Brevet FR2000564A1 — publié le 19690912

JB.cm/BB 11.921 Case 68050 BJ 2000564 duplicata BREVET D'INVENTION DISPOSITIF DE LUBRIFICATION DE JOINTS MECANIQUES Société dite : BORG-WARNER CORPORATION La présente invention se rapporte à la lubrification et au refroidissement d'un joint mécanique utilisé pour assurer l'étanchéité du passage d'un arbre rotatif à travers un récipient à pression, dans lequel un élément 5 de joint tourne avec l'arbre et un second élément de joint —Tf . BAD ORIGINAL • x „ . 69 01155 JB.cm/BB 11.921 2ÛO05Ô4 - 2 - est maintenu stationnaire, les deux éléments de joint ayant des surfaces contigues dont l'une est poussée contre l'autre, et, de ce fait, l'une tourne par rapport à l'autre. Cet agencement conduit à une friction et à un chauffage 5 extrêmes développés entre les surfaces à rotation relative et, à moins qu'il n'y ait une lubrification convenable, les moyens de joint seront sérieusement endommagés ou détruits. Fondamentalement, la présente invention s'applique à assurer la lubrification convenable, en particulier dans 10 des conditions de démarrage pour le dispositif dans lequel les joints sont installés, afin d'assurer que la lubrification des surfaces de joint est adéquate durant le démarrage. Il est bien connu qu'une usure excessive a lieu à l'emplacement des surfaces de joint même durant les quelques rota-15 tions nécessaires pour faire démarrer le dispositif et pour l'amener à une vitesse opératoire normale. Le principal du fonctionnement des joints de ce type et aussi des moyens pour refroidir et lubrifier ces joints durant le fonctionnement normal après le démarrage est dé-20 crit dans divers brevets et est bien connu dans la techni que. On se référera, par exemple, aux brevets américains s- N° 2.824.759, N° 2.928.685 et N° 3.015.506. C'est l'objet principal de la présente invention de décrire un moyen et un procédé perfectionnés de lubrifica-25 tion des joints pour un récipient à pression ayant un ar bre rotatif le traversant, tel que, par exemple, les joints mécaniques pour l'arbre d'une pompe centrifuge d'alimentation de chaudière, pour pomper des liquides très chauds sous des pressions élevées. On a trouvé, en outre, que ces mo-30 ' yens de joint mécaniques qui comprennent d'ordinaire deux BAD ORIGINAL 69 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 - 3 - moyens à rotation relative avec'des surfaces complémentaires, ne sont pas lubrifiés et conditionnés de manière adéquate pour fonctionner par le dispositif normal de lubrification de pompe, quand la pompe est nouvellement installée et lors 5 de son démarrage initial, ou lorsque la pompe a été inter rompue pendant une certaine période de temps, par exemple pour des réparations ou pour une mise hors service. Puisque c'est un mode opératoire difficile et coûteux de remplacer les surfaces de joint, l'usure et 1 *endommagement exces-10 sifs provoqués par la friction quand les surfaces ne sont pas lubrifiées,.pose un sérieux problème. En conséquence, c'est un objet de prévoir un circuit de lubrification auxiliaire amélioré_qui fournira du lubrifiant directement aux surfaces de joint, au moins durant le démarrage pour la pom-15 pe, et de préférence également avant ce démarrage, pour éli miner tout fonctionnement des joints sans lubrification convenable durant le démarrage et jusqu'à ce que la pompe atteigne une vitesse opératoire normale. En relation avec le conditionnement du dispositif, 20 c'est un objet de la présente invention de prévoir un moyen perfectionné pour éliminer l'air emprisonné. Jusqu'à présent, ceci a été difficile et les installateurs et les opérateurs de pompe devaient déconnecter les canalisations de fluide pour permettre à l'air de s'échapper durant le rem-25 plissage. C'est un travail prenant du temps et il peut ne pas être totalement efficace, spécialement s'il est réalisé par un ouvrier qui n'est pas totalement au courant du problème à résoudre. La demanderesse a prévu un moyen et un procédé simples, réalisant ce but, qui entraîneront l'éli-30 mination de l'air ou du gaz critiquable non seulement à 69 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 _ 4 - partir de la pompe mais aussi à partir du dispositif de refroidissement et du dispositif auxiliaire d'injection, ce procédé étant simple, positif et rapide a réaliser. Sous ce rapport, c'est un autre objet de prévoir 5 des moyens simples d'évent actionnés par valve, pour élimi ner cet air emprisonné à partir de la pompe et du dispositif de refroidissement, et un moyen séparé actionné par valve pour éliminer 1'air emprisonné à partir du dispositif auxiliaire d'injection. On peut noter qu'une partie peu 10 importante de l'air, par suite de la pression impliquée, peut ne pas être sérieusement critiquable, mais il est souhaitable que tout l'air soi.t expulsé du dispositif. C'est un autre objet de prévoir un moyen par lequel la pompe peut ne pas être mise en Fonctionnement si le dis-15 positif de refroidissement et de lubrification n'est pas ouvert à la circulation normale du fluide pour refroidir et lubrifier les joints. C'est un objet de la présente invention de décrire un procédé préféré d'aération et de conditionnement du dis-20 positif de refroidissement et du dispositif d'injection auxiliaire et des moyens pour réaliser ce but. D'autres objets apparaîtront mieux d'après la description détaillée suivant®, ers relation avec les dessins ci-joints dans lesquels ; 25 La figure 1 est une ïue en coupé longitudinale frag mentaire, présentant une partie d'un carter de pompe illustrant un joint mécanique auquel s'applique la présente invention et représentant schématiquement l'équipement associé selon des caractéristiques de la présente invention. 30 . La figure 2 est une vue en eoupe fragmentaire prise 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 - 5 - sur la ligne 2-2 de la figure 1, en regardant dans la direction des flèches. La figure 3 est une vue fragmentaire d'un agence---ment modifié de l'équipement représenté schématiquement sur la figure 1, et La figure 4 est une vue fragmentaire de certains composants illustrés sur la figure 3, représentant une partie de l'équipement dans un agencement opératoire différent. En se référant plus en détail aux dessins, 10 désigne en général un carter, tel qu'un carter de pompe centrifuge, ayant un passage d'arbre le traversant, le passage ou ouverture comprenant un alésage resserré 11, et un alésage agrandi formant une chambre à garnitures 12. Un arbre 13 s'étend à travers l'ouverture dans l'enveloppe. Une roue de pompe centrifuge, désignée schématiquement par B, peut être montée à l'extrémité gauche de l'arbre, comme on peut le voir sur la figure 1, et un dispositif d'entraînement ou de force motrice, tel que le moteur électrique A, est entraîné en étant connecté à l'extrémité droite de l'arbre. L'arbré a une partie-réduite 14 et une partie 15 dont le diamètre est encore réduit. Un manchon 16 ayant un rebord 17 tourné vers l'intérieur est monté sur l'arbre 13, le rebord 17 butant sur un épaulement 18 de l'arbre. Une bague rotative d'étanchéité 19 est montée sur la partie d'arbre réduite 14, la surface intérieure de la bague d'étanchéité butant sur le rebord 17 du manchon d'arbre 16. Un manchon ou écrou 20 à filetage interne est monté par vissage sur l'arbre par un filetage 21 et est vissé en engagement avec la surface extérieure de la bague d'étanchéité 19 pour la maintenir en place en la serrant 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 - 6 - entre le rebord 17 et le manchon ou écrou de retenue 20. L'écrou de retenue 20 est en outre fixé à l'arbre au moyen d'une vis de réglage 22. Le manchon d'arbre 16 et la bague d'étanchéité rotative 19 ne peuvent pas tourner par rapport à l'arbre par une clavette 23 reçue dans une rainure de clavette 24 dans-la partie réduite 14 de l'arbre 13 et dans les rainures de clavette opposées complémentaires dans le rebord 17 du manchon d'arbre 16 et dans la bague d'étanchéité rotative 19, comme cela apparaîtra clairement d'après les dessins. Avec cet agencement, l'arbre 13, le manchon 16, la bague d'étanchéité rotative 19 et l'écrou de serrage 20 sont verrouillés ensemble et tournent sous forme d'une unité. Le manchon d'arbre 16 est pourvu de plusieurs rainures circonférentielles parallèles 25 formant les arêtes en V 26. Les périphéries extérieures de ces arêtes 26 sont adjacentes à l'alésage resserré 11 du carter de pompe et forment avec cet alésage un joint à labyrinthe qui limite l'écoulement vers l'extérieur du fluide depuis l'extérieur de la pompe ou l'intérieur du carter 10, à travers le jeu entre le manchon d'arbre 16 et l'alésage limité 11 et dans l'alésage agrandi ou boite à garnitures 12. Ainsi, le fluide provenant de la chambre de pompe a un chemin d'écoulement limité dans la boîte à garnitures 12. Dans une rainure 28 dans la partie réduite 14 de l'arbre se trouve un joint torique 27 pour empêcher l'écoulement de fluide vers l'extérieur le long de l'arbre et entre la bague d'étanchéité rotative 19 et la partie réduite 14 de 1'arbre. L'arbre 13 est tourillonné dans des paliers 69 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 - 7 - convenables (non représenté) comme cela est classique. Une bague d'étanchéité 29 stationnaire ou non rotative est agencée avec la bague d'étanchéité rotative 19 d'une manière étanche. La bague d'étanchéité rotative 19 5 et la bague d'étanchéité stationnaire 29 ont des surfaces complémentaires ou d'accouplement, de préférence perpendiculaires à l'arbre 13. La bague d'étanchéité fixe ou stationnaire 29 est montée sur une bague de support 30 par n'importe quel moyen classique, tel qu'une bague de montage 10 31 qui entoure la bague d'étanchéité stationnaire 29 et la bague de support 30. La bague de montage 31 possède une ou plusieurs clavettes 32 agencée axialement qui sont . reçues dans une ou plusieurs rainures 33 dans la bague . . d'étanchéité stationnaire 29 et la rainure alignée 34 dans 15 la bague de support 30. De préférence, on utilise deux clavettes et deux séries de rainures alignées en relation diamétrale. Une ou plusieurs clavettes 35 reçues dans une ou plusieurs voies 36 dans une bride 37 s'étendent vers l'extérieur à partir de la bague de montage 31. Avec cette 20 construction, la bague d'étanchéité fixe ou stationnaire 29 est montée fermement sur la bague de support 30 par la bague de montage 31 . La clavette 32 empêche la rotation relative entre la bague d'étanchéité stationnaire et sa bague de support et sa bague de montage. La clavette 35 empêche la ro-25 tation relative de l'ensemble de bague d'étanchéité sta tionnaire par rapport à la bride 37. On observera que la bague d'étanchéité stationnaire 29 ®t la bague dé support 30 ont un mouvement axial limité par rapport à l'arbre 13, et, de ce fait, la bague d'étan-30 chéité 29 peut être poussée contre la'bague d'étanchéité 69 01155 ' JB.cm/BB 11.921 2000564 - 8 - rotative 19 et elle peut se déplacer axialement en s'éloignant de la bague 19 pour réduire ou éliminer l'engagement des deux bagues. . Une extrémité d'un, soufflet 38 (de préférence métal- 5 lique) est soudée ou autrement fixée à la surface extérieure de la bague de support 30. L'autre extrémité du soufflet est fixée -, de préférence par soudure, à l'adaptateur de so.ufflet 39. L'adaptateur de soufflet est reçu dans une bride auxiliaire 40 qui, à son tour, est montée sur la 10 bride 37. Des boulons, tels que les boulons 41, fixent la bride 37 et la bride auxiliaire 40 au carter 10.' La fuite entre le carter 10 et la bride 37 est empêchée par un joint torique 42, et la fuite entre la bride 37 et la bride auxiliaire 40 est empêchée par un autre joint torique 15 43. Les joints toxiques 44 et 45 empêchent la perte de fluide entre la bride auxiliaire 40 et l'adaptateur de soufflet 39. L'àdapteur de soufflet 39 peut coulisser axialement dans la bride auxiliaire 40» Des vis de réglage 46, 46 sont 20 employées pour régler l'adaptateur de soufflet 39 dans une position axiale choisie par rapport.à l'arbre 13 pour atteindre la compression désirée du soufflet 38, et, de ce fait, la bague d'étanchéité non rotative 29 peut être chargée au préalable avec la force désirée pour la pousser contre la 25 bague d'étanchéité. rotative 19>. On note qu'une cavité de joint 67 est formée entre - - la partie d'arbre-1f> et les surfaces, intérieures des brides 37 et 40, et, de _ce fait, les joints et. le mécanisme associé sont placés, et le: fIvide provenant de -la boîte à garnitures 30 créée par lfalésage ©grandi t-2 pénétrera dans l'espace de ca vité de joint entourant (radiaiement à l'extérieur) la 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 - 9 - bague rotative 19, la bague stationnaire 29, la bague de support 30 et le soufflet 38> en fournissant une alimentation en liquide à partir de la pompe, à utiliser pour lubrifier et refroidir les bagues de joint et les mécanismes, associés. On se référera aux brevets américains N°2.824.759, N°2*928.685 et N°3.015.506 présentant des agencements-généralement semblables et décrivant le principe de fonctionne»-ment de joint mécanique du type général illustré ici. Dans le présent agencement, on prévoit le refroidissement et la lubrification du fluide à travers un échangeur de chaleur vers la cavité de joint pour lubrifier et refroidir les surfaces opposées de joint des bagues d'étanchéité 29 et 29. Egalement, on prévoit en plus un système d'injection auxiliaire, en supplément par rapport au système ordinaire de refroidissement et de lubrification de joints, spécifiquement pour lubrifier les surfaces de joint des bagues d'étanchéité 19 et 29 avant que le dispositif normal de refroidissement de la pompe entre en action, le dispositif auxiliaire ne pouvant fonctionner qu'avant et pendant le démarrage de la pompe. Sous ce rapport, on prévoit également un agencement perfectionné pour remplir le dispositif avec des moyens de fluide pour assurer que tout ou pratiquement tout l'air emprisonné dans le dispositif de fluide de la pompe, les échang'eurs de chaleur et les conduites, est éliminé avant la rotation relative des joints. Comme on le verra sur la figure 1, un trou taraudé 47 est prévu à la périphérie de la bride auxiliaire 40. Du fluide lubrifiant provenant d'un dispositif auxiliaire d'injection (décrit ci-après) est introduit dans le trou 69 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 - 10 - dans la bride auxiliaire 40, vers une rainure annulaire 49 à la périphérie extérieure de l'adapteur de soufflet 39. Un autre perçage 50 conduit radialement à l'intérieur à travers l'adapteur de soufflet 39 à partir de la rainure 49 5 et est raccordé h une extrémité d'une longueur continue de tubulure flexible 5t. La tubulure 51 conduit (peut être enroulée autour du soufflet 48) dans un perçage auxiliaire 52 qui traverse la bague de support 30 et débouche dans une rainure annulaire 53 formée à l'extrémité intérieure de tQ la bague de support 30» Plusieurs perçages ou passages longitudinaux 54 traversent la bague d'étanchéité stationnaire 29, et chacun de ces perçages communique à son extrémité intérieure avec une rainure en arc 54a dans la surface d'étanchéité 55 de la bague d'étanchéité stationnaire 29. 15 Comme cela apparaîtra d'après la figure 2, six de ces per çages 54 et de ces rainures en arc 54a sont prévues, bien que ce nombre puisse être modifié, comme on le désire. Ainsi, lorsque du fluide lubrifiant sous pression est injecté dans le trou taraudé 47, il s'écoulera à travers 20 l'alésage 48, la rainure 49, l'alésage 50, la.tubulure flexible 51 et jusque dans l'alésage 52 dans la bague de support 30. Le fluide lubrifiant s'écoule alors à travers l'alésage 52 dans la rainure annulaire 53 dans la bague de support, et, de là, à travers les alésages 54 dans les rai-25 nures en arc 54a et en fournissant ainsi un chemin d'écou lement dans l'espace entre la surface d'étanchéité 55 de la bague d'étanchéité stationnaire et la surface" d'étanchéité 56 de la bague d'étanchéité rotative 19, en tendant à déplacer la bague d'étanchéité stationnaire 29 axialement en 30 s'éloignant de la bague d'étanchéité rotative 19, en amenant 69 01155 JB.cm/BB 11. «1 2000564 - 11 - du liquide à s'écouler sur les surfaces de joint 55 et 56 et à les lubrifier. Ainsi, on voit que l'injection de fluide sous pression à travers les moyens d'injection auxiliaire jusque dans le trou taraudé 47 transmet du fluide sous pres-5 sion vers les surfaces à rotation relative 55 et 56 des bagues d'étanchéité stationnaire et. rotative, en fournissant du fluide lubrifiant à ces surfaces. La bague d'étanchéité rotative 19 est en fait également, une bague de pompage et, aussi, elle est de préférence 10 construite sous forme d'une barrière thermique pour limiter la quantité de fluide, (d'ordinaire chaud) provenant de la boîte à garnitures, qui s'écoule dans l'espace autour des bagues d'étanchéité et du mécanisme associé. Comme on le représente ici, la bague d'étanchéité rotative 19 est pourvue 15 d'une série d'ailettes périphériques 57, de préférence pour vues d'une extrémité ouverte sur le côté de la bague formant la face 56, et ces ailettes 57 ne s'étendant pas totalement axialement à travers la bague 19, pour former ainsi une périphérie ou épaulement 58, qui sert à empêcher l'écou-20 lement de liquide chaud à partir de la boîte 12 et, de ce fait, comme barrière thermique vers le liquide de pompe. La périphérie ou épaulement 58 s'étend radialement. vers l'extérieur vers une position intimement adjacente à la périphérie intérieure de la bride 37. 25 La bride 37 est pourvue d'une rainure annulaire 59 à sa périphérie intérieure et est alignée avec les ailettes de pompage 57. Un alésage 60 s'étend généralement radialement. vers l'extérieur depuis la rainure annulaire 59 et communique avec un trou taraudé 61c Ainsi„ le fluide pompé . 30 par. les ailettes de la bague de pompage 19 est porté par la 69 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 —12 rainure annulaire 59 dans l'alésage 60 et sort à travers le trou taraudé 61. Un trou d'entrée ou d'admission 62, de préférence aligné généralement avec les surfaces 56 et'55 se faisant 5 face, des bagues 19 et 29 respectivement, débouche à son extrémité inférieure ou radialement intérieure dans la surface au-dessus et en position adjacente aux surfaces de joint d'accouplement ou complémentaires 55 et 56, et a son extrémité extérieure se connectant ci un trou taraudé 63, 10 de ce fait, du fluide pénétrant dans ce trou 63 sera conduit à travers le trou d'entrée 62 et déchargé à la surface extérieure des joints tout près de leuîs surfaces à rotation relative. En fait, le fluide est d'ordinaire déchargé vers le joint 29 en position adjacente à son côté gauche (comme 15 on le représente sur le dessin), étant donné que les ailettes de pompage tendraient à ramener le fluide refroidi à travers l'alésage 60 si la décharge se faisait sur les ailettes 57. Un orifice d'entrée ramifié 62a part du trou d'entrée et décharge du liquide lubrifiant refroidi également à l'ex-20 trémité droite (tel que représenté sur le dessin - figure 1) de la cavité dw- joint, pour mieux..distribuer le flui'de de refroidissement. Ceci est classique. Un échangeur de chaleur 64,"qui peut être de forme classique, est connecté à son-extrémité d'entrée au trou 25 taraudé 62 au moyen d'une eenchaite- 65 et est connecté à son extrémité de sertie trou tar^adé 63 au moyen d'une conduite d'évacuation 66» i*tX*'cSIL $ X'S " V 2. uide peut- être pompé par les ailettes de pompage 57 sur le joint rotatif 19, à travers- l'alésage 60, le trou taraudé 61, la conduite 65, 30 à travers l'échangeur de chaleur 64 et- à travers -la conduite 2000564 JB.cm/BB 11.921 - 13 - de décharge , 66 dans le trou taraudé 63, le trou d'entrée 62 et l'orifice d'entrée ramifié 62a, et déchargé sur les joints Î9 et 29 et dans la cavité de joint 67 pour refroidir et lubrifier les joints et refroidir la cavité de joint, le fluide ayant été refroidi par l'échangeur de chaleur dans son passage à travers* Ce circuit de fluide à travers l'échangeur de chaleur est plus ou moins classique et sera normalement opératoire chaque fois que la pompe fonctionnera. La conduite de décharge 66 a une valve d'évent 68 placée dedans ou connectée, de préférence en association intime avec la sortie de l'échangeur de chaleur,, le but de cette valve étant décrit ci-après. Egalement, une conduite ramifiée 69 est connectée à la conduite 66 et, dans cette conduite 69 se trouve une valve de solénoïde 70, une seconde valve d'évent 71 étant également connectée à la conduite 66, la conduite ramifiée 69 se déchargeant dans-le trou taraudé 47. Une conduite de dérivation 72 est connectée à la conduite principale 69 entre la valve de solénoïde 70 et la conduite de décharge 66 et est adaptée, lorsqu'elle est ouverte, pour conduire du fluide autour de la valve de solénoïde 70 avec retour dans la conduite" ramifiée 69. Une valve 73, de préférence une valve manuelle, est située dans la conduite de dérivation 72 et peut fonctionner pour ouvrir et fermer la conduite 72 vers l'écoulement de fluide. Une valve 74, qui peut être une valve manuelle ou une valve commandée automatiquement, peut être placée dans la conduite de décharge 66 entre la liaison avec la conduite ramifiée 69 et le trou taraudé 63. D'ordinaire, il est préférable de supprimer la valve 74, qui est utilisée dans le remplissage du dispositif et l'enlèvement de l'air depuis 69 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 - 14 - ce dispositif, mais, dans certaines installations, il est difficile de débarrasser le dispositif de toutes les quan-, tités critiquables d'air emprisonné sans utiliser la valve' 74. Puisque le chemin d'écoulement depuis la cavité de 5 joint 67 à travers le trou d'entrée 62 et le trou taraudé 63 et à travers la conduite de décharge 66 vers la valve d'évent 68 est plus court que le chemin d'écoulement depuis la cavité 67 à travers l'échangeur de chaleur 64 vers la valve d'évent 68, l'absence de la valve 74 tendrait à amener 10 le liquide utilisé a remplir la pompe de dispositif pour atteindre la valve'68 avant que le liquide provenant de la cavité 67 à travers l'échangeur de chaleur 64 atteigne cette valve 68, et le remplissage simultané de l'échangeur de chaleur et de sa canalisation de décharge etc..., pourrait en-15 traîner la décharge du fluide à travers la valve 68, avant que tout l'air ne soit retiré de l'échangeur de chaleur 64. Ainsi, une quantité critiquable d'air pourrait rester emprisonnée dans le dispositif. Par suite, certains moyens destinés à bloquer la conduite 66 jusqu'au moment qui suit 20 le remplissage de tout le système à travers l'échangeur de chaleur sont souhaitables. Ceci sera décrit en détail ultérieurement par rapport à l'utilisation d'une valve 74 dans la canalisation de décharge 66 durant le remplissage. Comme on l'a mentionné, cette valve peut être totalement 25 supprimée, étant donné que, si elle est laissée fermée par inadvertance quand la pompe est démarrée, les joints seront détruits très rapidement. La valve de solénoïde 70 est ouverte par le relais 75 qui est connecté par les conducteurs électriques 76 et 77 30 et ce relais, à son tour, est connecté à un commutateur de 0' 69 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 - 15 - démarreur 78 au moyen de conducteurs électriques 79 et 80. On peut montrer que, tel que plrévu ici, le relais 75 est ■ du type dit "à retard de temps" disponible sur le marché facilement et on ne croit pas nécessaire de la décrire en 5 détail ou d'indiquer sa relation avec la valve de solénoïde 70. La valve 70 et le relais 75 à retard de temps sont des appareils du commerce disponibles sur le marché. Le démarreur 78 est connecté au moteur A au moyen des conducteurs, électriques 81 et 82. Une source de courant (non représentée^ 10 pour faire fonctionner le moteur et d'autres mécanismes, est fournie au démarreur d'une manière bien connue, et, de ce fait, la commande du démarreur excitera le moteur A. Le relais 75 est également connecté au démarreur comme on l'a mentionné ci-dessus, et, de ce fait, la commande du démarreur 78 pour faire démarrer le moteur A, en même temps commande le relais 75 pour ouvrir la valve de solénoïde 70, en amenant le fluide S s'écouler depuis la conduite de décharge 66 à travers le conduite ramifiée 69 et la valve 70, jusque dans le trou taraudé 47 décrit ci-dessus. Ceci fournira du fluide à travers le dispositif auxiliaire d'injection aux surfaces 55 et 56 des joints. Puisque le relais 75 est un relais à retard- de temps, après que la valve 70 ait été ouverte pendant le temps prédéterminé, par exemple vingt secondes, durant la période de démarrage du moteur et de la pompe, le relais amènera la valve 70 à se fermer, en arrêtant ainsi l'écoulement de.fluide à travers le dispositif auxiliaire d'injection vers les surfaces 55 et 56 des joints à rotation relative. En se référant à la roue de pompe B, on note qu'on indique scématiquement la canalisation de décharge 83 t5 20 25 30 allant de la. sortie de pompe au dispositif dans lequel le pompe se décharge, représenté ici sous forme d'une chaudière 84. Une canalisation d'entrée 85 a partir d'une pompa 86 ou autre source de fluide sous pression (telle que, par exemple, un récipient à pression, un dispositif à eau ou analogue) conduit dans l'entrée de pompe et alimente le dispositif en fluide sous une certaine pression. Ceci est classique et important du fait qu'on fournit le fluide pour remplir le circuit avant que la pompe ne soit initialement démarrée ou après qu'elle était drainée ou partiellement drainée pour des réparations ou autrement. On note qu'il est souhaitable sinon essentiel de retirer tout l'air emprisonné dans le dispositif avant que la pompe ne soit démarrée. Ceci est réalisé dans un dispositif dans lequel la valve 74 a été supprimée ou laissée ouverts, en ouvrant d'abord la valve d'évent 68, la valve 73 étant fermée, la valve 70 étant fermée et la valve 71 étant également fermée. Du fluide provenant de la source de pression, telle que la pompe de condensât 86, s'écoule dans l'entrée de pompe et remplit la chambre de pompe, la boîte à garnitures 12, la chambre de joint 67, l'alésage 60, le trou taraudé 61 , la conduite 65 vers l'échangeur de chaleur, et l'échangeur de chaleur. Le fluide remplit également le trou d'entrée 62, le trou taraudé 63 et la conduite de décharge 66 d'échangeur de chaleur. Comme le fluide remplit ses espaces. tout l'air sera amené de force vers l'extérieur en avant du fluide à travers les conduites 65 et 66 et sortira à travers la valve d'aération 68. Quand le fluide a atteint la valve 68 indiquant que tout l'air emprisonné dans. la. partie du circuit d'abord aéré s'est échappé-, cette 69 01155 2000564 JB.cm/BB 11.921 17 - valve 68 est manuellement fermée. L'opérateur ouvre alors la valve 73 dans la conduite de dérivations 72 et la seconde valve d'évent 71 dans la conduite de dérivations 69, en laissant le fluide s'écouler dans le dispositif d'injection auxiliaire à travers la valve 73 et la dérivation 72 pour remplir la conduite, 69» le trou taraudé 47 et la tubulure flexible 51, et, quand ceci s'est produit, tout l'air critiquable est hors du dispositif et la valve 71 peut être fermée. La valve 73 est alors fermée et les valves 68, 71 et 73 restent normalement fermées alors que la pompe est' en fonctionnement. Après que le système ait été rempli et les valves 68, 71 et 73 fermées, l'opérateur peut exciter le démarreur 78 qui fait démarrer le moteur A et commande le relais 75 pour ouvrir la valve de solénolde 70, et, de ce fait, une chatge initiale de fluide est amenée de force à travers le dispositif auxiliaire d'injection sur les faces 55 et 56 des bagues d'étanchéité, en les lubrifiant. Le retard de temps sur le relais ferme alors la valve 70 et le dispositif normal de lubrification et de refroidissement aura pour tâche de protéger les surfaces des bagues d'étanchéité 19 et 29.. Comme on l'a indiqué ci-dessusr il est préférable de comprendre des moyens pour bloquer la conduite de décharge 66 durant le remplissage du dispositif avec du fluide et de -retirer l'air du dispositif. Dans ce but, une valve 74, qu'on peut faire fonctionner à la main, peut être comprise dans la conduite de décharge 66. Quand ceci est réalisé, l'opérateur ferme la valve 74 jusqu'à ce que le fluide ait rempli le circuit d'échangeur de chaleur jusqu'à la valve 68.- L'opérateur ouvre alors la valve 74, en permettant au / 01155 JB.cm/BB 11.921 2000564 - 18 - fluide de remplissage de s'écouler depuis la cavité de joint 67 à travers le trou d'entrée 62, le trou taraudé 63, la conduite, de décharge 66 et jusque dans la valve 68. Ceci indiquera que tout l'air est retiré du dispositif dans le circuit de pompage normal, après quoi la valve 68 est fermée et le circuit d'injection auxiliaire est alors aéré par l'intermédiaire de la valve 71, comme on l'a décrit ci-dessus. En se référant à l'agencement modifié représenté sur les figures 3 et 4, le dispositif est semblavle à celui décrit en relation avec la figure 1 , sauf qu'un moyen automatique a été prévu pour assurer que la valve (74 sur la fi—-gurel) dans le dispositif modifié, désignée par valve 174 est.toujours convenablement ouverte quand le moteur démarre et est en fonctionnement. La valve 174 est pourvue de contacts pour interrompre le circuit de moteur quand la valve est fermée, de sorte que le démarreur n'est pas efficace pour faire démarrer le moteur jusqu'à ce que la valve soit ouverte. Comme on l'a représenté schématiquement sur la figure 3, la conduite électrique 81 est pourvue d'un commutateur 175 d'interruption de circuit, ayant les contacts 176 et 177 qui sont automatiquement ouverts quand la valve 174 est fermée et du fluide ne peut pas s'écouler à travers la conduite de décharge 66. Ainsi, dans l'agencement de la figure 3, aucun courant ne peut atteindre le moteur quand le commutateur 175 est ouvert, et la commande du démarreur ne fera pas fonctionner le moteur de pompe A. Comme on le représente sur la figure 4, la valve 174 est ouverte pour permettre l'écoulement de fluide dans la 2000564 - 19 conduite de décharge 66, et elle a fermé les contacts 176 et 177 du commutateur 175» en achevant le chemin de circuit du démarreur au moteur. Ainsi, la commande du démarreur permettra au courant de passer à travers les conducteurs électriques81 et 82 et amènera le moteur le moteur à tourner. Cet agencement est une assurance contre un démarrage par inadvertance de la pompe en cours de fonctionnement, sans que le dispositif de lubrification et de refroidissement ne fonctionne, et en empêchant ainsi les endommagements ou la destruction de l'un ou des deux joints 19 et 29. 1'agencement illustré schématiquement sur les figures 3 et 4 peut être ainsi appelé "contrôle de sécurité automatique" pour le dispositif de lubrification de pompe. d'injection auxiliaires illustrés ici, on note que, si l'opérateur désirait maintenir la lubrification sur les surfaces 55 et 56 des joints, quand la pompe est mise à l'arrêt en panne, et que le moteur ne fonctionne pas, la valve de dérivation 73 peut être ouverte manuellement. Dans ce cas, le fluide sous presssion utilisé pour charger le dispositif, tel que le fluide provenant de la pompe de condensât, fuira sur les faces 55 et 56 des bagues d'étanchéité assurant ainsi qu'elles sont prêtes à un fonctionnement instantané. Cette fuite est comparativement peu importante et sera conduite de la chambre de joint à travers l'espace sous les joints et le soufflet et à travers le jeu, représenté ici sous forme d'un évi— dement 87, entre l'écrou 20 et la circonférence intérieur de l'adapteur de soufflet 39« Si on le désire, on peut En relation avec tous les moyens ( ■ Mft m;?1 2000564 - 20 prévoir un trou ou orifice spécial dans ce but. Bien sûr, il est souhaitable que la valve de dérivation 73 soit fermée durant le fonctionnement réel de la pompe. FONCTIONNEMENT En cours de fonctionnement normal, quand la pompe a été installée pour pomper du fluide dans un récipient de pression, tel qu'une chaudière, une source de fluide sous une certaine pression sera prévue à l'entrée de la roue de pompe. Cette source secondaire est fréquemment line pompe de condensât, mais, comme on l'a mentionné ci-dessus, elle peut être une source dreau sous pression ou autre source de fluide. La pression fournie à la roue de pompe B est, bien sûr, d'ordinaire bien inférieure à la pression de sortie de la roue de pompe B vers la chaudière, par exemple. Cette pression, que l'on peut appeler ici pression "secondaire" remplira la cavité de pompe, en fuyant à travers le passage limité entre le manchon 16 et l'alésage 11, jusque dans la boîte à garnitures 12. L'écoulement continuera alors à travers le passage limité entre la circonférence extérieure (épaulement 58) de la bague d'étanchéité rotative 19 et la circonférence intérieure de la bride 37, jusque dans la cavité de joint 67 et à travers le passage 60. On suppose que la valve manuelle 68 est ouverte et la valve 74- est fermée. La valve 73 serait également fermée, et la valve de solénoïde JO serait fermée. En supposant que cette condition existe, le fluide continuerait à travers le trou taraudé 61 jusque dans la conduite 65 conduisant à l'échangeur de chaleur, remplirait l'échangeur de chaleur et s'écoulerait vers l'extérieur à travers la valve 68. La valve 74 étant "A* / JB.lf/BB 11921 200Ô564 - 21 - SI uiiSi absente de la conduite 66 ou ouverte (et normalement à ce moment elle serait ouverte), le fluide de remplissage s'écoulerait depuis la cavité de joint 67» à travers le trou d'entrée 62 et lrorifice d'entrée ramifié 62a, 5 dans la conduite 66 et à travers la valve 68. Oeci éli minera tout l'air provenant du dispositif normal de lubrification de joint et de la pompe, ainsi que l'échangeur de chaleur et les conduites. La valve 68 sera alors fermée, et les valves 71 10 et 73 seront ouvertes, et le fluide provenant de la conduite 66 et éventuellement de la conduite 65 à travers l'échangeur de chaleur 64 continuera à s'écouler et à remplir la conduite de dérivation 72 ainsi que la conduite ranifiée 69» le trou taraudé 47» l'alésage 48, 15 la rainure annulaire 49» le passage 50 et la-tubulure flexible 51» et sera déchargé sur les surfaces de joints 55 et 56 à travers l'alésage axial 52» la rainure annulaire 53» les alésages longitudinaux 54 et les rainures en arc 54a. Quand le système sera ainsi rempli de fluide, 20 tout l-'air emprisonné aura été éliminé et les valves 71 et 73 pourront alors être fermées. Avant le démarrage de la pompe, si on désirait que le fluide puisse s'écouler sur les faces des bagues d'étanchéité ou de joint, la valve 73 pourrait être laissée ouverte mais elle devrait 25 être fermée au moment où le moteur est démarré. Le dispositif étant plein de fluide provenant de la pression secondaire, comme on lra indiqué ci-dessus, l'opérateur peut exciter le commutateur de démarreur 78 qui réalise deux fonctions. Le commutateur commandera 30 le relais 75 qui a un contrôle de retard de temps, ou- JB.lf/BB 11921 69 0Î155 2000564 - 22 vrant la valve 70 et permettant au fluide de s'écouler à travers la canalisation 69 pour le dispositif auxiliaire d'injection et, en même temps, le démarreur excite le moteur A en amenant l'arbre 13 à tourner. Le relais 75 restera en fonctionnement pour maintenir la' valve 70 ouverte pendant un temps prédéterminé, par exemple vingt secondes, dans de nombreuses installations, tandis que le moteur A augmente sa vitesse jusqu'à sa vitesse de fonctionnement normale. Durant le temps où la valve 70 est ainsi maintenue ouverte, le fluide dans le dispositif de pompe sous l'influence de la pression secondaire ainsi que de l'augmentation de pression, provoquée par la rotation des roues, s'écoulera à travers le dispositif drinjection auxiliaire, à travers la conduite 69 et vers les surfaces de joint, comme on l'a décrit ci-dessus. La valve 70 sera alors automatiquement fermée par suite de l'interruption de circuit de relais, et le circuit normal de lubrification de pompe à travers l'échangeur de chaleur et à travers le trou d'entrée 62 et l'orifice d'entrée ramifié 62a fournira alors les fonctions de lubrification et de refroidissement pour les joints de pompe. Alors qu'il est souhaitable que la conduite 66 ait une valve par laquelle l'échangeur de chaleur et ses conduites sont aérés (la conduite 66 étant plus courte tendrait à aérer d'une manière qui laisserait l'air emprisonné dans le dispositif d'échangeur de chaleur si la valve 74 n'était pas utilisé), il y a un danger considérable qu'avec une valve manuelle l'opérateur laisse la valve fermée alors qu'elle a achevé l'aération. En conséquence, JB.lf/BB 11921 69 01155 2000564 - 23 la demanderesse a présenté schématiquement.des moyens associés à la valve pour interrompre le circuit de moteur quand la valve 74 est fermée de sorte que le moteur ne peut pas être démarré jusqu'à ce que la conduite 66 soit ouverte et, ainsi, le joint d'étanchéité sera assuré d'une lubrification et d'un refroidissement convenable après que le pompe ait démarré. Ainsi, avec l'agencement de commutateur de sécurité décrit sur les figures 3 et 4 la valve (désignée ici sous le nom de valve 174) doit être ouverte pour permettre au courant de démarrage et de fonctionnement de passer vers le moteur lors de la commande du démarreur 78. On croit que cet agencement apparaîtra clairement en observant les figures 3 et 4. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de' modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. JB.lf/BB 11921 Case 68050 BJ 69 01155 2000564 - 24 - REVENDICATIONS 1 - Dispositif de lubrification de joints mécaniques associés avec une pompe contenant du fluide sous pression et ayant un arbre rotatif, comprenant des moyens 5 de joint pour empêcher la fuite autour de l'arbre, un dis positif de force motrice pour l'arbre et des moyens pour commander le dispositif de force motrice, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit auxiliaire de fluide d'injection à partir du fluide sous pression dans la pompe 10 vers les moyens de joint, des moyens pouvant fonctionner par le fonctionnement des moyens pour commander le dispositif de force motrice afin d'admettre du fluide de la pompe aux moyens de joint, et des moyens de retard de temps pouvant fonctionner automatiquement pour fermer le • 15 circuit auxiliaire d'injection et, de ce fait, le fluide provenant de la pompe à travers le circuit auxiliaire d'injection sera interrompu après un temps prédéterminé suivant la commande du dispositif de force motrice. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caracté-20 risé en qu'on prévoit des surfaces de joint complémentaires et opposées à rotation relative, et le circuit auxiliaire d'injection comprend des moyens de conduite de fluide pour injecter le fluide de pompa directement entre les surfaces de joint. 25 3 - Dispositif selon la revendication 2, caracté risé en ce que la pompe comporte un dispositif de refroidissement et de lubrification de joint comprenant un échangeur de chaleur efficace durant le fonctionnement normal de la pompe, et en ce que le moyen auxiliaire 30 d'injection de fluide comprend des moyens de conduite JB.lf/BB 11921 69 01155 2000564 25 ramifiée de l'échangeur de chaleur aux moyens de conduite de fluide de la pompe conduisant directement aux surfaces de joint, et des moyens de valve des conduites ramifiées fonctionnant grâce à l'actionnement des 5 moyens commandant le dispositif de force motrice, les quels comprennent une valve de solénoïde dans les moyens de conduite ramifiée, adaptée pour être commandée par un relais à retard de temps connecté aux moyens pour commander le dispositif de force motrice. ÎO 4 - Dispositif selon la revendication 5» carac térisé en ée que la conduite ramifiée comporte un moyen de conduite de dérivation autour de la valve de solé-• nolde et des moyens de valve dans la conduite de dérivation pouvant fonctionner pour ouvrir cette dernière, 15 afin d'amener le fluide de pompe à s'écouler dans les moyens de conduite de la pompe, conduisant directement à la surface entre les faces de joint, et, de ce faitr le fluide de pompe est amené à s'écouler vers la surface entre les faces de joint indépendamment du fonctionnement 20 des moyens de commande du dispositif de force motrice, pour lubrifier les faces de joint à tout moment quand . le moyen de valve de dérivation est ouvert. 5 - Dispositif selon la revendication 4f caractérisé en ce qu'on prévoit une valve d'évent dans la 25 sortie de l'échangeur de chaleur, fonctionnant pour retirer l'air de la pompe et des conduites à partir de la pompe à travers l'échangeur avec retour vers la pompe, et une seconde valve d'évent est placée dans le circuit auxiliaire d'injection de fluide fonctionnant pour en-30 voyer l'air vers les surfaces de joint, depuis le" cir- , jB.if/BB 11921 2000564 " 26 " •69 01155 cuit comprenant les conduites, l'agencement étant tel que l'air emprisonné dans la pompe, dans l'échangeur de chaleur, dans les diverses conduites et dans le circuit auxiliaire d'injection de fluide peut en être retiré lors de la charge initiale de la pompe ou après que la pompe ait été réparée. 6 - Dispositif selon la revendication 5> caractérisé en ce qu'on prévoit une valve pouvant fonctionner pour ouvrir et fermer les conduites de la sortie de l'échangeur de chaleur à la surface de joint de pompe et, de ce fait, tout l'air emprisonné dans l'échangeur de chaleur peut être retiré avant que la conduite provenant de l'échangeur de chaleur et allant jusqu'à la pompe ne soit aérée. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens en relation avec la valve et la conduite de la sortie d*échangeur de chaleur à la pompe empêchant automatiquement le fonctionnement du dispositif de force motrice quand la valve est fermée. SOIT UN TOTAL DE VINGT SIX PAGES Par Procuration de la Société dite : BORG-WARNER COHPORA- DUPLICATA TION. L«¥toCHEREAU « Pierre Louis CHEREAU CtnMil* «n Propriété ln 4, Ru* QuentinJBauchart Pmrta-Vlll-