Brevet FR2000699A1 — publié le 19690912

l'invention concerne un joint à anneau flottant destiné.à rendre étanclie la traversée par un arbre de la paroi d'une chambre remplie de gaz ou de liquide sous pression, l'anneau flottant estant fortement appliqué axialement contre la paroi par l'effet 5 d'un moyen d'obturation , et étant radialemeht mobile pour s'adapter aux mouvements de l'arbre. Dans le cas de joints annulaires flottants pour étanchéi-té aux pressions élevées dans le milieu à obturer et en raison des pressions élevées correspondantes du moyen d'obturation, se lo pose le problème suivant : l'anneau d'étanchéité à l'atmosphère doit être appliqué avec une très grande force axiale contre sa surface d'appui. En raison du frottement par adhérence qui en résulte, il est nécessaire, lors d'un mouvement ou d'une vibration de l'arbre, d'appliquer à l'anneau flottant une grande force de 15 déplacement, qui à partir d'une certaine pression du moyen d'obturation ne peut plus être supportée par le film entre anneau et arbre. Il en résulte une destruction du film, et des usures apparaissent sur .l'anneau et l'arbre. Pour des pressions très élevées, on.est dans la situation d'un arbre guidé par un anneau 20 flottant qui n'est plus "flottant", comme dans le oas d'un palier mal étudié. Si un balourd apparaît dans le rotor, le danger existe que l'anneau flottant soit détruit, ce qui non seulement rend ineffiôace toute étanchéité, mais peut encore conduire à uneava-rie de la machine* 25 Poux éviter cet inconvénient, il a déjà été proposé pour décharger sa surface d*étanchéité, de faire reposer l'anneau, flottant, par l'intermédiaire d'une surface supplémentaire supportant l'effort, sur la carcasse» Mais il est apparu que^ pour des pressions d'application élevées, ou bien la somme des résis-30 tances de frottement est encore trop grande pour maintenir dans des limites admissibles la force de déplacement nécessaire pour la vaincre, ou bien la pression spécifique de Hertz est trop : grande. Une décharge hydraulique de pression de l'anneau flottant apporte bien un remède., mais la dépense est plus grande, et 35 la consommation du moyen d'obturation soumis à une pression é-levée croît. La présente invention se propose d'éviter, même dans le cas d'importantes forces axiales appliquant l'anneau flottant contre la paroi, les inconvénients et dangers précités, et d'as-40 surer un déplacement radial facile de l'anneau flottant. D'après 6901067 2000699 l'invention, ce problème est résolu par l'emploi d'une pièce d'appui, s'étendant axialement entre la paroi et l'anneau flottant, supportant la force d'application, qui est axialement rigide, et dont l'èxtrémité devant porter contre l'anneau flot-5 tant peut se déplacer radialement par rapport à l'extrémité appuyant contre la paroi. Sur le dessin, la figure 1 représente une disposition de l'ensemble de joint annulaire flottant réalisé suivant l'inven-tion, les figures 2 et 3 deux exemples de réalisation, le tout 10 en coupe axiale j et la figure 4 une pièce d'appui. Sur toutes les figures les mêmes éléments ont' les mêmes repères. A la traversée par l'arbre 1 de la paroi 2, des anneaux flottants 3, 4- sont montés dans des évidements j ils ont pour but d'empêcher l'échappement à l'atmosphère 6 environnante, le 15 long de l'arbre, d'un gaz ou d'un liquide enfermé sous haute pression dans une chambre 5. Un agent d'obturation, qui peut ô-tre un moyen gazeux ou liquide, est admis par une canalisation 7 et est soumis à une pression élevée, comme le milieu à rendre étanche. l'agent d'obturation pousse avec une grande force axia-20 le l'anneau flottant 3, vers la gauche sur le dessin, contre la paroi. Pour conserver à l'anneau flottant une mobilité dans le sens radial malgré la force d'application élevée, s'étend entre lui et la paroi une pièce d'appui 8. Celle-ci doit être à aiême de transmettre des forces axiales, mais d'autoriser les «iouvo-25 ments dans le sens radial de l'anneau flottant 3. ■ Les possibilités de réalisation de la pièce d'appui sont montrées sur les figures suivantes» Sur là figure 2, elle est constituée par des baguettes 9 uniformément réparties sur le pourtour et dont les axes sont parallèles à celui de l'arbre 1# 30 Pour faciliter le montage et, le cas échéant, pour augmenter la sécurité au flambage, ces baguettes peuvent être utilement reliées entre, elles-, mais- cela ne doit pas gêner leur aptitude à la flexion. Leurs extrémités sont, soit montées'librement, soit collées, soit Boudées à l'autogène oit à l'étain, soit par tout 35 autre moyen approprié, fixées dans l'anneau flottant et dans la paroi* • "" - - ' ' Si- l'une des extrémités de'bague ttej est:'fixée de l'une des façons décrites à la paroi, les autres extrémités des baguettes, et avec elles l'anneau flottant,peuvent exécuter un mouve-40 ment dans le sens radial, sans que soit nécessaire pour cela un 6901067 2000699 grand effort radial. D'un autre côté, les baguettes sont capables de transmettre un grand effort axial de l'anneau flottant à la paroi. Pour empêcher le libre écoulement de l'agent d'obturation entre les baguettes, il est prévu dans la paroi un décro-5 chement 10 avec lequel l'anneau flottant forme un étroit interstice d'étanchéité dont la largeur peut être réglée d'après le dimensionnement de la pièce d'appui, des baguettes dans le cas de la figure 2. Sur la figure 3> la pièce d'appui est pourvue à ses ex-10 trémités de plaquettes 11, 12 dans lesquelles sont fixées, de la façon déjà mentionnée, les baguettes 9 transmettant l'effort, la plaquette d'extrémité 11 s'applique sur la paroi 2, et la plaquette d'extrémité 12 sur l'anneau flottant qui est ainsi mobile radialement. 15 Un moyen de calfeutrer l'agent d'obturation, à savoir l'établissement d'un interstice d'étanchéité supplémentaire entre l'anneau flottant et la paroi, a été montré sur la figure 2. Une autre possibilité est montrée sur la figure 3. Entre les plaquettes d'extrémité 11, 12 est disposé un revêtement 13, qui 20 peut être une enveloppe élastique de n'importe quelle sorte, un soufflet par exemple, avec raidisseur ou d'une raideur suffisante, nontée intérieurement ou extérieurement aux baguettes ; on peut même utiliser un garnissage annulaire reliant l'es baguettes» l'important est que le revêtement de la pièce d'appui 25 soit étanche à l'agent d'obturation et à la pression, et ne gêne pas les mouvements dans le sens radial de l'anneau flottant. lu lieu des baguettes 9, on peut aussi utiliser des tubes de petits diamètres correspondants, la figure 4 montre une autre configuration de la pièce d'appui . Elle consiste en un 30 tube unique 14 enveloppant l'arbre- Dans le tube sont pratiquées des fentes longitudinales 15, de façon à ce qu'il subsiste des entretoises en forme de barxeaux, ce qui a pour résultat a'a-voir le même effet que les baguettes ou les tubes séparés. Une pièce d'appui ainsi constituée peut également être pourvue de 35 plaquettes d'extrémité. Par l'utilisation entre paroi et anneau flottant d'une pièce d'appui qui peut transmettre les plus grandes forces 6901067 2000699 agissant axialement se présentant, et qui prend appui par une de ses extrémités sur la paroi, alors que l'autre extrémité, 3ûi cède aux forces de flexion, s'appuie sur l'anneau flottant, ce c-:ri;xer reste mobile dsns le sens radial et peut remplir 5 sans empêchement sa f;nction d'élément d'étanchéité "our la traversée d'une piroi par un arbre. m BAD ORIGINAL, 6901067 s 2000699 REVENDICATIONS 1» Jûint à anneau, flottant destiné à rendre étanclie la traversée par un arbre de la paroi d'une chambre remplie de gaz ou de liquide sous pression, l'anneau flottant étant fortement 5 appliqué contre la paroi et étant radialement mobile pour s'adapter aux mouvements de l'arbre, caractérisé par une pièce d'appui (8,9»14) s'étendant axialement entre la paroi (2) et l'anneau flottant (3) et transmettant la force d'appui rigide dans le sens axial et dont l'extrémité appliquée contre l'anneau 10 flottant (3) peut se déplacer radialement par rapport à l'extrémité appuyée contre la paroi (2). 2. Joint annulaire flottant suivant paragraphe 1 caractérisé en c^que la.pièce d'appui est constituée par des baguettes (9) dont les axes sont parallèles à ^.'arbre (1). 15 3. «Joint annulaire flottant suivant paragraphe 1 ca ractérisé en ce que la pièce d'appui est constituée par un tube (14) dans lequel sont pratiquées des fentes longitudinales (15)« 4. Joint annulaire flottant suivant paragraphes 1,2 ou 3f caractérisé en ce que la pièce d'appui (8,9,14) prend appui 20 par une de ses extrémités sur la paroi (2) et par l'autre extrémité sur l'anneau flottant (3)» 5. Joint arinulaire flottant suivant paragraphes 1,2 ou 3, caractérisé par une pièce d'appui (8,9>14) avec plaquettes d'extrémité (11,12), dont l'une est appliquée sur la paroi (2) 25 et l'autre sur l'anneau flottant (3)« 6/ Joint annulaire flottant suivant paragraphe 1 caractérisé par un revêtement (13) de la pièce d'appui (8,9,14),étan-che à l'agent d'obturation et à la pression. 7. Joint annulaire flottant suivant paragraphe 1 carac- 30 térisé par un interstice d'éfanchéité destiné à arrêter l'agent d'obturation, et dont la largeur est réglable suivant le dimen-sionnement de la pièce d'appui (8,9,14).