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Il Joint, en particulier pour haates pressions et températures Il
Pour lesjoints des piècesfixes ou mobiles les ânespar rapport aux autres, en particulier pour de hautes températures et de hautes pressions, on donne fréquenment une dureté aussi grande que possible aux pièces dont il s'agit d'assurer l'étan- chéité relative, telles que les sièges de soupape en acier chromé aa nickel, et on les rode. D'antre part, pour les sou- papes à piston on connaît des joints tendres en amiante, caoat chouc ou matières analogues. Les joints dars se déforment sous l'action de tensions dues à la chaleur et perdent leur étanché- ité; quant aux joints tendres, leur usure est très considéra- ble .
On a aussi appliqué des tranche s dures sur des sièges plus tendres, mais dans ce cas la matière tendre du siège est bientôt détériorée.
L'invention permet d'obtenir un joint particulièrement durable, l'une des deux pièces coopérant entre elles étant par- ticulièrement tendre, par exemple en cuivre tendre, laiton tendre
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bronze tendre, fer tendre, zinc étain ou plomb et entoarée d'ane montnee très près de la surface da siège, tandis que l'aatre partie est dare et recouvra très complètement par une surface d'étanchéité la surface libre de la partie tendre.
De cette façon la partie tendre assurant l'étanchéité s'adapte à la partie dure, par suite de l'action conjuguée qui se pro- dait en service, de façon telle qu'on obtienne une étanchéité parfaite, même lorsque l'une des pièces se déforme, sans qu'il se produise toutefois sar cette pièce la moindre action de cisaillement ou d'autres détériorations.
Le dispositif conforme à l'invention est pe rticulierement avantageux pour les soupapes, la portée du plateau ou du siège ayant la forme d'un anneau en matière tendre entoaré sur trois xxxxxxx côtés de sa section. Dans ces conditions la surface d'étanchéité dure s'appliqae sur la surface tendre, même lors- que le plateau subit des déformations appréciables, de façon à assurer une bonne étanchéité dans tous les cas. Il est avan tageax de faire en sorte que le siège et le plateau, ne pussent pas tourner l'an sur l'autre pour qu'il ne soit pas nécessaire d'assuré continuellement une nouvelle adaptation de la partie tendre da siège à an plateaa défo rmé et devenu par exemple dissymétrique.
Il importe également, pour les sièges en matière tendre, que l'insertion dans la monture pl as dure s oit telle que la surface de la garniture tendre soit an peu en retrait par rap- port à celle de l'encastrement. On évite ainsi de façon plus sûre la formation de cannelures ou une autre usure analogue de la garniture tendre, car dans ce cas le coarant de liquide, de vapeur ou de gaz passe sur la matière tendre, grâce à son inertie, sans provoquer de frottement particulièrement énergi- que.
Un autre dispositif avantageux est celui dans le quel une partie contient une garniture particulièrement dure venant en contact avec la garni tare tendre de l'autre partie. Ceci as-
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sare une bonne résistance à l'usure et permet d'éviter toat écrasement transversal exagéré da métal tendre.
Une autre particalarité préciease de l'invention consiste en ce qu'un corps d'étranglement est rapporté sur l'une des deux pièces d'étanchéité de façon à produire an point d'étran- glement très étroit dans le voisinage des petites ouvertures de la s oapape , à an endroit éloigné des surfaces d'étanchéité proprement dites (sar le côté de la partie la plus dare oa sur la montare de la pa rtie la plas tendre). On évite ainsi les vitesses d'écoalement élevées et nuisibles à l'endroit du. joint et les vitesses d'écoulement les plas élevées ainsi que l'asa- re sont reportées à an endroit où leur action n'est pas naisi- ble, sans qu'il se produise de tourbillons nuisibles comme ceux qae l'on constate dans les autres dispositifs de protec- tion sur les deux pièces d'étanchéité.
L'application da corps d'étranglement sar la partie la plus dare est d'une part particulibrement avantagease,la par- tie la plas tendre étant suffisamment protégée par sa montare , et d'autre part le corps d'étranglement peat être monté direc- tement près de la cannelure contenant le métal tendre,les gran des vitesses d'écoalement ne se produisant alors que sar le cô té de la partie la plas dare et n'ayant pas d'action naisible.
Pour assarer le dégagement complet de l'ouverture d'ane soupape, on introdait avantageusement la partie la plas dare dans l'ouverture de passage, le corps d'étranglement se trou- vant alors, lorsque la soupape est ouverte, en dehors da tra- jet saivi par l'éconulement
L'invention est particulièrement applicable aax soupapes plateau, soupapes à piston et tiroirs.
Les dessins annexés montrent plusieurs exemples de réali- sation de l'invention.
Les figs. 1, 2 et 3 sont des coapes longitudinales de dif- férentes soupapes d'arrêt.
Les figs. 4,5 et 6 sont des coupes transversales par- tielles de sièges de différentes formes convenant bien aassi
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pour des soupapes automaiques oa des soupapes de distribution de machines à piston.
Les f:igs. 7 et 8 sont des élévations,moitié en coupe, de différentes soupapes de distribution,
La fig. 9 est une coupe transversale , avec élévation partielle, d'an segment de piston conforme à l'invention.
La fig. 10, est une coupe de la partie principale d'une soapape à piston.
La fig. 11 est un détail, à une plus grande échelle,de la partie assurant l'étanchéité dans une position de petite ouverture.
La fig 12 est une coupe correspondante pour une grande ouverture.
La fig. 13 est une coupe d'une variante de joint.
La fig. 14 est une coupe d'une autre variante de joint.
Dans la fig. 1 le corps d'une soupape d'arrêt à haate pression de type conna contient an plateau de soapape 1 et, à l'interieur de ce plateau, une bague 2 encastrée par nata- ge, en cuivre ou en autre matière analogue telle que l'une de celles qui sont indiquées plus haat . Le siège 3 usiné dans la traverse de la soupape, est comme d'habitude en fonte re- lativement dure ou en acier coulé.
Lorsque des pièces quelcon- ques se déformant, la bague de garniture tendre 2 s'adapte de façon étanche au siège plus dur 3 Des nervures de guidage 4 du plateau de soapape sont guidées dans des cannelures du col 5 du corps de la soupape de façon à empêcher toute rotation du plateau, ce qui fait que ce sont toujours les mènes par- ties du siège, adaptées les unes aux autres, qui viennent en contact entre elles.
Un couvercle de soupape 6 est appliqué par une bride avec interposition de l'anneau 7 qui est également en matière tendre appropriée, telle que du cuivra ou une matière analogue.
Un presse-étoupe normal 8 à garni tare tendre laisse passer la tige de la soupape.
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La fig. 2 montre également une soupape d'arrêt à haute pression dans laquelle l'organe d'arrêt est toatefois an pistai
1 Ce piston est en acier dar et la bagae de joint tendre 2 est encastrée dans ce cas dans la traverse 3 de la soupape.
:L'étanchéité vers l'extériear est assurée dans ce cas par le fait que le piston 1' est entoaré de bagues de joint 9 en cui vre ou en une aatre des matières citées plus haat, ces bagues étant immobilisées, avec interposition d'une oa plusieurs ba- gues d'espacement 10;,par an couvercle 6 qui peut être serré aa moyen d'an assemblage ± vis usael 11 comme dans les presse- étoupes. Dans ce cas le joint extérieur, qai n'est pas baigné directement par le courant de vapeur, de gaz ou de liquide,est donc établi 1 a ass conformément à l'objet de l'invention.
La même construction serait également possible poar le presse-étoape 8 de la fig. 1.
La fig. 3 montre une soupape d'arrêt à haute pression,à piston 1 semblable à celle de la fig. 2.Dans ce cas le pis- ton n'est pas en matière particulièrement dare et il convient: lai-même la garniture en métal tendre 8 coopérant avec le siè- ge dur 3. Pour assarer l'étanchéité vers l'extérieur il con- tient également des bagues de joint 12, qui sont logées dans une partie rétrécie pour diminuer l'effort de fermetare. Ces bagaes de joint 12 en métal tendre époasent la forme da eou- vercle 6, qui est sensiblement plas dar, ce qui fait Çla.'elles assurent une bonne étanchéité sur ce couvercle. Quant à l'étan chéité du couvercle 6 lui-méme, elle est assurée par une ba- gae en métal tendre 7.
La fig. 4 montre comment an xx plateau de soupape 1 oa le corps motile d'une soupape à doable siège contient la ba- gae en métal tendre 3, qai se troave en face da siège et qui est renfoncée de façon que, la soupape étant peu ouverte,le courant de vapeur ou de liquide qui passe rencontre la bagae de garniture 2 avec le moins de frottement possible et passe au contraire en ligne aussi droite que possible entre les par- ties saillantes de la monture sar l'anneau 2 pour assurer
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une assise aussi ferme que possible à l'anneau de garniture 2 on utilise un anneau qui est non seulement taillé en re- trait mais encore maté de façon à lai donner aussi la forme d'une queue d'aronde.
La fig 5 montre en principe la même application, mais le siège 3 comporte encore une bague de garniture particuliëre 13 en acier dur par exemple en acier chromé au nickel, ce qui fait que cette partie saillante résiste particulièrement bien à l'usure et peut toujours s'appliquer de façon étanche sar la bague en métal tendre 2
Dans la fig. 6, qui concerne une soupape à plateau s'adap- tant le Plus possible à la forme des lignes de courant, le plateau 1 est en xxxxx matière dure et une bague de garni- ture en métal tendre est encastrée dans le siège conique 3 de façon à déranger le moins possible le trajet franc de l'écoule- ment. on peut également procéder de façon inverse dans ce cas, c'est-à-dire utuliser un siège 3 dur et des bagues en métal tendre pour équiper le plateau 1.
La fig. 7 montre des bagues d'équipement semblables à ce- lai des figs 4 et 5 pour une soupape à. double siège.
La fig. 8 montre an équipement semblable pour une soupape à plateau.
La fig. 9 montre une bague en métal tendre 2 encastrée dans un segment de piston 14. De telles bagues peuvent être utilisées par exemple au lieu des bagaes 12 de la fig 3. El- les peuvent être en fonte ordinaire et au besoin élastiques comme les segments de piston à serrage automatique. La garni- tare en métal tendre assure dans ce cas une bonne lubrification des surfaces glissantes et an bon poli da cylindre en marche, les bagaes et segments se rodant de façon bien étanche. Lors- que la bague en cuivre mise en place s'est bien rodée, le seg- ment de piston proprement dit 14 s'appliqua bien part out sur le cylindre déjà poli et lisse.
La partie dure du siège est de préférenee légèrement bomage
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ou bien elle comporte des bords arrondis pour ne pas endommager le métal tendre .
Dans les figs. 10 à 12 un piston de soupape 21 contient ane bague de siège 22 en métal plastique et non élastique en castrée et noyée, cette bagae étant montée avec uns section en forme de queue d'aronde dans une gorge faite au toar sur la face inférieure du piston 21.
Une bagae de siège dure 2 par exemple en acier chromé aa nickel, est encastrée dans la tra- verse 23 de la soapape de façon que sa surface d'étanchéité s'engage dans la cannelure annulaire da piston 21 et s'appli- que dans cette canne;ure sur la bague en métal tendre 22 une bague d'étrangle gent 25 est montée autour de la bague de siège 24 et autour da piston 21 , sur la traverse 23 de la soupape, de façon à entourer le piston 21 à une petite distance 26 sur une hauteur 27. lies)dimensions sont à peu près les saivantes pour les soupapes de petites dimensions jusqu'au soupapes de grandes dimensions :largeur de la fente 26 :
0,2 à 0,3 mm, renfonce mont de la bague en métal tendre 22 1 à 3,5 mm, hau- tear 27 de la bagae d'étranglegent 25 environ 8 à 15 mm.
Lorsque la soupape est ouverte jusqu'à une distance 28 conformément à la fig. 11, ce n'est d'abd que la fente anna- laire 26 qui- est libérée et il ne se produit une grande vites- se de passage que dans cette fente, tandis qu'il ne se produit ' dans la partie étanche 22, 24 que la vitesse d'écoolement beaa- coup plas petite correspondant à la coarse 28. L'asare da siè- ge est ainsi reportée sar l'arête du. corps d'étranglement 25 où elle est sans effet nuisible et la bague en métal tendre 22 a en :particulier une duré plas longue et son fonctionnement' est mieux assaré. Lorsque la course d'ouverture continue con- formément à la fig. 12, la vitesse d'écoalement sur la partie étanche est toujours relativement petite.
Dans la fig. 13 la bague d'étranglement 25a est montée sar le piston 21 de la soupape. L 'effet n'est pas sensiblement modifié, mais la protection de la bague en métal tendre 22a est encore plus parfaite.
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Dans la fig. 14 la bague d'étranglement 25b se trouve en- core sur le piston 22 de la soupape et elle est dans ce cas sur la face intérieure de la bague dure 24 . L'effet est le même que dans la fig. 13, mais la hauteur constructive est réduite parce que la bagae d'étranglement ne s'engage pas dans l'ouverture formant siège sur la traverse.
La même construction est aussi applicable avec le même succès aux soupapes à siège c onique et, comme pour les soupa- pes à siège plat, non seulement aux soupapes à plateau,mais encore au clapet ou registre ou tiroir plan à mouvement oscil lant.