CH373933A - Dispositif d'étanchéité rotatif - Google Patents
Dispositif d'étanchéité rotatifInfo
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- CH373933A CH373933A CH700761A CH700761A CH373933A CH 373933 A CH373933 A CH 373933A CH 700761 A CH700761 A CH 700761A CH 700761 A CH700761 A CH 700761A CH 373933 A CH373933 A CH 373933A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/38—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member sealed by a packing
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Description
Dispositif d'étanchéité rotatif La présente invention a pour objet un dispositif d'étanchéité pour un arbre tournant au travers d'une ouverture pratiquée dans une paroi de sépa ration de deux milieux fluides, comprenant au moins un premier anneau fixé de manière étanche sur la paroi, un second anneau entourant l'arbre, et des moyens appliquant ce second anneau contre le premier, le tout étant agencé de manière à empê cher tout écoulement de fluide d'un milieu dans l'autre tout en permettant la formation entre ces anneaux d'un filin de fluide de plus grande pression. Ce film est destiné à éviter, lors de la rotation de l'arbre, le grippage des surfaces en contact des deux anneaux et à assurer un refroidissement suffisant de ces surfaces. De tels dispositifs sont couramment utilisés dans la construction de pompes, de compresseurs ou de turbines hydrauliques et à gaz par exemple. Dans certains de ces dispositifs les moyens de compression des anneaux d'étanchéité comprennent par exemple un ressort agissant sur l'un de ces anneaux, dimensionné sur la base d'une pression de service fixe de manière à .développer un effort cous- tant de valeur correspondant à celle de l'effort exercé par la pression du filin du fluide sur ce même anneau. La pression du film est directement propor tionnelle à la pression du fluide le plus comprimé et peut en conséquence varier en fonction de la variation de cette dernière. Lorsque cette variation est relativement impor- tante, la résultante des efforts opposés produits par le ressort et le film est suffisante pour provoquer le déplacement de l'anneau sur lequel agit le ressort. Si cette variation de pression est positive, les deux anneaux s'éloignent l'un de l'autre et le fluide s'échappe au travers de cet espace. Si au contraire la variation de pression est négative, le ressort pousse les deux anneaux l'un contre l'autre de manière trop accentuée, produisant la rupture du film de fluide et le grippage de ces anneaux. La présente invention a précisément pour objet un joint rotatif obviant aux inconvénients cités. Ce joint se caractérise par le fait que lesdits moyens comprennent au moins un- organe de compensation sensible aux variations du fluide de pression la plus élevée développant sur le second anneau un effort proportionnel à cette pression et- agissant à l'encon tre de l'action du film sur cet anneau, de manière à maintenir constante l'épaisseur de ce film. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de la présente invention ; la fig. 1 est une coupe longitudinale de la pre mière forme d'exécution; la fig. 2 une vue semblable de la seconde forme d'exécution. Le dispositif représenté à la fig. 1 sert à rendre étanche le passage d'un arbre rotatif 1 de l'intérieur 2 d'une pompe ou d'une turbine hydraulique par exemple (seules- une partie de ce bâti 3 et une bride 4 sont représentées) vers l'extérieur 5 de ce bâti. Ce joint :est constitué par un premier anneau fixe 6 solidaire de la bride 4, un second anneau 7 chassé à l'intérieur d'une douille 8, un élément annulaire toroïdal 9 et enfin un manchon cylindri- que 10 solidaire de l'arbre 1. L'anneau 6, qui est métallique, est monté dans la bride 4 de manière étanche nu moyen d'une garni ture; de joint 60 disposée dans une rainure annu- laire 61. L'alésage de cet anneau est de diamètre supérieur- à celui de l'arbre de manière à permettre à ce dernier de tourner librement en son intérieur. L'anneau 7, qui est- en contact avec l'anneau 6 par l'intermédiaüre d'une couronne 70, est monté dans la douille 8 de manière étanche grâce à un anneau 80 disposé dans une rainure annulaire 81 de la douille. L'anneau 7 peut être réalisé en métal ou en graphite. L'alésage de l'ensemble anneau 7-douille 8 est également de diamètre supérieur à- celui de l'arbre 1. Cet ensemble est maintenu centré par rapport à l'arbre par d'intermédiaire <B> & </B> l'élément annulaire 9 reposant sur une face tronconique 82 de cette douille ainsi que sur une face tronconique 11 que présente l'extrémité du manchon 10. Cet élément annu laire 9 est en matière élastique, par exemple en caoutchouc ou en matière plastique, de manière à pouvoir se déformer facilement sous l'action de la pression agissant sur sa partie externe. Dans une variante non représentée, cet élément pourrait par exemple être constitué par un anneau toroïdal métallique creux. Le manchon cylindrique 10, qui est rendu soli daire de l'arbre 1 par des moyens non représentés, est monté de façon étanche sur cet arbre au moyen d'un anneau 12 de manière que le fluide contenu dans le milieu 2 ne puisse remplir le logement 13 pratiqué à l'intérieur de ce manchon. Dans ce logement est disposé un ressort hélicoï dal 14 tendu autour de l'arbre 1 entre le manchon et lai douille 8. Ce ressort est dimensionné de, manière à dévelop per sur la douille 8, un effort :axial de valeur iden tique; mais de sens contraire à celui exercé sur l'anneau 7 par le film de liquide qui s'établit entre la couronne 70 et l'anneau 6, notamment lorsque l'arbre 1 est en mouvement. Ce film permet un déplacement relatif des anneaux 6 et 7 sans que les surfaces en contact ne grippent <B>-</B>et il contribue en outre à l'évacuation de la chaleur -produite<B>;</B> la pression du liquide formant le film est proportionnelle à la pression régnant dans l'espace 2 mais sa distribution n'est pas constante sur toute la surface de la couronne 70. Le ressort 14 ne peut bien entendu assurer un fonctionnement correct des joints que pour une valeur déterminée de- la pression. Il est indispensable lorsque cette pression est de valeur relativement basse, par exemple égale à la pression du fluide du milieu 5. A toute variation de pression dans l'espace 2, par rapport à la pression de référence du ressort, cor respond une déformation de l'élément 9 tendant à comprimer cet élément vers son intérieur, lorsque cette variation est positive, ou à le tirer vers l'exté rieur lorsqu'elle est négative. De même la pression du filin tend à déplacer l'anneau 7 vers le man chon 10, lorsque la variation de la pression est posi tive ou au contraire -à permettre que cet anneau se dirige vers l'anneau 6 lorsque cette variation est négative. Lés surfaces coniques 82 et 11 de la douille et du manchon, contre lesquelles l'élément 9 appuie, sont inclinées précisément de manière que la compo- santé axiale de l'effort produit par la déformation de l'élément élastique 9 soit de valeur égale et de sens contraire à la résultante de l'effort produit par la pression du liquide du film agissant sur la cou ronne 70 et de l'effort développé par le ressort 14. L'effort dû à la déformation de l'élément 9 et celui du film étant tous deux directement proportionnels à la pression du liquide contenu dans l'espace 2, la distance comprise entre la couronne 70 et l'anneau 6 et correspondant à l'épaisseur du film compris entre ces éléments demeure donc constante lorsque cette pression varie. Bien entendu, cette caractéristique ne s'étend, pour chaque élément 9, que dans un domaine de pression bien déterminé, fonction. des propriétés élastiques de cet élément. Lorsque la pression du liquide contenu dans le milieu 2 ne peut tomber en dessous d'une valeur déterminée supérieure à la pression ambiante du milieu 5, il est possible dans une seconde forme d'exécution représentée en fig. 2, de supprimer le ressort 14 et de remplacer le manchon 10 par un anneau 10' fixé de façon étanche sur l'arbre 1. Dans l'une comme dans l'autre forme d'exécu tion, l'entraînement rotatif de l'anneau 7 par le manchon 10, respectivement de l'anneau 7' par l'anneau 10', se fait par l'intermédiaire de l'élé ment 9, respectivement 9'. Cette solution qui est satisfaisante pour des dispositifs d'étanchéité rota tifs de faibles dimensions ou pour des vitesses de rotation de l'arbre relativement basses ne l'est plus lorsque ces dispositifs atteignent des dimensions relativement grandes ou que les régimes de rota tion de l'arbre sont élevés. On peut, dans une variante non représentée entraîner en rotation la douille 8, respectivement 8', et partant l'anneau 7, respectivement 7', par exemple à l'aide de tiges solidaires du manchon ou de l'anneau 10' s'éten dant parallèlement à l'arbre en direction de la douille 8, respectivement 8', dans des logements de laquelle elles sont engagées par leur extrémité. Dans une autre variante, également non reprè- sentée, 'le dispositif d'étanchéité rotatif pourrait présenter les mêmes éléments que ceux des formes d'exécution décrites, mais les conicités de la douille 8 et du manchon 10, respectivement de l'anneau 10', seraient de sens inverse, le fluide sous pression agissant sur l'élément élastique 9, de l'intérieur du dispositif vers l'espace l'entourant. Cette variante est particulièrement indiquée lorsque l'un des milieux fluides est constitué par un liquide sous vide, comme ce serait par exem ple le cas avec de l'eau de condensation récupérée par succion sous une machine à fabriquer le papier. Dans une troisième variante, le dispositif pour rait être à double effet et utilisable par exemple lorsque les deux milieux à séparer sont soumis à des pressions alternant avec des dépressions. Dans ce cas, la face de la douille 8 et celle du man chon 10, repectivement de l'anneau 10', en con tact avec l'élément 9 présenteraient une rainure annulaire de section droite triangulaire dans le fond de laquelle cet élément vient se placer. Enfin, dans une quatrième variante, également non représentée, la douille 8 pourrait être suppri mée et l'anneau de graphite 7 présenter une face conique opposée à celle en contact avec l'anneau fixe 6.
Claims (1)
- REVENDICATION Dispositif d'étanchéité rotatif pour un arbre traversant une paroi de séparation de deux milieux fluides différents, comprenant au moins un pre mier anneau' fixé de manière étanche sur la paroi, un second anneau entourant l'arbre et des moyens appliquant ce second anneau contre le premier, le bout étant agencé de manière à empêcher tout écoulement de fluide d'un milieu dans l'autre tout en permettant la formation, entre ces anneaux, d'un film de fluide du milieu de plus grande pres sion destiné à éviter, lors de la rotation de l'arbre,le grippage des surfaces en contact, ce filin pro duisant sur les anneaux un effort proportionnel à cette pression, caractérisé par le fait que lesdits moyens comprennent au moins un organe de com pensation sensible aux variations de pression du fluide de pression la plus élevée, développant sur le second anneau un effort proportionnel à cette pression agissant à l'encontre de l'action du film sur cet anneau de manière à maintenir constante l'épaisseur de ce filin. SOUS-REVENDICATIONS 1.Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que le second anneau est monté de manière étanche dans une douille annulaire enga gée sur l'arbre. 2. Dispositif selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de la face de la douille opposée au second anneau est de forme tronconique. 3.Dispositif selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait qu'il com prend un manchon de forme cylindrique monté solidairement sur l'arbre de manière étanche entre un épaulement de cet arbre et la douille, ce man chon présentant un logement annulaire s'étendant autour de l'arbre sur une partie au moins de la longueur de ce manchon, l'ouverture de ce loge ment étant tournée vers la douille. 4.Dispositif selon la revendication et les sous- revendications 1 et 3, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de la face du manchon tournée vers la douille est de forme tronconique. 5. Dispositif selon la revendication et les sous- revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une bague fixée de manière étanche sur l'arbre entre un épaulement de cet arbre et la douille, au moins une partie de la face de cette bague tournée vers la douille étant de forme tronconique. 6.Dispositif selon la revendication et les sous- revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit organe est un élément annulaire toroïdal, déformable élastiquement, disposé entre la douille et le manchon en contact avec la face tronconique de chacun de ces éléments. 7.Dispositif selon la revendication et les sous- revendications 1, 2 et 5, caractérisé par le fait que ledit organe est un élément annulaire toroïdal, déformable élastiquement, disposé entre la douille et la bague en contact avec la face tronconique de chacun dë ces éléments. 8. Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que l'élément annulaire toroïdal est en caoutchouc.9:. Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que l'élément annulaire toroïdal est en matière plastique. 10. Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que l'élément annulaire toroïdal est un tube métallique. 11.Dispositif selon la revendication et les sous- revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que les moyens comprimant l'un contre l'autre les anneaux comprennent au moins un ressort cylindrique dis posé à l'intérieur du logement du manchon, autour de l'arbre; entre ce manchon et la douille annulaire. 12.Dispositif selon la revendication et les sous- revendications 1, 2 et 5, caractérisé par le fait que la face de la bague tournée vers la douille présente des tiges dont les extrémités sont engagées dans des ouvertures éorrespondantes de la douille, de manière à communiquer à cette douille le mouve ment rotatif de l'arbre. 13.Dispositif selon la revendication et les sous- revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la face du manchon tournée vers la douille présente des tiges dont les extrémités sont engagées dans des ouvertures correspondantes de la douille, de manière à communiquer à cette douille le mouvement rota tif de l'arbre.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH700761A CH373933A (fr) | 1961-06-15 | 1961-06-15 | Dispositif d'étanchéité rotatif |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH700761A CH373933A (fr) | 1961-06-15 | 1961-06-15 | Dispositif d'étanchéité rotatif |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH373933A true CH373933A (fr) | 1963-12-15 |
Family
ID=4318469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH700761A CH373933A (fr) | 1961-06-15 | 1961-06-15 | Dispositif d'étanchéité rotatif |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH373933A (fr) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1285266B (de) * | 1967-05-16 | 1968-12-12 | Danfoss As Fa | Axial nicht verschieblich gelagerter Gegenlaufring bei Gleitringdichtungen |
DE3520431A1 (de) * | 1985-06-07 | 1986-12-18 | Martin Merkel GmbH & Co KG, 2102 Hamburg | Gleitringdichtung |
DE19541812C1 (de) * | 1995-11-09 | 1996-09-26 | Eberhard Bock | Wellendichtung |
DE4311547C2 (de) * | 1993-04-07 | 2003-12-18 | Freudenberg Carl Kg | Gleitringdichtungsanordnung |
-
1961
- 1961-06-15 CH CH700761A patent/CH373933A/fr unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1285266B (de) * | 1967-05-16 | 1968-12-12 | Danfoss As Fa | Axial nicht verschieblich gelagerter Gegenlaufring bei Gleitringdichtungen |
DE3520431A1 (de) * | 1985-06-07 | 1986-12-18 | Martin Merkel GmbH & Co KG, 2102 Hamburg | Gleitringdichtung |
DE4311547C2 (de) * | 1993-04-07 | 2003-12-18 | Freudenberg Carl Kg | Gleitringdichtungsanordnung |
DE19541812C1 (de) * | 1995-11-09 | 1996-09-26 | Eberhard Bock | Wellendichtung |
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