Brevet FR2505425A1 — publié le 19821112

La présente invention a pour objet un dispositif de support et de guidage étanche et démontable pour arbre de machine tournante, utilisable plus spécialement dans les machines d'extrusion de bitume d'enrobage de déchets radioactifs. Dans les usines chimiques et nucléaires no tamment, on utilise des machines de grandes dimensions comportant des parties tournantes guidées en rotation par des dispositifs de support et de guidage ou pa lier s et actionnées par un groupe motoréducteur entraînant le ou les arbres des parties tournantes. Les pièces les plus sujettes à incidents et à usure sont les paliers et, dans la plupart des dispositifs actuels, le démontage et le remontage de ces paliers présentent un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, dans les machines encombrantes, les paliers et les arbres sont en proportion de grandes dimensions et d'un poids élevé, ce qui entrat- ne des difficultés importantes lors des opérations de démontage et de remontage. En effet, le poids du palier entratne un désalignement de celui-ci par rapport à l'arbre lorsque le palier est extrait de son logement, ce qui rend très difficiles les opérations de démontage et plus encore de remontage. D'autre part, il y a dans ces paliers une circulation de lubrifiant et il n'est pas toujours possible de détecter rapidement une fuite de ce lubrifiant, cette fuite constituant un indice d'usure des joints d'étanchéité. Enfin, les parties tournantes peuvent être en contact avec les produits toxiques ou dangereux contenus dans la machine et il n'est pas toujours possible de détecter rapidement une fuite de ces produits, surtout dans les installations nucléaires. Ces difficultés se rencontrent par exemple dans une installation de bitumage d'effluents radioactifs comportant une extrudeuse à vis permettant de réaliser le mélange et l'enrobage des effluents avec le bitume. La présente invention a justement poùr objet un dispositif qui remédie à ces inconvénients en permettant un démontage et un remontage faciles du palier et en permettant également une détection rapide des fuites du lubrifiant ou des produits contenus dans la machine. Selon la principale caractéristique du dispositif objet de l'invention, celui-ci, du genre de ceux qui comprennent un corps de palier amovible monté dans le bâti d'une machine tournante, ledit corps étant traversé par au moins un arbre de ladite machine et comportant au moins un palier proprement dit, des moyens assurant l'étanchéité, vis-à-vis des produits contenus dans la machine, de la partie de l'arbre située à l'intérieur du corps amovible, une alimentation en lubrifiant et une évacuation de ce lubrifiant, comporte également des moyens de guidage dudit corps amovible parallèlement à l'axe de l'arbre lors de son extraction ou de son introduction dans le bâti de la machine, un moyen escamotable de supportage de l'arbre solidaire du bati, éloigné de l'arbre en position de repos et supportant ce dernier lorsque le corps amovible n'est pas monté dans le bâti, afin de maintenir l'arbre sensiblement dans la même position. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, lesdits moyens de guidage comprennent des galets solidaires du corps amovible et roulant sur des rails parallèles à l'axe de l'arbre et solidaires du bâti de la machine. Selon une autre caractéristique du dispositif objet de l'invention, le moyen escamotable de supportage de l'arbre comprend au moins un poussoir se déplaçant dans une direction perpendiculaire à l'axe de l'arbre sous l'action de moyens appropriés, l'une des extrémités de ce poussoir comportant un moyen de positionnement de arbre. Selon une autre caractéristiquedu dispositif, le corps amovible comporte au moins une cavité annulaire entourant l'arbre et débouchant à l'extérieur par une conduite, permettant ainsi de détecter une fuite de lubrifiant. Selon une dernière caractéristique de ce dispositif, le corps amovible comporte une autre cavité annulaire entourant l'arbre et reliée à l'extérieur par une conduite, permettant ainsi de détecter une fuite éventuelle des produits contenus dans la machine. Dans le cas où la machine tournante contient des produits particulièrement dangereux, des produits radioactifs par exemple, le corps amovible peut comporter une conduite supplémentaire permettant d'amener un produit de rinçage dans la cavité annulaire permettant de détecter une fuite éventuelle des produits contenus dans la machine, afin de décontaminer le dispositif. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en élévation représentant l'ensemble de la machine dans laquelle est utilisé le dispositif objet de l'invention, - la figure 2 est une vue agrandie en coupe partielle représentant le dispositif de support et de guidage objet de l'invention monté dans le bâti de la machine, - la figure 3 est une vue schématique en coupe partielle semblable à la figure 2 représentant le dispositif objet de l'invention lors de son extraction du bâti de la machine, - la figure 4 est une vue suivant la flèche F de la figure 2 montrant le dispositif monté dans le bâti de la machine, le corps de palier étant traversé par un seul arbre d'une machine tournante, et - la figure 5 est une vue schématique semblable à la figure 4 montrant un corps de palier selon l'invention traversé par deux arbres d'une même machine tournante. La figure 1 est une vue schématique représentant l'ensemble d'une machine d'extrusion de bitume d'enrobage de déchets radioactifs dans laquelle on peut utiliser le dispositif selon l'invention. Sur la figure, on voit la machine 1 comprenant un bâti 2 et une vis 4 le long de laquelle est réalisé le mélange du bitume avec les déchets. Le mélange, ou enrobé, sort de la machine par un orifice 6 et tombe dans un fût 8. La vis 4 est entraînée par un arbre horizontal lO,lui-même actionné à l'aide d'un dispositif d'accouplement 11 par un moteur 13 placé à l'extérieur de la machine. Un réducteur 12 est interposé entre le moteur 13 et le dispositif d'accouplement 11. L'arbre 10 est maintenu à son entrée dans le bati de la machine par un dispositif 14 conforme à l'invention. Celui-ci apparaît plus en détail sur la figure 2. Sur cette figure, on voit que le dispositif comprend tout d'abord un corps de palier 16 logé dans un alésage 17 du bâti 2 de la machine et maintenu à l'aide de vis 18. Le corps 16 est traversé en son centre par l'arbre 10, un fourreau 20 étant interposé entre le corps 16 et l'arbre 10. Ce fourreau est entraîné en rotation en même temps que l'arbre 10 grâce à deux demi-couronnes 22 solidaires de l'arbre et fixées au fourreau à l'aide des vis 24. Le corps amovible 16 comporte en outre un palier proprement dit 26 alimenté en lubrifiant par une chambre d'arrivée 28, l'évacuation de ce lubrifiant se faisant par une chambre d'évacuation 30. Dans l'exemple particulier décrit ici, la chambre d'arrivée du lubrifiant se trouve vers l'intérieur de la machine par rapport au palier 26 tandis que la chambre d'évacuation se trouve vers l'extérieur.L'étanchéité entre le corps 16 et le fourreau 20 est assurée par des joints tels que 32 qui, dans l'exemple décrit ici, sont des joints à lè- vres, leur action pouvant éventuellement être complétée à l'aide d'un dispositif du genre presse-étoupe. L'étanchéité entre l'arbre 10 et le fourreau 20 est assurée par un joint torique 34 monté sur le fourreau, protégeant ainsi la partie de l'arbre située à l'intérieur du corps 16 contre les produits contenus dans la machine. Un autre joint torique 35 monte sur le corps 16 assure l'étanchéité entre celui-ci et le bâti 2 de la machine. Une cavité annulaire 36, ménagée dans le corps 16 et entourant le fourreau 20 est reliée à l'extérieur par une canalisation 37, ce qui permet de détecter une éventuelle fuite de lubrifiant. Un joint à lèvres 31, entourant le fourreau 20, est disposé entre la cavité annulaire 36 et la chambre 28 d'arrivée de lubrifiant. Eventuellement, un deuxième dispositif de détection de fuite du lubrifiant peut être disposé du côté extérieur de la machine par rapport au palier 26. Sur la figure, on voit une autre cavité annulaire 38 semblable à la cavité 36 et disposée entre celle-ci et l'intérieur de la machine. Un autre joint à lèvres 33, entourant le fourreau 20, est placé entre les cavités annulaires 36 et 38. La cavité 38 est reliée à l'extérieur par une canalisation 39 : on peut ainsi détecter une fuite éventuelle des produits toxiques ou dangereux contenus dans la machine. La canalisation 39 peut être reliée à un dispositif d'alarme 40 situé à proximité de la machine ou à un autre dispositif d'alarme 41 situé dans une salle de contr & le, ce qui permet d'intervenir immédiatement en cas de fuite de l'enrobé. On voit aussi une conduite 27, ménagée dans le corps 16 et débouchant dans la cavité 38 : cette conduite permet d'amener un produit de rinçage décontaminant dans la cavité 38 en cas de fuite des produits contenus dans la machine, si ces derniers sont particulièrement dangereux (radioactifs par exemple). On assure ainsi une décontamination aussi complète que possible du dispositif avant le démontage. Le produit de rinçage, mélangé avec l'enrobé, est évacué par la conduite 39 jusqu'à un récipient 45 où il est stocké. Sur la figure, on voit encore des galets 42 solidaires du corps 16 et permettant à celui-ci de rouler le long de rails 44 solidaires du bâti 2 de la machine. La figure montre également le moyen escamotable de supportage de l'arbre constitué par un poussoir vertical 46, actionné par des moyens mécaniques 48 et permettant de soutenir l'arbre 10 lorsque le corps amovible 16 est extrait de son logement. Ce dispositif de supportage de l'arbre peut être monté à demeure dans le bati de la machine ou venir se placer dans un logement approprié si on utilise un seul moyen de supportage pour plusieurs machines ou plusieurs arbres d'une même machine. Une opération de démontage du corps 16 se déroule de la manière suivante : si nécessaire, on effectue d'abord un rinçage avec un produit décontaminant; on retire le dispositif d'accouplement 11, puis les demi-couronnes 22 qui solidarisent le fourreau 20 et l'arbre 10. On retire ensuite les vis 18 et l'on extrait le corps 16 en le faisant rouler sur les rails 44 grâce aux galets 42. I1 se peut que le corps 16 soit plus ou moins collé contre le bâti de la machine suite par exemple à une adhérence trop forte des joints 34 ou 35. Dans ce cas, on procède d'abord au décollement du corps 16 à l'aide des vis d'extraction 19 qui prennent appui sur une face 3 du bâti de la machine (figure 3). Les vis 19 peuvent être munies d'étriers 21 qui facilitent l'extraction. Le corps 16 est ainsi amené à une position 47.Dès que le corps 16 est sorti de son logement, mais avant extraction complète, l'extrémité de l'arbre 10 étant encore guidée par le corps 16, le poussoir 46 est déplacé vers le haut à l'aide du mécanisme 48 jusqu'à ce que son extrémité supérieure comportant un moyen de positionnement 49 vienne au contact de l'arbre 10. Le corps 16 est alors extrait complètement. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention décrit ici, ce moyen de positionnement est un berceau 49 en forme de V, visible sur la figure 4. Ainsi, lors d'une opération de remplacement du dispositif 16, l'arbre 10 est toujours maintenu en position, d'abord par le corps 16 lorsque celui-ci roule sur les rails 44, puis par le dispositif de positionnement 49 commandé par le poussoir 46. On peut alors extraire le corps 16 pour entretien ou réparation et le remonter facilement puisque lui-même et l'arbre 10 sont maintenus dans leur position normale de fonctionnement par les rails 44 et le poussoir 46 respectivement. On peut remplacer immédiatement le dispositif 14 défectueux par un dispositif neuf identique ou éventuellement prévoir pendant les opérations d'entretien un dispositif de bouchage provisoire installé dans le bâti 2 de la machine à la place du corps 16, dans le cas où la machine contient des produits radioactifs. Le dispositif objet de l'invention présente des avantages particulièrement intéressants, tout d'abord en ce qui concerne la facilité de démontage et de remontage, puisque l'arbre 10 est toujours maintenu dans sa position normale, d'abord par le corps 16 lorsque celui-ci roule sur les rails 44, puis par le poussoir 46 lorsque le corps 16 ne se trouve pas monté dans le bâti de la machine. Lors du remontage, tous les éléments du dispositif sont bien positionnés les uns par rapport aux autres. De plus, le dispositif comporte des moyens de détection de fuite du lubrifiant et des produits contenus dans la machine, ce qui permet d'intervenir'très rapidement en cas d'incident. Enfin, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul exemple de réalisation qui vient d'être décrit, mais qu'on peut envisager des variantes sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Par exemple, dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, le corps amovible 16 est traversé par un seul arbre 10 de la machine, mais on peut très bien envisager des dispositifs dans lesquels un corps de palier 16A est traversé par deux arbres 10A et 10B comme cela est représenté sur la figure 5. Dans ce cas, et suivant la position relative des arbres, il est nécessaire d'utiliser deux poussoirs différents ou un seul comportant un berceau plus important permettant de soutenir les deux arbres simultanément. REVENDICATIONS 1. Dispositif de support et de guidage étanche et démontable pour arbre de machine tournante (1), du genre de ceux qui comportent un corps de palier (16) amovible monté dans le bâti (2) d'une machine tournante, ledit corps (16) étant traversé par au moins un arbre (10) de ladite machine et comportant au moins un palier proprement dit (26), des moyens (34) assurant l'étanchéité, vis-à-vis.des produits contenus dans la machine, de la partie de l'arbre (10) située à l'intérieur du corps (16), une alimentation (28) en lubrifiant et une évacuation (30) de ce lubrifiant, caractérisé en ce que ce dispositif comprend en outre des moyens de guidage (42, 44) du corps (16) parallèlement à l'axe de l'arbre (10) lors de son extraction ou de son introduction dans le bâti (2) de la machine, un moyen escamotable (46) de supportage de l'arbre (10) solidaire du bâti (2), éloigné de l'arbre en position de repos et supportant ce dernier lorsque le corps (16) n'est pas monté dans le bâti, afin de maintenir l'arbre sensiblement dans la même position. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage comprennent des galets (42) solidaires du corps (16) et roulant sur des rails (44) parallèles à l'axe de l'arbre (10) et solidaires du bâti (2) de la machine. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen escamotable de supportage de l'arbre (10) comprend au moins un poussoir (46) se déplaçant dans une direction perpendiculaire à l'axe de l'arbre (10) sous l'action de moyens appropriés (48), l'extrémité supérieure dudit poussoir (46) comportant un moyen (49) de positionnement de l'arbre (10). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen de positionnement de l'arbre (10) est constitué par un berceau (49) en forme de V. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'arbre (10) est horizontal et le poussoir (46) vertical et situé sous l'arbre (10). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit corps amovible (16) comporte au moins une cavité annulaire (36) entourant l'arbre 10 et débouchant à l'extérieur par une conduite (37) permettant ainsi de détecter une éventuelle fuite de lubrifiant. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps amovible (16) comporte une cavité annulaire (38) entourant l'arbre (16) et reliée à l'extérieur par une conduite (39) permettant de détecter une éventuelle fuite des produits contenus dans la machine. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps (16) comprend au moins une conduite (27) permettant d'introduire un produit de rinçage dans la cavité annulaire (38) afin de décontaminer le dispositif en cas de fuite des produits contenus dans la machine, si ces produits sont particulièrement toxiques ou dangereux, ledit produit de rinçage étant évacué par la conduite (39). 9. Dispositif selon la revendication 6 et l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'on trouve successivement, le long de l'arbre (10) et en allant de l'extérieur vers l'intérieur de la machine (1), la chambre d'évacuation (30) du lubrifiant, le palier proprement dit (26), la chambre d'arrivée (28) du lubrifiant, des moyens d'étanchéité (31), la cavité (36) permettant de détecter une fuite de lubrifiant, des moyens d'étanchéité (33) et la cavité (38) permettant de détecter une fuite des produits contenus dans la machine.