Brevet FR2468804A1 — publié le 19810508

La présente invention concerne des joints pour machines tournantes-et, particulièrement, des joints pour des pompes centrifuges destinées à refouler du charbon en suspension et pour des machines analogues. Depuis le début des pompes rotatives, ou presque, on connaît la nécessité de joints destinés à éviter la fuite des fluides autour de l'arbre menant ou de pièces analogues.-Dans des pompes destinées à refouler du charbon en suspension et dans des machines analogues, dans lesquelles la matière pompée est grenue et abrasive, de tels joints sont nécessaires pour éviter le grippage et/ou l'usure par érosion des éléments. Pour résoudre ces problèmes, l'art antérieur propose d'injecter sous forte pression un fluide propre de purge dans la cavité du ou des joints afin d'en exclure la suspension. La nécessité d'un fluide de purge sous pression élevée complique grandement la structure du joint. En outre, le fluide de purge inverse souvent le processus et fuit dans la chambre de la pompe en contaminant la matière pompée. Ainsi, aucune des pompes de l'art antérieur ne donne entièrement satisfac- tion. La présente invention surmonte ces incon- vénients de l'art antérieur et propose un joint de pompe qui diminue grandement les exigences de pression concernant le joint et qui comporte des organes destinés à empêcher le fluide de purge de fuir pour pénétrer dans la chambre de la pompe. On obtient de préférence les avantages de la présente invention par un dispositif d'étanchéité compre- nant plusieurs éléments d'étanchéité séparés les uns des autres par une série de chambres ou réservoirs) une première chambre interposée entre l'élément d'étanchéité le plus interne et le second élément d'étanchéité à partir de l'intérieur; un ou des organes de relâchement de la pression conduisant le fluide de cette première chambre vers une zone à basse pression afin de maintenir au-dessous d'une valeur déterminée au préalable la pres- sion du fluide dans cette première chambre; une seconde chambre interposée entre l'élément externe d'étanchéité et le second élément d'étanchéité par rapport à l'exté- rieur; un organe destiné à introduire du fluide de purge dans- cette seconde chambre; une troisième chambre inter- posée entre le second élément interne d'étanchéité et le second élément externe d'étanchéité; et un organe de drainage ou de vidange relié à cette troisième chambre, le fluide de purge étant introduit dans cette seconde chambre à une pression supérieure à celle du fluide de la troisième chambre, mais- inférieure à la pression régnant dans la première chambre. La présente invention vise donc à proposer un dispositif perfectionné d'étanchéité pour des machines rotatives; un dispositif perfectionné d'étanchéité pour des pompes centrifuges destinées à refouler du char- bon en suspension et pour des machines analogues; et un dispositif d'étanchéité comportant plusieurs chambres ou réservoirs- séparés les uns des autres par des éléments d'étanchéité, une première chambre recevant- le fluide qui a fui de la chambre principale de la pompe à une première pression déterminée au préalable, une seconde chambre recevant du fluide de purge à une seconde pression déterminée au préalable, et une troisième de ces chambres interposée entre les première et seconde chambres afin de recevoir le fluide qui a fui de ces première et seconde chambres.. L'invention vise également à proposer un procé- dé pour rendre étanches des machines rotatives. Ce procé- dé comprend les- étapes consistant à. monter un dispositif d'étanchéité comportant plusieurs- éléments d'étanchéité séparés par plusieurschambres interposées entre ces éléments; à permettre au fluide ayant fui de la machine rotative de s'accumuler dans une première chambre; à maintenir dans cette première chambre la pression du fluide au-dessous d'une première valeur déterminée au préalable; à introduire du fluide de purge dans une seconde des chambres à une pression inférieure à la première valeur-déterminée au préalable; à permettre au fluide ayant fui des première et secondes chambres de s'accumuler dans une troisième chambre interposée entre ces première et seconde chambres; et à drainer cette troisième chambre vers une zone à pression convenable et relativement basse. Ces buts et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée suivante faite, à titre illustratif et nullement limitatif, en regard de la figure unique annexée montrant une coupe verticale d'un dispositif d'étanchéité selon l'invention. Donc, la figure unique annexée montre un dis- positif d'étanchéité, indiqué par l'indice général de référence 2, pour une pompe centrifuge pour le refoule- ment de charbon en suspension. Cette pompe comporte un rotor 4 pouvant être entraîné en rotation par un arbre menant 6 au sein de la chambre 8 de travail d'un corps de pompe. Le dispositif 2 d'étanchéité comprend trois joints à labyrinthe 12, 14 et 16, e.t un joint extrême ou de butée 18. La pression de la suspension dans la chambre 8 peut bien excéder 6,9 MPa et refouler une partie de la suspension dans le joint à labyrinthe 12. Pour recevoir cette fuite, le dispositif comporte un réservoir 20 entre le joint 12 voisin du rotor (premier joint à labyrinthe) et un second joint à labyrinthe 14. Un évent 21 sert à relier le réservoir 20 à.une zone à basse pression située dans la pompe, pour limiter à environ 3,45-4,14 MPa la pression régnant au sein de ce réservoir 20. Le dispositif comporte des réservoirs supplémentaires 22 et 24 qui sont situés respectivement entre le second joint à labyrinthe 14 et un troisième joint à labyrinthe 16, et entre ce troisième joint à labyrinthe 16 et le joint extrême 18. Une partie de la suspension fuira du réservoir 20 en passant par le second joint 14 pour parvenir dans le réservoir 22. Il a été trouvé que, dans ce réservoir 22, la pression du fluide est d'environ 1,38 MPa. Pour combattre cette fuite, du fluide de purge qui est compatible avec la suspension, comme du kérosène, est introduit en provenance d'une source convenable (non représentée) par -un conduit 26 d'admission dans le réservoir 24, et ce fluide est délivré à une pression supérieure à celle de la suspen- sion se trouvant dans le réservoir 22. Par exemple, le fluide de purge peut être envoyé à une pression d'environ 1,72 MPa dans le réservoir 24. En outre, un conduit 28 de sortie sert à drainer ou vidanger le fluide du réser- voir 22 vers un organe convenable d'évacuation (non représenté) à l'extérieur de la pompe. En service, de la suspension provenant de la chambre 8 fuit par le joint 14 pour parvenir dans le réservoir 20 à pression réduite, et une partie de cette suspension pas-s-e par le joint 16 pour parvenir dans le réservoir 22 o elle rencontre le courant de fluide de purge qui a été introduit dans le réservoir 24-et qui a fui par le troisième joint à labyrinthe 16. Cette disposition empêche toute fuite supplémentaire de la suspens-ion vers- l'extérieur et évite également que le fluide de purge ne vienne contaminer la suspension se trouvant dans la chambre 8. Il va de soi que, sans sortie du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étanchéité pour machine tournante, ce dispositif (2) étant caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs éléments d'étanchéité entre lesquels sont interposées plusieurs chambres dont une première (20) est placée de façon à recevoir le fluide qui a fui d'une chambre (8) de travail de la machine tournante à une première pression déterminée au préalable; une source pouvant alimenter en du fluide de purge, à une seconde pression déterminée au préalable, une seconde chambre (24); et une troisième (22) chambre, interposée entre les première (20) et seconde (24) chambres et destinée à recevoir le fluide qui a fui de ces deux chambres. 2. Dispositif d'étanchéité selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il comprend un premier joint à labyrinthe (12), interposé entre la première chambre (20) et la chambre de travail (8) de la machine tournante; un second joint à labyrinthe (14) interposé entre la première chambre (20) et la troisième chambre (22); et un troisième joint à labyrinthe (16), interpo- sé entre ces secondes (24) et troisième (22) chambres. 3. Dispositif d'étanchéité selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comporte un joint extrême ou de butée (18) entre la seconde chambre (24) et l'exté- rieur de la machine tournante. 4. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend égale- ment un évent (21) relié à la première chambre (20) pour y limiter à la première pression déterminée au préalable la pression du fluide se trouvant dans cette chambre (20). 5. Dispositif d'étanchéité selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il comporte également un conduit de sortie (28), relié à la troisième chambre (22) pour la vidange du fluide que. cette chambre contient, 6. Dispositif d'étanchéité selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la seconde pression déterminée au préalable est inférieure à la première pres- sion déterminée au préalable mais supérieure à la pres- sion du fluide dans la troisième chambre (22).