Brevet FR2624488A1 — publié le 19890616

La présente invention concerne un sas à roue cellulaire en vue du dosage de produit en vrac se composant d'un carter équipé d'une ouverture d'entrée supérieure et d'une ouverture de sortie inférieure ainsi que de deux chapeaux de palier latéraux, dans lesquels est disposé l'arbre d'une roue cellulaire, qui comprend plusieurs cloisons de roue cellulaire s'étendant depuis l'arbre Jusqu'à la paroi interne du carter entre deux disques latéraux circulaires, contre la surface frontale desquels, tournée vers le chapeau de palier adjacent, dans la zone de leur plus grand diamètre, s'applique un anneau de glissement guidé, fixe en rotation, mais déplaçable axialement dans le chapeau de palier correspondant. Dans ce sas à roue cellulaire fabriqué et commercialise par le demandeur depuis quelques temps, les deux anneaux de glissement sont en matière plastique a base de polytétraflUoréthylène et servent à l'étanchéite des chambres respectives entre les disques latéraux de la roue cellulaire et les chapeaux de palier correspondants contre la pénétration de parties sous forme de poussière du produit en vrac. En outre, les anneaux de glissement empechent un écoulement d'air de fuite qui- se produirait autrement dans le cas d'une pression différentielle apparaissant entre le côté d'entrée et le côté de sortie du sas à travers ces chambres. A cette fin. chaque anneau de glissement est pousse contre le disque latéral correspondant au moyen de ressorts hélicoïdaux de compression sous precontrainte répartis sur la periphérie du chapeau de palier correspondant et s'appuyant contre celui-ci. Il s'est avéré que les conditions de friction et les forces qui apparaissent à proximité des surfaces glissant l'une sur l'autre de l'anneau de glissement et du disque latéral sont difficilement prévisibles ou calculables par avance, car elles dépendent de nombreux paramètres qui sont variables partiellement également en fonction du temDs. ainsi par exemple de l'appariement de matériau anneau de glissement / disque latéral, de la différence de pression entre le côté d'admission et le coté de sortie du sas et de l'état d'usure de l'anneau de glissement. A cela s'ajoute que les ressorts hélicoïdaux de compression provoquent à proximité de leur surface d'appui respective sur l'anneau. de glissement une friction locale de celui-ci. Mais avant tout la précontrainte des ressorts hélicoïdaux de compression et ainsi la force d'application de pression de l'anneau de glissement respectif sur le disque latéral associé diminue lorsque l'usure de l'anneau de glissement croit. Du fait que pour des raisons d'une durabilite maximale des anneaux de glissement de par exemple plus d'une année, on ne choisit pas la force d'application de pression initiale plus grande que nécessaire à l'obtention de l'effet d'étancheité recherché. cet effet d'étancheité se detériore au cours de l'exploitation du sas. On pourrait certes remédier théoriquement à ceci par réglage ultérieur manuel de la précontrainte des ressorts hélicoïdaux de compression & des intervalles réguliers, par exemple mensuels, cependant ceci exigerait un surcoût structural considérable sous la forme d'un dispositif de rattrappage de Jeu correspondant et en outre accroîtrait également considérablement le coût de l'entretien du sas. Par conséquent la force d'application des anneaux de glissement sur le sas sortant d'usine est fréquemment réglée à une valeur supérieure à celle nécessaire pour. l'étanchéité optimale. L'usure accrue ainsi provoquée raccourcit cependant la durée de vie des anneaux de glissement. L'invention a pour objet, dans un sas à roue cellulaire du type indique dans le préambule, d'améliorer l'étanchéité axiale sans que ceci ait un effet sur la durabilité des anneaux de glissement et éventuellement également des disques latéraux de la roue cellulaire. Ce problème est, conformément à l'invention, résolu par le fait que chacun des anneaux de glissement peut être pressé au moyen d'un fluide sous pression sur le disque latéral correspondant. L'idée se trouvant à la base de cette solution est de solliciter les anneaux de glissement avec une force de maintien indépendante de la course, constante et entièrement répartie uniformément sur la périphérie. Ceci est effectué de la manière la plus avantageuse par le fait que le fluide sous pression est amené par l'intermédiaire d'un régulateur de pression réglé de manière appropriée. Les inconvénients cités dans le préambule des sas connus sont ainsi supprimes. Une forme de realisation avantageuse de ce sas a roue cellulaire en ce qui concerne la construction réside dans le fait que chacun des anneaux de glissement est réalisé à la manière d'un piston annulaire et est guidé de façon étanche dans une rainure annulaire axiale du chapeau de palier correspondant, et dans le fait que le fluide sous pression peut être amené par l'intermédiaire d'un raccordement débouchant dans la chambre annulaire entre le fond de la rainure et la surface frontale extérieure annulaire de l'anneau de glissement. Selon une autre forme de réalisation avantageuse, un blocage en rotation et une limitation de course pour les anneaux de glissement sont réalisés au moyen d'une broche, dont la partie saillant au delà du chapeau de palier correspondant peut servir simultanément d'indicateur d'usure. Un allégement indésirable de la pression sur les anneaux de glissement au point d'ancrage respectif des broches peut être empêché en entourant la partie de la broche saillant du chapeau de palier par une coiffe transparente reliée de façon étanche a la pression au chaDeau de palier. Dans les formes de réalisation jusqu'ici décrites du sas. la valeur de réglage de la force de maintien de la pression du fluide sous pression engendrant celle-ci doit être choisie élevee de sorte que les forces de friction entre les anneaux de glissement et leur guidage dans les chapeaux de palier puissent être vaincues en toute sécurité. Comme l'amplitude des forces de friction s'opposant à la force de maintien ne peut pas être déterminée d'avance avec précision, un certain supplément de sécurité au-dela de la valeur souhaitée est nécessaire, etc., également en tenant compte du fait que les forces de friction précitées peuvent encore croître au cours de l'exploitation du sas, et autres, parce que la penetration de faibles quantités de poussière dans les guidages d'anneaux de glissement respectifs ne peut jamais être complètement exclue. En fin de compte, par conséquent au moins durant le début de l'exploitation du sas, la force de maintien exercée sur les anneaux de glissement et par suite l'usure de ceux-ci est plus grande que nécessaire, même si cette usure supplémentaire est plus faible que dans le cas des sas & roue cellulaire connues. En vue d'éviter cet inconvenient, il est proposé selon l'invention, de façonner le sas à roue cellulaire en reliant les raccordements de fluide sous pression à la sortie d'un élément OU à commande pneumatique, à une entrée duquel est appliquée une pression de maintien correspondant à une force d'application de pression prescrite de l'anneau de glissement et. à l'autre entrée duquel peut être appliquée temporairement par l'intermediaire d'une électro-vanne une pression de déplacement plus élevée, correspondant à une force de déplacement prescrite, et ainsi d'amener la force de maintien temporellement constante à sa valeur optimale, d'engendrer cependant à des intervalles périodiques seulement temporairement une pression de déplacement sensiblement plus elevee, qui surmonte de façon sûre les forces de. friction par adhérence s'opposant au rajustage des anneaux de glissement. Comme la force de déplacement n'agit que temporairement, la force d'application de pression accrue en résultant n'occasionne pratiquement aucune usure accrue. Une autre amélioration du sas a roue cellulaire est remarquable par le fait que les chambres entre les chapeaux de palier et le disque latéral correspondant de la roue cellulaire sont réalisées sous la forme d'une chambre de pression et peuvent être alimentées avec un fluide de blocage, dont la pression est supérieure à la pression maximale regnant dans l'espace interne du sas. Un sas a roue cellulaire selon l'invention est representé schématiquement simplifié à titre d'exemple sur les dessins annexés. La figure 1 est une coupe longitudinale. La figure 2 représente a grande échelle le détail "X" de la figure 1. - Le sas à roue cellulaire se compose d'un carter 1, possedant en haut une ouverture d'entrée 3 ainsi qu'en bas une ouverture de sortie 4, et dans la chambre interne duquel est disposée une roue cellulaire. La roue cellulaire se compose d'un arbre 5, qui est monté à rotation et de façon étanche dans les chapeaux de palier la et lb du carter 1, et auquel sont fixées plusieurs cloisons de roue cellulaire 6 constituées par des plaques de métal, dont les bords frontaux radialement externes 6a sont adJacents à la paroi interne du carter 1. Les cloisons 6 de la roue cellulaire s'étendent entre des disques latéraux, dont chacun se compose d'une plaque circulaire interne O10a, lob et d'un disque de glissement annulaire extérieur lia, llb. En vue de l'étanchéité axiale, sur les disques de glissement ila, llb s'appuient des anneaux de glissement 12a, 12b, qui sont de preférence en une matière plastique à base de polyteétrafluorethylène. Chacun des anneaux de glissement lia, llb est réalisé à la manière d'un piston annulaire, qui est disposé de façon étanche dans une rainure annulaire axiale du chapeau de palier correspondant la, lb. Ainsi qu'il ressort clairement de la figure 2, cette rainure annulaire est limitée par le chapeau de palier, par la paroi interne 1' du carter 1 et par un anneau de guidage 15 vissé sur le chapeau de palier correspondant lb. L'étanchéité s'effectue au moyen de joints annulaires d'étanchéité 16, 17, 18. Entre le fond des deux rainures annulaires et la surface frontale dirigée vers l'extérieur, formant d'une certaine manière le fond du piston des anneaux de glissement correspondant 12a, 12b, est ménagée une chambre annulaire référencée 20 sur la figure 1, dans laquelle débouche un raccord d'air comprime 21a. 21b. Ces raccords d'air comprimé 21a. 21b, peuvent être alimentés par l'intermédiaire de canalisatiorns22 en air comprimé. Dans la mesure ou cet air comprimé est délivre par l'intermédiaire d'un detendeur réglé de façon fixe, les anneaux de glissement 12a, 12b sont sollicités par une force dite de maintien constante indépendante de l'usure. En effet, il faut considérer que les anneaux de glissement 12a, 12b sont guidés dans leurs rainures annulaires axiales respectives avec tne certaine friction, qui est déjà conditionnée par les Joints annulaires d'étanchéité 16, 17 et 18 et peut encore s'accroître au cours de l'exploitation par suite d'accumulation de poussières qui ne peuvent pas être complètement évitées. La friction par adhérence est notoirement plus grande que la friction de glissement. Afin de pouvoir vaincre en toute sécurité les forces de friction par adhérence, la canalisation 22 selon la figure 1 est reliée à la sortie d'un élément OU pneumatique 43. A l'entrée droite de celui-ci est appliquée une pression dite de maintien p., qui est engendree à partir d'une source d'air comprimé 41 de pression. plus élevée au moyen d'un régulateur de pression 42. La pression de maintien pl est réglée sur le régulateur de pression 42 de sorte- que les anneaux de glissement 12a, 12b, sont poussés contre les disques de glissement respectifs lia, llb avec une force qui correspond & un compromis optimal entre une étanchéité la meilleure possible et une usure la plus faible possible non seulement des anneaux de glissement 12a, 12b mais également des plaques de glissement lia, llb. A partir de la même source de pression 41 est engendrée, par l'intermédiaire d'un autre régulateur de pression 45. une pression de déplacement p2 supérieure à la pression de maintien pi. Cette pression de déplacement pz est appliquée par l'intermédiaire d'une électro-vanne 44 à des intervalles de temps périodiques seulement temporairement à l'autre entree gauche de l'élément OU 43. L'électro-vanne 44 reçoit les impulsions de commande temporaires, périodiques, nécessaires à cet effet d'un circuit de commande électrique 46. La figure 2 represente en détail le blocage en rotation prévu pour les anneaux de glissement 12, ici pour l'anneau de glissement 12b. Celui-ci se compose d'une broche 30 vissée dans l'anneau de glissement 12b, qui s'étend vers l'extérieur à travers le chapeau de palier lb. La partie saillant du chapeau de palier lb de la broche 30 sert simultanément d'indication pour l'usure de l'anneau de glissement 12b. En vue de la limitation de la course ou du trajet de raJustage de cet anneau, est disposé à l'extrémité de la broche 30 un disque 31, qui parvient dans le cas d'un anneau de glissement très usé en appui sur un épaulement 32a d'une 36 coiffe transparente 32, qui entoure de façon étanche à la pression la partie de la broche 30 saillant du chapeau de palier lb. La surface frontale extérieure de la broche 30 est par conséquent sollicitée par la même pression que l'anneau de glissement 12b. Si on avait par contre dispose la broche 30 de façon à rendre simplement étanche son passage guidé à travers le chapeau de palier lb vers l'extérieur, l'anneau de glissement 12b aurait été privé de pression sur une surface correspondant à la section de vissage dé la broche 30. Afin de maintenir au maximum exemptes de poussière les chambres 50a, 50b (cf. figure 1) entre les chapeaux de palier la et lb et les disques latéraux respectifs de la roue cellulaire et aussi afin de protéger contre les dépôts de poussiere non seulement les surfaces - de guidage pour les anneaux de glissement 12a, 12b, mais également les paliers pour l'arbre 5, il est recommandé d'alimenter ces chambres avec une pression dite de blocage. Les raccords 51a, 51b dans les chapeaux de palier la, lb servent à cette fin. L'alimentation en air comprimé non représentée peut s'effectuer à partir de la même source d'air comprime 41, pour autant que la pression de celle-ci soit toujours supérieure à la pression maximale régnant dans l'espace interne du sas R E V E N D I C A T I O N S 1.- oSas à roue cellulaire en vue du dosage de produit en vrac, se composant d'un carter équipé d'une ouverture d'entrée supérieure et d'une ouverture de sortie inférieure, ainsi que de deux chapeaux de palier latéraux, dans lesquels est disposé l'arbre d'une roue cellulaire, qui comprend plusieurs cloisons de roue cellulaire s'étendant depuis l'arbre jusqu'à la paroi interne du carter entre deux disques latéraux circulaires, contre la surface frontale desquels, tournée vers le chapeau de palier adjacent, dans la zone de leur plus grand diamètre, s'applique un anneau de glissement guidé, fixe en rotation, mais déplaçable axialement dans le chapeau de palier correspondant, caractérisé en ce que chacun des anneaux de glissement (12a, 12b) peut être pressé au moyen d'un fluide sous pression sur le disque latéral correspondant (10a, la; lOb, llb). 2.- Sas à roue cellulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des anneaux de glissement (12a, 12b) est réalisé a la manière d'un piston annulaire et est guidé de façon étanche dans une rainure annulaire axiale du chapeau de palier correspondant (la, lb) et en ce que le fluide sous pression peut être amené par l'intermédiaire d'un raccordement (21a, 21b) débouchant dans la chambre annulaire (20) entre le fond de la rainure et la surface frontale extérieure annulaire de l'anneau de glissement. 3.- Sas à roue cellulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à chaque anneau de glissement (par exemple 12b) est reliée de façon rigide une broche (30) formant un blocage en rotation, qui sort à travers le chapeau de palier (lb) et est réalisée sous la forme d'une limitation de course pour l'anneau de glissement. 4.- Sas a roue cellulaire selon la revenaication 3, caractérise en ce que la partie de la broche (30) saillant du chapeau de palier (lb) est entouree par une coiffe transparente (32) reliée de façon étanche à la pression au chapeau de palier (lb). 5.- Sas à roue cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les raccordements de fluide sous pression (21a, 21b) sont reliés à la sortie d'un élément OU (43) à commande pneumatique, a une entree duquel est appliquée une pression de maintien revendications 1 a 5, caractérise en ce que les chambres (50a, 50b) entre les chapeaux de palier(ia, lb) et le disque latéral correspondant de la roue cellulaire sont realisees sous la forme d'une chambre de pression et peuvent être alimentées avec un fluide de blocage, dont la pression est supérieure à la pression maximale regnant dans l'espace interne du sas.