Joint métallique pour pompes centrifuges et autres machines rotatives. La présente invention a pour objet un joint métallique pour pompes centrifuges ou autres machines rotatives y compris les ma chines à vapeur, dans lesquelles il faut ob tenir une étanchéité parfaite du support de l'arbre rotatif.
Dans les machines rotatives, en général, et plus particulièrement dans les pompes centrifuges, il a généralement été fait usage, à la sortie de l'arbre rotatif, d'un bourrage serré par un presse-étoupe. Les inconvénients dus à ce système sont connus: le bourrage ou joint de chanvre ou autre matière est rapidement mis hors d'usage, et au bout d'un certain temps toujours très court, l'eau re passe le long de l'arbre. De plus, l'arbre lui-même subit une usure relativement rapide, de telle sorte que la remise en ordre de la pompe exige alors une perte de temps con sidérable et le remplacement des pièces usées, particulièrement difficile, exige une mise au point délicate.
L'invention actuelle a pour but d'élimi- ner ces inconvénients et de procurer un joint métallique qui, tout en procurant une étan chéité parfaite dans une large mesure, sup prime l'usure de l'arbre de la machine.
Dans ce but; ce joint métallique pour pompes centrifuges et autres machines rota tives est caractérisé en ce que certains de ses éléments sont calés directement sur l'arbre et tournent avec lui, la surface de frottement entre la partie rotative et la partie fige du joint étant reportée dans un plan perpendi culaire à l'axe de rotation de l'arbre.
Dans la réalisation préférée de l'invention, l'arbre est entouré, dans le logement ordi naire d'un presse-étoupe, par une bague d'u sure rainurée, de façon à contrarier le pas sage de l'eau et qui est maintenue par un plateau figé au corps de la pompe, et la face frontale de ce plateau est utilisée comme surface de frottement d'un joint qui est calé sur l'arbre de la machine et qui est conçu de manière à exercer sur cette face une pres sion constante qui empêche toute fuite de liquide. Cette surface est aisément graissée par un moyen quelconque.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on en donnera ci-après un exemple de réali sation.
La fig. 1 est une coupe verticale du joint par l'axe de l'arbre dé la pompe; La fig. 2 est une vue de face de la pièce située à droite du plan II-II de la fig. 1 ; La fig. 3 est une coupe suivant le plan III-III de la fig. 2; La fig. 4 est la vue de face de la pièce située à l'extrémité gauche du joint métal lique et vue suivant la flèche IV de la fig. 1.
Dans ces figures, 1 désigne l'arbre d'une pompe centrifuge, par exemple, dont le corps 2 présente un logement 3 dans lequel est disposée une douille 4 faisant corps avec un collier 5 fixé sur le corps 2 de la pompe par des prisonniers non représentés sur les figures. A l'intérieur de cette douille 4 est logée une bague d'usure 6 en métal blanc ou autre métal antifriction présentant des rainures 7 destinées à contrarier le passage de l'eau. Un joint en caoutchouc; 8 est serré contre cette bague 6 par un prolongement 9, d'un plateau 10 fixé sur- le collier 5, par des prisonniers 11 à ressorts 12 serrés afin de permettre à ce plateau 10 un certain d6pla- cement par rapport au collier 5.
La face 13 du plateau 10 est parfaitement- dressée et rodée et présente en relief des cercles -14. Cette face 13 est graissée par un graisséar 15 du type Stauffer, par exemple: Dans le corps même du plateau 10<B>du</B> canal 16 de circulation d'eau, est prévu pour le refroidisse, ment de la face 13. Ce canal 16 est en communication avec une conduite d'amenée d'eau 17 et une conduite 18 d'évacuation. Il peut être accessible par le déplacement d'un couvercle 19 faisant corps avec Le pla teau 10 par des vis 20.' L'ensemble de toutes ces pièces. est solidaire du corps 2-' de la pompe.
D'autre part, un anneau 21 qui pré sente une face 22 parfaitement dressée, des tinée à servir de surface de frottement, con jointement avec la face 13 du plateau 10; est solidaire d'une bague @23 et d'un anneau 24, par l'intermédiaire de trois vis \?5 pas sant dans des trous de la bague 23 et pre nant dans des trous filetés de l'anneau \?1. Les têtes 26 de ces vis sont engagées dans des logements 27 de l'anneau 24, logements qui sont garnis intérieurement d'une matière élastique telle que par exemple du caoutchouc et ménagés dans la face de cette anneau tournée vers la bague 23.
L'anneau 24 pré sente, en outre, sur sa face tournée vers la pièce 23, des logements 28 au nombre de trois, dans lesquels sont disposés des ressorts 29 qui ont pour but d'exercer une pression constante sur la bague 23 qui s'appuie contre l'anneau 21 et presse, de cette manière, un joint en chanvre 30 disposé entre l'anneau 21 et la bague 23 sur le pourtour de l'arbre 1. L'ensemble des pièces 21, 23 et 24 soli daires l'une de l'autre par les vis 25 fait corps avec l'arbre 1, grâce à des vis de ca lage 31 disposées sur le pourtour de l'anneau 24 et dont les extrémités 32 sont engagées dans des cavités correspondantes de l'arbre 1.
Le seul joint soumis à frottement dans cet ensemble est constitué, dans l'exemple choisi, par celui formé par les faces 13 et 22, parfaitement rodées et lubrifiées. Les redents que présente ce joint et qui sont constitués par les cercles 14 rendent impos sible tout passage d'eau. Cette eau est, du reste, déjà retenue par la bague 6 conve- iiablement rainurée et parle joint 8. Comme, d'autre part, les trois pièces 21, 23 et 24 sont solidaires de l'arbre 1 et tournent avec lui, de même que le joint en chanvre 30, les fuites d'eau ne sont pas possibles, le long de cet :arbre 1.
Les seules pièces su jettes à usure sont- constituées par l'anneau 21 et le plateau 10, mais cette usure est continuellement compensée par l'avancement de l'anneau 21 de la bague 23, sous l'action des' ressorts 29 prenant appui sur l'anneau 24, fixé sur l'arbre 1. La bague -6 est égale ment sujette à l'usure, mais .cette usure n'aura aucune influence sur l'étanchéité du joint proprement dit et les fuites d'eau seront en tous cas évitées. Le remplacement de cette bague 6 est, du reste, aisé. Il suffit, en effet, de desserrer, d'une part, les trois vis de calage 31 de l'anneau 24 et, d'autre part, les prisonniers qui fixent le plateau 10 pour que tout l'ensemble du joint puisse glisser sur l'arbre 1. Il est aisé, dans ces conditions, de retirer la bague 6 usée et de la remplacer par une nouvelle.
Ce joint métallique pour pompe reste également étanche, lorsque pour une cause quelconque, l'arbre 1 de la pompe vient à être légèrement désaxé. En effet, le plateau 10 peut effectuer un léger déplacement par rapport au collier 5, grâce aux ressorts 12 des prisonniers 11 et au joint en caoutchouc 8 qui fait office de rotule et permet au pla teau 10 de suivre les mouvements de l'arbre 1 et d'être ainsi toujours parfaitement en contact avec l'anneau 21 qui fait corps avec cet arbre.
Grâce à la construction adoptée, il est possible de réaliser l'entraînement élastique de la bague 23 et de l'anneau 21 par les vis d'assemblage 25 dont la tête est engagée dans une matière élastique tout en réalisant également une pression uniforme de ces pièces coutre le plateau 10, grâce à la présence des trois ressorts 29 situés entre l'anneau 24 et la bague 23.
L'étanchéité des machines rotatives à vapeur est également obtenue par l'emploi du joint métallique ci-dessus décrit et, en général, ce joint peut être utilisé dans toutes les machines rotatives quel que soit le corps pour lequel l'étanchéité doit être obtenue.
Metal seal for centrifugal pumps and other rotary machines. The present invention relates to a metal seal for centrifugal pumps or other rotary machines including steam machines, in which it is necessary to obtain a perfect seal of the support of the rotary shaft.
In rotary machines, in general, and more particularly in centrifugal pumps, use has generally been made, at the outlet of the rotary shaft, of a packing clamped by a stuffing box. The drawbacks due to this system are known: the packing or seal of hemp or other material is quickly put out of use, and after a certain time, which is always very short, the water passes again along the tree. In addition, the shaft itself undergoes relatively rapid wear, so that the re-ordering of the pump then requires a considerable loss of time and the replacement of worn parts, which is particularly difficult, requires delicate adjustment. .
The present invention aims to eliminate these drawbacks and to provide a metal seal which, while providing a perfect seal to a large extent, eliminates wear on the machine shaft.
For this reason; this metal seal for centrifugal pumps and other rotating machines is characterized in that some of its elements are wedged directly on the shaft and rotate with it, the friction surface between the rotating part and the frozen part of the seal being transferred to a plane perpendicular to the axis of rotation of the shaft.
In the preferred embodiment of the invention, the shaft is surrounded, in the ordinary housing of a stuffing box, by a grooved u ring, so as to thwart the wise passage of water and which is held by a plate fixed to the body of the pump, and the front face of this plate is used as the friction surface of a seal which is wedged on the shaft of the machine and which is designed so as to exert on this face a constant pressure which prevents any liquid leakage. This surface is easily greased by any means.
In order to make the invention fully understood, an exemplary embodiment thereof will be given below.
Fig. 1 is a vertical section of the seal along the axis of the pump shaft; Fig. 2 is a front view of the part located to the right of the plane II-II of FIG. 1; Fig. 3 is a section on the plane III-III of FIG. 2; Fig. 4 is the front view of the part located at the left end of the metal seal and seen along arrow IV of FIG. 1.
In these figures, 1 designates the shaft of a centrifugal pump, for example, the body 2 of which has a housing 3 in which is disposed a sleeve 4 forming part of a collar 5 fixed to the body 2 of the pump by prisoners not shown in the figures. Inside this socket 4 is housed a wear ring 6 made of white metal or other anti-friction metal having grooves 7 intended to prevent the passage of water. A rubber seal; 8 is clamped against this ring 6 by an extension 9, of a plate 10 fixed to the collar 5, by prisoners 11 with springs 12 tightened in order to allow this plate 10 a certain displacement relative to the collar 5.
The face 13 of the plate 10 is perfectly erected and lapped and has circles -14 in relief. This face 13 is greased by a Grisséar 15 of the Stauffer type, for example: In the same body of the plate 10 <B> of the </B> water circulation channel 16, is provided for cooling, ment of the face 13 This channel 16 is in communication with a water supply pipe 17 and an evacuation pipe 18. It can be accessed by moving a cover 19 integral with the plate 10 by screws 20. ' All of these parts. is integral with the body 2- 'of the pump.
On the other hand, a ring 21 which has a perfectly upright face 22, tines to serve as a friction surface, con joint with the face 13 of the plate 10; is integral with a ring @ 23 and a ring 24, by means of three screws \? 5 threading into holes of the ring 23 and taking into threaded holes of the ring \? 1. The heads 26 of these screws are engaged in housings 27 of the ring 24, which housings are lined internally with an elastic material such as for example rubber and provided in the face of this ring facing the ring 23.
The ring 24 has, moreover, on its face turned towards the part 23, housings 28, three in number, in which springs 29 are arranged which aim to exert constant pressure on the ring 23 which s 'presses against the ring 21 and presses, in this way, a hemp seal 30 disposed between the ring 21 and the ring 23 on the periphery of the shaft 1. The set of parts 21, 23 and 24 solidaries one of the other by the screws 25 is integral with the shaft 1, by means of setting screws 31 arranged around the periphery of the ring 24 and whose ends 32 are engaged in corresponding cavities of the tree 1.
The only seal subject to friction in this assembly is constituted, in the example chosen, by that formed by the faces 13 and 22, perfectly lapped and lubricated. The cusps which this seal presents and which are formed by the circles 14 make any passage of water impossible. This water is, moreover, already retained by the ring 6 suitably grooved and by the seal 8. As, on the other hand, the three parts 21, 23 and 24 are integral with the shaft 1 and rotate with it, so same as the hemp seal 30, water leaks are not possible, along this: shaft 1.
The only parts subject to wear are constituted by the ring 21 and the plate 10, but this wear is continuously compensated for by the advancement of the ring 21 of the ring 23, under the action of the springs 29 bearing support. on the ring 24, fixed on the shaft 1. The ring -6 is also subject to wear, but this wear will have no influence on the tightness of the seal itself and water leaks will be in any case avoided. The replacement of this ring 6 is, moreover, easy. It suffices, in fact, to loosen, on the one hand, the three setting screws 31 of the ring 24 and, on the other hand, the prisoners which fix the plate 10 so that the whole of the seal can slide on shaft 1. It is easy, under these conditions, to remove the worn ring 6 and replace it with a new one.
This metal seal for a pump also remains tight, when for any reason, the shaft 1 of the pump comes to be slightly off-center. Indeed, the plate 10 can perform a slight displacement relative to the collar 5, thanks to the springs 12 of the prisoners 11 and to the rubber seal 8 which acts as a ball joint and allows the plate 10 to follow the movements of the shaft 1. and thus always be in perfect contact with the ring 21 which is integral with this shaft.
Thanks to the adopted construction, it is possible to achieve the elastic drive of the ring 23 and the ring 21 by the assembly screws 25 whose head is engaged in an elastic material while also achieving a uniform pressure of these. parts coulters the plate 10, thanks to the presence of the three springs 29 located between the ring 24 and the ring 23.
The tightness of rotary steam machines is also obtained by using the metal seal described above and, in general, this seal can be used in all rotary machines regardless of the body for which the seal must be obtained. .