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RACCORD ROTATIF.
La présente invention est relative à un dispositif de raccord et plus particulièrement à un raccord établissant une connexion à travers un support destiné à être entraîne en rotation. Elle se propose de réaliser m joint étanche permettant d'introduire un fluide dans un[ élément destiné à être entraîné en rotation et à l'en retirer, le dispositif de raccord étanche étant agencé pour pouvoir établir une ou plusieurs connexions pour le passage de fluides.
Dans certains cas, le fluide est simplement introduit par le raccord et dans d'autres cas i1 peut être introduit et retiré, et l'invention se propose de réaliser un dispositif susceptible de permettre ce résulta%-
Elle se propose également de réaliser un joint étanche efficace, satisfaisant et permanent dans toutes conditions de température et de pression et avec une gamme très étendue de fluides.
D'autres buts et les caractéristiques de l'invention appa- raltront dans la description qui va suivre. Au dessin annexé illustrant plus ou moins schématiquement un mode de réalisation.
Fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un dispositif sur lequel le raccord suivant l'invention peut être monté ;
Fig. 2 est une vue en coupe représentant le raccord de la Fig. 1 à plus grande échelle, et
Fig. 3 est une vue en coupe avec des parties en élévatjon illustrant l'assemblage étanche du raccord de la Fig. 2.
Le dispositif selon l'inventjon peut être employé commodément comme raccord par lequel un fluide est amené à une partie mobile, comme un tambour, ou bien être incorporé à un montage en vue d'extraire un fluide.
Le montage représenté schématiquement sur la Fig. I est un dispositif d'alimentation en vapeur d'un tambour et d'avacuation du liquide condensé dans le tambour.
Ainsi qu'on le voit sur la Fig. I, un tambour 1 à circulai.
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tion de vapeur est muni d'un tourillon 2, loge dans un palier 3 supporté'par. un socle 4. A son extrémité opposée le tambour est porté par un tourillon creux 5 reposant dans ce palier 6 lui-méme porté par le socle 7. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à son application à un type particulier de tambour ou de palier ou de support pour le tambour, et le montage représen- té sur la Fig. I n'est donné qu'à titre d'illustration d'un des modes d'application de l'invention.
Le raccord comporte une enveloppe creuse 8 élargie en 9. Une partie de raccordement taraudée 10 vient de préférence de matière avec l'en= veloppe 8. L'extrémité 11 de l'enveloppe 8 peut être fermée si l'on ne prévoit pas d'évacuation de fluide. Si l'on doit prévoir une évacuation de fluide on fixe à la partie 11 un coude 12 qui peut être terminé par une partie taraudée 13 à laquelle est fixée une canalisation 14d'évacuation du fluide.
L'introduction du fluide se fait par une canalisation 15 reliée à la partie 10 par un embout fileté 16. Les canalisations 14 et 15 peuvent être flexibles sans aucun inconvénient, bien qu'elles puissent être également rigides. Sur le dessin elles sont schématiquement représentées comme formées d'un matériau flexible.
Le dispositif comporte une pièce de forme généralement tubulaire 17 montée rotative dans l'enveloppe 8, 9. Ainsi qu'on le voit sur le dessin cette pièce possède une partie 18 et une partie de plus grand diamàtre 19, un épaulement 20 étant formé entre les parties 18 et 19. La pièce 17 est également plus large en 21, un épaulement 22 étant ménagé entre les parties 21 et 19. Elle comporte ensuite une partie de plus petit diamètre 23 et une partie filetée 23a destinée à être vissée dans l'alésage taraudé du tourillon creux 5. La partie 23 comporte un certain nombre de méplats'24, agencés de façon à pouvoir être pris dans une clef ou un outil analogue-pour faciliter la fixation du raccord rotatif dans le tourillon creux 5 ou son démontage.
Un palier 25 est disposé autour de la partie 19 et, de pré- férence, contre l'épaulement 22. Comme représenté, ce palier comporte une bague externe 25a et une bague interne 25b réunies de façon à faire une pièce unique. La bague 25a est de préférence en un métal convenable quelconque et.sert de couverture pour la partie 25b constituée de préférence en un alliage métallique plus mou, imprégné d'un lubrifiant convenable tel que du graphite. Le palier 25 est rodé et poli et fonctionne à la fois comme joint et palier d'une façon satisfaisante.
Le palier 25 est maintenu en position autour de la portion 19 de la pièce 17 et contre l'épaulement 22 au moyen d'un anneau de retenue 26, disposé sur la pièce 17 dans une rainure périphé- rique appropriée et maintenu de façon à ne pas tourner, au moyen d'une clavette 27, placée dans un logement 28.
Une bague d'étanchéité 31 est disposée autour de la pièce 17 et vient en butée contre l'une des faces latérales du palier 25. Comme re-" présenté au dessin, cette bague est munie sur l'une de ses faces d'une saillie 32 taillée en biseau en 38 et d'un épaulement 34. Elle comporte, en outrer un dégagement tronconique 29 qui ménage un espace pour l'anneau de retenue 26. Cette bague est de préférence constituée en un alliage métallique imprégné de graphite. Cette pièce est rodée et polie et forme, elle aussi, un joint et un palier satisfaisants.
Le dispositif comprend, en outre, une pièce 35 de forme annulaire entourant la pièce 17 et butant contre la partie 32 de la bague 31.
Ainsi qu'on le voit sur la figure, cette pièce est tubulaire et entoure étroitement la pièce 17. Elle possède un rebord latéral 36 qui prend appui sur la partie 32 du joint 31. Elle sert également de siège pour l'une des extrémités 37 d'un dispositif d'étanchéité élastique 38 placé autour de la pièce 17, comme on le voit en particulier sur la Fig. 3. A son extrémité opposée 39, le 'Joint élastique 38 s'appuie sur un anneau 40 disposé sur la pièce 17 et maintenu en position par exemple par un brasage 41,fixant l'anneau 40 à la pièce 17. Le dispositif 38 joue le rôle de joint. Ses ex-
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trémités 37 et 39 sont fixées respectivement aux parties annulaires 35 et 40 et sont scellées à ces parties en sorte que le fluide ne peut passer.
Le dis- positif 38 est aussi élastique et il est formé d'une matière telle qu'il exer- ce de lui-même une force suffisante sur la pièce 35,36 pour l'obliger à un contact hermétique avec la portion 32 du joint 31. Il fonctionne de façon à faire joint étanche indépendamment de la pression à laquelle il peut être so umis quand le fluide pénètre dans l'enveloppe 8 et la traverse.
Lorsqu'on doit utiliser le dispositif non seulement pour 1'in- troduction du fluide dans le tambour, mais aussi pour son évacuation on adap- te le coude 12 et la canalisation 14 ainsi qu'il est représenté sur les Figs.' 1 et 2. De plus, on insère une pièce tubulaire 42 dans la pièce 17. Les dimensions de cette pièce tubulaire sont telles qu'elle n'occupe qu'une portion de l'espace compris dans la pièce 17 et n'est pas en contact avec elle. A l'une de ses extrémités la pièce tubulaire 42 est filetée en 43, et est vissée dans un trou taraudé correspondant de l'enveloppe 8. A son autre extrémité,la pièce tubulaire 42 est de préférence courbée vers le bas, comme indi-" que en 44 (Fig.
I) de façon à atteindre la partie du tambour 1 où doit se trouver le fluide condensé, en sorte que cette pièce tubulaire est disposée de façon à évacuer le condensat du tambour.
L'ensemble décrit ci-dessus est maintenu en place par une bague de blocage 45 (fig. 2).
La bague d'étanchéité 31 a été décrite ci-dessus comme constituée en un alliage métallique imprégné de graphite. On pourrait très bien également la faire entièrement en graphite sous la forme d'un élément non poreux en carbone dense-à liant de résine. C'est fondamentalement une pièce non poreuse et à auto-lubrification. Elle peut également être constituée par un métal pur et peut ne pas contenir de carbone. Ainsi qu'on le voit elle est profilée ou biseautée sur une face comme en 33. Quand la surface exposée de la partie 32 s'use par suite du contact avec le rebord 36, la surface de joint augmente et par là même diminue le processus d'usure.
Onpeut considérer la surface de joint comme comprenant un épaulement en saillie tel que la partie 32 et constitué d'une matière plus tendre que la surface de contact de la pièce 36 qui chevauche la partie 32, en sorte que toute usure survenant entre ces deux parties est supportée par la matière plus tendre de la partie 31 et que la surface 36 tend à balayer des surfaces de joint toute matière étrangère, à la façon d'une "râclette".
De ce fait, il ne se forme aucune rainure qui permettrait à des matières étrangères de trouver place ou qui détruirait l'étanchéité entre les surfaces. Quand le dispositif fonctionne, une pellicule extrêmement fine du fluide qui traverse le raccord - c'est-à-dire qui passe à travers la pièce 17 et l'intérieur de l'enveloppe 8 - se forme sur les surfaces de joint entre les parties 32 et 36 et joue le rôle de lubrifiant. Cette pellicule a également pour effet de restreindre l'usure et de réduire la résistance par friction, mais son épaisseur est trop faible pour permettre à des quantités appréciables de fluide de passer entre les surfaces 32 et 36. On peut maintenir la bague 31, quelle que soit sa forme, fixe dans l'enveloppe 9 où elle se trouve placée, ou bien la laisser libre.
Le soufflet 38 ne requiert pas un métal particulier pour sa fabrication. Le métal monel convient bien à cet usage, et la forme et les proportions de cette pièce sont telles qu'il n'est pas nécessaire d'ajouter un ressort. Elle joue à la-fois le rôle de ressort et de joint d'étanchéité, et donne une charge initiale aux surfaces de joint au niveau du contact des pièces 32 et 36. La réaction du soufflet en fonction des variations de pression sur sa surface a également pour effet de modifier automatiquement la pression sur les surfaces de joint dans la mesure même de l'augmentation ou de la diminution de la pression hydraulique du fluide qui traverse le racccr d.
Ceci résulte du rapport moyen des surfaces agissantes entre le soufflet et la surface de joint de la pièce 36. La pression externe sur le soufflet a tendance à aplatir celui-ci, mais la superficie étendue de la surface de jono-
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13 on contre la pièce 36 contrebalance la superficie active qui tendrait à aplatir le soufflet. L'utilisation et le fonctionnement du dispositif selcn l'invention sont les suivants :
Le dispositif tel qu'il est décrit et représenté est associé avec une partie tournante et est agencé de façon à être relié avec l'inté= rieur de cette partie par un palier supportant la partie tournante.
Il fournit un joint d'étanchéité constant, cette étanchéité résultant en partie de l'action de la pièce 38 qui est à la fois un dispositif d'étanchéité et de pression en sorte qu'il agit comme une cloison pour empêcher l'entrée indésirable de fluide dans le palier tout en servant de ressort pour lui-même on maintenant constamment un degré convenable de pression sur les autres éléments de joint, pour assurer leur fonctionnement de façon satisfaisante et empêcher toute fuite.
Dans l'utilisation ordinaire on fait passer un gaz ou une vapeur, comme de la vapeur d'eau, par le conduit 15, puis dans l'enveloppe 8.
Le fluide traverse ensuite la pièce 17 pour arriver à l'intérieur du tambour 1. Si le dispositif est prévu pour l'évacuation du condensat, on doit monter le raccord 12 et la canalisation 14, comme le montre la figure, et on doit également adapter le tube 42. Du fait que l'extrémité inférieure du tube 42 est dirigée vers le fond du tambour 1, elle vient en contact avec le condensat, et si on applique une succion convenable par la canalisation 14, ce condensat s'évacue par le tube 42 et se déverse hors du tambour.
Il s'avère que dans de nombreuses conditions de fonctionnement il n'est pas nécessaire d'appliquer une aspiration à la canalisation 14. La pression de vapeur d'eau, de gaz ou de vapeur dans le tambour peut suffire- à elle seule à entraîner l'évacuation du condensat par le tube 42, et l'invention ne saurait de la sorte être limitée à l'emploi d'une aspiration en vue d'évacuer le condensat.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, comportant ou non une évacuation de condensat en addition au dispisitif d'introduction du fluide, le dispositif d'étanchéité fonctionne pratiquement de la même façon et il n'est nécessaire d'apporter aucune modification au montage représenté sur Fig. 3.