Brevet FR2505008A1 — publié le 19821105

Lorsqu'on plonge un verre renversé dans un liquide,le volume d'air du récipient diminue mais y subsiste.L'air se comprime et sa pression équilibre celle de l'eau.(fig.1) En pratique,la récupérat: de ce phénomène peut conduire à son utilisation comme Joint d'étanchéité,et,ce dans certaines conditions. Un mécanisme industriel de brassage immergé dans un liquide g possède généraIement un arbre de rotation vertical 1,entrainé à sa tête par un organe moteur 2,l'outil de travail 3 termine la partie opposée(ex:pale).L'arbre est maintenu par un ou deux paliers 4 généralement hors du liquide de la cuve 6.(fig.2) Le palier renferme un roulement ou une butée ou encore une douille,certains mécanismes;immergent un ou deux paliers 4 pour limiter le flambage et maintenir l'arbre à proximité du rotor (fig. Un support 7 fixe le palier à la cuve 6.L'immersion d'un palier présente de gros problèmes d'étanchéité et de graissage.Dans certains bains ou corrosifs,cette étanchéité s'avère impossible et oblige à ramener le palier hors du liquide et de surdimensionner le mécanisme en conséquence... APPLICATION 2 Pour pallier à cette fameuse difficulté d'étanchéité, l'utilisation du phénomène de compression pneumatique,coussin de protection entre roulements et liquide agressif devient possible L'utilisation d'une cloche,solidaire de l'aebre,et emprisonnant le palier,protège par la poche d'air ainsi créée,le roulement contre le liquide environnant.Cette poche sous pression se réduit suivant la loi Mariotte : P1 V1 = P2 V2:P1 =pression d'origine Vi volume d'air d'origine P2 pression d'utilisation Y2 =volume d'air comprimé.Cette loi réduit l'utilisation à 3 bars maximun pour des raisons mécaniques le volume sous la cloche délimitée par sa hauteur X reste fonction de la pression ambiante,il est évident que la hauteur de la cloche ne peut être prolongé indéfiniment! PRINCIPE ::(fig.4) Le moteur surplombant la cuve 6 remplie au niveau 8 entraine l'arbre 1 du malaxeur 103.celui-ci est maintenu par un palier et roulement 4 sous cloche N 7 fixé à la cuve par un empiètement 18"9 Qui laisse libre passage au fluide de la cuve la hauteur liquide donnée par la valeur X et Y la hauteur de la cloche toujours supérieure (conçue pour une garde de sécurité minimum)et calculée en fonction de la pression d'utilisation. FORMES D'UTILISATION 2 A ma connaissance,trois cas particuliers s'offre à l'utilisation du joint pneumatique sur palier immergé. a) Palier monté entre moteur et rotor,eas particulier au malaxeur (rappel fig.2) b) Palier monté en tSte,le rotor se situe entre le palier et le moteur,ce dernier se trouvant à l'extérieur.(fig.9).Cas de cuves à légère dépression "type Swe@son" ou "Messo" à sortie d'arbre inférieure;(voir ddtail du palier fig.7) c) Palier à fond de cuvelle rotor maintenu entre le moteur et le palier inférieur,devrait trouver son application dans les pompes verticales,et malaxeur puissant,situation idéale pour le graissage à huile.(fig.8) DESCRIPTION DES FIGURES 5 ET 6 Le palier immergé,utilisé entre le moteur et l'outil de travail (fig3)est repris et détaillé dans les figures 5et 6.La figure5 représente un palier huilé et la 6 un palier à roulement pré-graissé. L'arbre I > sur lequel s'arrime la cloche serre contre l'épaulement de l'arbre par l'écron 5 est guidé par un roulement à rouleaux 3, lui même maintenu par le palier 4,ceci reste commun aux deux figures. FIGURE 5 Un déflecteur inférieur 7,maintenu par deux écrous IOet 11,se@@és sur l'arbre,forme cuvette et reçoit l'huile 12 de graissage du roulement.L'assise 8 du palier,guide te dernier et les vis 9 solidarisent l'ensemble. FIGURE 6 :Le palier 4 du roulement pré-graissé,reçoit la graisse par l'intermédiaire d'une cuvette fixée au palier et placée sous le roulement.Un mécanisme de remontée de graisse,entrainé par l'arbre,doit compléter le système vis ou hélice (ne figure pas su la figure) FIGURE 7: Un déflecteur 7monté sur l'arbre 1,forme une cuvette d'huile 4 où baigne le roulement 3,monté dans le palier 2.Le niveau d'huile ainsi que le niveau liquide 6,en opposition avec le coussin d'air complètent la figure. FIGURE 8 L'arbre 1 équipé du déflecteur 2,bloqué ,étanche par le joint 8 et l'écrou 5,englobe le palier 4 par l'intermédiaire du déflecteu@ Ce palier 4récipient de l'huile (voir niveau 9) noie la butée3 Le niveau 6 atteint par l'eau,en termine la description. CAS SPECIAUX : Dans un liquide à forts remous,en cas de remplissage par exemple,il faudra limiter au maximum les projections.Le montage, à l'ouverture inférieure de la cloche,d'un déflecteur brise-jets, régularisera la montée liquide sous le Joint pneumatique. LIQUIDE CHAUD : La loi de Gay Lussac,permet l'utilisation du joint pneumatiqu dans ane échelle de températures limitée par la formule. V=VO (1 + & T ) V=Volume d'air chauffé VO=Volume initial Coefficient de dilatation de l'air T= Température atteinte. EVENTAIL DES APPLICATIONS DU JOINT PNEUMATIQUE. Cuve à remueur vertical Malaxeur n Epaississeur " Pompe Moteur imm@rgé Pompe submerges RAPPEL La lubrification à l'huile du palier,peut être remplacée par le graissage et ce,suivant les paramètres d'utilisation. ( cas de fig. 6 ) Figure 9a,les avantages d'execution du support palier deviennent évidents en comparaison de l'ensemble huilé ( fig. 7 ) Plus de cuvette de rétention d'huile,mais un déflecteur N0 1 situe sous le roulement,celui-ci freine le drainage graisseux. L'excavation N02 sert de boîte à graisse. La figure 10a reprend le cas de la figure N08 et ce,é salement pour une utilisation de graissage; Le déflecteur 1 comme précédemment freine le zrainage;Le déflecteur N 2 évite la projection de la graisse par centrifugation. PARTICULARITES ANNEXES L'utilisation du joint pneumatique ne s'arrête pas aux trois cas étudiés, des variantes peuvent s'y greffer; EXEMPLES i La pompe submergée verticale,sans aucun joint,devient possible en intégrant un rupteur électrique à gravité de sécurité , ( renversement accidentel ). Cbté mécanique,il faudra surdimentionner légèrement la chambre du joint pneumatique au-dessus de l'hélice. ( cas similaire à la fig. 9 ) L 'ETANCHEITE DE CERTAINES VANNES MECANIQUES PEUT ETRE NETTEMENT AMELIOREE EN PLACANT LE JOINT PNEUMATIQUE ENTrE LE LIQUIDE ET LE JOINT CLASSIQUE. REVENDICATIONS: Dispositif permettant de protéger un chemin de roulement à axe vertical contre l'environnement liquide et agressif ç caractérisé par le fait qu'il comporte une cloche (n 2)étanche et solidaire de l'arbre de travail(n 1) abritant une poche d'air (limite inférieure "x"). Dispositif selon la revendication n01 caractérisé par le fait que la poche d'air sert de siège(n04) au chemin de roulement (n03) et de récipient de l'huile de lubrification isolés du liquide de cuve n06 par le coussin d'air ainsi crée.