Brevet FR2527299A1 — publié le 19831125

A. La brésente invention est relative à un disposi- tif d'étranglement destiné à restreindre le débit d'un flui- de de balayage, tel en particulier qu'un liquide, qui est monté entre une alimentation en fluide de balayage et au moins un joint d'étanchéité tel qu'un presse-étoupe, un joint d'étanchéité mécanique ou similaire dans lequel le fluide de balayage fait office de fluide de refroidisse - ment et/ou de lubrification et/ou d'étanchéité, lequel dis- positif d'étranglement comporte une pièce d'étranglement présentant au moins une chambre à tourbillon pourvue d'un orifice d'admission et d'un orifice de sortie Les dispositifs d'étranglement du type décrit sont principalement utilisés en association avec des joints d'étanchéité ou des presse-étoupe pour arbres tournants, comme par exemple dans des pompes, agitateurs et équipement similaires, l'intérieur du joint d'étanchéité étant usuel- lement sous pression Le fluide de balayage délivré au joint d'étanchéité sert à lubrifier les surfaces en glisse- ment mutuel de celui-ci et à évacuer la chaleur de frotte- ment, et il sert aussi de fluide d'étanchéité vis-à-vis du milieu pompé Pour faire en sorte que le débit d'alimenta- tion du joint d'étanchéité en fluide de balayage reste aus- si faible que possible, il est fait appel à des dispositifs d'étranglement de débit dans lesquels l'étranglement s'ef- fectue par mise en oeuvre du principe du tourbillon. Le but de la présente invention est de perfec- tionner de tels dispositifs d'étranglement, en particulier par la réalisation d'un ensemble très compact exempt de tout risque d'obstruction de conduits étroits, etc Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif d'é- tranglement du type ci-dessus décrit qui peut être adapté sur des pompes ou équipements similaires comportant un joint d'étanchéité mécanique aussi bien simple que double. Un autre but encore de l'invention est de réaliser un dis- positif d'étranglement propre à s'opposer au refoulement du du milieu pompé dans la canalisation d'eau de balayage. A l'effet d'atteindre entre autres ces buts, la présente invention propose un dispositif d'étranglement 2. destiné à restreindre le débit d'un fluide de balayage, tel en particulier qu'un liquide, monté entre une alimen- tation en fluide de balayage et au moins un joint d'étan- chéité formé par un presse-étoupe, un joint d'étanchéité mécanique ou un dispositif similaire dans lequel le flui- de de balayage sert de fluide de refroidissement et/ou de lubrification et/ou d'étanchéité, ledit dispositif d'é- tranglement comportant au moins une chambre à tourbillon pourvue d'un orifice d'admission et d'un orifice de sor- tie et étant caractérisé par une pièce de raccordement contenant des raccords pour l'alimentation en fluide de balayage et pour Le ou les joints d'étanchéité, et des conduits pour la délivrance de fluide de balayage à la chambre à tourbillon, et une piece d'étranglement conte- nant la chambre à tourbillon, les orifices d'admission, orifices de sortie, conduits et passages de ladite pièce de raccordement et de ladite pièce d'étranglement étant disposés symétriquement autour d'un axe commun auxdites pièces, de sorte qu'une communication de passage de flui- de entre les pièces puisse être établie dans une multi - plicité de positions de rotation mutuelle des pièces au- tour de l'axe. Les caractéristiques et avantages de l'inventic ressortiront plus amplement de la description détaillée qui est donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lequels: Fig 1 est un croquis en perspective éclatée du dispositif d'étranglement selon l'invention, mis en oeu- vre en combinaison avec un joint d'étanchéité simple; et Fig 2 est un croquis éclaté semblable à la fig 1 qui montre le dispositif d'étranglement mis en oeuvre avec un joint d'étanchéité double. Le dispositif d'étranglement représenté com- prend: une pièce de raccordement A, par exemple en mé - tal; une pièce formant joint plat B, par exemple en ca- outchouc ou en matière plastique; et une pièce d'étran- glement C, de préférence en matière plastique A l'état fonctionnel, ces trois pièces sont réunies, par exemple 3. par vissage mutuel, par des moyens non représentés sur les dessins Dans la forme de réalisation représentée, toutes les pièces sont des éléments circulaires présentant central- un axe/commun Naturellement, les pièces peuvent être con- formées différemment, mais il est essentiel à la mise en oeuvre de l'invention qu'elles puissent tourner autour d' un axe commun et que les raccords de passage de fluide en- tre les pièces soient disposée symétriquement autour dudit axe. La pièce de raccordement A comporte une embou- chure taraudée 1 conformée de façon à recevoir l'embout de raccordement d'une canalisatoon d'alimentation du disposi- tif d'étranglement en fluide de balayage L'embouchure ou conduit 1, qui s'étend dans une direction sensiblement ho- rizontale sur la figure, se raccorde à un conduit vertical 2 qui est coaxial à l'axe commun de rotation des pièces et qui débouche à la face supérieure de la pièce de raccorde- ment A comme représenté sur la figure La pièce de raccor- dement est en outre munie de trois conduits 7, 8 et 13 dis- posés symétriquement autour de l'axe précité, conduits qui débouchent eux aussi à la face supérieure de la pièce de raccordement A, traversent la pièce de raccordement et sont pourvus à la face inférieure de celle-ci d'embouchures ta- raudées 16, 17 et 18 pour le raccordement de canalisations de fluide, comme on le verra plus loin en détail Les trois conduits traversants 7, 8 et 13 sont situés à la mê- me distance radiale de l'axe de la pièce de raccordement A, avec un écartement angulaire mutuel de 1200 par exemple. La pièce formant joint plat B est de préférence formée par un joint plat en caoutchouc ou en matière plas- tique, et elle est munie de trois trous traversants 6, 9 et 12, situés à la même distance radiale de l'axe commun de la pièce de raccordement et de la pièce formant joint plat que les conduits 7, 8 et 13, et communiquant de ce fait avec les précédents lorsque le dispositif d'étran- glement est assemblé En conséquence, les trous traversaxts 6, 9 et 12 sont eux aussi disposés à une distance angulai- re de 1200 La pièce formant joint plat B est pourvue en 4. son centre, et concentriquement avec l'axe du dispositif d'étranglement et donc aussi avec le conduit 2 ménagé dans la pièce de raccordement -A, d'un opercule ou volet du ma- tériau de garniture qui couvre complètement le débouché du conduit 2 et sert de clapet anti-retour. La pièce d'étranglement C comporte une chambre 4 qui est située au centre de celle-ci, c'est-à-dire con- centriquement à l'axe du dispositif d'étranglement, et qui est de dimensions propres à permettre à l'opercule 3 de la pièce formant joint plat B de s'ouvrir en se soulevant vers l'intérieur de la pièce d'étranglement C pour découvrir le débouché du conduit 2 ménagé dans la pièce de raccordement A Un conduit va de la chambre 4 à une chambre 5 qui, lors- que le dispositif d'étranglement est assemblé, est située au-dessus du trou 6 ménagé dans la pièce formant joint plat B et du conduit 7 ménagé dans la pièce de raccorde - ment A La chambre 5 communique par un conduit avec une chambre 14 dont la fonction sera décrite plus loin, et un conduit va de la chambre 14 à la chambre à tourbillon 11, o l'écoulement de fluide de balayage est étranglé selon le principe du tourbillon La chambre à tourbillon 11 est située au-dessus du trou 12 de la pièce formant joint plat B et au-dessus du conduit 13 de la pièce de raccordement A La pièce d'étranglement C est en outre munie d'une cham- bre 15 présentant sensiblement la même-forme que la cham- bre 14, et qui sert de chambre de logement pour un bouchon utilisé pour boucher la chambre 14, comme on le verra plus loin avec plus de détail. Les pièces respectives A, B et C du dispositif d'étranglement sont fondamentalement destinées à être as- semblées dans la disposition angulaire mutuelle représen- tée par les fig 1 et 2 La fig 1 montre le fonctionnement du dispositif d'étranglement en liaison avec un joint méca- nique unique, lorsque le dispositif d'étranglement fonc- tionne comme suit Du fluide de balayage provenant d'une ca- nalisation de fluide de balayage raccordée à l'embouchure taraudée 1 est acheminé dans le conduit 2 ménagé 5. dans la pièce de raccordement A, il dépla- ce l'opercule 3, faisant office de clapet anti-retour, de la pièce formant joint plat B, et il pénètre dans la cham- bre 4 de la pièce d'étranglement C En quittant la chambre 4, le fluide de balayage traverse la chambre 5 et la cham- bre 14 pour parvenir à la chambre à tourbillon 11, o l'é- coulement se trouve étranglé par action du principe du tourbillon Du centre de la chambre à tourbillon 11, qui est concentrique au trou 12 de la pièce formant joint plat B et au conduit 13 de la pièce de raccordement A, le flui- de de balayage parvient au raccord taraudé 18, d'o il ga- gne le jeu de joint du joint d'étanchéité mécanique En va- riaite, le dispositif d'étranglement peut être déplacé en aval du joint d'étanchéité, le fluide étant acheminé du jeu de joint du joint d'étanchéité mécanique au raccord 1 pour traverser le dispositif d'étranglement de la façon décrite plus haut et passer de l'orifice de sortie 18 à l'évacua- tion ou à un récupérateur Dans les deux agencements dé - crits, les raccords taraudés 16, 17 donnant accès aux con- duits 7 ?, 8 sont obturés par des bouchons filetés ( non re- présentés) Le fonctionnement du dispositif d'étranglement en combinaison avec un joint dtanchéité mécanique double est représenté par la fig 2 et est le suivant Le fluide de balayage est introduit comme à l'ordinaire par le rac- cord taraudé 1 et il traverse le conduit 2, en passant par l'opercule 3 formant clapet anti-retour ménagé dans la piè- ce formant joint plat B, pour parvenir dans la chambre 4 De la chambre 4, le fluide gagne la chambre 5 et, comme la chambre 14 est dans le cas présent bouchée par un bouchon qui sinon reste dans la chambre de logement 15, le fluide redescend de la chambre 5 pour gagner le trou 6 de la pièce formant joint plat B, puis le conduit 7 de la pièce de rac- cordement A A l'orifice de décharge taraudé 16 du conduit 7 est raccordée une tuyauterie par laquelle le fluide est acheminé dans le joint d'étanchéité mécanique double comme indiqué schématiquement au bas de la fig 2 Lorsqu'il 6. quitte le double Joint d'étanchéité, le fluide est rame- né par une tuyauterie vissée dans le racobrd taraudé 17 du conduit 8 ménagé dans la pièce de raccordement Ad'o il parvient, par traversée du trou 9 ménagé dans la-pièce formant joint plat Bq dans une embouchure ou chambre 10, située au-dessus du trou 9 précité, dans le conduit situé entre la chambre 14 et la chambre à tourbillon 11 dans la pièce d'étranglement C Lorsqu'il quitte la chambre de tourbilon 11, le fluide est acheminé par le trou 12 prévu dans la pièce formant Joint plat B pour arriver dans le conduit 13 ménagé dans la pièce de raccordement A et tra- verser le raccord taraudé 18 du conduit 13 pour aboutir à l'évacuation ou à un récupérateur. Les conduits 7, 8 et 13 disposés symétriquement dans la pièce de raccordement A peuvent, comme représenté dans l'exmple illustrés être de diamètres différents Par la mise de la pièce de raccordement A dans différentes po- sitiogs angulaires par rapport à la pièce d'étranglement À, ce qui amène des conduits de grosseurs différentes sous la chambre de tourbillon 11, on peut dopner trois valeurs dif- férentes au débit volumétrique traversant le dispositif d'étranglement pour une même chute de pression. L'opercule ou volet 3 ménagé au centre de la piè- ce formant Joint plat ou garniture B s'oppose a une inver- sion de sens d'écoulement du fluide en cas de défaillance de l'alimentation en fluide ou si la pression du fluide de balayage est insuffisante pour couvrir la décharge du con- duit 2. Il ressort à l'évidence de ce qui précède que le dispositif d'étranglement selon l'invention est d'une conformation très compacte Grâce à une disposition ingé- nieuse des conduits-et des embouchures de raccordement, le dispositif peut être utilisé avec des agencements & Joint d'étanchéité aussi bien simple que double sans qu'il soit besoin de modifier aucun des éléments constitutifs principaux De plus, un clapet anti-retour est combiné a la fonction d'étanchéité Grâce à ses petites dimensions, 7. le dispositif est facile à disposer comme un constituant à montage libre du circuit de tuyauterie, à la différence des dispositifs d'étranglement antérieurement connus, qui sont formés par assemblage d'un certain nombre de consti- tuants qui nécessitent ensemble des dispositions spéciales pour pouvoir être appliqués à une pompe ou à un équipement similaire. Il va de soi que la forme de réalisation repré- sentée ne constitue qu'un exemple de mise en oeuvre de l'invention et que des modifications peuvent y être appor- tées sans que l'on sorte pour autant du cadre des revendi- cations ci-annexées. 8. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'étranglement destiné à restrein- dre le débit d'un fluide de balayage, tel en particulier, qu'un liquide, monté entre une alimentation en fluide de balayage et au moins un joint d'étanchéité formé par un presse-étoupe, un joint d'étanchéité mécanique ou un dis- positif similaire, dans lequel le fluide de balayage sert de fluide de refroidissement et/ou de lubrification et/ou d'étanchéité, ledit dispositif d'étranglement comportant au moins une chambre à tourbillon ( 11) pourvue d'un orifi- ce d'admission et d'un orifice de sortie, caractérisé par une pièce de raccordement (A) contenant des raccords ( 1,16, 17) pour l'alimentation en fluide de balayage et pour le joint d'étanchéité, et des conduits ( 2, 7, 8) pour la déli- vrance de fluide de balayage à la chambre à tourbillon, et une pièce d'étranglement (C) contenant la chambre à tour- billon ( 11), les orifices d'admission, orifices de sortie, conduits et passages de ladite pièce de raccordement (A) et de ladite pièce d'étranglement (C) étant disposés symé- triquement autour d'un axe commun auxdites pièces, de sor- - te qu'une communication de passage de fluide entre les piè- ces puisse être établie dans une multiplicité de positions de rotation mutuelle des pièces autour de l'axe. 2 Dispositif d'étranglement selon la revendica- tion 1, caractérisé par une pièce formant joint plat (B) intercalée entre la pièce de raccordement (A) et la pièce d'étranglement (C) et présentant la forme d'une garniture contenant des passages ( 3, 6, 9, 12) pour l'écoulement du fluide de balayage entre la pièce de raccordement (A) et la pièce d'étranglement (C), le passage destiné à l'écou- lement de fluide de balayage à destination de la pièce d'étranglement (C) étant pourvu d'un clapet anti-retour ( 3). 3 Dispositif d'étranglement selon l'une des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce de rac- cordement (A) contient un conduit (e), coaxial à l'axe, pour la délivrance de fluide de balayage à la pièce d'é- tranglement (C) et trois conduits traversants ( 7, 8, 13) 9- situés à des distances radiales égales à l'axe et symétri- quement disposés autour de celui-ci, lesdits conduits étant munis à leur extrémité la plus éloignée de la pièce d'étrn- glement (C) de moyens de raccordement tels que taraudages ( 16, 17, 18) pour permettre de les raccorder à des canali- sations de fluide de balayage ou de recevoir des bouchons filetés. 4 Dispositif d'étranglement selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que la chambre à tourbillon ( 11) de la pièce d'étranglement (C) communique avec l'un des conduits traversants de la pièce de raccordement (A),les- quels conduits traversants ( 7,8,13) de la pièce de raccor- dement (A) offrent des sections de passage différents, de sorte que l'écoulement volumétrique traversant le disposi- tif d'étranglement dépend de celui desdits conduits ( 7,8, 13) qui est en communication avec la chambre à tourbillon ( 11) 5 Dispositif d'étranglement selon l'une des re- vendications I à 4, caractérisé par la disposition dans un conduit s'étendant entre l'orifice d'admission( 4) de la piè- ce d'étranglement(C) et la chambre à tourbillon ( 11)d'une ou plusieurs embouchures et/ou chambres ( 5,10,14), qui sont disposées à la même distance radiale autour de l'axe com- mun que les conduits ( 7,8,13) traversent la pièce de rac- cordement (A) et qui, dans certaines des positions angulai- res mutuelles des pièceas A, C), communiquent avec lesdits conduits. 6 Dispositif d'étranglement selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que le débit de fluide de balaya- ge traversant les pièces (A,B,C) de celui-ci est commandé par obturation de l'un au moins des conduits ( 7,8,13) tra- versant la pièce de raccordement (A) et/ou les chambres ( 5,10,14) dans le conduit situé entre l'orifice d'admis- sion ( 4) de la pièce d'étranglement (C) et la chambre à tourbillon ( 11). 7 Dispositif d'étranglement selon la revendica- tion 6,caractérisé par la disposition dans l'une ou l'au- tre des parties (A,C) de celui-ci de chambres de logement ( 15) destinées à contenir ces bouchons.