Brevet FR2421233A1 — publié le 19791026

La présente invention se rapporte aux dispositifs d'étanchéité et a notamment pour objet une vanne à rouleaux pour les chambres à surpression destinées au traitement de produits sous forme de bande, ruban ou analogue. L'invention peut trouver un emploi efficace dans les teintureries de l'industrie t^extile, notamment dans les chambres de traitement de tissus à hautes températures dans un milieu de vapeur ou d'eau. On contact des vannes b rouleaux pour chambres à surpression destinées au traitement de produits sous forme de bande, ruban ou analogue, dans lesquelles ltétanchéité latérale des-rouleaux est obtenue au moyen d'un bossage plat annulaires contactant les faces planes latérales des rouleaux pour fermer d'une manière étanche ltespace entre les bouts des rouleaux (Certificats d'auteur Soviétiques nO 334302, n 311665, cl. Do bc ; brevet américain nO 3.546.902, c1.68-5). Dans les dispositifs d'étanchéité latéraux desdites vannes, la surface de frottement dans la zone de contact de leurs éléments est grande et nécessite un ajustagé très précis. L'absence d'un ajustage précis est préjudiciable à l'étanchéité de la vanne et entrai ne l'endommagement du revêtement caoutchate des rouleaux par suite deson échauffement rapide. En outre, dans les dispositifs d'étanchéité plats connus, le revêtement caoutchouté, aux endroits de sa compression due au contact des rouleaux actifs, est soumis à des surcharges pour la raison que le caoutchouc en ces endroits doit dépasser les faces latérales, et les dispositif d'étanchéité plats s'y opposent. La présente invention vise à pallier les défauts des dispositifs connus de ce genre et à mettre au point un dispositif d'étanchéité latéral pour vannes à rouleaux L'invention vise notamment à modifier la construction du dispositif d'étanchéité latéral de façon à réduire considérablement l'usure causéepar le frottement des parties en bout du revêtement caoutchouté des rouleaux et à augmenter l'efficacité du refroidissement et du graissage dans la zone de frottement. Ce problème est résolu grace à un dispositif d'étanchéité latéral pour vanne à rouleaux employée dans les systèmes travaillant sous pression et comprenant des rouleaux parallèles caoutchoutés se trouvant en contact mutuel, un régulateur de la position axiale relative des rouleaux pour amener les faces en bout des rouleaux dans un même plan, un élément d'étanchéité plat serré contre la surface en bout des rouleaux, des éEments d'étanchéité linéaires disposés le long de la génératrice des rouleaux, un dispositif d'étanchéité des tourillons, des rouleaux, et un système de refroidissement et de graissage de la zone de contact entre les rouleaux et lesdits éléments d'étanchéité, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit élément d'étanchéité plat est un diaphragme creux avec un raccord d'entrée pour agent de refroidissement et de lubrification des trous d'entrée pour l'admission du fluide de ladite cavité autour de la zone de contact, et des trous pour l'évacuation du lubrifiant, la partie de contact proprement dite de l'élément d'étanchéité étant réalisée sous la forme d'un bossage en forme d'arc s'étendant d'un bout de l'élément d'étanchéité linéaire à l'autre en contournant la zone de contact des rouleaux, ledit bossage ayant une section transversale triangulaire à sommet pointu assurant un contact relativement linéaire de ltélement d'étanchéité et des abouts des rouleaux. Une telle solution technique permet, grâce à l'obten- tion d'une zone de contact linéaire, de réduire au minimum le champ de frottement, et en conséquence, le dégagement de chaleur déteriorant le revêtement caoutchouté, de créer les meilleures conditions pour l'évacuation de la chaleur de la zone de frottement, et d'assurer un bon graissage des surfaces frottantes. Suivant une variante de réalisation de la présente invention, il est proposé un dispositif d'étanchéité latéral pour vanne à rouleaux, caractérisé en ce que le sommet dudit bossage à section triangulaire est arrondi. Cette solution technique assure une économie dans la consommation de lubrifiant en évitant ses pertes aux endroits des pièces éloignées de la zone de frottement. En outre, l'admission du lubrifiant à travers une fente empêche complètement l'apparition de parties non graissées et augmente de ce fait la fiabilité du fonctionnement du dispositif. Selon une autre variante de réalisation,le dispositif d'étanchéité latéral pour vanne à rouleaux faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce que dans la paroi du diaphragme il y a une fente au moins d'un cOté du bossage pour diriger le lubrifiant et l'agent frigorifique sur la face du bossage triangulaire. Cette variante de réalisation permet d'assurer l'alimentation du lubrifiant dans la direction voulue, ce qui réduit sa consommation, et dgévlter le séchage de certaines parties de la zone de contact dessurfacesfrottantes. Un mode de réalisation de l'invention est décrit en détail ci-après à titre diexemple non limitatif à l'aide des dessins annexés qui représent - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d?une vanne d'appareil pour le traitement de tissus en continu sous surpression, selon l'invention - la figure 2 est une vue en coups transversale suivant II-II de la figure i - la figure 3 est une vue du bossage d'étanchéité du dispositif d'étanchc-ité latéral suivant la flèche A de la figure 1 - la figure 4 montre schématiquement le mécanisme de réglage de la position des extrémités d'un rouleau de la vanne. Une vanne d'appareil pour le traitement en continu de tissus sous surpression se compose d'un corps cylindrique creux 1 (figure 1) pourvu de chaque cOté d'une bride 2. portant un couvercle 3, 3a du corps de la vanne. Dans le corps de la vanne sont logées une paire de rouleaux 4 et une paire d'éléments d'étanchéité linéaires 5 (figures 1 et 2)o A chaque bout de l'élément d'étanchéité 5, au voisinage de la zone de contact des éléments d'étanchéité 5 avec les surfaces cylindriques des rouleaux4, sont prévus des bossages 6. Chaque élément d'étanchéité 5 est muni d'une garniture 7 qui est compactée sous l'action de la surppressron agissant d'en bas, comme montré sur les figures et 2. La garniture 7 maintient d'une manière fiable la pression dans la partie inférieure du corps 1 tout en n'empêchant pas es déplacements de 11 élément d'étanchéité 5 le long du corps t de la vanne (figure 1).Chaque rouleau 4 de la vanne comporte un tourillon 8 de commande et un tourillon 9 a rotation libre, ces deux tourillons étant protégés dtune manière étanche par n importe quel élément d'étanchéité 10 pour arbre tournant. Chaque tourillon de commande 8 est muni d'un dispositif il pour ajuster la position du rouleau 4 en direction axiale.Entre chaque bride 2 et le couvercle 3, ou 3a, est monté un diaphragme composite flexible 12 comprenant deux disques 13 et 14 en acier inoxydable, un élément d'étant cheité annulaire 15 et des moyens dTétanchéité 16 pour la protection étanche des pièces traversant les diaphragmes. A chaque disque 13 est raccordé d'une manière étanche un canal 17. Entre le disque 13 et le disque 14 est formée une cavité 18 dans laquelle se trouve un agent de refroidissement et de lubrification 19. A travers les disques 17 et 14 passe d'une manière étanche un tube 20 dont le bout 21 se trouve au voisinage des bouts des rouleaux 4quLse joignent. Sur les surfaces de chaque diaphragme 12 qui sont en contact avec les face dlextré- mité des rouleaux 4, par exemple sur les disques 14, il y a un bossage 22 en forme daarc (figures 1, 2, 3) dont les extrémités se trouvent en contact avec les bossages 6 des éléments d'étânchéité 5. La partie inférieure du bossage 22 en forme d'arc est disposée soit plus haut que la ligne A-A passant par les centres des rouleaux 4 (figure 2) soit plus bas que cette ligne (cas non représenté sur les dessins) au voisinage du contact étanche du revêtement caoutchouté des rouleaux 4 pressés l'un contre l'autre. Le bossage 22 est bien poli et son sommet est de préférence légèrement arrondi. En haut et en bas du bossage 22, dans la paroi du diaphragme 12, sont prévues des fentes 23 et 24 (figures 1, 2, 3). Auprès des bouts de chaque élément d'étanchéité 5 il y a des canaux 25 (figures 1 et 2). Le couvercle 3 est muni d'une saillie cylindrique 26 avec un taraudage au bout. Le couvercle 3a est pourvu d'une saillie cylindrique 27 avec un filetage extérieur à son extrémité. Dans la saillie cylindrique 26 est vissée une vis de pression 28 contactant une tige de pression 29. Une bague per forée 30 est fixée dans chaque cavité 18 coaxialement à la tige de pression 29. Surla saillie cylindrique 27 est vissé un cylindre 31 portant un ressort 32 en contact avec une tige 33 dont le bout libre contacte à son tour la tige de pression 29. Le dispositif Il (figures 1 et 4) servant à ajuster la position du rouleau 4 suivant son axe se compose d'un support 34 fixé au couvercle 3 et muni de deux bossages annulaires 35 coaxiaux aux tourillons 8 des rouleaux et comportant un taraudage. Dans chaque bossage annulaire 35 est vissée une douille filetée 36 pourvue d'un bossage annulaire intérieur 37 et d'un bossage annulaire extérieur 38 avec!des encohes 39 pour une clé spéciale. Sur chaque tourillon 8 est engagée une douille 40 pourvue d'un rebord 41. Sur la douille 40 sont montés un palier de butée 42 dont l'une des bagues est en contact avec le rebord41, et l'autre bague, avec le bossage intérieur annulaire 37, et un palier de butée 43 en contact avec l'autre côté du bossage intérieur annulaire 37. Sur la douille 40 est engagée une douille 44 contactant le palier 43. Les douilles 40 et 44 sont montées fixés sur le tourillon 8, par exemple au moyen d'un goujon 45 retenu en place par une bague fendue 46. Un élément de fixation 48 s'engageant dans l'une des encoches 39 du rebord annulaire 38 est fixé à l'aide d'une vis 47 au bossage 35. L'étanchéité de la vanne est réalisée de la manière suivante. Sous les rouleaux est admis un milieu gazeux sous pression. Les bords biseautés de la garniture 7 (figure 1,2) se serrent alors contre les parois du corps 1 et contre les disques 14. Comme les rouleaux 4 sont pressés'l'un contre l'autre et contre les éléments dlétanchdité 5, le corps 1 est hermétiquement fermé dans le sens diamétral. L'éspace entre les éléments d'étanchéité 5 est rendu étanche à leurs bouts par les bossages 6 s'appliquant étroitement contre les disques 14 aux bouts des bossages 22, ces bossages étant enfoncés dans le revêtement caoutchouté des faces en bout des rouleaux 4. Pendant le fonctionnement de la vanne, les surfaces frottantes doivent être bien graissées et refroidies.Pour cela, le lubrifiant 19, qui est en même temps un agent de refroidissement, est admis par les canaux 17 dans chaque cavité 18. Ce lubrifiant sort de chaque cavité 18 par les canaux 23 et 24 pour lubrifier et refroidir chaque bossage d'étanchéité 22. Du côté extérieur, chaque bossage d'étanchéité de la fermeture d'entrée est lubrifié par le lubrifiant admis par les canaux 25 de chaque élément d'étanchéité 5 et s'écoulant le long des faces en bout des rouleaux 4. S'il est nécessaire que l'espace entre les rouleaux 4 de la fermeture d'entrée soit sec, ltexcès de lubrifiant est aspiré par les tubes 20, dont les bouts 21 débouchent directement dans l'espace entre les rouleaux, comme montré à la figure 2. Le lubrifiant s'écoulant du canal 23 est évacué par des moyens connus ensayp3r l'intermédiaire d'un tuyau d'éva- cuation du condensat (non représenté). Un bon contact des diaphragmes flexibles 12 est assuré par le vissage de la vis de pression 28 et du cylindre 31 par-dessus, ce qui a pour effet de serrer les tiges 29 contre les disques 13.Ceux-ci à leur tour, par l'intermédiaire des bagues perforées 30, pressent les disques 14 contre les rebords 6 des éléments d'étanchéité'5. La dilatation thermique inégale ne nuit pas au fonctionnement de la vanne, car le ressort 32 permet aux éléments d'étanchéité 5 de s'allonger plus que le corps 1 lors de leur échauffement. Au lieu d'un ressort on peut employer avec succès un système pneumatique. Si chaque paire de faces en bout des rouleaux ne se trouve pas dans un même plan, il n'y aura pas d'étanchéité entre les bouts. Le dispositif Il illustré à la figure 4 sert au réglage axial de la position des rouleaux.Quand il est nécessaire de déplacer le rouleau à gauche, on visse la douille filetée 36, qui, par l'intermédiaire du bossage annulaire intérieur 37, presse sur le palier de butée 42, le rebord 41 et le tourillon 8, en causant de ce fait le déplacement du rouleau 4 à gauche. Lors du vissage de la douille filetée 36, celle-ci agit par l'intermédiaire du bossage annulaire intérieur 37 sur le palier de butée 43, et ce dernier, par l'intermé- raire de la douille 44 et du goujon 45, agit à son tour sur le tourillon 8 en causant le déplacement du rouleau 4 à droite. Bien entendu, l'invention ntest nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui nta eté donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous es moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'étanchdité latéral pour les vannes à rouleaux employées dans les systèmes fonctionnant sous pression, du t:--Jpe comprenant des rouleaux parallèles à surface caoutchoutée en contact l'un avec l'autre, un régulateur de la position axiale relative des rouleaux, permettant de disposer dans un même plan les faces en bout des rouleaux, un élément 7'étancheité plat pressé contre lesdites faces en bout des rouleaux, des éléments d'étancheité linéaires disposés le long des génératrices des rouleaux, des moyens d'étanche1ité des tourillons des rouleaux, et un système de refroidissement et de graissage de la zone de contact entre les rouleaux et ledit dément d'étanchéité, caractérisé en ce que ledit élément d'étanonGité plat est réalisé sous la forme d'un diaphragme creux pourvu d'un raccord pour l'admision d'un agent de rafroidissement ei de lubrification, des trous de sorte pour l'écoulement du fluide de la cavité du diaphragme autour de la zone de contact, et des trous d'éva cuation du lubrifiant, et en ce que la partie de contact proprement dite de l'élément d'étanchéité se présente sous forme d'un ossage en forme d'arc s'étendant d'un bout à l'autre de i'a7ément d'étanchéité linéaire en contournant la zone de contact des rouleau ledit bossag-e ayant une section transversale triangulaire à sommet pointu assurant un contact relativement linéaire de 'élément d'étancheité avec les faces en bout des rouleaux. 2. - Dispositif d'étanchéité latéral pour vannes à rouleaux, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sommet dudit bossage triangulaire est arrondi. 3. - Dispositif d'étanchéité latéral pour vannes,à rouleau, selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que dans la paroi du diaphragme est prévue une fente au moins d'un côté du bossage pour une amenée dirigée du lubrifiant et de l'agent de refroidissement sur la face du bossage à section droite triangulaire.