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"Garniture métallique d'étanchéité pour compresseurs de gaz 9 pressions très élevées
La présente invention concerne une garniture métalli- que d'étanchéité, destinée à obvier aux difficultés qu'on rencontre dans la compression de gaz jusqu'à l'ordre de grandeur de1000 atm., pour l'étanchéité de'pistons de pompe et de tiges de piston; difficultés qui se présentent notam- ment dans la fabrication de l'ammoniaque suivant le procédé
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Haber et des procédés analogues.
L'invention est basée sur l'idée bien connue, consistant à employer, pour réaliser l'étanchéité, un certain nombre de segments d'étanchéité en alliages métalliques appropriés et à appliquer les diffé- rents segments d'étanchéité, contre la tige ou piston dont on veut réaliser l'étanchéité, par la pression dont on dispose dans chaque cas.
L'invention se rapporte la forme particulière donnée aux segments d'étanchéité et à la répartition de cette pression sur caux-ci. Chaque segment d'étanchéité constitue un élément composé par trois bagues d'un e forme particulière propre. Sur ce segment s'exerce, par des surfaces inclinées, une pression radiale, qui dépend de la valeur de la pression du gaz arrivant et de celle du gaz s'échappant a travers ce segment d'étanchéité jusqu'au dernier segment, jusqu'à ce que le dernier segment, d'étanchéité ne permette plus aucune fuite de gaz.
En outre de la forme particulière propre des segments d'étanchéité, il y a encore lieu de noter que l'angle des faces inclinées à poussée radiale, pour le pre- mier segment d'étanchéité rencontré d'abord par le gaz forte- ment comprimé, est très ouvert et donne ainsi une forte com-' posante radiale, et devient ensuite toujours de plus en plus petit jusqu'au dernier segment d'étanchéité.
Sur le dessin ci-joint, la fig.1 représente une vue en coupe longitudinale, avec une vue en arrachement d'un seg- ment, tandis que le fig.2 représente une vue en coupe trans- versale de la garniture d'étanchéité suivant la ligne A-B de la fig.1. a désigne la tige de piston de la pompe ; b1b2b3b4 sont les parties de la botte intérieure de la garniture, qui sont logées dans une enveloppe extérieure ¯2 dans une position
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fixe.
d, d1, d2 désignent les bagues de chacun des segments d'étanchéité, qui sont rodées de façon à s'appliquer de manière étanche l'une contre l'autre sur leurs faces de contact et qui présentent sur les côtés des faces inclinées e e ayant la même inclinaison.Les bagues d d1 d2 sont fen- dues de manière connue, et les fentes des trois bagues sont décalées l'une par rapport à l'autre, également de manière connue. ! et g désignent des pièces de coin, logées dans des évidements des boîtes b1 à b4, ces pièces de coin a'emboitent exactement l'une dans l'autre et leurs faces inclinées s'appliquent contre les faces inclinées ;
la pièce de coin 1 est soumise à la poussée d'un ressort h, La face inclinée présente, pour le premier segment d'étanchéité, un angle d'environ 85 , qui diminue graduellement en passant par 80 et 70 jusqu'au quatrième segment d'étanchéité, ou l'inclinaison est d'environ 60 .
Le mode de fonctionnement est le suivant:
La pression; arrivant de droite (fig.1) agit d'abord sur la face f1 de la pièce de coin et appuie ainsi les trois bagues d d1 d2 contre la pièce de coin g. Par suite des actions de coin sur les deux côtés, les bagues d d1 d2 sont poussées radialement contre la tige a, La grandeur de l'angle d'inclinaison (85 ), qui est voisine de la limite pour laquelle le frottement arrêterait tout effet de coin, produit une composante radiale de poussée d'une faible va- leur correspondante.
La forme en T de la bague d'étanchéité d est également importante, en ce que la barre transversale du T empêche que gaz sous pression s'échappe en quantité unîsible directement derrière les bagues d'étanchéité d1 d2, étant donné que le gaz sous pression s'échappant derrière . la bague d1 est ramené par cette barre transversale contre
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la tige de piston a. Il peut se produire une poussée radiale f aible, par suite d'une pression de gaz s'échappant derrière les trois bagues. Le gaz sous pression, passant de la face f1 derrière la face f2, trouve son chemin essentiellement fermé par la face g1. Le gaz sous pression, qui s'est échappé le long de la tige a, arrive au deuxième segment d'étanchéité, où le même jeu se répète.
Le ressort de poussée h sert essentiellement à exercer, au commencement de l'opération de compression, une poussée axiale initiale et à empêcher un mouvement de va et vient de la pièce de coin f. Des bagues sphériques i permettent aux segments d'étanchéité, constitués par les pièces d d1 d2 f g, de s'adapter des mouvements pendulaires de la tige de piston.
La chute de pression de b1 en b2 pour une pression maximum de 1000 atm. est d'environ 400-500 atm., de b 2 en b3 elle est de 300-400 atm., en ]5, il n'existe plus aucune pression, tout au plus des gaz s'échappant sans pression.