Brevet FR2534655A1 — publié le 19840420

Joint d'étanchéité à lab yrinthe La présente invention concerne des perfectionnements apportés à un joint à labyrinthe qui, en maintenant une répartition uniforme de la pression dans chaque cavité circonférentielle du joint, réduit considérablement les effets de déstabilisation qui peuvent compromettre un fonc- tionnement correct des turbo machines à haut rendement. Il est connu qu'un joint à labyrinthe pour un arbre rotatif comprend une succession de dents circonférentielles se trouvant en face de l'arbre de manière à délimiter, entre elles et l'arbre, des cavités circonférentielles qui captent le fluide de manière à limiter au maximum l'écoulement du fluide entre le côté d'amont et le côté d'aval du joint d'étanchéité. Toutefois, la rotation de l'arbre entraîne également une rotation du fluide se-trouvant dans chaque cavité circon- férentielle du joint à labyrinthe et, spécialement si l'arbre vient à être déplacé pour une raison quelconque, en créant ainsi une excentricité entre la partie tournante et le joint d'étanchéités le mouvement circonférentiel du fluide dans la cavité entraîne? dans chaque cavité du labyrinthe, une répartition circonférentielle non-uniforme dé la pression qui tend à amplifier le déplacement de l'arbre et à donner nais- sance à des vibrations progressivement croissantes de l'arbre. Le résultat est par conséquent un effet de déstabilisation à autoexcitation qui peut influencer la stabilité de l'arbre rotatif dans une mesure déterminante. L'objet de la présente invention est de remédier à l'inconvénient précitéet de fournir un joint à labyrinthe dans lequel l'effet de déstabilisation typique d'un joint d'étanchéité classique à labyrinthe ne se produit pas. On atteint essentiellement ce résultat en disposant dans chaque cavité circonférentielle du joint d'étanchéité à labyrinthe un nombre suffisant de cloisons radiales formant obstacle qui divisent circonférentiellement ladite cavité en compartiments Grâce à ce moyen, la vitesse circonférentielle du fluide dans chaque compartiment est en moyenne très faible et il se produit par conséquent dans la pratique une réparti- tion circonférentielle presque symétrique de la vitesse circonférentielle du fluide dans chaque cavité du joint d'étanchéité, ceci se traduisant par une répartition analogue de la pression. Pour que la répartition de la pression dans chaque cavité de labyrinthe soit effectivement et à coup s r toujours symétrique dans le sens circonférentiel afin qu'aucun effet de déstabilisation ne se produise, quelle que soit la position de l'arbre par rapport au joint d'étanchéité, les compartiments individuels de chaque cavité circonférentielle du joint d'étanchéité à labyrinthe sont, selon une autre caractéris- tique de l'invention, raccordés par des conduits radiaux à un collecteur circonférentiel extérieur. A ce sujet, en raccordant les uns aux autres tous les compartiments d'une cavité de joint d'étanchéité à labyrinthe et en équilibrant ainsi la pression dans lesdits compartiments, ledit collecteur circonférentiel supprime toute tendance à l'apparition d'une répartition de pression nonuniforme dans les cavités individuelles du joint d'étanchéité par suite d'un déplacement de l'arbre, et rend ainsi impossible la création de vibrations d'endommagement de grande amplitude dans l'arbre par le joint d'étanchéité à labyrinthe. On va décrire en détail ci-après la présente invention en se référant aux dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est une vue latérale partiellement en coupe d'un joint d'étanchéité à labyrinthe destiné à un arbre r rotatif et réalisé selon la présente invention; la figure 2 est une coupe du joint d'étanchéité par A-A de la figure 1; et la figure 3 est une coupe du joint d'étanchéité par B-B de la figure 1. Sur les figures, la référence 1 désigne un arbre rotatif et la référence 2 le joint d'étanchéité à labyrinthe, qui comprend une succession de cavités circonférentielles 3 i (i = 1 n) en regard de l'arbre 1 Chaque cavité 3 i du joint d'étanchéité est divisée circonférentiellement en plusieurs compartiments 4 i (i = n) par des cloisons radiales 5 i (i = n) formant obstacle, et tous les compartiments 4 i de chaque cavité sont raccordés par des conduits radiaux correspondants 6 i (i = on) à un seul collecteur circonférentiel extérieur 7 i (i = n) (voir particulièrement la figure 3) REVENDICATIONS 1 Joint d'étanchéité à labyrinthe pour un arbre rotatif, constitué par une succession de dents circonférentielles dis-pnsées en regard de l'arbre ( 1) et délimitant, entre elis et ledit arbre, des cavités circonférentielles agencées pour capter le fluide de manière à limiter au maximum l'écoulement du fluide entre le côté d'amont et le côté d'aval dudit joint d'étan- chéité ( 2), caractérisé par le fait que dans chacune desdites cavités circonférentielles ( 3 i) (i = 1 n) du joint d'étanchéité sont disposées un nombre suffisant de cloisons radiales ( 5 i) (i = 1 n) formant obstacle, qui divisent circonférentiellement la cavité en compartiments ( 4 i) (i = 1 n). 2 Joint d'étanchéité à labyrinthe suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les compartiments individuels de chaque cavité circonférentielle du joint d'étanchéité sont raccordés par des conduits radiaux ( 6 i) (i = 1 n) d'un collecteur circonférentiel extérieur.