mouvement dans le passage 31 est susceptible d'avoir une pression relativement élevée. L'huile peut ensuite passer par un chemin entre les surfaces 20, 22, ou bien passer entre la pièce 16 de l'élément de bague 14 et la tige 10.When the rod has a relatively high speed in a direction corresponding here to the direction of the left to the right in the figure, the oil brought by this movement in the passage 31 is likely to have a relatively high pressure. The oil can then pass through a path between the surfaces 20, 22, or pass between the part 16 of the ring member 14 and the rod 10.

Lorsque de l'huile passe par le chemin entre ces surfaces en regard l'une de l'autre 20,22, il se forme un film. Ce film d'huile joue ensuite un rôle de colmatage et limite l'entrée de l'huile dans le deuxième logement 19 via ce passage entre les surfaces 20, 22.When oil passes through the path between these surfaces facing each other 20,22, a film is formed. This oil film then plays a role of clogging and limits the entry of the oil into the second housing 19 via this passage between the surfaces 20, 22.

De la même façon, si de l'huile parvient dans le chemin défini entre les surfaces 21, 25, il se forme un film qui viendra limiter le cheminement de l'huile dans ce passage entre les surfaces 21,25. On comprend ainsi que la majorité de l'huile entraînée dans le chemin 31 passe entre la pièce 16 et la tige 10. La pièce 16 est conformée de façon à définir des canaux 32 débouchant vers la tige 10 d'une part, et vers le logement 19 d'autre part. L'huile en surpression coule alors le long de ces canaux 32, est reçue dans le fond 33 du deuxième logement 19, puis revient vers la bâche via un canal 34 percé dans la pièce 24.In the same way, if oil reaches the path defined between the surfaces 21, 25, a film is formed which will limit the path of the oil in this passage between the surfaces 21, 25. It is thus understood that the majority of the oil entrained in the path 31 passes between the part 16 and the rod 10. The part 16 is shaped so as to define channels 32 opening towards the rod 10 on the one hand, and towards the housing 19 on the other hand. The oil under pressure then flows along these channels 32, is received in the bottom 33 of the second housing 19, then returns to the tank via a channel 34 drilled in the part 24.

Afin de faciliter l'évacuation de l'huile par ces passages 32, 34, on peut prévoir un évent 35 dans l'élément de support 13, par exemple dans la pièce 24'. L'élément de bague 14 est réalisé en deux pièces 15, 16. Ces deux pièces définissent un logement pour le joint racleur, la pièce 15 définissant avec une paroi de la pièce 16 un logement pour le joint racleur 12. La pièce 15 définit en outre un évidement 41, de sorte que sa masse reste relativement faible. Alternativement ou en complément, on pourrait prévoir de réaliser ces pièces 15, 16 dans des matériaux plus légers que l'inox. La partie amont de l'élément de bague 14 présente une multitude de canaux 32 pour permettre le drainage de l'huile. Le joint racleur hydraulique 12 assure un rôle de calage, afin d'empêcher le passage de l'huile.In order to facilitate the evacuation of the oil through these passages 32, 34, a vent 35 can be provided in the support element 13, for example in the part 24 '. The ring element 14 is made in two parts 15, 16. These two parts define a housing for the wiper seal, the part 15 defining with a wall of the part 16 a housing for the wiper seal 12. The part 15 defines in addition to a recess 41, so that its mass remains relatively small. Alternatively or in addition, one could provide these parts 15, 16 in materials lighter than stainless steel. The upstream portion of the ring member 14 has a plurality of channels 32 to allow drainage of the oil. The hydraulic scraper seal 12 serves as a wedging role, to prevent the passage of oil.

La pièce 16 est montée à faible jeu sur la tige 10, et peut ainsi réaliser aussi une fonction de raclage de l'huile. Les figures 2A et 2B montrent un mode de réalisation de l'élément de bague 14, avec les pièces 15, 16, la pièce 15 définissant une collerette 26, et la pièce 16 définissant des canaux 32 pour le drainage de l'huile. Le joint 12 est reçu dans une gorge formée entre ces pièces 15, 16.The part 16 is mounted with little clearance on the rod 10, and can thus also perform a scraping function of the oil. Figures 2A and 2B show an embodiment of the ring member 14, with the parts 15, 16, the part 15 defining a collar 26, and the part 16 defining channels 32 for the drainage of the oil. The seal 12 is received in a groove formed between these parts 15, 16.

Les figures 3A et 3B montrent la pièce 16 d'un côté et de l'autre, et la pièce 15 vue d'un même angle, lorsque ces pièces 15, 16 sont détachées l'une de l'autre. On retrouve également les canaux 32 et des orifices 36 pour le passage des vis 17.Figures 3A and 3B show the part 16 on one side and the other, and the part 15 seen at the same angle, when these parts 15, 16 are detached from one another. There are also channels 32 and holes 36 for the passage of screws 17.

Un tel dispositif est relativement facile à réaliser, et permet d'améliorer significativement les performances en niveau de fuites. En outre, ce dispositif peut être utilisé dans des compresseurs alternatifs déjà exploités. On peut en effet utiliser des éléments de support déjà en place, et installer un élément de bague flottant du type 1 0 de l'élément de bague 14 représenté dans les logements de ces éléments de support déjà en place.Such a device is relatively easy to achieve, and can significantly improve the performance level of leaks. In addition, this device can be used in alternative compressors already operated. It is possible to use support elements already in place, and to install a floating ring element of the type 1 0 of the ring element 14 shown in the housings of these support elements already in place.

Claims

REVENDICATIONS1. Scraper device (11) for an alternating compressor comprising a rod (10), mounted movable relative to a frame of said compressor, designed to be driven in axial movements and capable of being displaced in radial movements, said device comprising: a ring member (14) adapted to be mounted on the shaft and defining a first, closed housing (18) shaped to receive a deformable sealing element (12) so that said deformable sealing element bears against the rod when said ring member is mounted on the rod, and a support member (13), which can be fixedly mounted relative to the compressor housing, defining a second, closed housing (19) for receiving the ring member , wherein the ring member and the support member are so designed that when the ring member is mounted on the shaft and received in the second housing, the support member provides the maintaining the ring member in axially fixed position, at the near functional clearance, and allowing the radial movements of the ring member within the second housing.

The scraper device (11) according to claim 1, said device being arranged such that a surface (22, 25) of the transversely extending ring member (14) faces a surface (20, 21) of the second housing (19), extending transversely, sufficiently close to said surface of the second housing and over an area large enough to form an oil film between said surface of the ring member and said surface of the support member.

3. Scraper device (11) according to one of claims 1 or 2, wherein the ring member (14) is made of several parts.

The scraper device (11) according to claim 3, wherein the ring member (14) comprises a first annular piece (15) and a second annular piece (16) joined to each other.

5. Scraper device (11) according to one of claims 1 to 4, wherein the support member (13) is made of several parts.

6. scraper device (11) according to one of claims 1 to 5, wherein the ring member (14) defines at least one orifice (32) opening towards the second housing (19) for the evacuation of oil to said housing.

7. Scraper device (11) according to one of claims 1 to 6, wherein the support member defines a vent.

8. scraping device (11) according to one of claims 1 to 7, further comprising the deformable sealing element (12), characterized in that the deformable sealing element comprises a composite seal (12) .

9. scraper device (11) according to one of claims 1 to 8, further comprising the deformable sealing element (12), characterized in that the deformable sealing member comprises a plurality of parts.

An alternating compressor system comprising a rod (10) to be driven in axial motions to pressurize a gas, and movable in radial motions, and a scraper device (11) according to one of the claims. preceding.