Brevet FR2007837A1 — publié le 19700116

la présente invention concerne un mécanisme d'entraînement pour agitateur avec arbre agitateur engagé par un joint d'étanchéi-té dans une chaudière, en particulier dans un autoclave. Dans ces mécanismes pour agitateurs, le joint de l'arbre agitateur est le 5 plus souvent un joint à bague de glissement,, Jusqu'à présent, la boîte d'engrenages de ces mécanismes pour agitateurs était installée à un certain espacement au-dessus de la chaudière qui était créé par un support particulier appelé "lanterne" et qui permettait de loger un embrayage entre l'extrémité 10 supérieure de l'arbre agitateur et l'extrémité inférieure d'un arbre mené par le mécanisme d'engrenages et, le cas échéant, en débrayant cet accouplement, à remplacer le joint de l'arbre agitateur. Ce remplacement se faisait donc au-dessous de la boîte d'engrenage, dans l'espace libre formé par cette "lanterne" entre la chaudière 15 et la boîte d'engrenage. l'invention est basée sur le problème consistant à faire l'économie de cet espace libre et de la "lanterne" qui le forme et de créer un ensemble engrenages/mécanisme agitateur qui soit robuste et compact, économisant non seulement de la place mais aussi du 20 poids et qui puisse être monté d'une seule pièce sur le récipient, par exemple sur un autoclave. Ce résultat est obtenu du fait que (a) la commande de l'arbre agitateur et le joint de cet arbre sont reliés en un seul élément de construction par leur inclusion dans la boîte d'engrenage, que 25 l'arbre agitateur est relié de manière amovible, dans la. zone du joint, à un arbre mené qui le prolonge et qui porte ce joint et que le joint installé sur ledit arbre mené peut, avec les pièces de mécanisme situées sur le côté du joint opposé à la chaudière, être retiré par ce côté en direction axiale à travers la boîte 30 d'engrenage, dans une colonne support montée sur cette boîte et comportant une fenêtre. En raison de son centre de gravité situé assez bas, l'ensemble mécanique d'entraînement pour agitateur ainsi créé est d'une plus grande stabilité que le modèle avec "lanterne" construit 35 jusqu'à présent. Sont également supprimés, en même temps que cette lanterne et qiie la boîte spéciale pour le joint d'arbre agitateur construit le plus souvent oorome joint à bague à glissement, i 69 14034 2 2007837 les moyens d'ajustage devant être agencés entre les différentes pièces qu'il fallait jusqu'à présent assemblèr. L'incorporation du joint d'arbre agitateur dans la boîte d'engrenage permet de disposer les bagues de glissement du joint et les logements des coussi-5 nets' pour l'arbre agitateur dans des paliers faisant partie de la boîte, en position exacte l'un par rapport à l'autre et, pour autant qu'ils soient coaxiaux, de les fabriquer en alignement précis et plus simplement que dans la répartition effectuée jusqu'alors entre plusieurs éléments de construction qui étaient ajustés ulté-10 rieurement entre eux. A présent, le remplacement du joint de l'arbre agitateur ne s'effectue plus dans un espace compris entre la boîte d'engrenage et la chaudière, mais, les pièces à remplacer sont déplacées suivant un sens axial dans la boîte d'engrenage -vers le haut lorsqu'il s'agit d'une installation verticale - jus-15 qu'à ce qu'on puisse les prélever sur le côté de cette boîte opposé à la chaudière et leur en substituer d'autres. C'est pourquoi l'agencement est conçu de manière qu'on puisse déplacer vers l'extérieur, en les faisant coulisser à travers la boîte d'engrenage, les pièces de cet engrenage qui, dans ce même sens, se trouvent 20 en avant des pièces à remplacer. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arbre mené est réalisé sous forme d'un arbre creux et il est bloqué, au moyen d'un boulon le traversant d'un bout à l'autre, sur un tronc de cône formant la tête de l'arbre agitateur. De cette manière, 25 la liaison amovible des extrémité d'arbres,, réalisée jusqu'alors comme embrayage à disque ou accouplement à coquille entre l'extrémité supérieure de l'arbre agitateur et l'extrémité inférieure d'un arbre mené par le réducteur de vitesse et agencée dans l'espace réservé entre la boîte de ce réducteur et la chaudière, est 30 maintenant remplacée par une liaison qui, en direction axiale, ne nécessite pas plus de place que les arbres de diamètres jusqu'alors usuels. Le gain de place en hauteur n'a donc pas besoin' d'être compensé par de plus grandes dimensions en largeur.- L'invention est ën outre caractérisée en ce que l'arbre creux 35 est accouplé solidairement en rotatioh, mais de manière à pouvoir se déplacer âxialement, avec une roue menée par le réducteur de vitesse*et ceci par l'intermédiaire d'un- disque denté élastique, 69 14034 3 2007837 exécuté de préférence en matière plastique, lequel est bloqué sur ledit arbre creux et comporte une denture extérieure, droite, venant en prise avec une denture intérieure portée par cette roue menée. De cette manière, les pièces situées en avant du joint à 5 remplacer ne peuvent pas seulement être aisément dégagées de la boîte d'engrenage en même temps que le joint, mais elles sont aussi utilisées pour une transmission avantageuse du couple de rotation à l'arbre mené par le réducteur de vitesse. L'extraction, par glissement dans la boîte d'engrenage, du 10 joint à remplacer et des pièces situées en avant de lui s'effectue avantageusement au moyen d'un manchon pivotant particulier et sans avoir à faire tourner l'arbre mené par le réducteur et réalisé en arbre creux. Dans ce but, l'arbre creux est suspendu, par l'intermédiaire d'un coussinet empêché de se déplacer axialement sur t5 lui, dans un manchon fileté vissé dans la colonne formant palier de roulement et pouvant en être retiré par dévissage. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 1 représente une coupe partielle, schématiquement 20 simplifiée de la partie du mécanisme d'entraînement contenant le joint de l'arbre agitateur. La fig. 2 représente, également en coupe partielle et à même échelle, la partie gauche du mécanisme d'entraînement d'agitateur adjacente de la fig. 1. 25 Le mécanisme agitateur monobloc est fixé par raccord à bride, par son embase 27, sur l'une des parois d'un autoclave non représenté. Dans cet autoclave plonge l'arbre agitateur 10, portant à son extrémité inférieure, non représentée, des organes d'agitation. La traversée de l'embase 27 par cet arbre 10 est rendue étan-30 che vis-à-vis de l'intérieur de l'autoclave par un joint à bague de glissement dont les différentes parties sont décrites ci-après d'une façon plus détaillée. L'extrémité supérieure de l'arbre 10 forme un tronc de cône 32. Une boîte 28 enveloppant le joint à bague de glissement et 35 l'engrenage du mécanisme d'entraînement de l'agitateur est fixée par raccord à bride sur l'embase 27. La partie inférieure de cette boîte forme une chambre 33 dans laquelle sont logés les 69 14034 4 2007837 éléments constitutifs du joint à bague de glissement. La partie supérieure de cette boite 28 abrite la commande par engrenage. Le dessus en est fermé par une plaque 34 formant couvercle. Sur nette plaque 34 sont fixés par raccords à bride, d'une part, 5 jomme représenté à la fig. 1, une colonne 23, creuse.formant palier, d'autre part et, comme représenté à la fig. 2, au moyen d'une plaque intermédiaire 35, le moteur électrique 1 pour l'entraînement du mécanisme. Un boulon 9 à longue tige est vissé dans le tronc de cône 10 32 constituant la partie supérieure de l'arbre 10. Un arbre creux 8 représentant l'arbre mené par le réducteur de vitesse, prolongeant vers le haut l'arbre agitateur 10 et entourant le boulon 9 est fixé sur le tronc de cône 32 au moyen d'écrous 21 vissés sur la partie supérieure du boulon 9. Celui-ci porte à son 15 extrémité supérieure une tête à quatre pans 36. Une douille filetée 22 est vissée par en haut dans la colonne à palier 23, creuse, et s'appuie par une collerette 37 sur un épaulement 38 ménagé dans cette colonne. Cette douille filetée 22 entoure avec un certain espacement l'arbre creux 8; ce 20 dernier y est guidé au moyen d'un roulement 12, de préférence un roulement à rouleaux qui repose sur un épaulement intérieur 39 de la douille filetée 22 et qui est fixé par une pièce terminale 40, agencée pour livrer passage à l'arbre creux 8 et montée sur la partie supérieure de la douille filetée. Un capuchon 26 en-25 tourant l'extrémité supérieure du boulon 9 est en outre vissé sur cette pièce 40. La partie de cette pièce 40 située au-dessus de la zone portant le filetage destiné à la fixation du capuchon 26 et encore entourée par ce capuchon a la forme d'un écrou à 6 pans 25. 30 Une fenêtre 41 est ménagée dans la paroi de la colonne à palier 23; elle est fermée par un couvercle 24 constitué par exemple par de la résine acrylique vendue sous la marque Plexiglas. La collerette 37 de la douille filetée 22 est bloquée par une vis noyée 29 qui en empêche, lors du fonctionnement de l'a-35 gitateur, toute rotation indésirable dans la colonne à palier 23. Le bout d'arbre 42 du moteur 1, vient en prise, avec interposition d'une douille élastique 2 et par une liaison rivet/ 69 14034 5 2007837 ressort dans la partie terminale évidée d'un arbre 3 qui est logé au moyen de coussinets 43 et 44 dans la plaque 34 formant couvercle et dans une paroi intermédiaire 45 de la boîte 28. Par une ouverture 47, fermée par ion couvercle 46, de cette boî-5 te 28, un pignon 4 est claveté sur l'arbre 3 et engrène avec une roue dentée 49 clavetée sur un autre arbre moteur 48. Celui-ci est logé au moyen de coussinets 50 ou, respectivement, 51 dans la plaque 34 formant couvercle et dans la paroi intermédiaire 45. C'est sur lui qu'est monté le pignon 5 pour le-10 quel la paire de roues 4, 49 forme un réducteur de vitesse. Ce pignon 5 engrène avec la roue d'entraînement droite 6 dont le moyeu est logé au dehors, dans la plaque 34 formant couvercle ou dans la paroi intermédiaire 45 par dep coussinets 52 et, respectivement 53. 15 La roue d'entraînement droite 6 est reliée de la manière suivante, par un disque d'entraînement denté, élastique et avantageusement exécuté en matière plastique, avec l'arbre creux 8 pro longeant l'arbre agitateur 10. Un manchon à bride 54 est monté sur l'arbre creux 8 de ma 20 nière à ne pouvoir tourner sur lui et, entre la bride 55 de ce manchon et une bague 56 enfilée sur lui, le disque denté d'entraînement 7 est bloqué sur ce manchon, par exemple au moyen de vis. La denture de ce disque 7 est située sur sa périphérie et vient en prise avec une denture intérieure 57 de la roue d'en 25 traînement droite 6 en formant, ensemble avec cette roue, un accouplement à dents. Au voisinage de ce point d'entraînement, l'ar bre creux 8 est logé dans le roulement radial 11 qui repose dans une douille 20 sur 1'épaulement 58 de celui-ci. Au-dessous de ce roulement radial 11, les pièces d'usure du joint à 30 bague de glissement sont montées sur l'arbre creux 8 avec emploi de joints supplémentaires 59 obturant la chambre 33, vers le haut et vers le bas, vis-à-vis d'un liquide d'obturation remplissant cette chambre, plus précisément toujours deux bagues de garde 13,. l'une supérieure et l'autre inférieure, et deux bagues de glis 35 sement 14 en graphite, situées entre les deux précédentes et ali gnées l'une sur l'autre dans le sens axial. 69 14034 6 2007837 les bagues de garde 13 et les bagues de glissement 14 en graphite sont maintenues en dedans d'une bague d'écartement fendue 15 et, ce au moyen de bagues toriques de blocage 59» de section circulaire, insérées dans des gorges de cette douille. 5 Dans la chambre 33 qui entoure les bagues du joint est ins tallé un serpentin 16 qui refroidit constammant le liquide de contre-pression constitué par exemple par du nitrobenzène, de l'huile ou tout autre liquide d'obturation particulier. Par l'orifice d'admission 30, ce serpentin 16 est garni du liquide de refroi-10 dissement, de l'eau de préférence, qui s'écoule par le trop-plein 31. Pour améliorer l'étanchéité entre l'extrémité inférieure de l'arbre creux 8 et l'embase 27, un joint à labyrinthe est constitué entre ces deux pièces et, au-dessous de lui, dans llembase 27, est ménagée une rigole collectrice 17 pour recueillir le li-15 quide ayant pu fuir. Celui-ci peut être soutiré de temps à autre de cette rigole par un canal 60 dont l'orifice de sortie est normalement fermé par un bouchon fileté 18. S'il est nécessaire de remplacer le joint à bague de glissement avec les bagues de garde 13 et les bagues de glissement 14 20 en graphite, on enlève d'abord le capuchon 26 et on desserre la vis noyée 29. On dévisse aussi les écrous 21 vissés sur la partie supérieure du boulon 9» On sépare alors ce boulon du tronc de cône 32 de l'arbre agitateur 10 en le dévissant au moyen d'une clé pouvant"s'adapter sur l'écrou à quatre pans 36. L1ar-25 bre creux 8 constituant l'arbre mené par le réducteur est ainsi détaché de l'arbre agitateur 10. On veille de toute manière connue à ce que l'arbre agitateur 10 ne puisse tomber jusqu'au point ou les organes d'agitation fixés sur lui cogneraient dans le récipient, par exemple en l'agen-30 çant de telle sorte qu'un collet non représenté, porté par cet arbre 10 vienne s'appliquer sur une butée après une légère descente de cet arbre, celui-ci y restant suspendu avec les organes d'agitation y afférents. Au moyen d'une clé engagée sur l'écran à six pans 25, on dévisse alors la douille 22 qui sort par en 35 haut de la colonne à palier 23. Par l'intermédiaire du coussins-12, cette douille entraîne aussi vers le haut l'arbre creux 8 avec lui, toutes les pièces qu'il porte à son extrémité inférieure^ 69 14034 7 2007837 Pendant cette opération l'arbre creux 8 ne tourne pas, seule, la bague externe du coussinet 12 est entraînée en rotation solidaire de la douille 22. Si, à la fig. 1, l'arbre 8 se déplace vers le haut, il en-5 traîne par l'intermédiaire du manchon à bride 54 le disque d'entraînement denté 7, dont les dents se dégagent, en glissant vers le haut, de la denture intérieure 57 de la roue 6. la douille 20 de coussinet est également entraînée vers le haut avec le coussinet 11 s'appliquant sur l'arbre creux 8. les bagues de gar-10 de 13 et les bagues en graphite 14 du joint à bagues de glissement, reposant sur l'arbre creux 8 et maintenues ensemble par la bague d1acartement 15 sont également déplacées vers le haut à travers la boîte d'engrenage 28 jusqu'à sje trouver finalement au dessus de la plaque couvercle 34 de la boîte 28 et devant la 15 fenêtre 41 de la colonne de soutien 23. En passant par cette fenêtre 41, on peut à présent retirer à la main les bagues de garde 13 et les bagues en graphite 14 constituant les pièces d'usure du joint à bagues de glissement, en les faisant glisser vers le bas, de l'extrémité inférieure de l'arbre creux 8, dont l'en-20 veloppe ne présente aucun renflement. On enfile ensuite sur l'arbre 8 les pièces de rechange et jusqu'à les y amener en position correcte. On remonte ensuite toutes les pièces en procédant dans l'ordre inverse de celui observé pour le démontage. Enfin, on revisse le boulon 9 dans le tronc de cône .32 de l'arbre agita-25 teur 10 et, au moyen des écrous 21 vissés à l'extrémité supérieure de ce boulon, on bloque à nouveau l'arbre creux 8 sur le cône 32; on empêche de nouveau la douille 22 de tourner sur lui-même en le bloquant par la vis noyée 29 et, finalement, on revisse le capuchon 26. 69 14034 8 2007337 REVMDICAIIONS 1 - Mécanisme d'entraînement pour agitateur avec arbre agitateur engagé par un joint d'étanchéité dans une chaudière, en particulier dans un autoclave, caractérisé en ce que la commande de 5 l'arbre agitateur et le joint 13, 14 de cet arbre sont reliés en un seul élément de construction par leur inclusion dans la boite d'engrenage 28, que l'arbre agitateur 10 est relié de manière amovible, dans la zone du joint 13, 14, à un arbre mené 8 qui le prolonge et qui porte ce joint et que le joint 13, 14 installé 10 sur ledit arbre mené 8 peut, avec les pièces de mécanisme 20, 11, 54, 7 situées sur le côté du joint opposé à la chaudière, être retiré par ce côté en direction axiale à travers la boîte d'engrenage 28, dans une colonne support 23 montée sur cette boite et comportant une fenêtre 41. 15 2 - Mécanisme d'entraînement pour agitateur suivant la reven dication 1, caractérisé en ce que la liaison amovible entre l'arbre mené 8 et l'arbre agitateur 10 est logée en dedans dudit arbre mené et de préférence, en dedans du diamètre de celui-ci. 3 - Mécanisme d'entraînement pour agitateur suivant les reven-20 dications 1 et 2, caractérisé en ce que l'arbre mené a la forme d'un arbre creux 8 et qu'il est bloqué, au moyen d'une tige de fixation 9 le traversant d'un bout à l'autre sur un tronc de cône 32 formant la tête de l'arbre agitateur 10. 4 - Mécanisme d'entraînement pour agitateur suivant les revën-25 dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'arbre creux 8 est accouplé solidairement en rotation, mais de manière à pouvoir se déplacer axialement, avec une roue menée 6 et ceci par l'intermédiaire d'un disque denté 7 élastique, exécuté de préférence en matière plastique, qui est bloqué sur ledit arbre creux 8 et 30 dont la denture extérieure, droite, vient en prise avec une denture intérieure 57 de la roue menée 6. 5 - Mécanisme d'entraînement pour agitateur suivant les revendications 1 à 4» caractérisé en ce que l'arbre creux 8 est suspendu dans une douille filetée 22 vissée dans la colonne 23 35 formant palier de roulement par l'intermédiaire d'un coussinet 12 empêché de se déplacer .axialement sur lui.