Brevet FR2537240A1 — publié le 19840608

La présente demande constitue une demande divisionnaire de la demande de brevet nô 83 03 502 du 3 Mars 1983. L' invention se rapporte à un joint d'étan- chéité d'arbre autour d'un arbre rotatif destiné notamment à un four conforme à celui décrit, dans la demande de brevet précitée, qui concerne un four étanche à l'air comprenant au moins deux portes séparant deux chambres et comprenant, en outre, un dispositif filtrant à travers lequel l'air est mis en circulation à l'intérieur du four en circuit fermé au moyen d'un circulateur, ledit circuit fermé comprenant éventuellement des moyens pour régler la température de l'air en circulation, dans lequel le dispositif filtrant comprend un châssis fixé d'une manière amo- vible à un dispositif de suspension étanche à l'air et élastique en forme de tube ou de trompette, à son tour fixé au bord d'un canal permettant le passage de l'air en circulation, cependant que la partie principale dudit bord peut être formée par l'enveloppe du four. Dans ce four, les filtres doivent être pla- cés de manière à ce que l'air ne puisse passer pendant sa circulation De plus, les filtres doivent être remplaçables et le châssis du dispositif filtrant doit être capable de se déplacer par rapport à l'enveloppe du four En outre, il doit être possible à l'air de circuler à travers les filtres sans que la pompe en question n'introduise des particules d'impuretés dans le circuit dans lequel l'air circule. Ces buts sont atteints par le fait que le dispositif filtrant comprend un châssis fixé de manière lâche à un dispositif de suspension étanche à l'air et élastique en forme de trompette, qui à son tour est fixé au bord d'un canal traversé par l'air en circulation, la partie principale dudit bord pouvant être formée par l'enveloppe du four. Le dispositif de suspension en forme de tube ou de trompette peut avantageusement être fixé aux parties de l'enveloppe du four pendant l'assemblage, de préférence par soudure. En vue de faciliter le remplacement des filtres, le châssis de support avec les filtres peut reposer sur un ou plusieurs rails au moyen de roues et être déplaçable le long desdits rails en le dégageant du dispositif de suspension en forme de tube ou de trompette De cette manière, le châssis de support est aisément déplacé vers l'extrémité opposée du four, ce qui fait que l es filtres se trouvent-en face de la porte Subséquemment, il est facile de retirer les filtres du châssis de support pour les enlever du four et insérer de nouveaux filtres. L'arbre rotatif auquel est destiné le joint visé pa-r l'invention est par exemple celui d'un circulateur qui s'étend à travers une ouverture dans une paroi de tôle telle que l'enveloppe d'un four séparant une chambre impure et une chambre pure, par exemple une chambre non stérile (une chambre de travail) et une chambre stérile (four de stérilisa- tion) lesdites chambres contenant leurs qualités respectives d'un seul et même milieu, tel que de l'air atmosphérique, cependant qu'au moins une qualité (la qualité stérile) ne doit pas être mélangée à l'autre qualité. Suivant l'invention, le joint d'étanchéité est caractérisé par le fait que l'arbre est reçu de manière souple par glissement circonférentiel dans deux rondelles chargées par ressort et déplaçables, coopérant avec les parois d'une chambre d'étanchéité autour de l'extension de l'arbre à travers la paroi de tôle, ladite chambre d'étanchéité communiquant avec un moyen tel qu'un filtre pour traiter le milieu en ques- tion, cependant que le-moyen à son tour est relié au côté refoulement d'une pompe qui se termine du côté aspiration en dehors de la chambre pure, de préférence dans la chambre impure. Ainsi on fournit une petite quantité d'un milieu approprié d'une qualité suffisamment élevée, tel que de l'air parfaitement filtré à une surpression, ce qui fait que ce milieu peut pénétrer dans et être mélangé au milieu précité sans abaisser la qualité des deux milieux De cette amnière, on obtient un joint d'étanchéité d'arbre qui permet de placer le moteur d'entraînement du circulateur en dehors du four sans pénétration d'air pollué à travers l'orifice d'entrée de l'arbre rotatif. C'est selon l'invention un avantage de placer la chambre d'étanchéité en dehors de la paroi de tôle de l'enveloppe du four et de délimiter ladite chambre par cette paroi de tôle aussi bien que par une partie de tôle de préférence circulaire emboutie vers l'extérieur, par exemple en acier inoxydable, ladite partie en tôle ayant le forme d'une surface circulaire et étant située à distance de ladite paroi de tôle, en parallèle à celleci, cependant que ladite surface circulaire y pénètre et est définie par une courte surface cylindrique circulaire qui à son tour pénètre dans une surface s'étendant radialement vers l'exté- rieur à partir de la surface cylindrique, parallèle- ment à ladite paroi de tôle et étant fixée à celle-ci, par exemple vissée sur celle-ci au moyen de rondelles intermédiaires. Les rondelles chargées par ressort peuvent avantageusement être faites d'une matière résistant à la chaleur, telle que le "Teflon", et chaque rondelle peut être formée avec un trou circulaire central exactement d'une grandeur telle que l'arbre puisse y être reçu avec ajustement coulissant facile De cette manière, une étanchéité complète est obtenue entre les rondelles et l'arbre. Les rondelles chargées par ressort peuvent avantageusement abouter leurs parois respectives dans la chambre d'étanchéité et être mutuellement espacées par un ressort de compression De cette manière, on obtient une bonne étanchéité entre les rondelles et la chambre d'étanchéité Il n'est, par conséquent, nécessaire de fournir que de petites quantités d'air pour maintenir une surpression à l'intérieur de ladite chambre d'étanchéité. Le ressort de compression peut être un res- sort hélicoïdal droit ou un ressort hélicoïdal coni- que. L'invention a trait spécialement au cas o les milieux mentionnés à l'entrée sont de l'air atmos- phérique ordinaire et de l'air stérilisé filtré, res- pectivement, ayant une teneur maximum spécifiée en particules, par exemple de l'ordre de 100 particules par 28,31 dm (pied cube) correspondant à la classe pour des fours de stérilisation Le milieu envoyé au joint -d'étanchéité d'arbre à travers l'ajutage de la chambre d'étanchéité peut alors être de l'air filtré convenablement purifié envoyé à une pression correspondant à une colonne d'eau d'environ 5 mm. L'invention sera décrite dans ce qui suit en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la Figure 1 représente un four destiné à être équipé du joint d'étanchéité selon l'invention; la Figure 2 est une vue en coupe du four parallèle au -plan de la Figure 1; la Figure 3 est une, vue en coupe du four prise le long de la ligne X-X de la Figure 1; et la Figure 4 représente le joint de traver- sée d'arbre de la Figure 3 en liaison avec le circula- teur du four. Le four représenté sur les Figures est étan- che à l'air Il comprend au moins deux portes étanches à l'air indiquées par les lignes en traits mixtes et de préférence situées dans une séparation entre une chambre stérile et une chambre impure Ces deux portes ne peuvent s'ouvrir simultanément Un dispositif filtrant destiné à être traversé par l'air est monté d'un côté du four, l'air étant mis en circulation par un circulateur dans un circuit fermé consistant en canaux Des moyens 3 destinés à régler la température de l'air sont prévus dans le circuit fermé Le dispositif filtrant 1 est monté dans un châssis, de support 4 Le problème technique est qu'il soit possible au châssis de support de se déplacer vers l'extrémité opposée du four en,réponse aux variations de la température et que les canaux soient rendus étanches Le châssis est fixé d'une manière amovible à un dispositif de -suspension 5 étanche -à l'air et élastique en forme de tube ou de trompette, qui à son tour est fixé au bord d'un canal 6 traversé par l'air en circulation De cette manière, il est possible au châssis 4 de se déplacer quelle que soit la partie restante du four, sans que le canal de circualtion 6 mette le dispositif filtrant en dérivation Quand des parties du canal de circulation 6 sont formées par l'enveloppe 7 du four, le dispositif de suspension en forme de tube ou de trompette 5 peut avantageusement être fixé auxdites parties de l'enveloppe 7 du four pendant l'assemblage, comme cela est indiqué en 8, de préférence par soudure De cette manière; on obtient une construction très sûre et complètement étanche à l'air. Le châssis de support 4 avecles filtres 1 repose sur un ou plusieurs rails 1 i au moyen de roues. Après dégagement du dispositif de suspension en forme de tube ou de trompette, le châssis de support 4 Avec les filtres 1 est déplaçable le long des rails Les rails 11 s'étendent à travers le four et sont situés au-dessus des portes du four de telle sorte qu'un remplacement des filtres peut avoir lieu à travers les portes Par conséquent, le four ne reste inactif que pendant un temps très court correspondant au rempla- cement des filtres. Les filtres sont faits de fibre de verre ondulée pliée en zigzag dans un cadre en acier et sont empilés et scellés par un masse de silicone Ces fil- tres deviennent de plus en plus efficaces Après une longue période d'usage, la chute de pression à travers les filtres devient trop importante et les filtres doivent être remplacés - La -Figure 2 montre comment l'air circule à l'intérieur du four. Une légère surpression peut, en variante, exister dans le four. La Figure 3 est une vue en coupe du four prise le long de la ligne X-X de la Figure 1 Les objets à stériliser sont situés dans la chambre 40 du four Le circulateur 2 entrainé par un moteur 50 met l'air en circulation, ledit air étant aspiré vers le haut depuis la chambre 40 du four et dans le circula- teur 2 à travers un canal d'un côté du four et subsé- quemment plus avant de l'autre côté du four, et forcé de traverser le filtre situé du côté gauche du four sur la Figure 1 A partir de ce filtre, l'air filtré entre de nouveau dans la chambre 40 du four Le circuit est ainsi fermé et c'est, par conséquent, le même air qui circule constamment Une surface de chauffage et une surface de refroidissement adjacentes au circulateur 2, par exemple un serpentin de chauffage chauffé électriquement et un serpentin tubulaire refroidi par l'eau, sont prévues pour régler la température de l'air en circulation Puisque l'air en circulation dû à la filtration, a et doit avoir une très petite teneur en particules, il est essentiel que le four soit très étanche Ainsi qu'il a été dit, le four est situé dans une séparation entre une chambre "impure" et une chambre "pure". Par conséquent, le four comprend une première porte 37 s'ouvrant sur la chambre impure, tandis qu'une seconde porte 38 peut s'ouvrir sur la chambre pure Les deux portes ne peuvent s'ouvrir simultanément Les portes sont rendues étanches par des doubles bandes d'étanchéité 39. La Figure 4 représente une forme de réali- sation d'un joint d'étanchéité d'arbre selon l'in- vention Un arbre 20 s'étend à travers l'enveloppe 7 du four A une extrémité, l'arbre est relié au circulateur 2 du four et à l'extrémité opposée à un moteur 50 (non représenté) qui est habituellement situé immédiatement à l'opposé du circulateur Un disque de refroidissement 48 est monté au-dessous du moteur et ce disque est prévu pour protéger le moteur contre une surchauffe Une tôle circulaire 24 emboutie vers l'extérieur et la paroi de tôle 23 du four forme-nt une chambre d'étanchéité 22 autour de l'arbre 20 La tôle 24 est fixée par vissage sur la tôle 23 du four La liaison est rendue étanche par une rondelle L'arbre 20 est garni de deux rondelles en "Teflon" 28 chargées par ressort, réalisant l'étanchéité entre l'arbre 20 et la chambre d'étan- chéité 22 (voir Figure 3) Les deux rondelles en "Teflon" sont faites de manière qu'elles se serrent fortement contre l'arbre Après une courte période d'usage, une fuite minime se produit cependant, laquelle peut provoquer un suintement d'impuretés Le risque de suintement est accru par le circulateur qui produit habituellement une dépression à l'arbre Afin d'éviter que des impuretés ne pénètrent le long de l'arbre, la chambre d'étanchéité 22 peut être munie d'un ajutage 32, à travers lequel de l'air parfaite- ment filtré est fourni à une pression correspondant à une colonne d'eau denviron 5 mm L'air filtré est alors envoyé par une pompe 34 à travers un filtre 42 (voir Figure 1) Tous les organes auxiliaires tels que pompe, filtre, moteur d'entraînement, relais contrô- lant la fermeture des portes, équipement de mesure contrôlant la résistance à l'air du filtre et en conséquence l'activité fonctionnelle, etc sont situés autant que possible soit sur le dessus du four, soit dans un panneau de commande fermé Ce panneau de commande est situé sur la Figure 1-du côté gauche du four, étant donné qu'il est essentiel que les portes et la face frontale du four restent lisses pour faci- liter le nettoyage. Dans la forme de réalisation représentée, la chambre d'étanchéité est située à l'extérieur de l'enveloppe du four, mais il est possible de situer la chambre dans l'enveloppe du four ou immédiatement à l'intérieur de ladite enveloppe. Dans la forme de réalisation représentée, le ressort 30 est un ressort de compression ayant la forme d'un cône Le ressort peut aussi être constitué par un ressort hélicoidal Selon une seconde forme de réalisation, les rondelles chargées par ressort peuvent être situées à l'extérieur de la chambre d'étanchéité et se rétracter -vers les parois de la chambre d'étanchéité sous l'action d'un ressort de tension Selon une autre variante, l'influence du ressort peut être fournie par deux ressorts de com- pression situés à -l'extérieur de la chambre d'étan- chéité Selon une quatrième forme de réalisation, les rondelles peuvent être situées à l'intérieur de la chambre d'étanchéité et être chassées vers les parois de la chambre d'étanchéité au moyen de ressorts de tension - Ce qui précède relève de la classe 100 pour les fours de stérilisation correspondant à moins de 100 particules par 28,31 dm (pied cube). REVENDICATIONS 1 Joint d'étanchéité d'arbre autour d'un arbre rotatif ( 20), destiné notamment à un four étanche à V-air comprenant au moins deux portes séparant deux chambres et comprenant, en outre, un dispositif filtrant ( 1) à travers lequel l'air est mis en circulation à l'intérieur du four en circuit fermé au moyen d'un circulateur ( 2), ledit circuit fermé comprenant éventuellement des moyens ( 3) pour régler la température de l'air en circulation, l'arbre rotatif ( 20) étant par exemple celui d'un circulateur- ( 2) qui s'étend à travers une ouverture dans une paroi de tôle telle que l'enveloppe d'un four séparant une chambre impure et une chambre pure, par exemple une chambre non stérile (une chambre de travail) et une chambre stérile (four de stérilisation), lesdites chambres contenant leurs qualités -respectives d'un seul et même milieu, tel que de l'air atmosphérique. cependant qu'au moins une qualité (la qualité stérile) ne doit pas être mélangée à l'autre qualité, caracté- risé par le fait que l'arbre ( 20) est reçu de manière souple par glissement circonférentiel dans deux ron- delles ( 28) chargées par ressort et déplaçables, coopérant avec les parois d'une chambre d'étanchéité ( 22) autour de l'extension de l'arbre ( 20) à travers la paroi de tôle, ladite chambre d'étanchéité com- muniquant avec un moyen tel qu'un filtre ( 42) pour traiter le milieu en question, cependant que le moyen à son tour est relié au côté refoulement d'une pompe ( 34) qui se termine du côté aspiration en dehors de la chambre pure, de préférence dans la chambre impure. 2 Joint d'étanchéité d'arbre suivant la revendication -1, caractérisé par le fait que la chambre d'étanchéité ( 22) est délimitée par la paroi de tôle ( 23) de l'enveloppe du four aussi bien que par une tôle de préférence circulaire emboutie vers l'extérieur et située à distance de la paroi de tôle ( 23) et parallèle à celle-ci, ladite tôle circulaire se continuant en une courte surface cylindrique cir- culaire à peu près perpendiculaire à la paroi de tôle ( 23) et à son tour se continuant en une surface s'étendant radialement à partir de la surface cylin- drique parallèlement à la paroi de tôle ( 23) et étant fixée hermétiquement à celle-ci. 3 Joint d'étanchéité d'arbre suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les rondelles ( 28) chargées à ressort aboutent leurs parois respectives dans la chambre d'étanchéité compression intermédiaire, par exemple un ressort hé- licoidal droit ou un ressort hélicoïdal conique. 4 Joint d'étanchéité d'arbre suivant l'une des revendications 1 à 3, par lequel les diverses qualités du milieu en question sont de l'air atmos- phérique ordinaire et de l'air filtré stérilisé, respectivement, ayant une teneur maximum prédéterminée en particules d'impuretés, caractérisé par le fait que la pompe fournit de l'air filtré purifié à la chambre d'étanchéité colonne d'eau d'environ 5 mm.