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Presse-étoupe à garniture élastique en métal.
L'invention est relative à un presse-étoupe à garniture élastique en métal destiné à assurer l'étanchéité des tiges de piston, en particulier dans les pompes à air de locomotives pour le dispositif de freinage. Ces pompes comprennent un cy- lindre à vapeur et un cylindre à air superposés axialement et reliés entre eux par une pièce intermédiaire ouverte d'un côté.
Cette pièce intermédiaire, à travers laquelle la tige de pis- ton se meut verticalement pour passer du cylindre à vapeur dans le cylindre à air, porte deux presse-étoupe accessibles de l'ex- térieur et devant assurer l'étanchéité, vis-à-vis des deux cy- lindres, de la tige de piston. On trouve des pompes à air de ce genre sur toutes les locomotives à vapeur des chemins de fer.
Presque toujours les types de pompes des différents chemins de fer ne diffèrent qye peu les uns des autres, et ils ne diffèrent
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notamment pas dans la construction et la disposition des pres- se-étoupe. Dans l'ouest de l'Europe, c'est la pompe à air du type "Westinghouse" qui prédomine; dans l'Europe centrale et dans le sud-ouest de l'Europe, par contre, c'est plutôt celle du type Knorr Dans les deux cas, toutefois, les presse-é- toupe sont rigoureusement semblables-.
Le procédé le plus ancien, employé pour assurer l'étan- chéité des tiges de piston de ce genre consistait à utiliser des garnitures tendres en forme de cordons ou, plus tard, des garnitures en métal tendre en forme d'anneaux séparés enfoncés dans un boîtier de presse-étoupe vide, cylindrique à l'inté- rieur et de forme lisse, pressés sur la tige de piston au moy- en du chapeau du presse-étoupe et d'écrous et pouvant être res- serrés pendant le service. Il a fallu abandonner ce mode de garnitures parce qu'ils rayaient fortement les tiges de piston à la longue et, en outre', parce qu'ils ne résistaient plus aux températures auxquelles on porte actuellement la vapeur.
Il y a plus de dix ans déj. que l'on a commencé à utili- ser des garnitures en fonte munies de ressort, mais en conser- vant l'ancienne boite de presse-étoupe. Or, comme les anneaux d'étanchéité sont en plusieurs pièces entourées par un ressort hélicoïdal fermé en forme d'anneau et qu'il est nécessaire de les monter deux par deux dans des compartiments, il a fallu insérer à cet effet des anneaux de compartiments particuliers en forme d'équerre.
Or les garnitures à. ressort ne peuvent pas être resserrées pendant le service; lorsque le manque d'étan- chéité augmente, il faut donc remplacer les anneaux d'étanché- ité en fonte par des anneaux neufs.Mais l'ancienne construc- tion des boîtes de presse-étoupe ne permettait pas d'effectuer ce remplacement, pendant. le. service, parce qu'on ne pouvait pas retirer les anneaux de,, compartiments. et les sortir notamment
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cause du manque de place. 11 fallait démonter la pompe et retirer la.tige de piston, ou bien il fallait enlever toute. la pompe de la locomotive et la remplacer par une pompe de rechan- ge. Ceci est naturellement un état de choses intolérable.
Il faut encore ajouter qu'en raison des nombreuses pièces séparées dont se: composait l'ancienne garniture à ressort, l'approvisi- onnement en pièces de' rechange et le nombre de celles-ci é- taient, trop importants, sans. compter que la fabrication des anneaux de compartiments, notamment était très difficile à eau- se de la minceur de ces anneaux et, en outre, à cause de la. précision exigée (5 cotes différentes; de, tolérance) . Un presse- étoupe à garnitures. élastiques de l'ancien type se composait, en plus des quatre anneaux d'étanchéité, avec leurs ressorts, de 3 pièces accessoires différentes.; par contre le type qui fait l'objet de l'invention ne comprend que quatre pièces, ac- cessoires.
On connaît en outre, pour le montage de garnitures à ressort, des boites formées de demi'-coquilles, (brevet autri- chien 157.892) dans, lesquelles, les anneaux de compartiments ne sont pas nécessaires.. Ces: boites sont divisées, dans le sens de la longueur et les. demi-boites sont pressées, l'une sur l'autre au moyen de, vis et d'écrous, A l'intérieur de ces boîtes se trouvent des nervures;, annulaires: délimitant des compartiments qui servent de logements aux anneaux d'étanchéité de., la tige de piston.
Toutefpis ce type de boites ne peut pas être utili- sé dans le cas présent, parce qu'il ne peut pas être monté sur les fonds de cylindres: et aussi parce que.le mode' de fixation de ces boîtes' est différent et plus encombrant. l'invention a pour objet une nouvelle boîte de presse- étoupe que l'on peut appeler boite: blindée ou à coquille, et elle. consiste en ce que le logement des anneaux d'étanchéité de la tige de piston est une boîte à coquille divisée transver-
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salement par rapport à l'axe, boite dont les moitiés enserrent une plaque de séparation rapportée, cette plaque délimitant à l'intérieur de la boîte deux compartiments étanches à la va- peur et servant de logement. pour les anneaux d'étanchéité.
Deux exemples de réalisation de l'objet de l'invention sont représentés en coupe axiale dans les fig. 1 et 2 du des- sin ci-joint.
La fige 1 représente un presse-étoupe librement acces- sible. Le fond L1 du cylindre à vapeur est relié au fond L2 du cylindre à air par la pièce de jonction V en forme de lan- terne ouverte d'un coté. Chaque presse-étoupe est constitué par une coquille divisée transversalement et dont les moitiés 1 et 2 peuvent être vissées l'une sur l'autre.
Chaque demi-coquille présente intérieurement un évide- ment servant de logement aux anneaux d'étanchéité 4 et au res- sort 5. La plaque de séparation 3 forme deux compartiments é- tanches à la vapeur, ce qui évite l'utilisation des anneaux de compartiments usités autrefois. Le presse-étoupe conforme à l'invention est en outre établi de façon qu'il y ait une cham- bre de détente entre les deux compartimenta voisins, résultat qui est assuré par un évidement Sa. ménagé dans la plaque de séparation.Il existe de même une deuxième chambre de détente aménagée à la sortie de la boîte et constituée par un évide- ment 2a du fond 3 de la coquille.
Les presse-étoupe de l'an- cien type ne pouvaient pas être pourvus de chambre de détente, parce que les parois restantes auraient été trop minces à cau- se du peu de hauteur de construction. Il faut donner à la va- peur qui peut s'échapper de la première chambre la possibili- té de se détendre, pour qu'elle ne puisse pas pénétrer dans la. chambre suivante ou s'échapper dans l'atmosphère avec toute sa- pression.
Cette possibilité, est assurée par le dispositif /1
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qui fait l'objet clé l'invention
Il n'était pas possible non plus, avec l'ancien type, de relier les presse-étoupe au dispositif de graissage auto- matique' sous pression, parce qu'onne pouvait pas, à cause des anneaux en équerre délimitant les compartiments, faire arriver l'huile directement à 1'¯intérieur des. dits: compartiments et par conséquent sur les. anneaux d'étanchéité. On était donc: o- bligé de. s'en tenir, pour graisser la tige de piston, au grais- sage extérieur' au moyen de graiss.eurs à gouttes, qui sont peu sûrs.
Le fond de la coquille porte sur son pourtour extérieur plusieurs protubérances 2b dont 1-*une, celle qui se trouve pré- cisément dans la position convenable, est perforée et raccor- dée à la. conduite d'huile sous pression.
Un autre avantage de l'invention consiste en ce que, par suite de leur emplacement, le remplacement des annearx d'é- tanchéité est possible directement, même pendant le service, de sorte qu'on n'est pas obligé de démonter la pompe ni de re- tirer la tige de piston. On peut, par exemple, dévisser le fond de la. coquille.' du côté de la vapeur et le faire descendre avec la plaque de séparation et les: aneaux d'étanchéité sur sur le presse-étoupe inférieur ce qui permet de remplacer ces derniers dans les conditions voulues-.
En outre, un. avantage particulier consiste, encore-en ce que l'ensemble de la construction est beaucoup plus robuste et permet de donner plus d'épaisseur aux parois, ce qui con- vient beaucoup mieux pour le rude service des. locomotives-, que l'ancien type avec ses. nombreuses: pièces séparées, à parois minces, qui exigeaient de grands soins pour qu'il soit possible' de les monter de façon à. assurer une étanchéité. absolue, à la vapeur..
Pour les: presse-étoupe qui ne se trouvent pas dans l'atmosphère extérieure et qui sont logés à l'intérieur de la @
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pièce intermédiaire séparant les deux cylindres superposés et accouplés, le type de construction qui fait l'objet de l'in- vention peut encore être réalisé avantageusement de la façon représentée à la fig. 2 Dans ce cas, les demi-coquilles 1 et 2, qui présentent également des évidements intérieurs, sont reliées entre elles, et le serrage de la plaque de séparation 3 forme en même temps deux compartiments étanches à la vapeur servant de logement pour les anneaux d'étanchéité,4. Dans ce cas également, la plaque de séparation 3 est pourvue d'une rainure de détente 3a
R E S UNE.
La présente invention a pour objet:
1 - Un presse-étoupe à garniture élastique en métal dans lequel les anneaux d'étanchéité de la tige de piston sont logés dans une boîte divisée transversalement à l'axe en deux moitiés enserrant une plaque de séparation rapportée, cette plaque délimitant à l'intérieur de la boîte deux compartiments étanches à la vapeur et servant de logement pour les anneaux d'étanchéité.
2 - Dans un tel presse-étoupe, les caractéristiques complémentaires suivantes considérées isolément ou dans toutes leurs combinaisons techniquement possibles: a) une rainure de détente est pratiquée dans la plaque de séparation; b) une, rainure de détente est pratiquée dans la boîte; c) la boîte est raccordée au dispositif de graissage automatique à l'huile sous pression.
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