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" Perfectionnements aux rondelles ou garnitures métalliques de joints ".
L'invention est relative aux rondelles ou garnitures (par exemple des tresses) de joints,pour étanoher les joints, par exemple dans les conduites (ou pour l'emploi entre un organe de soupape et son siège), en particulier pour vapeur, air, liquide ou autre milieu fluide à haute pression, ou à vide.
L'invention concerne une rondelle de joint, du type comprenant une chambre métallique creuse de forme annulaire et fermée hermétiquement qui est remplie d'un fluide (par exemple de l'air) et dont les parois sont susoeptibles de céder lorsqu'on applique la pression de serrage dans la formation du joint.
La présente invention comprend une rondelle de joint du type décrit oi-dessus, qui est ohargée primitivement (o'est-à-di re avant qu'auoune pression de serrage soit exercée et lorsque la cavité a encore sa section transver- sale initiale) d'un gaz soumis à une pression supérieure à
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la pression atmosphérique. De préférence, la section trans- versale initiale de la cavité de la chambre creuse est oir- aulaire.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la rondelle ou garniture de joint peut oomprendre deux plaques métalliques annulaires superposées qui sont reliées à joint hermétique par leurs bords périphériques intérieur et e xté- rieur , l'une ou chacune d'elles étant façonnée en relief pour former la chambre creuse susdite.
L'invention comprend aussi dans un joint, par exenple, dans une conduite, la combinaison avec deux faces de serra- ge opposées comportant des moyens pour les tirer l'une oon- tre l'autre , d'une rondelle ou garniture de joint, formée comme décrit ci-dessus et disposée par rapport à ces faces de telle façon que la pression de serrage soit exercée à travers la oavité de la rondelle et que la pression gazeuse initiale dans celle-ci fournisse uneésistance élastique lorsqu'on applique la légère pression de serrage.
L'invention comprend aussi une rondelle ou garniture de joint dans laquelle la mise sous pression gazeuse initiale de la chambre creuse est effectuée en opérant la fermeture hermétique de la chambre creuse dans une atmosphère ambian- te mise elle-même sous pression ou en enfermant dans la ahan- bre creuse des produits chimiques qui sont de nature à en- gendrer un gaz par réaction.
L'invention réside dans l'appréciation que si la chambre creuse d'une rondelle ou garniture destinée à servir dans un joint, est remplie initialement (c'est-à-dire avant
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OLL G(C SP%V1.0.Q de servir entre des faces d'assémblaoe lpposées) d'un gaz sous une pression supérieure à celle de l'atmosphère, une élasticité appréciable peut être donnée aux parois de la chambre creuse pour impartir une grande efficacité à la sou- pape ou un étanchement effectif aùjoint de tuyau, que la rondelle ou garniture d'étanohéité soit employée à des tempé-
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ratures et pressions basses ou hautes.
Différentes formes de réalisation de rondelles ou garinu- res d'étanchéité suivant la présente invention vont être dé- crites en détail ci-après en se référant aux figures 1 à 4 des'dessins .
Parmi ces figures :
Figure 1 est un plan d'une rondelle ou garniture d'étanche/- ité,
Figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 en figure 1,
Figure 3 est une coupe à travers une variante, tandis que
Figure 4 est une vue en plan d'une autre variant e,
Figure 5 est une élévation en coupe d'une soupape à obturation par vissage renfermant une rondelle et une garnitu- re d'étanohéité conformes à l'invention.
Dans toute la desoription les mêmes ohiffres de référenoe désigne les mêmes pièces.
La rondelle 10 représentée en figure 1 est circulaire en plan et présente une ouverture centrale 11. Elle consiste en deux plaques en métal superposées, présentant chacune un anneau saillant 12, formé par pressage, ayant une forme telle que quand les plaques sont placées l'une sur l'autre, il se forme une chambre 13 de section transversale à peu près oir- eulaire entourant l'ouverture oentrale 11. Chaque plaque pré- sente une bride saillante plate 14 à l'extérieur de la ohanr bre et une autre bride -15 à l'intérieur de la chambre et les brides 14,14 et 15, 15 sont scellées ensemble le long de leur bords par brasage, soudage autogène ou non, ou par rivetage.
L'opération de soellement des brides entre elles peut être effectuée dans nne chambre contenant de l'air ou un autre gaz sous pression ou, autrement, on peut enfermer dans la chambre creuse 13 des produits ohimiques de nature à engendrer un gaz par réaction. Les différents produits chimiques peuvent
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être maintenus hors de contact l'un aveo l'autre durant l'opé- ration de scellement en les enfermant dans de la oire ou une autre substanoe convenable.
Dans l'exemple représenté en figure 3, la fermeture herm tique de la chambre creuse 13 est réalisée en retournant les bords des brides 114 et 115 d'une plaque par-dessus les bords correspondants des brides 14 et 15 de l'autre plaque.
Dans l'exemple représenté en figure 4, une rondelle d'é- tanohéité, conforme à l'invention, est fabriquée en oourbant une pièce de matière tubulaire de façon à lui donner une for- me annulaire et en joignant les extrémités par soudage auto- gène ou analogue comme en 16.
Dans la figure 5,la soupape à obturation par vissage com- prend le corps de soupape normal 17, la broche 18, filetée en 24 pour ooopérer avec la soupape 21, la plaque de fermeture 19, et la boite à bourrage 20.
Entre la plaque de fermeture 19 et le corps de. soupape 17 est disposée une rondelle 23 oonforme à la construction représentée en figure 4. Lorsqu'on utilise cette rondelle, l'endroit soudé en 16 est naturellement aplani. Les faces de serrage opposées 26 et 27 sur 19 et 17 déforment la rondel- le 23 qui oontient du gaz sous une pression supérieure à la pression atmosphérique et qui s'adapte à toutes les inégalités des faoes opposées. Ceci se produit quand la plaque de ferme- ture est vissée dans le corps de soupape 17 au moyen des fi- lets 28.
Entre la soupape 21 et son siège 22 formé dans le corps de soupape 17, est disposa une rondelle 23 similaire quant à la construction à la forme représentée en figure4. En oom- binaison abec la soupape 21 la rondelle 23 fonne un joint hermétique efficace quand la soupape est pressée sur)son siège Grâce à la hautè pression à l'intérieur de la rondelle (la pression intérieure dans le présent exemple est de 300 livres anglaises par pouoe carré pour un anneau d'un diamètre exté-
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rieur égal à 3/16 de pouce, de tuyau de calibre 21) un degré d'élasticité est donné aux parois de l'anneau et la pression intérieure avec les chiffres ci-dessus donne un retour d'en- viron 0,
010 pouce après que la rondelle a été réduite à la moitié de son diamètre extérieur initial par serrage entre la soupape 21 et son siège 22.
Pour fabriquer la rondelle, on peut enployer tout métal qui est suffisamment élastique pour $ fournir une résistance élastique dans la paroi de la chambre creuse de la rondelle quand la chambre creuse est remplie d'un élément sous pres- sion. Suivant l'invention, on a employé du ouivre massif étiré présentant une cavité ou alésage de section transversa- le circulaire d'un calibre dépendant de l'usage particulier auquel la soupape est destinée. pour des joints de grands tuyaux, on a utilisé/suivant l'invention, des tubes de cuivre d'un diamètre extérieur égal è 1/4 à 5/16 de pouce anglais, de calibre 18. Ces dimensions particulières sont simplement données à titre d'exemple, puisque la pression intérieure- doit seulement être assez hau- te pour donner un degré d'élasticité avec n'importe quel ca- libre de cuivre donné.
On peut employer du tube beauooup plus mince que celui spéoifié, avec une diminution correspon- dante de la pression intérieure, et les mêmes résultats peu- vent être obtenus en pratique en ce qui concerne l'élastici- té. La paroi de la chambre creuse doit, toutefois, avoir, surtout quand la rondelle d'étanchéité est utilisée dans une soupape , une certaine quantité de substance pour lui permet- tre de résister à la fatigue et à l'usure ordinaires causées par le déplacement de l'organe de soupape sur son siège pen- dant le fonctionnement de la soupape ou lors de la formation et de la rupture d'un joint de tuyau. Pour tous les usages pratiques ordinaires, une pression de 20 livres anglaises par pouoe carré au.'intérieur de la chambre creuse est inadé- quate,
exoepté lorsque la matière de la rondelle est très
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mince, et il n'est possible de rendre mince la matière du relation tuyau que quand la oonduite en solution-avec laquelle la ron- delle est utilisée supporte une très faible pression et est soumise à une fatigue et une usure très minimes On a em- ployé des tubes en nickel et en métal " Monel " , mais des pressions intérieures plus élevées que 300 livres anglaises par pouoe carré sont nécessaires pour donner aux parois de rondelles de ce genre l'élasticité désirable de 0,010 pouce.
La section transversale de la ohambre creuse est de préférence circulaire, mais dans certains cas une section transversale en forme de losange ou d'ellipse donnera des résultats satisfaisants .
Au lieu d'être remplie complètement de gaz, la chambre fermée hermétiquement peut oontenir en plus du gaz, une matière de remplissage telle que le caoutchouc.
Les parties métalliques des rondelles peuvent être ame- nées à leur forme de toute manière oonvenable, tell(que pressage, reoourbage ou tournage, et le scellement peut aussi être fait de toute manière convenable, telle que soudage autogène, soudage par apport de matière, brasage, reoourbage ou rivetage.
On a constaté qu'une rondelle ou garniture d'étan- ohéité, telle qu'elle est prévue par la présente invention est extrêmement efficace, étant donné que les parois de la chambre fermée oèdent aisément aux surfaces inégales, oepen- dant qu'elles se moulent en raison de la pression intérieure jusqu'à ce qu'elles se conforment aux surfaces avec lesquel- les elles sont en contact, et que par conséquent des hautes
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ole. -1 e /I..e- pas pressions d'assemblée ne sont/nécessaires.
Un anneau de renforcement peut être introduit dans la ohambre pour limiter la compression admissible de la rondel- le ou garniture d'étanohéité.