Brevet FR2417695A1 — publié le 19790914

La présente invention a pour objet un dispositif dtétan- chéité place entre une pièce tubulaire rotative, disposée horizontalement ou légèrement inclinée sur lthorizontale, et une pièce fixe qui l'entoure et comportant un joint assurant ltétan- chéité entre la pièce rotative et une pièce annulaire concentrique à celle-ci, un manchon souple entourant la pièce tubulaire et fixé de manière étanche à la pièce annulaire et à la pièce fixe et des moyens montés sur la pièce fixe pour empêcher la rotation de la pièce annulaire. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif de ce type qui assure une bonne étanchéité à l'air et aux poussières avec un minimum de frottement, résiste à des différences de pression appréciables et à des températures pouvant atteindre 300 à 4000C et autorise des déplacements axiaux et radiaux de la pièce rotative d'amplitudes relativement grandes sans exercer d'efforts radiaux importants sur cette dernière. Le dispositif d'étanchéité objet de ltinvention est caractérisé en ce que la pièce annulaire est suspendue à la pièce fixe par ltintermédiaire d'organes élastiques qui reprennent le poids de la pièce annulaire tout en autorisant ses mouvements axiaux et radiaux. Ces organes élastiques peuvent être constitués par des ressorts à boudin disposés par paire et bout à bout suivant les côtés d'un polygone régulier, dont le plan est perpendiculaire à l'axe de la pièce rotative et le centre est situé sur cet axe, et accrochés à la pièce fixe et à la pièce annulaire, les points d'accrochage des ressorts sur la pièce fixe et sur la pièce annulaire se trouvant respectivement aux sommets et au milieu des côtés du polygone. Ils peuvent aussi être constitués par des tiges munies à leurs extrémités de blocs élastiques par l'inter mediaire desquels elles sont liées à la pièce fixe et à la pièce annulaire. Chaque organe élastique peut encore être constitué par un boitier tubulaire contenant deux piles de rondelles élastiques comprimées entre les fonds du boitier et la tête dune tige qui traverse l'un des fonds du boitier et est liée à l'une des pièces fixe et annulaire, le boitier-étant lié à l'autre pièce. Dans ce cas, les organes élastiques peuvent être liés à la pièce fixe et à la pièce annulaire par ltintermediaire de rotules. Des butées coopérantes, prévues sur les pièces fixe et annulaire, limitent les mouvements circonférentiels de la pièce annulaire. Le joint est logé dans une gorge à section en U de la pièce annulaire dont une paroi est amovible et en plusieurs parties. Il comprend deux anneaux accolés qui sont formés de plusieurs segments disposés bout à bout avec des jeux circonférentiels permettant de rattraper l'usure, les segments dtun anneau étant décalés circonférentiellement par rapport à ceux de l'autre anneau. Les segments du joint sont pressés sur la pièce rotative par un anneau en plusieurs parties, placé au fond de la gorge et sur lequel des vis portées par la pièce annulaire exercent des efforts radiaux. Des tétons fixés sur cet anneau et engagés dans des encoches des segments empêchent la rotation de ces derniers. Les déplacements axiaux de la pièce annulaire et, par conséquent, du joint sont limités par des éléments élastiques reliant la pièce fixe et la pièce annulaire; ces éléments peuvent être constitués par des ressorts ou des blocs de caoutw choux La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, un mode de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure i est une vue en élévation d'un calcinateur équipé d'un dispositif d'étanchéité conforme à l'invention; La figure 2 est une vue en élévation et de face deux dispositif d'étanchéité réalisé conformément à l'invention; La figure 3 montre un détail de la suspension élastique utilisée dans le dispositif de la figure 2;; La figure 4 est une vue en coupe suivant l'axe a-a et à plus grande échelle du dispositif de la figure 2; et La figure 5 est une vue en coupe suivant l'axe b-b et à plus grande échelle du dispositif de la figure 2. Le dispositif représenté sur les figures 2 à 5 est destiné à assurer Ifétanchéité entre le carter 14 de sortie des matières et le canon distributeur de vapeur 16 d'un calcinateur de matière pulvérulente du type représenté sur la figure 1. Cet appareil est constitué par une virole cylindrique fermée à ces deux extrémités, disposée horizontalement ou avec une légère pente et entrainée en rotation autour de son axe par des moyens classiques. Des tubes de chauffage sont placés à l'intérieur de la virole, parallèlement à son axe, et sont parcourus par de la vapeur amenée par le canon 16. Les matières à traiter sont introduites dans la virole à une de ses extrémités et sont évacuées à l'autre extrémité à travers le carter 14. Le canon 16 comporte un tube concentrique 15 qui entoure le conduit de vapeur et sur lequel est monté le joint d'étan chéité; ce tube permet d'éloigner le joint du conduit de vapeur et évite de la soumettre à une température excessive. Sur ce tube est soudée une bague 3 sur laquelle frotte le joint 4. Celui-ci est logé dans une gorge formée dans une pièce annulaire 2 et dont une paroi 17 est amovible et en plusieurs parties fixées par des vis sur la pièce 2; sur la figure 2, la paroi 17 a été enlevée pour montrer le joint 4. Le joint 4 est formé de deux anneaux accolés et chaque anneau est constitué par plusieurs segments disposés bout à bout, les segments d'un anneau étant décalés circonférentiellement par rapport aux segments de l'autre anneau. Ces segments sont réalisés en un matériau à faible coefficient de frottement, tel que du Téflon chargé de carbone. Un jeu est ménagé entre les segments successifs de chaque anneau pour tenir compte du fait que les segments se rapprochent les uns des autres au fur et à mesure qu'ils s'usent, Les extrémités des segments successifs peuvent se recouvrir pour améliorer l'étanchéité. Les segments du joint sont pressés sur la bague 3 par un anneau 5 en plusieurs parties sur lequel des vis de réglage 13, vissées sur la pièce 2, exercent des efforts radiaux. L'anneau 5 est muni de tétons qui s'engageant dans des encoches des segments du joint pour empêcher leur rotation. La pièce 2 est suspendue élastiquement au carter 14 sur lequel est fixée une structure annulaire 1 entourant le tube 15 et munie de pattes d'accrochage 7. La suspension élastique est constituée par huit ressorts 6, groupés par paires et disposés bout à bout suivant les côtés d'un carré dont le centre est situé sur 11 axe du tube 15. Ce nombre n'est pas limitatif et les ressorts pourraient être disposés, par paires, suivant les côtés d'un autre polygone régulier : triangle, pentagone, hexagone, etc . . Les ressorts sont liés, par l'intermédiaire de rotules 18 et de biellettes 19, d'une part, aux pattes d'accrochage 7 de la structure 1 et, drautre part, à des pattes Il solidaires de la pièce 2. Chaque ressort est constitué par un tube 20 serré entre deux brides 22 et contenant deux piles de rondelles élastiques 12 comprimées entre les brides et la tête d'une tige 24 qui traverse l'une des brides et comporte à son extrémité une attache pour 1 t accrochage du ressort aux pattes 7 ou il; une autre attache 26 est fixée sur l'autre bride. Les ressorts 6 sont conçus de façon à avoir une rigidité faible. Le frottement du joint 4 étant faible, ces ressorts seront peu sollicités dans le sens circonférentiel. Les ressorts 6 permettent les mouvements radiaux, dans toutes les directions, de la pièce 2 et, par conséquent, du joint 4 sans que celui-ci soit soumis à des efforts radiaux notables. Les rotules 18 placées aux deux extrémités des ressorts permettent au joint de se déplacer aussi en direction axiale. Les ressorts 6 sont réglables en longueur, ce qui permet de régler la concentricité de la pièce 2 par rapport au tube 15. A la place des ressorts décrits ci-dessus, on pourrait utiliser des ressorts à boudin, éventuellement renforcés par une tige centrale ou un tube extérieur pour éviter leur flambage, ou des tiges munies à leurs extrémités de blocs de caoutchouc par l'intermédiaire desquels elles seraient fixées sur les pattes 7 et il. Un doigt 21 solidaire de la pièce 2 et placé entre deux butées 10, fixées sur la structure I limite les mouvements circonférentiels de la pièce 2 et du joint 4. Un manchon 8 en matière élastique résistant à la corrosion et aux températures élevées est fixé au moyen de colliers 9 sur des collets de la structure 1 et de la pièce 2. Dans les conditions de fonctionnement, ce manchon est cylindrique, ce qui lui permet de résister a des différences de pression notables entre l'intérieur du carter 14 et l'extérieur. Pour limiter les mouvements axiaux de la pièce 2, celleci est liée à la structure 1 par des plots élastiques 28 ou tout autre système élastique. La structure 1 et la pièce 2 peuvent être réalisées en plusieurs parties pour faciliter leur montage. De nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit par l'emploi de moyens techniques équivalents et il doit être entendu que ces modifications entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étanchéité entre une pièce tubulaire rota tive disposée horizontalement ou légèrement inclinée sur ltho- rizontale et une pièce fixe qui ltentoure et comportant un joint assurant l'étanchéité entre la pièce rotative et une pièce annulaire concentrique à celle-ci, un manchon souple entourant la pièce tubulaire et fixé de manière étanche à la pièce annulaire et à la pièce fixe et des moyens montés sur la pièce fixe pour empêcher la rotation de la pièce annulaire, caractérisé en ce que la pièce annulaire est suspendue à la pièce fixe par l'intermédiaire d'organes élastiques qui re prennent le poids de la pièce annulaire tout en autorisant ses mouvements axiaux et radiaux. 2. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, carac térisé en ce que les organes élastiques sont constitués par des ressorts à boudin ou des organes analogues disposés par paires et bout à bout suivant les côtés d'un polygone régu lier dont le plan est perpendiculaire à l'axe de la pièce rotative et le centre se trouve sur cet axe et accrochés à la pièce fixe et à la pièce annulaire, les points d'accrochage des ressorts sur la pièce fixe et sur la pièce annulaire se trouvant, respectivement, aux sommets et au milieu des côtés du polygone. 3. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les organes élastiques sont constitués par des tiges munies à leurs extrémités de blocs élastiques par l'intermédiaire desquels elles sont liées à la pièce fixe et à la pièce annulaire. 4. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 2, carac térisé en ce que chaque organe élastique est constitué par un boitier tubulaire contenant deux piles de rondelles élas tiques comprimées entre les fonds du boitier et la tête d'une tige qui traverse l'un des fonds du boitier et est liée à ltune des pièces fixe et annulaire, le boitier étant lié à l'autre pièce. 5. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 4, carac térisé en ce que les organes élastiques sont liés à la pièce fixe et à la pièce annulaire par l'intermédiaire de rotules. 6. Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé par des butées coopé -rantes prévues sur les pièces fixe et annulaire pour limiter les mouvements circonférentiels de la pièce annulaire. 7. Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé en ce que ledit joint est logé dans une gorge formée sur la surface intérieure de la pièce annulaire et dont une paroi est amovible. 8. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 7, ca caractérisé en ce que le joint comprend deux anneaux accolés et -chaque anneau est formé de plusieurs segments assemblés avec jeu et les segments d'un anneau sont décalés circonférentiel lemeSt-par rapport à ceux de l'autre anneau. 90 Dispositif d'étanchéité selon la revendication 8, carac térisé en ce que les dits segments sont pressés sur la pièce rotative par un anneau en plusieurs parties, placé au fond de la gorge et sur lequel des vis montées sur la pièce annu laire exercent des efforts radiaux. 10. Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé en ce que le dit manchon est cylindrique dans les conditions normales de fonctionne ment et est fixé sur des collets solidaires de la pièce fixe et de la pièce annulaire. 11. Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé par des éléments de liaison élastiques placés entre la pièce fixe et la pièce annulaire pour limiter les mouvements axiaux de cette der nier.