Brevet FR2016621A1 — publié le 19700508

mur 69 2^rt6 1 / i 201662^ La présente invention est relative à un joint à anneaux de glissement, utilisable notamment pour assurer 1'étanchéité des arbres d'appareils agitateurs et de pompes contenant des fluides corrosifs. 5 Les joints à anneaux d'étanchéité sont, dans cette bran che de l'industrie, réalisée habituellement soit à action simple, soit comme joints à double action. Dans les joints à double action, on introduit entre les deux paires d'anneaux de glissement un liquide d'arrêt sous une pression qui est légèrement plus 10 élevée que celle du fluide à étancher. On assure ainsi que, même de très, faibles quantités de ce fluide ne puissent fuir. Les paires d'anneaux de glissement appartenant à ces joints à double action sont en règle générale espacées suivant le sens longitudinal de l'arbre à rendre étanche. 15 D'autre part, on connait aussi des joints à anneaux de glissement qui se composent de paires d'anneaux de glissement disposées concentriquement l'une à l'autre sur l'arbre à rendre étanche. L'inconvénient de la disposition concentrique des an-20 neaux de glissement par rapport à leur disposition axiale consiste dans le fait que le diamètre moyen d'au moins la paire d' anneaux extérieure est relativement grand. De ce fait, les pertes et l'usure sont augmentées. De plus, en raison des vitesses circonférentielles différentes des deux paires d'anneaux, l'usu-25 re est inégale. Enfin, l'influence négative sur la durée et 1' étanchéité d'un montage d'arbre est plus grande, par suite des flexions et des jeux, lorsque les paires d'anneaux de glissement sont concentriques. Dans la construction des appareils utilisés dans l'in-30 dustrié chimique, et avant tout ceux destinés au traitement de fluides corrosifs, tels que les appareils agitateurs et les pompes qui sont exposés de façon permanente à l'action de ces fluides corrosifs, il est exigé que même en cas de défaillance d'un joint à anneaux de glissement à double action on assure une étan-35 chéité aussi parfaite que possible, afin de pouvoir continuer le service. En effet, l'interruption de processus chimiques entraîne toujours des frais extrêmement élevés. De ce fait, on en est arrivé dans la pratique à disposer, en aval des joints à anneaux de glissement à double action, un presse-étoupe dans lequel rè-40 gne une pression d'arrêt. Or, les presse-étoupe doivent, si des l/lif 69 Zèèït 2 l 2016623 exigences très sévères sont posées en ce qui concerne leur étan-chéités, être resserrées à des intervalles de temps très rapprochés. On peut à peine être sûr qu'au moment où un joint à anneaux de glissement devient défaillant, le presse-étoupe correspondant 5 soit encore lui-même parfaitement étanche. De plus, on se heurte au problème d'un échauffement plus gfand. Un inconvénient .principal des presse-étoupe à pression d'arrêt prévus à l'aval des joints à anneaux de glissement réside enfin dans l'encombrement en longueur de l'ensemble du dispositif de joints, nécessairement très 10 important. Une solution plus favorable par rapport à celle que l'on vient d'exposer, et qui a déjà été également appliquée, consiste à disposer en série, suivant le sens longitudinal dè 1*arbre à rendre étanche, deux joints à anneaux de glissement à double ac-15 tion. De cette manière toutefois, on ne pouvait pas réduire sensiblement l'encombrement en longueur de l'ensemble de joint. Cet encombrement restait toujours supérieur au double de celui d'un joint à anneaux de glissement à double effet unique. La présente invention a pour objet de trouver une solu-20 tion aux difficultés ci-dessus exposées. Conformément à celle-ci, on prévoit toujours deux paires d'anneaux de glissement en série, écartées d'une certaine distance suivant l'axe de l'arbre à rendre étanche, de manière connue en soi, mais au moins une de ces paires est entourée par une autre paire d'anneaux de glissement 25 et de préférence par deux paires d'anneaux de glissement disposées concentriquement par rapport à l'arbre à rendre étanche. De cette, manière, on obtient un double joint à anneaux de glissement à double action, dans lequel les fuites seront extrêmement minimes, et qui assurera une grande sécurité en service, 30 de l'ordre de celle qui est donnée par une disposition purement axiale des joints, et qui toutefois présentera l'avantage additionnel, et très important dans la pratique,. d'un encombrement qui n'est pas plus grand que celui des- joints présentant la disposition axiale ordinaire. 35 Suivant l'invention encore, les joints à anneaux de glis sement réalisés conformément à l'invention, c'eKt-à-dire tant les deux paires d'anneaux de glissement espacées longitudinalement que la ou les paires d'anneaux de glissement disposées concentriquement par rapport à l'arbre à rendre étanche seront rassemblés 40 dans un boitier commun. BAD ORIGINAL I 69 làkfô 3 / 201662Î L'invention a encore pour objet d'autres particularités concernant la canalisation du liquide d'arrêt qui joue un rôle important dans les joints à anneaux dë glissement. A cet égard, et conformément à l'invention, on propose que la chambre occu-5 pée de manière connue par le liquide d'arrêt, séparant aux deux joints à anneaux de glissement axialement espacés, ainsi que la chambre d'arrêt des paires d'anneaux de glissement concentriques, soient en communication pour permettre le passage du liquide entre elles. 10 Enfin, .il peut être avantageux d'assurer le retour du liquide d'arrêt depuis la chambre ménagée entre les paires d'anneaux de glissemënt espacées axialement par la chambre d'arrêt prévue entre les paires d'anneaux de glissement disposées concen-triquement, en vue de son balayage. 15 Une autre caractéristique de l'invention consiste encore dans le fait que, dans la canalisation de retour partant de la chambre d'arrêt prévue entre les paires d'anneaux de glissement axialement décalées, on disposera un organe d'arrêt ou d'étran- . glement, en vue d'assurer la détente du liquide en retour. 20 Enfin, on pourra disposer un autre organe d'étranglement et d'arrêt manoeuvré à la main ou fonctionnant automatiquement, dans le trajet de retour partant de la seconde chambre d'arrêt prévije entre les paires d'anneaux de glissement concentriques. D'autres particularités de l'invention, et des détails 25 " visant les avantages qu'elle permet d'obtenir, ressortiront encore de la description qui sera donnée ci-après d'un exemple de réalisation du joint à anneaux de glissement représenté dans les dessins annexés, dans lesquels : * la figure 1 montre à échelle agrandie une coupe transver-30 sale passant par un joint à anneaux de glissement conforme à 1' invention, logé dans son boitier. la figure 2 montre en élévation le boitier qui reçoit 1* ensemble du joint à anneaux de glissement, cette figure indiquant également l'arrangement des canalisations d'arrivée et de départ 35 pour le liquide circulant dans les chambres d'arrêt. Les deux paires d'anneaux de glissement axialement écartées sont désignées par 1 et 2 dans la figure 1. Comme cette figure le montre bien, ces deux paires d'anneaux de glissement se trouvent à une distance relativement importante l'une de l'autre, 40 sur l'arbre à rendre étanche, et elles sont séparées par une JT BAD ORIGINAL i/Uf 69 OèérfS / 2016625 chambre d'arrêt désignée par 5 essentiellement de manière connue. On maintient dans cette chambre une certaine pression, au moyen d'un fluide d'arrêt fourni par un dispositif hydraulique. Au voisinage de la paire d'anneaux de glissement supé-5 rieure 2, comme le montre bien la figure 15 on dispose deux autres paires d'anneaux de glissement 3 et 4 concentriques entre elles-et par rapport à l'arbre à rendre étanche., La figure 1 montre aussi que . ces paires d'anneaux de glissement concentriques entourent la paire d'anneaux- de glisse-10 ment 2. En ce qui concerne le nombre et l'emplacement en hauteur des paires d'anneaux de glissement concentriques, on pourra dans la pratique s'écarter de l'exemple de réalisation décrit et représenté. 15 Entre les deux paires d'anneaux de glissement 3, 4 con centriques est également ménagée une chambre d'arrêt désignée par 6. Pendant le fonctionnement-normal, la pression d'arrêt règne dans la chambre 5, alors que la chambre 6 ménagée entre les anneaux de glissement concentriques 3 et 4 est parcourue par du 20 fluide d'arrêt sans pression. De ce fait, en fonctionnement normal, les joints à anneaux de glissâment concentriques pl\js fragiles ne sont pas sous charge, et tournent pratiquement à vide. Si l'un ou l'autre des deux joints à anneaux de glissement 1, 2 décalés suivant la longueur de l'arbre à rendre étanche devient 25 défaillant, la chambre d'arrêt 6 sera alimentée en fluide d'arrêt, et les joints à anneaux de glissement concentriques assureront alors la fonction d'étanchéité, jusqu'à ce que la charge disparaisse, ou bien même jusqu'à la prochaine révision d'entretien. 30 Grâce à une disposition telle que celle indiquée dans la figure 2, il est possible d'assurer l'alimentation de la chambre d'arrêt 6 à l'instant de la défaillance des joints à anneaux de glissement axialement décalés. La chambre d'arrêt 5 des joints à anneaux de glissement axialement décalés, ceux-ci étant logés 35 dans le boitier 7, de même que les joints concentriques, est ali- ■ mentée en liquide d'arrêt par la pompe 8. Le retour depuis la chambre d'arrêt 5 s'effectue en passant par une vanne 9 qui permet de régler la pression d'arrêt soit à la mair,, soit automatiquement. Depuis la vanne 9, le fluide d'arrêt traverse sans pres-40 sion la chambre 6 des joints à anneaux de glissement concentriques BAD ORIGINAL ï t/ur / 69 2~b2Z 5 201662^ et il parvient enfin à un récipient de réserve 11, en passant par une vanne 10. Si les joints à anneaux de glissement axialement décalés deviennent défaillants, la pression dans la chambre d'arrêt 5 tombera jusqu'au moins le niveau de pression dans 1* 5 enceinte 14 à rendre étanche. Si une telle c&ute de pression se manifeste, la vanne 10 sera fermée, et il se créera ainsi dans la chambre d'arrêt 6 une pression qui est égale à celle qui règne dans l'enceinte à rendre étanche, ce qui assure l'obtention d'une étanchéité parfaite. 10 Une autre possibilité consiste, conformément à l'inven tion, dans le fait qu'au moment de la chute de pression dans la chambre d'arrêt 5 la vanne 12 normalement ouverte sera automatiquement fermée, alors que la vanne 13 normalement fermée sera ouverte. la vanne 9 sera également fermée. Ainsi la chambre 6 15 sera alimentée sous la pleine pression d'arrêt, et le fluide d' arrêt ne sera pas susceptible de pénétrer jusque dans l'enceinte de fabrication ou de traitement à rendre étanche. ! BAD ORIGINAL Jtnif 69 Uè&Zh 6 / 2016625 REVENDICATIONS 1 - Joint à anneaux de glissement, notamment pour 1'étanchéité des arbres d'appareils agitateurs, pompes, ou autres machines analogues parcourues par des .fluides corrosifs, caractérisé par ^ deux paires d'anneaux de glissement esTjacées dans le sens axial de l'arbre à rendre étanche, au moins l'une de ces paires 'étant entourée par une ou par deux paires d'anneaux de glissement dis- /P "t" posées concentriquement entre elles/pâr rapport à l'arbre à rendre étanche. 1C • 2 - Joint à anneaux de glissement suivant la Revendication 1' caractérisé par le fait que tant les deux paires d'anneaux de glissement décalées dans le sens longitudinal que la ou les paires d'anneaux de glissement disposées concentriquement par rapport à l'arbre à rendre étanche sont montées dans ùn boitier commun. 15 3 - Joint à anneaux de glissement suivant les Revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la chambre occupée de manière connue par le liquide d'arrêt et séparant les deux paires d'anneaux de glissement décalées dans le sens longitudinal, et la chambre 20 d'arrêt de la paire d'anneaux de glissement concentriques' sont en communication pour permettre le passage du liquide. 4 - Joint à anneaux de glissement suivant les Revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la canalisation de retour du liquide d'arrêt part de la chambre ménagée entre les paires d'an. .- 2e» J neaux de glissement espacees axialement pour parvenir jusque dans la chambre d'arrêt ménagée entre les paires d'anneaux de glissement concentriques. 5 - Joint à anneaux de glissement suivant les Revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que dans la canalisation de retour partant de la chambre d'arrêt séparant les paires d'anneaux de glissement décalées axialement on prévoit un organe d'arrêt ou d'étranglement, en vue d'assurer la détente du liquide d'arrêt en retour. 35 6 - Joint à anneaux de glissement suivant les Revendications 1 à 4, caractérisé par un organe d'étranglement et d'arrêt actionné automatiquement ou à la main, disposé dans la canalisation de retour partant de la chambre d'arrêt ménagéë entre les paires d'anneaux de glissement concentriques. ^ 7 - Joint à anneaux de glissement suivant les Revendications 1"à BAD ORIGINAL i/xar 69 7 / 201662? 4, caractérisé par le fait que l'arrivée du liquide d'arrêt de la chambre ménagée entre les paires d'anneaux de glissement axialement décalées s'effectue par une vanne depuis laquelle part une autre canalisation équipée également d'un organe d'arrêt, et 5 qui débouche dans la chambre d'arrêt ménagée entre les paires d'anneaux de glissement concentriques. 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