BE366884A - - Google Patents

Description

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  Système de compression de gaz ou vapeur à haute pression et bourrage pour arbre en rotation. 



   Dans le domaine des gaz et vapeurs il est connu d'uti- liser des pressions élevées Dans le cas notamment de machines à vapeur il est établi que l'utilisation de pressions élevées, par exemple de   l' ordre   d'une centaine d'atmosphères , pré sente de multiplesavantages 
Il existe notamment un système dans lequel des vapeurs - à haute pression formées dans une chaudière sont envoyées vers un serpentin où elles sont surchauffées ; une partie des vapeurs surchauffées est transmise à une machine à vapeur telle qu'une turbine , l'autre partie , généralement la plus   importante  9 retourne dans la chaudière où elle chauffe   l'eau   à vaporiser . 



   Les pertes de charge dues au passage des vapeurs à travers le serpentin et de l'eau de la chaudière sont consi- dérables , aussi a-t-il été nécessaire d'utiliser une pompe destinée à compenser ces pertes de charges ; celle-ci aspire les vapeurs à haute pression de la chaudière et les refoule à une pression plus élevée vers le serpentin . 



   La principale difficulté rencontrée dans ce système réside dans les dispositifs d'étanchéité de la pompe , tels 

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 que bourrages des tiges et   segments   des   pistons ,   il existe en effet des fuites de vapeurs très   conséquentes   dues au fait que ces dispositifs d'étanchéité sont soumis à des différences de pressions extrêmement élevées . 



   Cesinconvénients sont d'autant plus marqués  qu'il   s' agit en général d'organes en mouvement alternatif notamment des bourrages des tiges de pistons dans le cas de pistons à double effet . 



   L' invention se propose de   remédiera   cet inconvénient en réduisant de façon notable les différences de pressions existant de part et d'autre de ces dispositifs d'étanchéité. 



   Dans ce but , l'une des faces de ces dispositifs d'étanchéité est disposée dans une enceinte où règne une pression de même ordre de grandeur que celle deshautes pressions mises en oeuvre , l'autre face de ces dispositifs étant soumise à l'action des   gaz ou   vapeurs créés dans l'installation . 



   La pression régnant dans l'enceinte susdite peut , suivant   l'invention ,   être égale à la pression des gaz ou vapeurs comprimés ou à comprimer. 



   La pression dans cette enceinte peut être obtenue au moyen de gaz de nature différente de celle des gaz ou vapeurs mis en oeuvre dans l'installation ; il suffit en général que les organes de la pompe ou analogue destinés à comprimer les gaz ou vapeurs susdits soient disposés dans une chambre où règne une haute pression telle que spécifiée précédemment . 



   L'un demoyens de réalisation consiste par   exemple   à disposer la pompe ou analogue ainsi que ses organes dans une chambre en   communication   avec lesgaz ou vapeurs 

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 sous pression comprimés ou à   comprimer ,   la commande de la pompe se faisant par un arbre en rotation traversant 'une paroi de la chambre , De cette façon et quel que soit le nombre d'éléments compresseurs (cylindre ou pompe en rotation) il n'existe qu'un seul bourrage soumis à des différences de pressions élevées ;

   de plus ce bourrage est traversé par un arbre tournant ce qui en facilite la réalisation , l'entretien et la surveillance , cet arbre en rotation étant par exemple le vilebrequin de la pompe 
L'invention se rapporte encore à un mode de réalisation      particulièrement avantageux de ce bourrage   0 Il   comporte essentiellement un ou plusieurs disques solidaires de l'arbre en rotation contre lesquels prennent appui ,;, par   l'intermé-   diaire d'éléments élastiques ,   l'Une   ou plusieurs couronnes guidées dans des rainures appropriées de la boite à bourrage. 



   Afin de réduire complètement les faites dans ce bourrage, la boite à bourrage peut être remplie d'un fluide sous pression, tel que de   l'huile .  A l'effet de donner à ce fluide une pression élevée , l'invention prévoit que les gaz ou vapeurs comprimés ou à comprimer arrivent par une conduite et pressent contre le fluide par l'intermédiaire d'un piston mobile ou d'une membrane déformable évitant tout mélange du fluide avec les gaz ou.vapeurs susdits 
Pour garantir l'étanchéité absolue de tout le système par rapport à l'extérieur , l'invention prévoit que la pompe ou analogue est commandée par un moteur électrique disposé dans une chambre remplie d'un gaz , par exemple de l'air ,

   sous une pression de même ordre de grandeur que les  hautes   pressions mises en oeuvre et que la liaison entre l'enceinte du moteur électrique et celle dans laquelle tourne l'arbre      

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 de la pompe est effectuée de façon à ce que la liaison susdite soit complètement   étanche ,   
De plus la réalisation de ce système est facilitée en disposant l'arbre de la pompe   et'l'arbre   du moteur dans le prolongement l'un de   l'autre .   



   Il,va de soi que l'on peut prévoir demoyens   pour   maintenir dans la chambre du moteur électrique une   tempé-   rature appropriée à la marche de   celui-ci .   



   Un autre mode de réalisation contenant les organes de la pompe de l'invention consiste à rendre le carter de la pompe absolument étanche et à mettre l'intérieur' de ce carter en communication avec des gaz ou vapeurs à haute pression . 



   Cette disposition convient quel que soit le type de pompe envisagé : pompes à pistons ou pompes rotatives . 



   Il est évident que , comme dans le cas précédent , la pompe peut être commandée par un moteur électrique logé dans une chambre à haute pression réuni au carter par une liaison étanche . Il peut être néanmoins utile de séparer les deux chambres par un bourrage tel que décrit précé-   demment .    



   L'invention ne se limite pas seulement à ces modes de réalisation mais s'applique à tout système dans lequel les organes de la pompe ou analogue sont contenus dans une enceinte renfermant des gaz ou vapeurs à haute pression. 



   Dans le cas où l'une ou l'autre des chambres à haute pression est remplie d'un gaz autre'que les gaz ou vapeurs à comprimer , l'invention prévoit que ces gaz   possèdent ,   éventuellement , des propriétés physiques spéciales par exemple en tant que lubrification , 

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Les dessins annexés indiquent à titre exemplatif et non limitatif différents modes d'exécution de l'invention. 



   Celle-ci s'étend aux diverses particularités   originales   que comportent les dispositions représentées 
La fig.l est une vue schématique de l'ensemble du système appliqué à une pompe à simple effet . ' 
La fig.2 est relative à un autre mode de réalisation appliqué à une pompe à double effet 
Les fig.3 et 4 sont relatives à l'emploi d'une pompe rotative et d'un bourrage pour un arbre en rotation , 
La fig.5 est une coupe agrandie de l'un des éléments du bourrage . 



   Dans le cas de la   fig.l   la chaudière schématisée par , la chambre 2 est la source de vapeurs à haute pression ces vapeurs sont aspirées à travers le conduit 2a par les pistons 3a et 3b de la pompe et sont ensuite refoulées sous une pression supérieure à travers le conduit 4 dans des récepteurs; appropriés .

   Le carter 3c de la dite pompe est entièrement noyé dans une chambre étanche 5 qui peut être mise en commu-- nication par une vanne 6 avec les conduits 2a ou 4 contenant les vapeurs à comprimer ou   comprimées ,    l'intérieur   du carter      communiquant librement avec la chambre 5 
De cette façon les fuites possibles sont en grande partie supprimées du fait que les organes d'étanchéité et ' notamment les segments des pistons sont soumis à des diffé- rences de pressions très réduites et égales au maximum au degré de compression. de la pompe . 



   De même la vanne 6 peut être disposée dans une chambre étanche   6a;   en communication avec les conduits 2a ou 4 ou encore la chambre 5. 

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   , Le vilebrequin 3f de la pompe se prolonge à travers ' la paroi de la chambre 5 et traverse un bourrage 7 qui sera décrit en détail plus loin.; l'arbre tournant dans ce bourrage est   accouplé   d'une manière quelconque avec   - l'arbre   du rotor d'un moteur. électrique 8. 



   : Dans le but de rendr'e   l'installation   absolument étanche le dit moteur électrique est disposé dans une autre chambre étanche 9 dans laquelle règne une pression de même ordre de grandeur que les pressions des vapeurs mises en oeuvre . 



   La boite du bourrage ,7 est établie de façon à relier les chambres 9 et 5 de telle sorte que les enveloppes de ces chambres et la boite à bourrage forment un tout complètement   hermétique .   



   I1 est bien entendu possible de réunir les chambres 9 et 5 par une liaison étanche autre que la boite du bourrage ; ce bourrage peut.cependant être utile afin d'éviter le mélange des gaz ou   vapeurs remplissant   les dites'chambres , 
La température dans la chambre 9 peut être maintenue par des moyens extérieurs à une valeur appropriée au bon fonctionnement du moteur. 



     .. Dans   le cas ou la chambre 5 est en communication avec une .source de gaz sous pression analogue en tant que .propriétés physiques à celui de la chambre 9 , l'invention prévoit de réunir en une seule les chambres 9 et 5 ce qui permet la suppression du bourrage   7   ainsi que la réunion de la pompe 3 et du moteur 8 sous une forme très compacte. 



   La   ig.2   est une variante dans laquelle le carter 3c de la pompe est rendu étanche mais n'est plus disposé dans 

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 une enceinte telle que 5. 



   L'intérieur de ce carter ,est dans le cas de la figure mis en communication avec le conduit 4 contenant les vapeurs comprimées , suivant l'invention ,  le   mot "carter" s'applique aussi bien au carter proprement dit de la pompe qu'à toute l'enve- 
 EMI7.1 
 loppe de celle-ci , et s'enteê:t:9..une façon générale à l'en- :':.:'l , -J :-$ veloppe de tous les espaces de la pompe où les vapeurs.. "';. '8r comprimées ou à comprimer ne devraient pas agir et où des: ',-:

   fuites pourraient se produire 
L'intérieur du carter peut , ainsi que dans le cas de' la fig.l , être mis 9 à volonté ,en communication avec les vapeurs comprimées ou à comprimer 
La disposition figurée dans laquelle le carter est' en communication avec des gaz ou vapeurs à haute pression convient.-' quel que soit le type de pompe envisagé et s'applique avan- ' tageusement dans le cas d'une pompe rotative . 



   Les fig.3 et 4 sont relatives à cette éventualité-,..-', 
 EMI7.2 
 !f'""" 'f;.;'- , if-t. 



  Dans cette réalisationles vapeurs à comprimer arrivent 
 EMI7.3 
 .. t ;-< . ',: par le conduit 2a et sont refoulées dans le conduit 4 'la. "; /" '-*'<' :' :t flèche X indiquant le sens de rotation de la pompe . L'arbre 
 EMI7.4 
 10 de cette pompe est légèrement inférieur au diamètre itité" -0.-" ßr' " . ;7,' ,'; ,N, rieur de l'enveloppe 10a de façon à ce que desfluides   gaz-   
 EMI7.5 
 f .<: ;;it.:'; ou liquides) à haute pression introduits par le conduüsl,OlY .;25, puissent pénétrer jusqu'à l'espace 10d du rotor de la pomp ,..'=-' 
La fig.4 est également relative à un bourrage pour., arbre tournant convenant particulièrement dans les divers 'cas, 
 EMI7.6 
 \ ./ o, 1....i ;

   envisagés par la présente iriventioii - bzz      Celui-ci comporte deux disques pleins tels que 11 soli- 
 EMI7.7 
 ,t::, t'Q daires de l'arbre 10 sur lesquels prennent appui par l' 3:ritèr , ";; 

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 médiaire d'éléments élastiques, tels que des ressorts lla (fig.5) des couronnes telles que llb ; ces couronnes sont guidées dans des rainures appropriées de la boite du bourrage . Le nombre de couronnes n'est pas limité . 



   A l'effet d'empêcher'les fuites   ,par   les joints du bourrage , un fluide à haute pression est introduit par le conduit 12b dans la boite du bourrage ..Ce fluide est avantageusement constitué par de l'huile qui assure en plus une bonne lubrification . 



   La pression du fluide est obtenue par exemple par les vapeurs comprimées ou à comprimer qui arrivant par l'e con- duit 12a pressent contre un piston mobile 12 où une mem- brane flexible de manière à éviter le mélange du,fluide avec vapeurs , 
Dans les différents cas envisagés précédemment les gaz remplissant les chambres ou le carter peuvent présen- ter des propriétés physiques spéciales par exemple en tant que lubrification , Ils peuvent par exemple comporter une suspension de liquide lubrifiant assurant un graissage meilleur des organes en mouvement relatif . 



    REVENDI'CATIONS.   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. !.. Système de compression des gaz ou vapeurs dans lequel ces gaz ou vapeurs déjà à haute pression sont surcomprimés en vue de leur utilisation dans des récep- teurs appropriés ,caractérisé à en ce que afin'd'améliorer ,le fonctionnement des dispositifs d'étanchéité employés' , tels que bourrages des tiges et segments de pistons , soumis par l'une de leur face à l'action de la'haute pression , l'autre face de ces dispositifs est disposée dans une enc,einte où règne une <Desc/Clms Page number 9> pression de même ordre que les hautes pressions mise oeuvre , cette pression étant égale , par exemple , à la pression des gaz ou vapeurs comprimés ou à comprimer ? 2.

   Système de compression suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de la pompe ou EMI9.1 , j= ;0¯, .:f2i' analogue destinés à comprimer les gaz ou vapeurs susd:tteS"':"""1''\j'{:, sont disposés dans une chambre où règne une haute pression EMI9.2 telle que spécifiée dans la revendication 1. ',$.'. '' 3. Système de compression suivant les revendiacations EMI9.3 '3 ,., . ¯,, ,= let2)Caractérisé en ce que le carter -de fi#.- pompe ainsi que les organes y contenus sont disposés dans une chambre ou enceinte contenant des gaz à haute pression, 4.

   Système de compression suivant les revendications- 1 et 2,caractérisé en ce que le carter de la . pompe ou analogue ainsi que les organes y contenus , sont.?'. disposés dans une chambre ou enceinte en communication avec les gaz ou vapeurs sous pression comprimés ou à comprimer.

   5. Système de compression suivant les revendications EMI9.4 là4-tCaractérisé en ce que entre les organes .actifs de la pompe par exemple les pistons et la machine d'entrainement de la dite pompe , il n'existe qu'un seul bourrage , le dit bourrage étant traversé par un arbre en rotation par exemple l'arbre du vilebrequin Système de compression suivant la revendication 5, caractérisé en ce 'que dans le cas où le fluide employé est un liquide ,la pression de celui-ci est obtenue par exemple par l'action des gaz ou vapeurs comprimés ou à comprimer 7.

   Bourrage pour arbre en rotation pouvant convenir particulièrement pour la réalisation du bourrage spécifié dans <Desc/Clms Page number 10> la revendication 5 , c a r a c t é r i s é en ce qu'il comporte un ou plusieurs disques solidaires de l'arbre en rotation et contre lesquels' prennent appui par l'inter- médiaire d'éléments élastiques une ou plusieurs couronnes guidées dans des rainures appropriées de la boite du .bourrage .

   8. Bourrage.suivant la revendication 7 , c a r a c- t é r i s é en ce que la boite du dit bourrage est remplie d'un fluide sous pression tel que de l'huile , la pression du dit fluide pouvant être égale à celle des vapeurs ou gaz comprimés ou à comprimer .

   9. Bourrage' suivant la revendication 8 , c a r a c-- t é r i s é en ce que la pression du fluide est créée par les gaz ou vapeurs comprimés ou à comprimer arrivant par une conduite dans laquelle est disposé un piston ou paroi mobile destiné à séparer le fluide susdit des-gaz ou vapeurs à haute pression .

   10. Système' de compression suivant les revendications 1 à 9 ,c a r a c t é r i s'é en ce que la pompe ou analogue est entraînée par un moteur électrique disposé dans une enceinte.comportant un gaz' , par exemple de l'air, sous une pression de même ordre que la haute pression mise en oeuvre , la liaison entre l'enceinte du moteur électrique et l'enceinte dans laquelle tourne.l'arbre de ' la pompe étant effectuée par une liaison étanche , un bourrage pouvant être disposé entre les dites enceintes de manière à éviter le mélange des gaz ou vapeurs de celles...ci .

   11. Système de compression suivant la revendication 10 ,c a r a c t é r i s é en ce que les gaz de la <Desc/Clms Page number 11> chambre du moteur sont identiques à ceux de la chambre de la pompe .

   12. Système de compression suivant les s revendications 10 et 11 , c a r a c t é r i s en Ce que l'arbre de la pompe par exemple le vilebrequin , l'arbre tournant dans le bourrage et l'arbre du moteur électrique sont dans le prolongement l'un de l'autre .

   13. Système de compression suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes ,caractérisé é en ce que le carter de la pompe est étanche et est en communi- cation avec une source de fluide sous pression de même ordre de grandeur que les hautes pressions mises en oeuvre 14. Système de compression suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes ,caractérisé é en ce que le carter d' une pompe rotative est mis en communication avec une source de fluide sous pression.

   15. Système de compression suivant les @evehdications 1 à 14 , c a r a c t é r i s é en ce que les gaz utilisés pour remplir l'une ou l'autre des chambres à haute pression présentent des propriétés physiques déterminées par les conditions de marche de la machine , par exemple en maintenant dans les dits gaz une suspension ou émulsion d'un liquide lubrifiant , 16. Système de compression de gaz ou vapeur à haute pression et bourrage pour arbre en rotation , réalisés et mis en oeuvre en substance de la façon décrite ou comme r epré senté à titre d'exemplepar losdessins annexés .