BE665546A - - Google Patents

Description

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  Garniture étanche de joints pivotants pour tuyaux. 



   La présente invention concerne une garniture de joints pour tuyaux et, plus particulièrement, une garniture spécialement destinée aux joints pivotants des tuyaux dans lesquels passent des acides forts ou d'autres fluides corrosifs. 



   On est maintenant en mesure de confectionner une garni- ture de joint pivotant, dans laquelle un élément métallique de poussée est utilisé pour comprimer un joint plastique non élasto- mère, de façon à l'amener en contact hermétique aux fluides des parois de la chambre enfermant la garniture. Cette   garniture   se comporte d'une manière très satisfaisante à l'intérieur de certains intervalles de pressions et de températures, et, également, 

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 quand il s'agit de laisser passer différents types de fluides. 



  Toutefois, la construction de certaines garnitures est telle qu'elle place l'élément de poussée élastique métallique en une position où il se trouve directement exposé aux fluides circulant dans les tuyaux. Comme cet élément est normalement fait en un métal élastique très mince, il est rapidement mis hors de service en présence des acides forts. Bien que le joint plastique non élastomère soit capable de résister à l'action des acides,   l'élé- '   ment de poussée ne résiste pas à cette action, de sorte que la garniture ne joue plus son rôle. La présente invention résout ce problème que présentent les garnitures. 



   Les buts de la présente invention sont de fournir : - Une garniture perfectionnée de joints pour tuyaux. 



   - Une garniture qui se comporte d'une manière très satisfaisante en présence des acides forts, ou des autres fluides      corrosifs. 



   - Un élément métallique de poussée, qui est isolé du fluide circulant dans les tuyaux grâce à un joint inerte à l'action du fluide. 



   - Une garniture qui comprend un joint élastomère, dont la compressibilité élastique est négligeable, et un élément de poussée élastique, lequel communique au joint son élasticité afin d'assurer en permanence l'étanchéité voulue hermétique aux fluides, en dépit des irrégularités que peuvent présenter les surfaces en contact. 



   - Une garniture qui est montée dans une chambre d'un joint pivotant d'une manière telle que l'usure de la garniture se trouve fortement réduite. 



   Vautres caractéristiques et avantages de la,présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif Une forme de réalisation conforme à l'invention. 



   Sur ce dessin : 

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La figure 1 est une coupe diamétrale longitudinale' d'un joint pivotant qui comporte la garniture de la présente inven- tion. 



   La figure 2 est une vue en élévation, en coupe partielle, du joint de la garniture précitée.      



   La figure 3 est une vue en perspective de l'élément de poussée de la garniture précitée. 



   La   figure .4   est une vue partiellement en élévation et en coupe de la garniture. 



   La figure 5 est une vue de face de la garniture, en partie arrachée afin de montrer avec plus de détails les doigts élastiques de l'élément de poussée. 



   Si l'on examine plus part ulièrement les figures, la figure 1 représente un joint pivotant indiqué par le numéro de référence 10. Ce joint pivotant comprend un conduit femelle 12, un conduit mâle   14   monté de façon à pouvoir tourner à l'inté- rieur du conduit femelle grâce à des billes 16 disposées dans des chemins de roulement 17 et maintenues en place par un bouchon   18.   De plus, un joint antipoussières 19 est placé dans une rainure pratiquée dans le conduit mâle et assure l'étanchéité du joint pivotant contre le conduit femelle. 



   Le joint pivotant 10 comporte un canal 22 dans lequel passe le fluide, lequel canal est circonscrit par une chambre   24   destinée à recevoir une garniture. La chambre est délimitée par une première paroi radiale 26 et par une paroi cylindrique extérieure 28 qui font l'une et l'autre partie du conduit femelle 12, et par une seconde paroi radiale 30 ainsi que par une paroi cylindrique intérieure 32, qui font toutes deux partie du conduit mâle et qui font respectivement face aux premières parois 'radiale et cylindrique. Le fluide circulant dans le canal 22 peut pénétrer dans la chambre'2,4 en empruntant un intervalle ménagé entre la paroi cylindrique interne 32 et la première paroi radiale 26. 



  Bien que le joint pivotant représenté sur la figure 1 comporte 

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 une paroi cylindrique intérieure, celle-ci est parfois omise et sa présence n'est pas nécessaire en ce quiconcerne la présente invention. 



   Une garniture 36, qui est une forme de réalisation de l'invention, comprend un joint annulaire 38 non élastomère, fait en une matière   plastique,   comme par exemple en "Teflon" ou en polyéthylène. Une caractéristique importante de ce joint est sa résistance aux acides. Le joint possède une paroi internédiaire cylindrique 39, des rebords intérieurs parallèles   40,   venus d'une seule pièce avec la paroi intermédiaire et faisant saillie vers l'intérieur à partir de cette paroi, des joues 41 faisant saillie axialement de part et d'autre des rebords intérieurs, et des rebords extérieurs   42   venus d'une seule pièce avec les joues et faisant saillie vers l'extérieur à partir de ces der-   nières   tout en étant parallèles à leurs rebords intérieurs voisins respectifs.

   Les rebords extérieurs se terminent en des bords 43, qui sont radialement écartés vers l'intérieur de la surface extérieure de la paroi intermédiaire. En outre, les rebords inté- rieurs et extérieurs qui se font face délimitent des rainures annulaires   44   dirigées vers l'extérieur, et les rebords intérieurs écartés l'un de l'autre et qui se font face délimitent un canal 45 dirigé vers l'intérieur. Par suite de la composition de la matière dont il est fait, le joint est relativement rigide bien que le rebord intérieur, la joue et le rebord extérieur placés de part t d'autre de la paroi intermédiaire soient capables de   fléchir   d'un certain angle par rapport à la paroi intermédiaire. 



   La garniture 36 de la présente invention comprend aussi un élément de poussée 50 qui est avantageusement en métal, du fait que c'est le métal qui communique le meilleur effet de poussée. L'élément de poussée 50 comprend une partie intermédiaire fendue 51 de forme annulaire, dont le diamètre maximal est légè- rement supérieur à celui de la paroi extérieure 28 de la chambre 24 quand la partie intermédiaire de l'élément de poussée est à 

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 l'état libre. De plus, cet élément comprend une série de doigts élastiques tubulaires 52, venus d'une seule pièce avec la partie intermédiaire et faisant saillie vers l'intérieur, les doigts se faisant face de part et d'autre de la partie intermédiaire en divergeant les uns par rapport aux autres et étant déplaçables de façon flexible et élastique les uns en direction des autres. 



  Les doigts voisins disposés sur chacun des côtés de la partie internédiaire sont contigus les uns   des   autres et ne sont séparés que par des fentes étroites 53. De   pls,   chaque doigt se termine en un bord 54, et tous les bords des doigts de chacun des côtés de la partie intermédiaire   définissent)une   circonférences sensible- ment continue. Pour que ces doigts soient aussi près que possible les uns des autres, les côtés adjacents des doigts voisins conver- gent vers ces bords.      



   L'élément de poussée 50 est écarté diamétralement et placé sur le joint 38, la partie intermédiaire 51 de l'élément recouvrant la paroi intermédiaire 39 au joint et les doigts élastiques 52 pénétrant dans les rainures   44.   En raison de la divergence des doigts placés les uns en face des autres et de l'élasticité limitée des rebords   40   et   42,   ces derniers sont amenés à s'écarter les uns des autres en prenant la disposition divergente représentée sur la figure 4. 



   Pour l'utilisation, la garniture 36 est montée dans la chambre 24, la partie intermédiaire 51 de l'élément de poussée 50 étant diamétralement épaulée par la paroi cylindrique exté- rieure de la chambre. La garniture est ainsi maintenue immobile par rapport au conduit femelle 12, ce qui supprime l'usure de la partie intermédiaire de   l'élément   de poussée consécutive à la rotation l'un par rapport à l'autre des conduits 12 et   14.   Quand les conduits mâle et femelle sont assemblés l'un avec l'autre par l'intermédiaire des billes 16, les parois radiales 26 et 30 compri- ment les rebords   40   et   42,   ainsi que les rangées des doigts 52 disposés les uns en face des autres,

   afin de les amener sensiblement 

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 parallèles les uns aux autres comme le montre la figure 1. Etant donné que les doigts sont alors soumis à une certaine contrainte, ils pressent élastiquement leurs rebords extérieurs 42 respectifs pour les amener en contact hermétique aux fluides avec les parois radiales voisines 26 et 30. En outre, et ceci a une importance particulière en ce qui concerne la présente invention, le joint 38 isole l'élément de poussée 50 du fluide circulant dans le canal      
22.

   Il s'ensuit que, même si ce fluide est un acide très fort      susceptible de provoquer normalement la détérioration de   l'élément. )   de poussée relativement mince, le fluide n'a pas d'effet sur la garniture de l'invention, puisque le joint est inerte à ce fluide et que l'élément de poussée en est isolé. 



   Un   autre.point   digne d'être signalé concerne le canal 
45, lequel admet du fluide à partir de la canalisation 22, de telle sorte que la pression du fluide est amenée à s'exercer sur      les rebords intérieurs 40 et   aide à   assurer un meilleur contact hermétique au fluide entre les rebords extérieurs 42 et leurs parois radiales respectives 26 et 30. 



   Bien que les rebords extérieurs 42 du joint 38 ' présentent une compressibilité élastique négligeable, ils assurent cependant d'une façon permanente une étanchéité très efficace et épousent d'eux-mêmes les irrégularités des surfaces   d'étanchéité   en contact (entre les rebords extérieurs 42 et les parois 26 et 
30), en raison du très grand nombre d'endroits où s'applique la pression élastique de chacun des doigts 52. Il existe donc une étanchéité statique efficace entre le rebord extérieur 42 et la première paroi radiale 36, et une étanchéité dynamique efficace entre le rebord extérieur 42 et la seconde paroi radiale 30. Le faible coefficient de frottement du joint facilite la rotation l'une par rapport à l'autre des surfaces en contact assurant une étanchéité dynamique. 



   Il ressort de ce qui précède que la garniture perfection- née de la présente invention est particulièrement applicable dans 

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   les joints pivotants qui laissent passer des fluides corrosifs, tels des acides forts. La caractéristique importante de cette garniture réside dans l'isolement d'un élément de poussée, qui ne résiste normalement pas aux fluides corrosifs, par un joint résistant à ces fluides. La présente garniture a prouvé qu'elle apportait une excellente solution au problème de la vulnérabilité de l'élément de poussée à des fluides corrosifs. 



  Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter toutes variantes sans sortir de son cadre.

Claims (1)

1. RESUME.

   A - Garniture, caractérisée par les points suivants pris séparément ou en combinaisons : 1 - Elle comprend un élément d'étanchéité de forme annulaire, qui possède une partie annulaire intermédiaire et une paire de parties d'étanchéité munies de rebords, faisant saillie à partir de la partie intermédiaire en se faisant face l'une l'autre et comportant des rainures annulaires disposées de part et d'autre de la partie intermédiaire, lesdites parties d'étanchéité munies de rebords étant déplaçables à l'écart l'une de l'autre par rapport à la partie intermédiaire, et des moyens de poussée s'étendant circonférentiellement à la partie intermédiaire et faisant saillie dans les rainures, afin d'écarter élastiquement l'une de l'autre les deux parties d'étanchéité munies de rebords,

   2 - Les moyens de poussée e l'élément d'étanchéité sont séparables en enlevant des rainures les moyens de poussée.

   3 - L'élément d'étanchéité de forme en une matière résistante aux acides et possède une partie annulaire intermédiaire et une paire de parties d'étanchéité munies de rebords <Desc/Clms Page number 8> qui font saillie vers l'intérieur à partir de la partie intermé- diaire en se faisant face l'une l'autre et qui comportent des rainures annulaires dirigées vers l'extérieur de part et d'autre de la partie intermédiaire.

   4 - Les moyens de poussée comprennent une série de doigts élastiques placés dans les rainures, lesquels doigts poussent élastiquement lesdites parties d'étanchéité à l'écart l'une de l'autre, les doigts voisins placés dans chaque rainure étant contigus de façon à appliquer sur les parties d'étanchéité une pression dont la valeur se répartit sur un cercle sensiblement continu, tout en permettant une certaine flexion individuelle de chacun des doigts individuellement de l'autre doigt.

   5 - Elle comprend un joint annulaire qui comporte une paroi intermédiaire sensiblement cylindrique, des rebords intérieurs faisant saillie vers l'intérieur à partir de la paroi intermédiaire en se faisant face l'un l'autre, des joues faisant saillie axialement à l'extérieur dans des directions opposées à partir des rebords intérieurs,, et des rebords extérieurs faisant saillie à l'extérieur à partir des joues en faisant face à leurs rebords intérieurs voisins de façon à délimiter des rainures annulaires de part et d'autre de la paroi intermédiaire, et un élément de poussée comprenant une portion intermédiaire recouvrant ladite paroi intermédiaire et s'étendant circonférentiellement à cette paroi,

   et une série de doigts élastiques venus d'une seule pièce avec ladite portion intermédiaire et s'étendant en divergeant à partir de cette portion de façon à pénétrer dans les rainures afin d'écarter élastiquement lesdits rebords extérieurs.

   6 - Le joint précité est fait en une matière non élasto- mère.

   7 - Ledit joint est fait en une matière plastique inerte aux acides et aux autres substances corrosives.

   8 - Les doigts élastiques qui se font face de part et d'autre de la portion intermédiaire sont disposés de façon à ce que, lorsqu'ilssont à l'état libre, les doigts placés <Desc/Clms Page number 9> d'un coté de la partie intermédiaire divergent par rapport à ceux placés sur l'autre côté, mais les dcigts placés sur l'un et sur l'autre côté sont déplaçables, flexiblement et élasti- quement, en direction les uns des autres de façon à venir dans une disposition comprimée, où ils se trouvent sensiblement peral- lèles.

   9 - Les doigts élastiques sont amenés à s'engager par frottement avec les rebords extérieurs du joint annulaire, de façon à retenir l'élément de poussée dans une position qui entoure le joint.

   10 - L'élément de poussée est en métal élastique ; relativement mince.

   11 - La portion intermédiaire de l'élément de poussée est fendue radialement et l'élément de poussée est séparable du 'joint en enlevant les doigts des rainures.

   B - Dans un conducteur de fluide comprenant un conduit d'écoulement et une chambre annulaire entourant et communiquant avec le conduit., cette chambre étant délimitée par une paroi sensiblement cylindrique et une paire de parois se faisant fa- ce disposées en oblique par rapport à la paroi cylindrique, une garniture caractérisée en ce qu'elle comprend un joint annulaire placé dans la chambre,, ce joint ayant une paroi annulaire inter- médiaire sensiblement cylindrique s'étendant cironférentiellement à la paroi cylindrique de la chambre, un rebord intérieur annulaire faisant saillie en oblique à partir de cette paroi intermédiaire, une joue venue d'une seule pièce avec le rebord intérieur et faisant', saillie en oblique'à partir de cette paroi,

   et un rebord extérieur annulaire faisant saillie à partir de la joue et en contact de l'une des parois se faisant face de la chambre, et un élément de poussée élastique comprenant une série de doigts élastiques faisant saillie entre les rebords intérieur et extérieur et poussant élastiquement le rebord extérieur de façon à ce qu'il vienne en contact hermétique au fluide de la paroi précitée avec <Desc/Clms Page number 10> laquelle ledit rebord extérieur annulaire est en contact, et des moyens reliant entre eux tous les doigts et les assemblant sur le joint.

   C - Dans un joint pivotant comprenant un conduit d'écou- ' lement et une chambre annulaire entourant et communiquant avec le conduit, cette chambre étant délimitée par une paroi sensible- meht cylindrique et une paire de parois se faisant face disposées en oblique par rapport à la paroi cylindrique, une garniture caractérisée par les points suivants pris séparément ou en combinaisons :

   1 - Elle comprend un joint annulaire placé dans la chambre, ce joint ayant une paroi intermédiaire cylindrique s'é- tendant circonférentiellement à la paroi cylindrique de la chambre, des rebords intérieurs se faisant face faisant.saillie à partir de la paroi intermédiaire, des joues venues d'une seule pièce avec des rebords intérieurs et faisant saillie de part et d'autre de ces rebords, et des rebords extérieurs faisant saillie à partir des joues et individuellement au contact desdites parois se faisant face de la chambre, et un élément de poussée élastique comprenant une portion intermédiaire s'étendant autour de la paroi intermédiaire du joint, cet élément de poussée comprenant une série de doigts élastiques reliés d'une seule pièce à cette postion intermédiaire et.

   s'étendant à partir de cette portion entre les rebords intérieurs et extérieurs de part et d'autre du joint, ces doigts poussant élastiquement les rebords extérieurs de façon à ce qu'ils viennent en contact hermétique au fluide des parois qui se font face de la chambre.

   2 - La portion intermédiaire de l'élément de poussée est en contact étroit par frottement de la paroi cylindrique de la chambre.

   3 - Les bords intérieurs du joint font saillie à l'intérieur et les bords extérieurs du joint font saillie à l'extérieur. <Desc/Clms Page number 11>

   4 - Les bords intérieurs sont espacés l'un de l'autre de façon à admettre entre eux du fluide à partir du conduit d'écoulement, afin d'aider' les doigts élastiques à comprimer les rebords extérieurs contre les parois des rebords en saillie.