Brevet FR2479027A1 — publié le 19811002

Agencement de bague d'étanchéité dans le bol d'une centrifu- geuse à auto-vidage. L'invention a pour objet un agencement de bague d'étanchéité dans le bol d'une centrifugeuse à auto-vidage contenant un piston-tiroir à mouvement axial pour assurer des vidages totaux ou partiels ainsi qu'une ou plusieurs chambres de fermeture, chacune de ces dernières étant étan- chée par une ou plusieurs bagues d'étanchéité en appui sur le pistontiroir et sur la partie adjacente du corps du bol et ladite bague d'étanchéité se trouvant, lorsque le piston- tiroir est en position de fermeture, sollicitée sur l'une de ses faces par la pression du liquide présent dans la chambre de fermeture, tandis que l'autre face de ladite bague est à l'air libre. Un bol de centrifugeuse comportant un tel agence- ment de bague d'étanchéité est connu, par exemple, d'après le brevet allemand no 20 41 371. Le bol présente une chambre de fermeture située audessous du tiroir-piston et isolée de l'atmosphère par une bague d'étanchéité disposée sur la péri- phérie dudit piston-tiroir. Cette bague est alors encastrée dans une rainure ménagée dans le tiroir-piston et enserrant la bague par toutes ses faces. La bague isole la chambre de fermeture de l'atmos- phère pendant le fonctionnement de la centrifugeuse sous l'effet de la force centrifuge appliquée contre ladite bague, ainsi que sous celui de la pression du liquide contenu dans la chambre de fermeture. Pendant les déplacements axiaux du piston-tiroir, effectués au moment des vidages totaux ou par- tiels, la bague est guidée dans sa rainure et entraînée par elle. Un autre bol de centrifugeuse, connu d'après le brevet allemand n0 20 48 429, présente au-dessous du piston- tiroir une chambre de fermeture intérieure et une chambre de fermeture extérieure, chacune desdites chambres étant isolée par une bague d'étanchéité logée dans le piston-tiroir. Les bagues-d'étanchéité utilisées dans ces centri- fugeuses pourvues de pistons-tiroirs sont généralement en une matière étanche élastique, par exemple en caoutchouc, le mon- tage de ces bagues dans leur rainure ne présentant pas de difficultés particulières. Toutefois, pour certains liquides à séparer ou à décanter, susceptibles d'entrer en contact avec ces bagues, ces matériaux élastiques ne sont pas appro- priés-. Ceci est notamment le cas, lorsque la centrifugeuse doit fonctionner sous une température élevée. Les bagues tendent souvent à gonfler ou peuvent être détruites par des agents chimiques ou thermiques. Pour ces raisons, il est né- céssaire de faire appel, dans chaque cas, à des bagues adap- tées au produit à centrifuger ou à la température de fonc- tionnement, mais celles-ci n'offrent souvent qu'une élasti- cité réduite, voire nulle, ce qui est le cas, par exemple, des bagues en polyamides ou en poly-tetra-fluoréthylène. Mais l'incorporation de ces bagues dans leurs rainures présente de grosses difficultés par suite de leur faible déformabilité ou élasticité, l'opération s'avérant même parfois impossible. De plus, la réalisation de la rainure implique des frais d'usinage relativement élevés. Le but de l'invention consiste donc à disposer la bague destinée à étancher la chambre de fermeture par rapport à l'atmosphère, dans les bols de centrifugeuses à auto-vidage, de façon à permettre sans difficultés le montage de bagues d'étanchéité en matériaux peu élastiques. Ce but est atteint, selon l'invention, en ménageant dans le piston-tiroir, vers le côté de la chambre de fermetu- re, un décrochement sur lequel vient s'appuyer la bague d'é- tanchéité, étant entendu que l'épaisseur de la pellicule li- quide subsistant entre le diamètre intérieur de la bague et le corps du piston-tiroir doive être inférieure à celle de la pellicule liquide la plus petite possible qui remplit l'in- terstice entre la face inférieure de la bague et le corps de bol adjacent. Grâce à cette disposition de la bague et à cette configuration du pistontiroir, il est possible d'utiliser des bagues d'étanchéité de toute nature, puisque ces dernières n'ont plus à être étirées ou dilatées pour leur mise en place. En outre, la réalisation du décrochement est nettement moins onéreuse que celle de rainures. Etant donné que l'étanchéité de la chambre de fer- meture n'est assurée par la bague que quand celle-ci est serrée avant l'interstice entre piston-tiroir et la partie adjacente du bol sous l'action de la pression régnant dans le liquide qui remplit la chambre de fermeture, cette pres- sion doit toujours être plus grande au-dessous de la bague qu'au dessus. Pour obtenir ce résultat, il faut qu'au moment o la chambre de fermeture se remplit, la pression du liqui- de monte tout d'abord au-dessous de la bague, ce qui explique que la pellicule liquide située au-dessous de la bague doive être plus épaisse que celle qui sépare le piston de la face intérieure de la bague. L'interstice qui contient la pelli- cule la plus petite agit alors comme un point d'étranglement. Selon un mode d'exécution particulier, le corps du bol contient un épaulement sur lequel la bague d'étanchéité repose lorsqu'elle occupe sa position la plus basse, afin de garantir que l'interstice entre la partie du bol et la bague soit toujours plus large que l'épaisseur de la pellicule li- quide entre le piston et le diamètre intérieur de la bague. Selon un autre mode d'exécution, la partie adjacen- te du bol comporte des évidements dont la hauteur est supé- rieure à l'épaisseur de la pellicule liquide entre le piston et la face intérieure de la bague. Un exemple d'exécution de l'invention, sans carac- tère limitatif, est expliqué ci-après de façon plus détaillée et illustré aux dessins annexés. La Fig. 1 est une vue en coupe partielle d'un bol de centrifugeuse en position de fonctionnement, la bague d'é- tanchéité étant poussée, dans la position de fermeture du piston, vers sa position d'étanchéité haute par la pression qui règne dans la chambre de fermeture. La Fig. 2 est un extrait à plus grande échelle de la Fig. 1, la centrifugeuse étant en position de repos et la bague d'étanchéité, en position basse, reposant sur un épau- lement du bol. La Fig. 3 est également un extrait à plus grande échelle de la Fig. 1, mais la bague d'étanchéité, placée en position basse, repose sur le bord d'évidements ménagés dans le bol. Selon la Fig. 1, la chambre des boues 1 d'un bol de centrifugeuse est limitée au sommet par le chapeau 2 du bol et à sa base par un pistontiroir 3 qui verrouille et déverrouille, par son mouvement axial, les orifices d'éjec- tion 4 pour les corps solides accumulés dans la chambre des boues. La chambre de séparation du bol est constituée essen- tiellement par un jeu d'assiettes 5 dans lequel s'effectue la décantation ou la séparation des matières à centrifuger, lesquelles parviennent par des canaux d'admission 6. Entre le piston-tiroir 3 et la partie adjacente 7 du bol se trouve la chambre de fermeture 8, isolée vers ladite partie adjacen- te 7 par une bague d'étanchéité 10 logée dans un décrochement 9 ménagé dans la masse du piston-tiroir. Du bord extérieur de la chambre de fermeture partent des canaux d'évacuation 11, commandés par des soupapes d'évacuation 12 Ces soupapes d'évacuation peuvent, par exemple, être maintenues dans leur position de fermeture par une arri- vée permanente de liquide passant par des canaux 13, l'arrêt de l'alimentation en liquide provoquant l'inversion vers la position d'ouverture. L'arrivée du liquide est assurée, de façon connue, par une goulotte collectrice 14 d'o le liquide part d'abord vers le canal 15 partant du bord extérieur, dans le sens ra- dial, de ladite goulotte, puis il s'achemine par le canal 13 vers la soupape d'évacuation 12 qu'il amène à sa position de fermeture et enfin, lorsque ces premières cavités sont plei- nes, le liquide franchit le canal 16 pour remplir la chambre de fermeture 8 et amener le piston-tiroir 3 à sa position de verrouillage. Sous l'effet de la pression qui règne dans le liquide contenu dans la chambre et sous celui de la force centrifuge sur la bague d'étanchéité 10, cette dernière va isoler de façon étanche, dans son décrochement 9 pratiqué dans le piston-tiroir, l'interstice 17 subsistant entre ledit piston et la partie adjacente du bol, ledit interstice commu- niquant avec l'atmosphère par les orifices d'éjection 4. Pour assurer l'éjection des boues, l'arrivée du li- quide de fermeture est interrompue. De ce- fait, la soupape d'évacuation 12 s'ouvre et laisse partir le liquide contenu dans la chambre de fermeture 8. Dès lors, sous l'effet de la surpression qui règne dans la chambre de séparation, le pis- ton-tiroir 3 prend sa position basse en entraînant la bague 10. La charge du bol est alors éjectée par l'intervalle an- nulaire ainsi créé entre le piston-tiroir 3 et le chapeau du bol 2. Lorsque la chambre de fermeture se remplit à nou- veau, le liquide de fermeture repousse le piston-tiroir 3 vers sa position de verrouillage. Pour éviter que la bague ne reste dans sa position basse au moment de cette opéra- tion et assurer qu'elle remonte bien vers sa position d'iso- lement (Fig. 2), il faut qu'au moment o la chambre 8 se rem- plit, la pression exercée par le liquide sur la face inférieure de la bague dépasse celle qui règne sur sa face supérieure. C'est pourquoi, selon l'invention, la pellicule liquide 18 qui remplit l'interstice entre le piston 3 et la face inté- rieure de la bague 10 doit être plus mince que la pellicule 19 qui remplit l'interstice entre ladite bague et la partie adjacente 7 du corps du bol. De ce fait, l'interstice 18 sert de point d'étranglement, la plus grande quantité de liquide s'accumulant d'abord au-dessous de la bague en y créant une pression supérieure à celle qui règne au-dessus de ladite bague, ce qui a pour effet de serrer la bague dans sa posi- tion haute, en appui contre le piston. Pour garantir l'épais- seur suffisante de l'interstice 19, la partie 7 du corps du bol porte un épaulement 20 qui limite la descente de la bague d'étanchéité. La Fig. 3 indique un autre mode d'exécution o la pellicule liquide 21 entre la bague d'étanchéité 10 et la partie 7 du bol est assurée par la présence d'évidements 22 dans ladite partie, la profondeur desdits évidements étant supérieure à l'épaisseur de l'interstice 18 entre le piston 3 et la bague 10. Après l'assemblage du bol, par exemple à la suite d'un nettoyage, la bague d'étanchéité 10 restera dans sa po- sition basse, ainsi que l'indiquent les Fig. 2 et 3. Ce n'est qu'après le garnissage de la chambre 8 par le liquide que la bague va isoler de l'atmosphère l'interstice 17. On peut envisager aussi de disposer le canal d'é- vacuation 11, qui part de la chambre de fermeture 8, plus près de l'axe que la face intérieure de la bague 10, ce qui aura pour effet de conserver la pression de liquide au-dessous de ladite bague au moment des opérations de vidage. Toutefois, à l'arrêt de la centrifugeuse, ce reliquat de liquide de fermeture va également sortir du bol et la bague 10 pourra tomber à sa position basse. Bien entendu, l'agencement d'une bague d'étanchéité ainsi décrit s'appliquera à toutes les pièces mobiles d'un bol de centrifugeuse lesquelles se trouvent soumises à la pression d'un liquide et doivent être étanchées. REVEND ICAT IONS 1. Agencement de bague d'étanchéité dans le bol d'une centrifugeuse à auto-vidage contenant un piston-tiroir à mouvement axial pour assurer des vidages totaux ou partiels ainsi qu'une ou plusieurs chambres de fermeture, chacune de ces dernières étant étanchée par une ou plusieurs bagues d'é- tanchéité en appui sur le piston-tiroir et sur la partie ad- jacente du corps du bol et ladite bague d'étanchéité se trou- vant, lorsque le piston-tiroir est en position de verrouillage, sollicitée sur l'une de ses faces par la pression du liquide présent dans la chambre de fermeture, tandis que l'autre face de ladite bague est à l'air libre, ledit agencement étant caractérisé en ce qu'un décrochement (9) est ménagé dans le piston-tiroir (3) sur sa face en regard de la chambre de fer- meture (8) pour y loger la bague d'étanchéité (10) et en ce que la pellicule liquide qui remplit l'interstice (18) sub- *sistant entre la face intérieure de la bague et le piston- tiroir est obligatoirement moins épaisse que celle qui remplit l'interstice le plus mince possible (19, 21) existant entre la face inférieure de la bague et la partie adjacente (7) du bol. 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur minimale de l'interstice (19) rempli par le liquide est garantie par la présence d'un épaulement (20) prévu sur la partie adjacente (7) du bol, qui limite la cour- se de la bague. 3. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pellicule liquide (21) sous la bague d'étanchéité est formée par des évidements (22) pratiqués dans la partie adjacente (7) du bol.