<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif échangeur de pression
Pour l'échange de la pression des agents de travail, prin- cipalernent gazeux, on connaît les installations dites "écnangeurs de pression" dans lesquelles l'agent de travail (fraîchement introduit, par exemple) arrive à une pression plus élevée de telle façon que l'on établit, un à un en série, une communica- tion entre les sections d'espace qui le contiennent(réservoirs, canaux ou cellules) et les sections d'espace dans lesquelles les agents de travail à haute pression, restés dans l'installation après l'établissement de la pression et l'éloignement éventuel de l'agent de travail,
se détendent .justement par suite de cette communication. L'augmentation de la pression des agents de tra-
<Desc/Clms Page number 2>
vail gazeux s'opère ordinairement de façon que dans l'agent de travail porté par l'échange de pression à la pression finale requise, on introduit de la chaleur en brûlant du combustible et/ou en échangeant la chaleur, et on augmente par cela son volume spécifique à la. pression finale élevée mentionnée.
En conséquence, la quantité d'agent de travail représentant l'ex- cès de volume peut être évacuée et utilisée par elle-même, au- dehors de l'installation, de la façon connue, tandis que la partie d'agent de travail à haute pression, restant dans la section d'espace isolée (par ex. dans la cellule) après la sus- dite évacuation, est mise en contact, dans l'ordre temporel, avec les portions d'espace, isolées de l'agent de travail frais, dans lesquelles l'agent de travail, à partir de la pression fi- nale jusqu'à la pression basse initiale, se trouve à une pres- sion graduellement plus basse.
Il s'ensuit qu'entre les sec- tions d'espace reliées il se produit, à un échelon de pression répondant à la différence de pression de deux sections d'espace se succédant par le fonctionnement, une compensation de pression, de sorte que dans la section d'espace contenant l'agent de tra- vail résiduel la pression diminue graduellement (l'agent de tra- vail se détend), tandis que dans la section d'espace contenant l'agent de trevail frais, la pression augmente graduellement (c'est-à-dire que l'agent de travail se condense et, avec cela, l'agent de travail résiduel se détendant remplit, en affluant dans la section d'espace de l'agent de travail frais, le rôle d'un bouchon de gaz).
En reliant ainsi une à une les sections d'espace de différentes pressions (augmentant à leur tour) de l'agent de travail frais avec les sections d'espace également de différentes pressions (diminuant à leur tour) de l'agent de tra- vail se détendant, on assure la continuité du service et, lors de l'introduction de l'agent de travail frais, on peut évacuer de l'installation, par soufflage, l'agent de travail totalement détendu.
<Desc/Clms Page number 3>
De telles opérations peuvent être réalisées de la façon la plus directe par un appareil ayant au moins deux parties princi- pales (convenablement montées à rotation) se déplaçant l'une par rapport à l'autre. L'une de ces parties principales tournant relativement est, dans le cas le plus simple, arrêtée et la par- tie principale, rotative par rapport à celle-là, est un corps de rotation (par ex. conique, ou de préférence cylindrique) dans lequel les sections d'espace (cellules) contenant les agents de travail, sont isolées les unes des autres par des cloisons s'é- tendant entre deux parois coaxiales (avantageusement, cylindri- ques), de la paroi intérieure à la paroi extérieure.
Cette for- me de réalisation, connue en elle-même, est montrée,à titre d'exemple, aux figures des dessins annexés, ces mêmes figures montrant également que l'autre partie principale (convenablement fixée) du dispositif, dans laquelle se trouvent éventuellement appliquées les conduites de passage mettant les cellules en contact l'une avec l'autre, les tubulures d'entrée et de sortie des agents de travail et d'autres accessoires (comme, par ex. chambres de combustion, etc. ), forme les couvercles pour la par- tie rotative, devant les surfaces frontales de celle-ci.
Dans le cas des échangeurs de pression suivant cette forme d'exécution-surtout quand ceux-ci travaillent avec un agent de travail de température variable (ou plus élevée)-, on se heurte à des difficultés sérieuses lorsqu'on veut limiter à une faible dimension les orifices qui doivent nécessairement être maintenus entre les parties principales se déplaçant l'une par rapport à l'autre, ou réaliser une étanchéité exempte de toute défaillance en service. La réduction aussi considérable que possible de ces orifices est indispensable pour la raison que, dans le cas con- traire, les pertes de soufflage entre les sections d'espace de différentes pressions atteindraient des valeurs très sensibles.
Cependant la difficulté particulière se présentant à des tempéra-
<Desc/Clms Page number 4>
tures plus élevées, de la nature du dispositif et du service, résulte de ce que la partie rotative subit une dilatation ther- rnique axiale considérable, ce qui rend impossible de maintenir, sans aucune solution spéciale, l'orifice à une faible mesure constante.
En cas d'emploi d'une garniture d'étanchéité de l'orifice, un autre problème particulier se présente encore dans la réduction de la friction due à la garniture d'étanchéité, soit dans la lubrification prévue à cet effet, de la surface d'étanchéité, étant donné que les lubrifiants connus sont préci- sément inefficaces, à cause de la haute température de service, mais à part de cette cause, ils sont d'ailleurs impropres à être employés dans les échangeurs de pression.
Selon l'invention, toutes ces difficultés peuvent être, au moins dans une mesure pratiquement satisfaisante, éliminées du fait que pour la fermeture des orifices entre les parties se dé- plaçant l'une par rapport à l'autre de l'échangeur de pression, on applique sur une partie de construction (convenablement dans ses rainures), des éléments de fermeture (dits "balais d'étan- chéité") mobiles, établis en une matière solide et possédant par eux-mêmes un pouvoir lubrifiant, lesquels sont sous l'effet d'une certaine pression' (par ex. sous la pression du gaz de service, d'une force de ressort, ou éventuellement sous leur propre poids), maintenus serrés contre.
la surface à rendre étanche de la partie de construction se déplaçant (tournant) par rapport à eux, de sorte que, à moins que ces éléments de fermeture ne soient empê- chés de se déplacer sous pression au moins jusqu'à une certaine limite, ils s'appliquent sur la surface à rendre étanche et se déplacent en exerçant cet effet de graissage automatique. L'ef- fet de graissage automatique qui résulte de l'usure des éléments de fermeture sur leur surface d'ajustage peut, selon ce qui suit, être encore augmenté par l'emploi d'un lubrifiant solide approprié et la mesure de l'usure réduite par cela.
Pour empêcher l'usure
<Desc/Clms Page number 5>
excessive, l'avancement sous pression des éléments d'étanchéité, pour la compensation d'usure, peut être limité a l'aide de bu- tées' convenablement disposées, de sorte que les éléments d'étan- chéité, après avoir atteint cette position-limite, dûment déter- minée au préalable, glissent sur la surface à rendre étanche avec un contact sans pression, donc pratiquement avec une bonne étan- chéité exempte de défauts.
Etant donné que les éléments d'étan- chéité rendus mobiles perpendiculairement à cette surface obtu- rent de cette façon toujours convenablement l'orifice de montage (ou compensateur de dilatation thermique) entre les parties de la machine se déplaçant l'une par rapport à l'autre, on peut employer entre ces parties, même un orifice de plus grandes di- mensions sans pertes de soufflage sensibles, et augmenter ainsi également, avec un rendement favorable, la sécurité de marche du dispositif.
Les autres avantages et particularités de l'invention res- sortent de la description suivante des figures 1 à 10. De ces figures, la fig. 1 montre, à titre d'exemple, la coupe longitudi- nale d'un dispositif échangeur de pression (traitant de l'agent de travail continuellement frais) qui fonctionne de la manière indiquée plus haut. Fig. . en montre (en vue de face) la roue mobile, et fige 6 son couvercle (vu de l'intérieur). Les figu- res 4 à 6 montrent, respectivement, les mêmes détails d'un autre exemple d'exécution. Enfin, les figures 7, 8 et 9 montrent les variantes les plus caractéristiques des éléments de fermeture ou d'étanchéité.
Dans l'exécution selon les figures 1 à 3, la roue mobile 1 cylindrique de l'échangeur de pression est renfermée entre les couvercles et '. La,roue mobile contient les cellules axiales 3 dans lesquelles l'échange de pression se produit entre les agents de travail frais (à condenser) et à détendre. L'introduc- tion dans le dispositif de l'agent de travail frais s'opère, à titre d'exemple, par la tubulure d'introduction 4 du couvercle %,
<Desc/Clms Page number 6>
de telle façon que les cellules se présentent devant l'orifice frontal de la tubulure 4 de la roue mobile se remplissent de cet agent, tandis que le gazdétendu resté dans ces cellules- après avoir été balayé par le remplissage frais- sort par la tubulure 4' du couvercle 2'.
L'agent de travail, porté par l'échange de pression à une pression élevée, sort par la tubulure de sortie 5' du couvercle 2' pour être dirigé vers l'endroit d'utilisation (par ex. vers une turbine à gaz). Une partie de l'agent de tra- vail 'condensé est reconduite, après être sortie par la tubulure 5', au moyen d'un ventilateur par exemple (non représenté) et à trevers une chambre de chauffe (également non représentée), devant les cellules se présentant dans la zône à haute pression, dans la tubulure 5 du couvercle 2, afin que par une augmentation du volume spécifique de l'agent de travail, effectuée par l'intro- duction de chaleur, on puisse maintenir l'alimentation continuel- le, en agent de travail, du point d'utilisation.
Dans le cas d'un procédé d'un autre genre, en vue de la réalisation d'un autre but, le traitement continuel de l'agent de travail frais n'est même pas nécessaire du tout et dans l'échangeur de pres- sion c'est, par répétition continue, cette même quantité d'agent de travail qui sé soumet alternativement à une condensation et à une expansion. Ainsi, pour distinguer l'agent de travail à détendre, on ne peut parler, au lieu d'un agent de travail frais, que d'un agent de travail à condenser, tant en ce qui précède qu'en ce qui suit.
Entre les orifices frontaux des tubulures 4-5, 4'-5', à l'intérieur de chaque couvercle, des chambres 6-6' ouvertes vers la roue mobile sont pratiquées suivant une répartition répondant à la répartition périphérique cies cellules. Ces cellules, pen- dant la rotation de la roue mobile, se mettent une à une, par répétition continue, en liaison avec les cellules individuelles.
Par chambres 6, il faut comprendre les chambres de couvercle si- tuées sur les deux couvercles entre les orifices frontaux 4 et 5
<Desc/Clms Page number 7>
(ou, respectivement 4' et 5')).d'un côté du plan primitif vertical et par chambres 6', les chambres de couvercle situées de l'au- tre côté de ce plan. Dans cet exemple d'exécution, les chambres
6 d'un couvercle sont reliées, par les conduites compensatrices de pression 7, avec les chambres 6' de l'autre couvercle (par ex. si la fig. 3 est la vue de côté de la roue mobile du couver- cle 2 contenant les tubulures d'admission 4 et 5 et que la flèche 8, rapportée à cette vue, indique le sens de rotation de la roue mobile, les chambres 6 du couvercle sont reliées avec les cham- bres 6' du couvercle 2').
Ladite liaison est établie de façon que, par paires, les chambres de couvercle immédiatement voisines des orifices de couvercles 4 et 4', (ou 5 et 5') et les autres chambres de couvercle se succèdant l'une l'autre des deux côtés de ces orifices, se trouvent en liaison les unes avec les autres.
Au lieu des chambres des couvercles opposés, on pourrait cepen- dant également réunir les unes avec les autres, de la même façon, les chambres 6 et 6' correspondantes de l'un quelconque des cou- vercles et les chambres de l'autre couvercle pourraient alors être supprimées. Par suite de cette communication, à travers les chambres de couvercle, pendant la rotation de la roue mobile, les cellules situées des deux côtés du plan de division vertical viennent également à entrer en liaison, les unes avec les autres, de telle façon que n'importe quelle cellule remplie d'agent de travail frais, pendant son déplacement à partir de l'orifice 4 jusqu'à l'orifice 8, peut communiquer librement avec les cellules arrivant, de l'autre côté du plan de division,
dans l'orare inver- se au sens de rotation et contenant l'agent de travail résiduel provenant des tubulures 5-5', ou n'importe laquelle de ces der- nières cellules (également dans l'ordre de connexion inverse au sens de rotation) peut communiquer avec les cellules fournissant de l'agent de travail frais entre les orifices 4 et 5.
En consé- quence, par suite de la compensation de pression dans les cellules
<Desc/Clms Page number 8>
situées des deux côtés, la pression diminue graduellement à par- tir des tubulures 5 - 5' dans les cellules arrivant vers les tubulures 4 - 4' dans le sens de la rotation (l'agent de travail resté dans les cellules se détend), tandis que dans les cellules allant des tubulures 4 - 4' vers les tubulures 5 - 5' avec un agent de travail frais, la pression augmente graduellement (l'agent de travail frais se condense).
Comme il résulte de cette description de la construction et du fonctionnement, entre les cellules voisines, soit dans le groupe des cellules fournissant de l'agent de travail frais, soit dans celui des cellules fournissant de l'agent de travail résiduel, il n'y a pas une différence de pression essentielle et même cette différence de pression peut être réduite dans une mesure voulue par l'augmentation du nombre des cellules, étant donné que, à travers la rangée des cellules, la surpression réalisable vis-à-vis de la pression d'admission diminue graduel- lement à zéro. Par contre, dans les orifices frontaux 5 - 5' des couvercles règne la surpression complète, par rapport à.
.l'ambiance extérieure, tandis que des deux côtés de ces orifices règne une surpression à peine plus petite que celle-là. On re- connaît donc immédiatement, qu'entre les parties de construction de l'échangeur de pression, se déplaçant l'une par rapport à l'autre, il faut en premier lieu attacher une grande importance à l'obtention d'une bonne garniture a'ét..nchéité qui les isole de l'ambiance extérieure. Les éléments de garniture - les ba- lais de garniture 9 - prévus ,-- cet effet, sont disposés, confor- mément à l'extension radiale des cellules, dans l'orifice ren- dant possible le déplacement relatif, soit dans deux couronnes (l'une d'un rayon plus grand et l'autre d'un rayon plus petit) qui renfennent la rangée circulèire de cellulss.
Dans l'exécu- tion représentée sur les figures 1 - 3, les couronnes de garnitu- re composées des parties de balai ajustées l'une à l'autre en
<Desc/Clms Page number 9>
sens périphérique, sont guidées, perpendiculairement sur la sur- face à garnir, dans les rainures circulaires des couvercles, et les balais, pendant la rotation de la roue mobile, glissent sur ses surfaces frontales. Cette disposition pourrait cependant être - d'une façon non'illustrée - égalernent inversée, c'est-à- dire que les couronnes de garniture, montées dans les rainures de la roue mobile, pourraient glisser aussi sur les surfaces oppo- sées à elles des couvercles.
A moins que cela ne soit justifié par des points de vue particuliers, il est plus convenable de monter les couronnes de garniture, conformément au dessin, dans les parties immobiles (couvercles). Selon la fig. 1 - en.plus d'autres garnitures éventuelles- à titre d'exemple l'arbre 10 même de la roue mobile est garni dans les couvercles d'éléments de garnitures similaires 11.
Dans l'exécution selon les figures 4 - 6, les couronnes de garniture sont disposées d'une façon identique aux figures pré- cédentes 1 - 3, soit du côté frontal de gauche, selon fig. 4, de la roue mobile, donc de façon qu'elles glissent sur la surfa- ce frontale de la roue mobile. Par contre, la fig. 4 montre une variante de la fermeture de garniture, du côté droit, dans laquel-' le les couronnes de garniture disposées dans les rainures du cou- vercle glissent, à proximité de l'orifice frontal à garnir, sur les surfaces d'enveloppe extérieure et intérieure de la roue mobi- le.
Dans le cas de cette dernière variante, les surfaces d'ajus- tage mutuelles, entre les éléments de garniture, sont radiales et aussi leur déplacement dans les rainures (leur réajustage compen- sateur d'usure) est radial, et pour cette raison, à moins que des points de vue particuliers ne justifient ici également la variante d'exécution montrée à droite de la fige 4, c'est la disposition de la garniture selon le côté gauche de la Fig.
4 qui sera la plus avantageuse, étant donné que les surfaces d'ajustage des éléments de garniture et le mouvement de réajustage sont ici axiaux, et ainsi les éléments de garniture peuvent, dans une mesure répondant à leur usure, se déplacer vers la surface à gar- nir sans le moindre coincement entre eux, c'est-à-dire que
<Desc/Clms Page number 10>
précisément, en raison de l'absence de ce coincement, ils sont ajustables l'un à l'autre pratiquement sans aucune lacune.
Selon les figures 4 et 5, les cellules 3 non divisées de la fig. 1 sont divisées chacune en deux parties (3' et 3"), au moyen d'une cloison cylindrique 12. Cette division en deux parties peut, par exemple, avoir pour but que ces parties de cellules soient connec- tées, à une extrémité de la roue mobile (d'une façon non illustrée), l'une à l'autre, de manière que les tubulures d'admission et de sor- tie soient disposées à l'autre extrémité de la roue mobile, vis-à- vis de la même surface frontale de celle-ci, de façon que la gar- niture d'étanchéité n'est prévue qu'à cette dernière extrémité de la roue mobile. En conséquence, au point de vue de la garniture (de cet élément de construction délicat), la construction devient plus simple et plus sûre et, en outre, beaucoup plus insensible à la dilatation thermique axiale de la roue mobile.
Les pertes dues au soufflage au-dessous de la garniture seront, elles aussi, plus réduites si la roue mobile est fixée sur son arbre, par rapport à son couvercle, de façon que sa dilatation thermique ne puisse se développer, à partir du point de support, que vers l'ex- trémité dépourvue de garniture de la roue mobile.
L'emploi de la paroi de division 12 peut également avoir pour autre but, dans le cas d'une section plus grande des cellules, celui de mieux as- surer le passage par couches dans les cellules sous l'effet de la compensation de la pression, c'est-à-dire de mieux assurer l'i- solement de deux côtés d'une couche-limite et sans mélange es- sentiel, des agents de travail fraîchement introduits et résiduels et réaliser de ce fait le fonctionnement d'un bouchon de gaz de l'agent de travail résiduel, ce qui comporte des avanta- ges sensibles au point de vue de la condensation et de la sortie de l'agent de travail frais. L'exécution selon la Fig. 4 montre l'emploi, dans ce dernier but, de la paroi de division.
Il va de soi que l'on peut employer une ou plusieurs parois de divi-
<Desc/Clms Page number 11>
sion soit dans l'exécution selon la fig. 4, soit dans celle se- lon la fig. 1.
Une autre manière de réduire les pertes dues au soufflage (par manque d'étanchéité) consiste, selon la fig. 1, en ce que la roue mobile est renfermée entre les couvercles et 2' dans une enveloppe fixe 13 assemblée hermétiquement avec ces couvercles et que, dans la section d'espace 14, entre la roue mobile et l'enveloppe, on maintient, par ex. par soufflage sous les cou- ronnes de garniture, une pression moyenne entre les pressions initiale et finale.
En effet, si cette pression moyenne est, environ de la moitié de la surpression, supérieure à la pression ambiante, les cellules situées au milieu des deux côtés du plan médian vertical de la roue mobile, entre les orifices de couver- cle 4 et 5 ( ou, respectivement, 4' et 5') et la section d'espace 14, auront à peu près une pression identique, un soufflage ne se produisant pas sous leurs éléments de garniture.
Pour l'étanchéi- té des orifices de couvercles 5 - 5', les espaces de travail ne doivent être garnis, vis-à-vis de la section d'espace 14, que contre la demi-surpression, ceci se rapportant aussi aux espaces de travail appartenant à l'étanchéité des orifices de couvercle 4 - 4', avec la différence que là le soufflage se dirige des ré- gions de travail dans la section d'espace 14 et ici de la sec- tion d'espace 14 dans les régions de travail, étant donné que les cellules formées entre les orifices 4 - 4' se trouvent a la pres- sion initiale.
Par contre, dans le cas où une cette enveloppe extérieure 13 (comme le montre la fig. 4) ne serait pas employée, le soufflage ne fait défaut que dans l'ambiance des orifices 4 - 4', ruais partout ailleurs elle peut se présenter dans une mesure beaucoup plus grande (dans les cellules situées au milieu entre les orifices 4 et 5 sous la demi-surpression, dans l'ambiance de l'orifice 5 sous la pleine surpression). A part cela, même le soufflage venant de la section d'espace 14- ne se perd pas totale-
<Desc/Clms Page number 12>
ment dans la section basse pression, parce que pour autant que ce soufflage se produit vers les cellules voisines des orifices 4-4' (dans lesquelles la pression est déjà en quelque sorte su- périeure à celle initiale), la pression y est augmentée d'une façon utile du point de vue de l'échange de la pression.
La pression qui s'établit à la valeur moyenne à travers les rares orifices communicants, dans les sections d'espace de commu- nication entre les zônes de travail à haute et à basse pression, permet aussi de supprimer dans les exécutions plus simples, avec un rendement en quelque sorte plus désavantageux, la couronne de garniture (intérieur) du plus petit rayon, si l'orifice entre le couvercle et la roue mobile est tenu à cet endroit à la plus pe- tite mesure encore admissible, étant donné que le soufflage se produit dans ce cas à partir de l'orifice .5 vers l'orifice 4 (ou, respectivement, à partir de l'orifice 5' vers l'orifice 4') du côté frontal de la roue mobile, sur une partie étroite et par un chemin relativement long de grande résistance,
tandis qu'à partir des cellules situées au milieu entre les orifices men- tionnés (ou vers ces cellules) un soufflage ne peut aucunement se produire, vu la pression moyenne régnant dans l'orifice.
Enfin, les éléments de garniture peuvent être supprimés totalement à une extrémité de la roue mobile, particulièrement en cas d'emploi de l'enveloppe 13 de la roue mobile, si la roue mobile est fixée sur son arbre, de la manière décrite déjà plus haut, de telle façon qu'une dilatation thermique n'est possible que vers l'autre extrémité de la roue mobile. La roue mobile est appliquée en ces cas à son couvercle, du côté frontal dépourvu de garniture, avec un orifice de montage minime, et à son autre ex- trémité c'est la couronne de garniture se déplaçant perpendicu- lairement sur sa surface de garniture qui compense le changement de dimensions de l'orifice du à la dilatation thermique.
<Desc/Clms Page number 13>
Eu égard à la différence de pression peu considérable et, par suite des pertes insignifiantes dues au soufflage, il ne faut pas absolument - comme il a déjà été mentionné - employer des éléments de garniture contre les bords frontaux des cloisons 15 des cellules, et la fermeture étanche peut être confiée aussi, dans ces sections, à l'étranglement se présentant dans l'étroit orifice de montage. Une exécution, correspondant à cette concep- tion, est montrée aux figures 1-3 dans lesquelles (de la manière représentée aux figures 2 et 3) les cloisons des cellules ne pro- gressent pas radialement en coupe, c'est-à-dire ne sont pas recti- lignes, mais sont à un certain point de vue, courbées pour former, par exemple, des développantes.
Naturellement, que la coupe de la cloison soit rectiligne ou courbée, on peut prévoir également des éléments d'étanchéité dans les cloisons des chambres 6 ou 6' des couvercles. Ces éléments ou balais de garniture 16, qui sont disposés convenablement dans des rainures également, sont repré- sentés dans les figures 4 et 6, la paroi de division 12 aidant'à soutenir les dits balais, par leur partie intermédiaire, dans cette réalisation.
Comme mentionné déjà, les éléments de garniture sont établis, selon l'invention, en une matière solide à graissage automatique qui, naturellement, doit être résistante à la chaleur si l'échan- geur de pression travaille à une température élevée (par ex. 400- 600 C.). Ces matières sont en premier lieu les différentes sor- tes de charbon compact (charbon pour lampes à arc, le charbon de cornue, le charbon pour balais }qui, eu égard à la dureté non excessive de ces charbons, peuvent bien s'adapter sur la surface à garnir et possèdent en outre, à une température de régime pas trop élevée, un excellent pouvoir lubrifiant.
A des températures plus élevées, la capacité de graissage peut cependant, en fonction de la sorte de charbon employé et de son mode de fabrication, s'altérer dans une mesure plus ou moins grande, étant donné que
<Desc/Clms Page number 14>
le facteur de friction augmente dans certaines circonstances, de sorte que la friction s'accomplit d'une manière provoquant éventuellement des vibrations. Pour cette raison, il est recom- mandable d'augmenter le pouvoir lubrifiant du charbon, comme d'une matière de garniture de base, par l'emploi d'un lubrifiant (également solide) qui garde bien son pouvoir lubrifiant même à la haute température susmentionnée, de façon que, outre la bonne étanchéitéde la garniture, l'usure des éléments de la garniture peut être également réduite et partant leur durée de vie augmentée.
A cette fin, on peut employer particulièrement la stéatite ou le graphite qui, vu leur -mollesse, ne seraient pas trop appropriés par eux-mêmes à être employés comme matière de garniture . L'on peut cependant employer également, par exemple, le mica ou l'oxyde de zinc qui peuvent être réduits en poudre fine. Ce lubrifiant particulier peut être ajouté à la matière de base de la garniture, suivant une répartition uniforme, avant la formation définitive des éléments de garniture. Toutefois, il peut d'une autre façon être employé également sous forme de morceaux solides montés du côté de la surface de glissement dans les éléments de garniture (ou bien, en guise de balais de graissa- ge, parmi les éléments de garniture ou à côté d'eux).
Dans n'im- porte quel cas, au cours de l'usure de la garniture, le lubri- fiant s'use également et ce sont ses,particules détachées par l'usure qui pénètrent entre les surfaces de glissement et produi- sent le graissage ou augmentent l'effet lubrifiant des particules détachées de la matière de garniture qui est également' apte à lubrifier.
La forme de l'élément de garniture 9 et sa disposition, sur son support, dans une rainure convenable, sont représentées, à titre d'exemple, dans les figures 7 - 8. Selon cette exécution, le support de l'élément de garniture est, par exemple l'anneau rainuré 17 fixé à l'aide de vis sur le couvercle 2, de gauche,
<Desc/Clms Page number 15>
de l'échangeur de pression, sur la face en regard de la roue mobile de ce couvercle. Dans les rainures 18 de l'anneau, l'élément d'étanchéité (balai de garniture) est placé dans le sens de la hauteur de la rainure de façon à pouvoir se mouvoir.
Le balai est pressé contre la surface à garnir (dans le présent exemple, contre la surface frontale de la roue mobile 1) par le ressort 19 et/ou par la pression de service introduits par l'o- rifice 20 de l'anneau 17, depuis l'espace intérieur à haute pres- sion pour pénétrer entre le fond de la. rainure et le balai. Le balai de garniture 9 est construit, par exemple à l'instar des balais de charbon, en charbon comportant comme lubrifiant des baguettes de stéatite ou de graphite qui sont pressées dans des orifices ménagés dans la surface de glissement du balai.
Ces baguettes sont, de la manière représentée suivant la Fig. 8 en vue de dessous, disposées dans la direction longitudinale de la garniture, en alternance par deux (ou plusieurs) rangées afin que la surface de glissement puisse être graissée directement dans une zone aussi large que possible. La vis d'ajustage 23 entrant dans la rainure latérale 22 du balai sert à limiter l'a- vancement de compensation d'usure. Lorsque par suite de l'usure du balai, celui-ci vient s'abuter contre la vis 23 qui limite sa course dans le sens de la poussée, le balai, exactement formé, glisse alors sans pression sur la surface à garnir, mais malgré cela, en raison de la pression influant encore sur le balai (et amortie à ce moment par la vis 23). un manque d'étanchéité ne se produit pratiquement pas.
Les baguettes de graissage peuvent être placées dans leurs orifices sans serrage et mises sous charge, par rapport aux balais de garniture (d'une manière non illustrée), ou soumis à l'action d'une force élastique séparée. On peut de la même manière placer également sous une force élastique de serrage séparée, des pièces de graissage employées en guise de balais dits "de graissage!!, prévus entre les balais de garniture ou à côté d'eux, pourvu qu'el-
<Desc/Clms Page number 16>
les ne soient pas assemblées rigidement avec les balais de garni- ture d'étanchéité.
Suivant la variante de réalisation selon les figures 9-10 du dispositif de garniture, la surpression de service pressant le balai 9 contre 1a surface à garnir parvient dans la rainure 18, au-dessus du balai, à travers l'orifice 24 prévu entre le balai et la parai de la rainure. Cette pression serre en même temps le balai contre la paroi de rainure opposée avec un effet d'étanchéité et pour cette raison, afin que ce serrage ne soit, dans le cas particulier d'une forte surpression, pas plus puis- sant qu'il ne faut et que la friction en résultant n'entrave pas l'avancement des balais pour la compensation de l'usure, le creux 5 est pratiqué sur la paroi de rainure offrant l'ajusta- ge convenable, Au cas d'une surpression puissante,
il peut être désirable de réduire avec elle aussi la force pressant le balai contre la surface à garnir et dans ce but, et selon cette forme de réalisation, la rainure de décharge 26 est entaillée dans la surface de glissement du balai, près de son extrémité du côté basse pression, ladite rainure de décharge communiquant avec l'espace de rainure au-dessus du balai par les orifices 27.
Cette solution a comme conséquence que la forte pression régnant dans la rainure tend à pénétrer sous le balai entre la rainure de décharge et le bord du balai du côté haute pression, pour contre-balancer ainsi, dans sa majeure partie, la force de ser- rage agissant sur le balai dans cette même largeur du côté de la rainure, tandis qu'un équilibrage de cette importance ne peut pas se produire sous le balai sur 1a largeur entre la rainure 26 et l'extrémité du balai du côté de la petite pression, étant don- né que la pression pénétrant à partir de la rainure sous cette partie du balai doit diminuer à peu près linéairement,jusqu'à la pression plus basse.
Par conséquent, entre la rainure 26 et l'ex- trémité du balai du côté de la pression plus basse, se présente
<Desc/Clms Page number 17>
un effort contraire opposé à la force de serrage agissant sur cette même largeur du côté de la rainure, lequel effort ne fait qu'environ la moitié de ladite force de serrage, et pour la com- pression du balai il reste, répartie sur sa surface entière de glissement, une force dont l'importance peut être réglée à vo- lonté, à une valeur plus basse, par le choix de la place de la rainure 6. Sous ce rapport, le point de vue décisif est que la force ae serrage soit, au point ae vue ae l'étanchéité de la garniture, encore suffisante, sans que, par suite de 1'augmenta- tion de cette force, elle accélère inutilement l'usure des balais.
Si (comme par ex. dans le cas de la forme de réalisation selon la fig. 1) ,l'échangeur de pression est entouré par l'en- veloppe 13 mise à peu près sous la demi-surpression, la surpres- sion - en avançant à partir des tubulures 5-5' le long de la pé- riphérie vers les tubulures 4-4' - s'intervertit sur les côtés de la garniture. Pour cette raison, il est recommandable dans ce cas d'appliquer près de chacun des deux boras de la. surface de glissement du balai, une rainure de décharge.
Pour le main- tien de ces rainures sur la surface de glissement qui est expo- sée à, l'usure (c'est-à-dire pour le renouvellement continu de ces rainures) on peut prévoir dans la partie de construction, sous le balai, un outil tranchant 29, s'élevant un peu-au-dessus de cette partie de construction et fixé dans sa niche par la vis de fixation étant donné qu'en raison de la fragilité du ba- lai une rainure profonde ne peut pas être taillée. Dans ce cas de réalisation (selon la fig. 1), la pression serrant les balais de garniture se réduit d'ailleurs déjà par suite de ce qu'en con- séquence de la pression régnant dans la zone 14, ce n'est pas l'entière surpression qui prévaut comme pression chargeant les balais à la valeur maximum, mais bien approximativement seulement la demi-surpression.
Dans cette dernière variante du dispositif de garniture, les balais sont construits sans baguettes de graissage, par ex. en
<Desc/Clms Page number 18>
charbon mélangé à de la stéatite moulue, et les pièces de balai individuelles sont disposées,.de la manière représentée sur la fig. 10, dans les cases particulières de la rainure 18, lesquelles se forment, par exemple, par le pressage des lamelles minces 30 dans les coupures transversales de l'anneau rainuré 17. Ces la- melles offrent, d'une part, un bon appui contre le déplacement longitudinal des parties de balai et réduisent de ce fait le danger de coincement et de rupture.
D'autre part, par la di- vision en cases de la rainure, les lamelles empêchent la commu- nication, à travers la rainure, entre les cellules présentant une pression graduellement variable le long de la rainure, c'est- à-dire empêchent le soufflage de l'agent de travail entre ces cellules à travers la rainure, ce qui devrait éventuellement être empêché d'une façon différente dans une autre solution.
(Si, par exemple, les balais de garniture sont guidés sur les surfaces latérales intérieures de la rainure 18 par ajustage glissant et que le pressage des balais sur 'la surface à garnir ne s'effectue qu'à l'aide d'un ressort, une filtration considé- rable de l'agent de travail à partir des cellules, dans la sec- tion vide de la rainure derrière le balai, ne peut s'opérer, et pour cette raison, dans le but d'empêcher cette filtration, il n'y a pas lieu de prendre des mesures particulières, ce qui est en général d'autant moins nécessaire que la marche de la roue mobile est rapide).
Pour des raisons de sécurité, les la- melles 30 ne peuvent pas dépasser la partie inférieure de l'an- neau rainuré 17 et il s'en suit qu'entre les portions de balai voisines situées des deux côtés de chaque lamelle, il se forme des orifices bas s'étendant de l'anneau porte-balai jusqu'à la surface à garnir opposée. Toutefois, si les lamelles 30 sont assez minces la perte due au manque d'étanchéité se produisant par ces orifices peut être négligée, et même, au cas de l'exécu- tion avec entourage de l'enveloppe 13 selon la fige 1, le souffla-
<Desc/Clms Page number 19>
ge s'effectuant par ces orifices contribue à la création et au maintien de la pression désirée dans la section d'espace 14.
Dans le cas où, différemment de la solution selon les fi- gures 9-10, le lubrifiant solide viendrait à être employé sous forme de morceaux séparés, ceux-ci, au lieu d'être prévus dans le balai de garniture, peuvent également être disposés dans des cavités, par ex. dans des orifices ménagés dans la surface à garnir opposée, étant donné. qu'en conséquence de l'effet d'usure réciproque des surfaces frottantes, la quantité de lubrifiant détachée par l'usure, est, même dans une mesure très faible, suffisante en général, pour parvenir entre les surfaces de garniture.
La disposition dans des rainures des éléments de garniture est purement une exigence d'opportunité qui se trouve justifiée par leur montage d'une façon simple et leur guidage en sens per-' pendiculaire sur la surface à garnir, et au orix d'une formation moins prétentieuse ou plus compliquée, on peutmême abandonner la forme de rainure que l'on entend dans le sens commun. Ainsi, par exemple, avec les chambres de couvercle exposées à la sur- pression, la.paroi de rainure intérieure- exception faite des points de raccordement des cloisons entre les chambres - peut même être supprimée (découpée), si les lamelles de fermeture 30 de la rainure, représentées sur les figures 9 - 10, sont dispo- sées précisément à ces points de raccordement.
Comme l'objet de l'invention porte, ainsi que cela a été exposé dans l'introduction, sur des parties de construction principales se déplaçant (tournant) l'une par rapport à l'autre, il est bien entendu que dans le cadre de cette invention entrent aussi des solutions (justifiées par des raisons particulières) dans lesquelles la partie principale contenant les cellules est fixe, tandis que le couvercle (ou les couvercles, respectivement) tournent..
Au lieu des couvercles contenant les conduites com-
<Desc/Clms Page number 20>
pensatrices de pression, ou les couvercles connectés avec elles, on peut employer aussi une partie de construction principale dont les orifices, permettant le passage entre les cellules, établissent la communication avec les cellules non pas des cô- tés frontaux de la partie de construction à cellules, mais bien sur l'une quelconque de ses surfaces d'enveloppe (extérieure ou intérieure). En ce cas, les couronnes de garnitures 9 agissent également de la manière la plus simple, d'une façon similaire aux garnitures représentées à l'extrémité de droite de la fige 4, comme garnitures pour la surface d'enveloppe.
Conformément à ce qui a déjà été exposé, le dispositif échangeur de pression fonctionne d'autant plus parfaitement et économiquement, que le nombre de cellules est élevé. Toutefois, dans les formes de réalisation plus simples, le nombre des cel- lules peut être réduit à un chiffre tel que la compensation de la pression ne s'opère, comme cas-limite, que toujours entre une cellule contenant l'agent de travail à comprimer et une cellule contenant l'agent de travail se détendant.
R E V E à D I C A T 1 0 N S.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.