Brevet FR2568344A2 — publié le 19860131

FR 2568344 A2 19860131 FR 8411901 A 19840726 La présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet un perfectionnement à l'invention décrite dans le brevet principal et, plus particulièrement un mode de réalisation spécifique du dispositif représenté sur les figures 6 et 7. Le brevet principal se rapporte à un dispositif formant joint tournant pour fluide notamment cryogénique, tel que le gaz naturel liquéfié. Un tel dispositif, qui est notamment du type exposé dans au moins l'une des revendications i, 3 et 4 du brevet principal, comprend une partie fixe et une partie rotative montée rotative relativement à la partie fixe, chaque partie fixe et rotative comprenant au moins un conduit correspondant approprié pour la circulation du fluide cryogénique à travers le joint, des moyens d'isolation thermique, étanche aux fluides, d'au moins les parois du joint en contact avec le fluide cryogénique qui constituent les parties vitales du joint, comme en particulier les parois situées au niveau du plan entre la partie fixe et la partie rotative, relativement au milieu environnant, lesdits moyens d'isolation thermique comprenant au moins une chambre annulaire étanche concentrique au conduit de circulation du fluide cryogénique l'entourant extérieurement radialement, ladite chambre annulaire étant fermée de manière étanche aux fluides par des moyens d'é étanchéité appropriés. Ainsi, lesdits moyens d'étanchéité au niveau de la liaison entre partie rotative et partie fixe au droit de la circulation du fluide cryogénique comprennent une bague flottante à étanchéité à contacts respectivement radial et facial, les étanchéités étant réalisées par une garniture annulaire de préférence bi-lèvres telle que celle représentée sur les figures 6 et 7. Cette bague flottante a pour interêt principal de s'adapter aux mouvements de contraction thermique relatifs entre partie. fixe et partie mobile ainsi qu'aux défauts même mineurs de concentricité entre ces parties fixes et mobiles, réduisant ainsi de façon importante les sollicitations sur les garnitures d'étanchéité. Cependant, une telle garniture annulaire de joint d'étanchéité est trop grosse ou massive, de sorte que les contraintes thermiques, notamment lors de la mise en froid sont importantes d'où résulte un risque de détérioration. La présente invention de perfectionnement a principalement pour but de supprimer l'inconvénient précité en améliorant la fiabilité du système tout en conservant le principe de la bague flottante à étanchéité à contacts respectivement radial et facial. Ce problème technique est résolu, conformément à l'invention par un dispositif formant joint tournant pour fluide cryogénique, du type précité qui est caractérisé en ce que la bague flottante se compose d'au moins deux pièces annulaires assemblées et pourvues d'évidements logeant les garnitures d'étanchéité radiale et faciale sans déformation préalable de celles-ci à cet effet. Avantageusement, la bague flottante se compose de trois pièces annulaires assemblées par vis. Selon une caractéristique particulière de la présente invention, les étanchéités respectivement radiale et faciale sont réalisées chacune par au moins une garniture annulaire, par exemple bi-lèvres. Ainsi, on réduira les contraintes thermiques notamment lors de la mise en froid et on diminuera les risques de détérioration des garnitures de joints d'étanchéité. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, avantages et détails de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif illustrant un mode de réalisation spécifique actuellement préféré de l'invention, et dans lesquels - la figure 1 est une vue en demi-coupe axiale longitu dinale d'un mode de réalisation formant joint tournant pour fluide cryogénique selon le brevet principal la figure 2 est une vue en demi-coupe axiale longitu dinale, semblable à la figure 1, du mode de réalisa tion perfectionné formant variante d'exécution du dis positif représenté sur la figure 1. En référence à la figure 1, le dispositif formant joint tournant pour fluide cryogénique, selon le brevet principal comprend une partie rotative 20 montée rotative relativement à la partie fixe 21, des moyens d'isolation thermique, étanche aux fluides, d'au moins les parois du joint en contact avec le fluide cryogénique qui constituent les parties vitales du joint, comme en particulier les parois situées au niveau du plan entre la partie fixe et la partie rotative, relativement au milieu environnant. Les moyens d'isolation thermique comprennent au moins une chambre annulaire sensiblement remplie d'un matériau thermiquement isolant et dont on assure luétanchéité au niveau entre la partie rotative 20 et la partie fixe 21 par le dispositif représenté. Comme le montre la figure 1, on prévoit un chevauchement en escalier, de préférence de la partie fixe 21 du joint radialement externe par rapport à l D extrémite de la partie rotative 20 du joint, ce chevauchement en escalier comprenant deux escaliers 23t2aR l'escalier le plus externe 24 étant sensiblement fermé par une pièce annulaire 25 de manière à définir une cavité annulaire 22 entre la deuxième marche 24 et l'extrémité de la partie rotative 20. Dans la cavité annulaire 22 est disposée une bague annulaire 26 ayant en coupe axiale droite une structure en "T". L'étanchéité est obtenue en insérant dans cette structure en T, 2 joints bi-.lèvres 27 et 28 situés de part et d'autre de la jambe du T. Chaque lèvre 27a 27b et 28a 28b de chaque joint 27 et 28, disposées perpendiculairement réalisent ainsi les étanchéités radiales et faciales du dispositif. Un patin annulaire 29 garantit le guidage de la bague en T 26 sur le tube central 20. Cependant, de telles garnitures d'étanchéité du fait qu'elles sont relativement grosses ou massives peuvent éventuellement donner lieu à des valeurs relativement importantes des contraintes thermiques qu'elles subissent dans certains cas d'application notamment lors de la mise en froid, d'où un risque de détérioration. Ce risque est pallié par le mode de réalisation selon la figure 2 qui représente un perfectionnement apporté au dispositif représenté sur la figure 1 Les éléments semblables à la figure 1 ont été désignés par les mêmes références. On a conservé le principe de la bague flottante à étan chiite à contacts respectivement radial et facial. Comme on peut le voir, la bague flottante 1 se compose de préférence de trois pièces annulaires 2,3,4 assemblées par exemple par vis 14. Les pièces annulaires 2,3,4 sont d'autre part pourvues d'évidements servant à loger les garnitures d'é tanchéité sans avoir à les déformer à cet effet. Les étanchéités respectivement radiale et faciale sont réalisées chacune par au moins une garniture annulaire par exemple bi-lèvres, à sections transversales en U, et de préférence au moins deux telles garnitures sont disposées en série dans la direction d'efficacité de l'étanchéité. Il a été représenté sur la figure 1 quatre garnitures annulaires bi-lèvres à section transversale en U 5,6,7,8 disposées dans des logements prévus à cet effet dans les pièces annulaires 2 et 3. Avantageusement, les lèvres sont maintenues en contact pressé avec les surfaces de contact correspondantes en étant écartées de préférence par un ressort annulaire 9 placé entre elles et constitué par exemple soit par un ressort hélicoïdal en particulier à ruban plat enroulé, soit par un ressort à lames conformé en U. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, la bague flottante 1 est guidée par au moins trois patins annulaires et de préférence quatre patins 10,11,12,13 comme représenté sur la figure 2. Avantageusement, le patin 10 est disposé entre les deux garnitures d'étanchéité radiales 5 et 6 et le patin 11 est disposé entre les deux garnitures d'étanchéité faciales 7 et 8. Ainsi, on obtient une étanchéité parfaite de la cavité annulaire 22 ainsi que tous les avantages techniques préalablement décrits pour le mode de réalisation perfectionné faisant l'objet de l'invention. L'invention est applicable aux fluides cryogéniques comme à tous type de fluides à véhiculer engendrant des phénomènes thermiques de contraction-dilatation, ainsi qu'à tout système dont les concentricités entre les parties fixe et mobile ne peuvent être parfaitement réalisées. Naturellement, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs diverses combinaisons. REVENDICATIONS 1.- Dispositif formant joint tournant pour fluide notamment cryooénique, selon la revendication 1, 3 ou 4 du brevet principal, comprenant une partie fixe et une partie rotative montée rotative relativement à la partie fixe, les moyens d'étanchéité au niveau de la liaison entre partie rotative et partie fixe comprenant une bague flottante à étanchéité à contacts respectivement radial et facial, caractérisé en ce que ladite bague flottante se compose d'au moins deux piècest annulaires assemblées et pourvues d'évidemments logeant des garnitures d'étanchéité radiale et faciale sans déformation préalable de celles-ci à cet effet. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague flottante (1) précitée se compose de trois pièces (2,3,4) annulaires assemblées par exemple par vis. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ét#anchéités respectivement radiale et faciale sont réalisées chacune par au moins une garniture annulaire, par exemple bi-lèvres. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les étanchéités respectivement radiale et faciale sont réalisées chacune par deux garnitures annulaires (5,6 et 7,8) bi-lèvres à section transversale en U, disposées en série dans la direction d'efficacité de l'étanchéité. 5.- Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les lèvres des garnitures précitées sont maintenues en contact pressé avec les surfaces de contact correspondantes en étant écartées, par exemple au moyen d'un ressort annulaire (9) placé entre elles. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bague flottante précitée est guidée par au moins trois patins annulaires. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bague flottante (1) précitée est guidée par quatre patins (10,11,12,13) dont l'un (10) est disposé entre les deux garnitures d'étanchéité radiale (5,6) précitées et l'autre (11) est disposé entre les deux garnitures d'étanchéité faciale (7,8).