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GARNITURE D'ETANCHEITE.
La présente invention se rapporte à des garnitures d'étanchéité utilisables entre des pièces soumises à un mouvement de translation réciproque et en particulier aux garnitures d'étanchéité destinées à assurer l'étanchéité des pistons plongeurs utilisés dans les machines fonctionnant à fortes pressions. On sait que la réalisation de telles garnitures, en particulier dans les compresseurs de gaz et les pompes de circulation, est extrê- mement délicate.
On a proposé d'utiliser des garnitures en bronze et en particulier en bronze au plomb, constituées par plusieurs bagues, elles-mêmes formées de plusieurs pièces, ou fendues comme des segments. Mais ces garnitures provoquent une usure rapide des tiges de pistons (leur usure propre est moins importante à considérer, les pièces d'étanchéité pouvant se déformer assez pour la rattraper). Il en résulte que les garnitures ne sont réellement étanches que peu de temps et que,.dans la pratique, on est amené à accepter des fuites très sensibles pendant leur utilisation.
On a proposé également des garnitures en métal antifriction composées ordinairement de bagues de formes variées d'une seule pièce et que la pression serre sur la tige du piston. L'emploi de ces garnitures, qui par ailleurs présentent de grandes qualités, se heurte aux difficultés suivantes :si elles sont trop dures pour la pression employée, elles cessent vite d'être étanches et leur durée d'usage est insuffisante. Si,par contre, leur dureté est insuffisante, le métal a tendance à couler ou "fluer" le long de la tige et la durée est également insuffisante.
La présente invention a pour objet de supprimer ces inconvénients et de réaliser des garnitures, qui tout en présentant les qualités de "malléabilité" adaptées à la pression à laquelle elles sont soumises, de manière à assurer une étanchéité permanente, ne risquent néanmoins pas de "fluer"
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sous l'effet de cette pression.
La dite invention consiste à utiliser des garnitures d'étanchéité comportant une bague en métal déformable, métal anti-friction par exemple, formée de deux parties faisant corps l'une avec l'autre, l'une de ces parties étant soumise directement à la pression et, sous l'effet de cette pression, venant s'appliquer sur le piston, ou autre élément mobile, de manière à faire joint, tandis que l'autre partie est constituée par un élément tubulaire qui s'applique également sur l'élément mobile mais n'est pas soumise à la pression, cette autre partie servant à empêcher le métal de la partie formant le joint de "fluer", tout en assurant le cas échéant un bon guidage de l'élément mobile dans la garniture.
Pour obtenir ce résultat, conformément à l'invention, on pourra en particulier prévoir pour constituer la garniture, en plus de la bague cidessus indiquée en métal déformable, une autre bague en métal dur à l'intérieur de laquelle sera disposé le prolongement de la garniture en métal déformable et qui comporte@@, en outre, une surface d'appui, rodée et étanche, ou avec interposition de joint, destinée à s'appliquer, sous l'effet de la pression, sur une surface correspondante de la boite d'étanchéité. Cette surface, de préférence plane, sera prévue sur la bague en métal dur de manière que le prolongement de la garniture soit en dehors de la zone de pres- sion.
Enfin, conformément à l'invention, on prévoiera de préférence un dispositif tel qu'un système de ressorts pour appuyer la garniture contre la boite lors de la mise en pression.
D'autres objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description ci-après relative aux dessins ci-joints qui représentent schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs, différents modes de réalisation particuliers de l'invention.
La figure 1 est une coupe verticale-longitudinale d'un dispositif d'étanchéité conforme à l'invention, appliqué à une pompe à piston plongeur.
Les figures 2 et 3 représentent des variantes du dispositif d'étanchéité.
Sur la figure 1, 1 désigne le corps de pompe sur lequel se visse la boîte 2 et à l'intérieur duquel se déplace le piston plongeur 3.
4 désigne un élément monté dans la boîte de garniture et qui est serré par la boîte 2, contre le corps de pompe 1 avec interposition d'un joint 5. L'élément 4 est rodé en 6 à sa partie antérieure, du coté de la pression La garniture d'étanchéité conforme à l'invention est formée de deux bagues 7 et 8. La bague 7 en acier, a la forme tubulaire indiquée sur le dessin et comporte une partie plane 9, rodée qui vient s'appliquer sous l'effet de la pression, sur la.partie rodée 6 de l'élément 4. La partie postérieure tubulaire 10 de cette bague 7 est insérée avec un certain jeu dans l'élément 4, si bien qu'elle n'est pas soumise à la pression.
Dans la bague en acier 7 est montée la bague en anti-friction 8, dont la partie antérieure 11 constitue l'élément formant joint proprement-dit, se déformant sous l'effet de la pression pour venir s'appliquer contre le piston 3, tandis que la partie postérieure 12 est constituée par un élément tubulaire ancré à l'intérieur de la partie postérieure 10 de la bague 7 et par conséquent non soumis à la pression. Cet élément tubulaire peut être parfaitement ajusté sur la tige du piston dont il assure le guidage et empêche le métal de la partie 10 de ouler le long de la tige, pourvu qu'il ait la longueur suffisante.
Des ressorts 13 prenant appui par l'intermédiaire de rondelles d'appui 14 sur la partie 10 de la garniture, servent à appliquer la face plane 9 de la bague 7 contre la face 6 de l'élément 4 lors de la mise en pression.
Dans le mode de réalisation ci-dessus représenté et qui est destiné à faire étanchéité aux très hautes pressions pouvant atteindre 2.000 Kg/ cm2, on voit que la bague en métal anti-friction est entièrement enrobée
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dans la bague d'acier.
Les figures 2 et 3 montrent des variantes de la garniture elle- même, adaptées à des pressions plus faibles.
Sur ces figures, on voit que la partie antérieure 11 de la bague en métal anti-friction est libre. La figure 2 montre un dispositif destiné par exemple à des pressions de l'ordre de 100 Kg/cm2 et la figure 3 un disposi- tif destiné à des pressions de l'ordre de 500 Kg/cm2. Dans ce dernier cas la bague anti-friction est longue et de faible épaisseur et des nervures en creux peuvent y être apportées.
On pourra apporter bien entendu de nombreuses modifications sans sortir du domaine de la présente invention.
En particulier, l'élément en métal déformable peut être en une ma- tière autre que l'anti-friction : bronze au plomb ; alliages de magnésium, pourvu qu'elle puisse se déformer sans se fendre et que son frottement sur la tige soit convenable.
La bague extérieure de support pourra également être en un métal autre que l'acier, bronze par exemple, ou en tout autre matière ayant la dureté suffisante et telle que la matière assurant l'étanchéité puisse s'y accrocher solidement. En outre, la forme des deux bagues pourra bien entendu varier suivant les conditions d'emploi et de matériaux utilisés.
REVENDICATIONS
1. Garniture d'étanchéité utilisable entre pièces soumises à un mouvement de translation réciproque et notamment destinée à assurer l'étanchéité des pistons plongeurs utilisés dans les machines fonctionnant à fortes pressions, caractérisée par le fait qu'elle comporte une bague en métal déformable, métal anti-friction par exemple, formée de deux parties faisant corps l'une avec l'autre, l'une de ces parties étant soumise directement à la pression et sous l'effet de cette pression, venant s'appliquer sur le piston, ou autre élément mobile, de manière à faire joint, tandis que l'autre partie est constituée par un élément tubulaire qui s'applique également sur l'élément mobile mais n'est pas soumis à la pression, cette autre partie servant à empêcher le métal de la partie formant le joint de "fluer",
tout en assurant, le cas échéant, un bon guidage de l'élément mobile dans la garniture.
2. Garniture d'après 1, caractérisée par le fait qu'en plus de la bague ci-dessus indiquée en métal déformable, elle comporte une autre bague en métal dur à l'intérieur de laquelle est disposé le prolongement de la bague en métal déformable, cette bague en métal dur présentant une surface d'appui rodée, et étanche, ou avec interposition de joint, destinée à s'appliquer sous l'effet de la cession, sur une surface correspondante de la botte d'étanchéité.
3. Garniture d'après 1 et 2, caractérisée par le fait que la surface d'appui, de préférence plane, est disposée sur la bague en métal dur en un endroit tel que le prolongement de la bague en métal déformable soit en dehors de la zone de pression.
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WATERPROOFING.
The present invention relates to seals which can be used between parts subjected to a reciprocal translational movement and in particular to seals intended to ensure the sealing of plungers used in machines operating at high pressures. It is known that the production of such gaskets, in particular in gas compressors and circulation pumps, is extremely delicate.
It has been proposed to use gaskets made of bronze and in particular of lead bronze, formed by several rings, themselves formed from several parts, or split like segments. But these linings cause rapid wear of the piston rods (their own wear is less important to consider, the sealing parts being able to deform enough to catch it). The result is that the gaskets are only really tight for a short time and that, in practice, we have to accept very substantial leaks during their use.
It has also been proposed anti-friction metal linings ordinarily composed of rings of various shapes in one piece and which the pressure tightens on the piston rod. The use of these linings, which moreover have great qualities, comes up against the following difficulties: if they are too hard for the pressure used, they quickly cease to be tight and their useful life is insufficient. If, on the other hand, their hardness is insufficient, the metal tends to flow or "flow" along the rod and the duration is also insufficient.
The object of the present invention is to eliminate these drawbacks and to produce gaskets which, while having the qualities of "malleability" adapted to the pressure to which they are subjected, so as to ensure permanent sealing, nevertheless do not risk " creep "
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under the effect of this pressure.
The said invention consists in using sealing gaskets comprising a deformable metal ring, an anti-friction metal for example, formed of two parts forming one with the other, one of these parts being subjected directly to the pressure. pressure and, under the effect of this pressure, being applied to the piston, or other movable element, so as to form a joint, while the other part consists of a tubular element which also applies to the movable element but is not subjected to pressure, this other part serving to prevent the metal of the part forming the seal from "creeping", while ensuring, where appropriate, good guidance of the movable element in the lining.
To obtain this result, in accordance with the invention, it is possible in particular to provide to constitute the lining, in addition to the above-indicated ring of deformable metal, another hard metal ring inside which the extension of the ring will be arranged. gasket made of deformable metal and which also comprises a bearing surface, lapped and sealed, or with interposition of a seal, intended to be applied, under the effect of pressure, on a corresponding surface of the box sealing. This preferably flat surface will be provided on the hard metal ring so that the extension of the packing is outside the pressure zone.
Finally, according to the invention, provision will preferably be made for a device such as a system of springs for pressing the lining against the box during pressurization.
Other objects and characteristics of the invention will become apparent from the following description relating to the accompanying drawings which schematically represent, by way of nonlimiting examples, various particular embodiments of the invention.
FIG. 1 is a vertical-longitudinal section of a sealing device according to the invention, applied to a plunger pump.
Figures 2 and 3 show variants of the sealing device.
In figure 1, 1 designates the pump body onto which the box 2 is screwed and inside which the plunger 3 moves.
4 designates an element mounted in the packing box and which is clamped by the box 2, against the pump body 1 with the interposition of a seal 5. The element 4 is lapped in 6 at its front part, on the side of the pump. pressure The seal according to the invention is formed of two rings 7 and 8. The steel ring 7 has the tubular shape shown in the drawing and comprises a flat part 9, lapped which comes to be applied under the effect of the pressure on la.partie la.partie 6 of the element 4. The rear tubular part 10 of this ring 7 is inserted with a certain play in the element 4, so that it is not subjected to the pressure.
In the steel ring 7 is mounted the anti-friction ring 8, the front part 11 of which constitutes the element forming the seal proper, deforming under the effect of the pressure to come to rest against the piston 3, while the rear part 12 is constituted by a tubular element anchored inside the rear part 10 of the ring 7 and therefore not subjected to pressure. This tubular element can be perfectly adjusted to the piston rod, of which it provides guidance and prevents the metal of part 10 from rolling along the rod, provided it is of sufficient length.
Springs 13 bearing by means of support washers 14 on part 10 of the lining, are used to apply the flat face 9 of the ring 7 against the face 6 of the element 4 during the pressurization.
In the embodiment shown above and which is intended to seal at very high pressures of up to 2,000 kg / cm2, it can be seen that the anti-friction metal ring is fully coated.
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in the steel ring.
Figures 2 and 3 show variants of the packing itself, suitable for lower pressures.
In these figures, it can be seen that the front part 11 of the anti-friction metal ring is free. FIG. 2 shows a device intended for example for pressures of the order of 100 kg / cm2 and FIG. 3 a device intended for pressures of the order of 500 Kg / cm2. In the latter case, the anti-friction ring is long and thin and hollow ribs can be made there.
Many modifications can of course be made without departing from the scope of the present invention.
In particular, the deformable metal element can be made of a material other than the anti-friction: lead bronze; magnesium alloys, provided that it can deform without splitting and that its friction on the rod is suitable.
The outer support ring may also be made of a metal other than steel, bronze for example, or any other material having sufficient hardness and such that the material ensuring the seal can be firmly attached to it. In addition, the shape of the two rings may of course vary depending on the conditions of use and the materials used.
CLAIMS
1. Sealing gasket that can be used between parts subjected to a reciprocal translational movement and in particular intended to seal the plungers used in machines operating at high pressures, characterized in that it comprises a deformable metal ring, anti-friction metal for example, formed of two parts forming one with the other, one of these parts being subjected directly to the pressure and under the effect of this pressure, coming to be applied on the piston, or other movable element, so as to form a joint, while the other part consists of a tubular element which also applies to the movable element but is not subjected to pressure, this other part serving to prevent the metal of the part forming the "flow" seal,
while ensuring, where appropriate, good guidance of the movable element in the lining.
2. Gasket according to 1, characterized by the fact that in addition to the ring indicated above in deformable metal, it comprises another hard metal ring inside which the extension of the metal ring is arranged. deformable, this hard metal ring having a lapped bearing surface, and sealed, or with interposition of a seal, intended to be applied under the effect of the transfer, on a corresponding surface of the sealing boot.
3. Lining according to 1 and 2, characterized in that the bearing surface, preferably flat, is arranged on the hard metal ring in a place such that the extension of the deformable metal ring is outside of the pressure zone.
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