Brevet FR2438193A1 — publié le 19800430

La présente invention concerne un dispositif de blocage du mouvement axial relatif de deux corps cylindriques coaxiaux, tels que l1accouple- ment de deux parties de tuyauteries, la fermeture d'échangeurs de chaleur, les trous d'homme pratiqués sur des cuves ou des réservoirs, des compresseurs à joint d'étanchéité perpendiculaire à l'axe de la machine etc... Elle se rapporte essentiellement à un mode de maintien mécanique d'une fermeture étanche, par ailleurs. On connatt des systèmes de bride et contrebride réunis par des boulons ou tout autre moyen, l'étanchéité étant assurée soit par un jonc en un matériau élastomère ou matériau métallique déformable ou par serrage d'un joint entre les brides. Ces joints sont souvent difficilement démontables; dA àla détérioration ou la corrosion des fixations; en outre, il existe toujours le risque d'inétanchéité causé par un serrage inégal des boulons, par exemple. Il est également connu de retenir mécaniquement l'organe d'étan- chérit8 par le moyen de portions d'anneaux de retenue introduites dans des gorges circulaires pratiquées sur le cylindre extérieur à profil sensiblement rectangulaire. Toutefois, la mise en place nécessite de dégager la 'gorge pour effectuer la mise en place des portions d'anneaux,et la forme de la gorge fait naître, sous effort, de fortes contraintes locales qui sont dangereuses à terme. La présente invention remédie à ces inconvénients. Succinctement, le dispositif conforme à l'invention comporte au moins deux gorges ayant une forme qui garantit une meilleure tenue mécanique sous effort, une desdites gorges étant disposée sur le cylindre ext6rieur.et l'autre sur le cylindre intérieur; un organe clef pouvant être constitué d'un ou de plusieurs éléments est introduit latéralement dans l'un des corps cylin driques coaxiaux; les joints d'étanchéité étant mis en place en amont et en aval de la (ou de chaque) gorge de retenue lorsque ledit organe clef est presque en place. Selon une caractéristique principale de l'invention, le dispositif de blocage du mouvement axial relatif de deux corps cylindriques coaxiaux est remarquable en ce qu'au moins un organe clef est disposé de façon à remplir partiellement au moins deux gorges ménagées l'une sur l'intérieur du cylindre extérieur et l'autre sur ltextérieur du cylindre intérieur, plusieurs ensembles gorges - organe clef pouvant être prévus pour le blocage desdits deux corps cylindriques coaxiaux. Selon encore une caractéristique de l'invention, ledit organe clef est constitué,d'un seul élément ou comporte plusieurs éléments indépendants les uns des autres. Selon une caractéristique importante de l'invention, lesdites gorges sont réalisées de façon à ce que - lors de l'assemblage desdits corps cylindriques coaxiaux, lorsque l'organe clef est introduit dans lesdites gorges il subsiste un premier espace libre entre l'une des faces d'une des gorges et l'organe clef et, sensiblement diamétralement opposé, un deuxième espace libre entre l'une des faces de l'autre gorge et l'organe clef, ledit organe clef s'appuyant sur les autres faces sensiblement diamétralement opposées desdites gorges. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, au moins l'un des corps cylindriques coaxiaux est pourvu d'au moins une ouverture pour l'introduction de l'organe clef, ladite (ou lesdites) ouverture(s) pouvant être obturées, cette fermeture pouvant #tre étanche, par tous les moyens connus (vis, bouchons, etc...). Dans un mode de réalisation de l'invention, on introduit dans les gorges ayant des formes sensiblement complémentaires et toriques, soit des sphères, soit un ressort hélicoldal, soit encore des disques (que l'on peut maintenir l'un contre l'autre dans des plans passant par l'axe de cylindre), soit des éléments découpés dans un tore ou, en général, toute pièce pouvant s'arc-bouter et empêcher le mouvement relatif de deux corps cylindriques coaxiaux. L'organe clef (sphères, ressort, disques, etc...) est introduit dans les gorges dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe par un (ou des) orifice(s) dont la forme et l'architecture dépendent de l'organe clef à introduire et du montage désiré (permanent, facilement démontable, etc...). On décrira maintenant des exécutions de l'invention, en se référant aux figures suivantes, données à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 et 2 montrent un dispositif conforme à l'invention avec vis de précontrainte; l'organe clef est constitué par des sphères. Les figures 3 et 4 montrent un dispositif conforme à l'invention utilisé pour la fermeture d'un orifice par un couvercle extérieur; l'organe clef est constitué par un ressort hélicoidal. La figure 5 montre un dispositif conforme à l'invention utilisé pour la fermeture démontable d'un corps haute pression (par exemple un compresseur), avec système de précontrainte. et la figure 6 est une vue élargie montrant plus en détail l'aménagement du jeu nécessaire pour le montage et le démontage; Les figures 1 et 2 représentent un corps (l), par exemple un corps haute pression, fermé par une pièce cylindrique intérieure (2); deux joncs d'étanchéité (3 et 4) pouvant être en un matériau élastomère ou équivalent, sont disposés de part et d'autre de deux gorges (5, 6) pratiquées dans le corps (l) et la pièce (2) respectivement. Les deux gorges (5) et (6) sont disposées l'une en face de l'autre; chaque gorge a un profil de deux quarts de cercle (5" et 5"'), (6" et 6"') aux extrémités réunis par un plat (5r) (6') (Voir fig. 6).Comme on peut, en outre, voir plus en détail sur la figure 6, les deux gorges (5, 6) sont disposées de façon à ce qu'un premier espace libre (el) subsiste entre la face (s"') de la gorge (5) et ltorgane clef (7, 43) - qui, dans exemple présent est une bille an sphère - et, sensiblement diamétralement opposé, un deuxième espace libre (e2) entre la face (6"') de la gorge (6) et l'organe clef (7, 43), ledit organe clef (7, 43) s'appuyant sur les autres faces (5", 6") sensiblement diamétralement opposées desdites gorges (5, 6). Les billes (ou sphères) (7) (voir fig. 1) solidarisent le corps (l) et la pièce (2).Elles sont introduites par des orifices filetés (8, 8') que l'on ferme - éventuellement de façon étanche - par des vis (9, 9') munis de tétons (10, 10') de positionnement de billes (ou sphères) (7). Pour introduire ces billes (ou sphères) (7), les gorges (5, 6) sont mises bien face à face - comme c'est montré dans les figures - ce qui permet d'avoir un jeu de mise en place pour lesdites billes (ou sphères). Un préblocage est assuré grace à la couronne de retenue (ll) et aux vis (12) dont l'action permet la mise sous tension des billes (ou sphères) (7) et le centrage parfait de la pièce (2) dans le corps (1). Pour le démontage, on procède à une action inverse (voir également la figure 5). Les dégagements (13) et (I3') peuvent recevoir un palier ou un autre élément. Les figures 3 et 4 montrent la fermeture d'un corps cylindrique, tel qu'un tube (21), par exemple par un chapeau extérieur (26). Le tube (ou un corps d'échangeur de chaleur) (21) est pourvu de deux joints d'étanchéité (3) (4) disposés en amont et en aval d'une gorge (6) ayant un profil de demi-cercle allongé par un plat central (6'). Le chapeau de fermeture (26) comporte une gorge (5) ayant un profil similaire à celui de la gorge (6). Comme c'est montré dans la figure 3, l'organe clef est constitué par un res sort hélicoldal (27) à spires resserrées pour bloquer le mouvement axial relatif du chapeau (26) et du tube (21). L'introduction du ressort (27) s'effectue par une ouverture latérale dans le chapeau (26) qui peut être obturé par des moyens connus, après la mise en place du ressort (27). Cette obturation peut être étanche. Un moyen de mise sous tension préalable de la fermeture peut également etre prévu (non montré dans les figures 3 et 4). La figure 5 concerne une fermeture d'un corps haute pression (31), par exemple le corps d'un compresseur, par une pièce (32). Le blocage s'effectue au moyen de billes ou sphères (33) ayant un diamètre relativement important. Les billes ou sphères (33) sont introduites dans l'espace formé par les gorges (5,6) 6)par au moins deux ouvertures pratiquées dans le corps (31), lesdites ouvertures étant obturées - éventuellement de façon étanche - par des vis (34) munis de tétons (35) qui servent pour assurer que les billes ou sphères (33) prennent la même position dans l'espace formé par les gorges (5, 6) après un démontage - remontage.Une deuxième pièce d'obturation (36) de la fermeture est bloquée dans son mouvement par rapport au corps (31) par des billes ou sphères (39) disposées dans l'espace formé par les gorges (51 61). Le diamètre des billes ou sphères (39) est sensiblement inférieur à celui des billes ou sphères (33). On note que la configuration des gorges (5, 6) et (51 61) est identique à celle des gorges (5, 6) montrées dans les autres figures. L'action des vis de serrage (37) donne une prétension qui permet d'assurer la mise en position de toutes les pièces constitutives de la fermeture avant sa mise sous pression. L'action des vis (38) permet, lors du démontage de la fermeture, de positionner les gorges parfaitement comme c'est montré dans le dessin. Ceci facilite l'entretien des billes (ou sphères). La figure 6 montre plus en détail la configuration et la disposition des gorges (5, 6) dans les corps axiaux. Ainsi, le corps extérieur (41) et le corps intérieur (42) ont des gorges plus larges que strictement nécessaire pour loger l'organe clef (43). L'orifice d'introduction (44) de l'organe clef (43), en pointillés sur la figure, est légèrement décalé. Ainsi, pour le montage et le démontage, un léger déplacement relatif des pièces (41) et (42) doit être opéré. De nombreuses améliorations et modifications peuvent être effectuées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, notamment, les gorges extérieures et intérieures peuvent avoir des configurations entière ment différentes à condition que l'organe clef ait une forme qui s'adapte toujours aux faces de l'espace créé par lesdites gorges. Les matériaux de l'organe clef peuvent être multiples : tous les métaux, mais aussi des élastomères, le verre, etc;.. Il est également, dans le cadre de l'invention, d'utiliser le système de blocage conforme à l'invention pour le montage d'ailettes ou similaires sur les rotors de turbines, ou des compresseurs ou ventilateurs centrifuges, des malaxeurs, etcetc........ REVENDICATIONS 1 ) - Dispositif de blocage du mouvement axial relatif de deux corps cylindriques coaxiaux caractérisé en ce qu'au moins un organe clef est disposé de façon à remplir partiellement au moins deux gorges ménagées l'une sur l'intérieur du cylindre extérieur et l'autre sur l'extérieur du cylindre intérieur, plusieurs ensembles gorges - organe clef pouvant être prévus pour le blocage desdits deux corps cylindriques coaxiaux. 2 ) - Dispositif de blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe clef est constitué d'un seul élément ou comporte plusieurs éléments indépendants les uns des autres. 3~) - Dispositif de blocage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites gorges sont réalisées de façon à ce que - lors de l'assemblage desdits corps cylindriques coaxiaux, lorsque l'organe clef est introduit dans lesdites gorges - il subsiste un premier espace libre entre l'une des faces d'une des gorges et l'organe clef et, sensiblement diamétralement opposé, un deuxième espace libre entre l'une des faces de l'autre gorge et l'organe clef, ledit organe clef s'appuyant sur les autres faces sensiblement diamétralement opposées desdites gorges. 4 ) - Dispositif de blocage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des corps cylindriques coaxiaux est pourvu d'au moins une ouverture pour l'introduction de l'organe clef, ladite (ou lesdites) ouverture(s) pouvant être obturées - cette fermeture pouvant être étanche par tous les moyens connus (vis, bouchons, etc...). 5 ) - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de l'organe clef peut être un métal, un élastomère, du verre, du bois et, en général, tout matériau naturel ou synthétique. 60) - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites gorges pratiquées dans le corps extérieur et le corps intérieur ont des configurations semblables. 7 ) - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites gorges dans le corps extérieur et le corps intérieur ont des configurations différentes, l'organe clef ayant une forme telle qu'il s'adapte aux faces de l'espace formé par lesdites gorges. 8 ) - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites gorges ont des formes sensiblement complémentaires et toriques et que l'organe clef a une forme adaptée à l'espace formé par lesdites gorges il est constitué par un ressort hélicoldal ou des portions de ressort hélicoldal, des billes ou sphères, des disques ou des éléments découpés dans un tore; ledit organe clef étant introduit dans les gorges dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe par un (ou des) orifice(s) dont la forme et l'architecture sont fonction de la configuration de l'organe clef et du montage désiré (permanent ou démontable);