Brevet FR2576999A1 — publié le 19860808

Anneau d'étanchéité pour garnitures de presse-étoupe. La présente invention concerne des anneaux ou bagues d'étanchéité constituant notamment des garnitures pour presse-étoupe- Dans les circuits fluidiques et plus particulièrement dans ceux équipant des centrales nucléaires, des étanchéités de plus en plus- rigoureuses sont exigées de manière a accroître la sécurité de tels circuits. Par ailleurs, les organes d'étanchéité doivent présenter des caractéristiques mécaniques et physiques telles- qu' ils résistent aux conditions de températu- re et de pression auxquelles ils sont soumis en fonctionnement. De telles exigences ont amené des changements notables dans la structure et la fabrication des anneaux ou bagues d'étanchéité. C'est ainsi que les garnitures à base de bourrage tresse sont pa-tiellement remplacées par des bagues en graphite. Ces dernières sont réalisées généralement, a partir d'un ruban en graphite qu'on enroule autour d'une pièce centrale d'un moule jusqu'au diamètre extérieur de la boite cti eylir.dr2 qui délimite extérieurement le moulu. Après quoi les autres pièces du moule sont assemblées et l'ensemble est introduit dans une presse qui exerce sur l'enroulement obtenu une pression qui est fonction de la pression du fluide à étancher.La pression exercée est, de préférence, égale àl,5 à 2 foisiadite pression du fluide. On obtient alors des bagues préformées présentant un coefficient de frottement qui, combiné au pouvoir auto-lubrifiant du graphite, s'ajustent parfaitement à la tige tout en permettant un déplacement aisé. De plus, les propriétés physiques et mécaniques du graphite sont pratiquement maintenues et conferent aux bagues une tenue en température remarquable. Plusieurs types de ces bagues sont notamment commercialisées par la demanderesse sous la denomina- tion Supranite NG 2000. Toutefois, les bagues décrites ci-dessus présentent un grave inconvénient lors de leur changement. En effet, lorsqu'on introduit un outil d'extraction traditionnel dans les bagues, celles-ci ne peuvent souvent pas être extraites intégralement par suite d'une désagrégation1 en petits morceaux desdites bagues provoquée par les dents ou autres organes d'accrochage de l'outil d'extraction devant prendre appui ou être introduit dans les bagues. La présente invention a pour but de palier I'inconvénient majeur précité et de proposer un anneau d'étanchéité susceptible de constituer une partie d'une garniture d'étanchéité, notamment pour presseétoupe, et qui puisse être extrait très facilement du presse-étoupe. A cet effet, la présente invention a pour objet un anneau d'étanchéite, notamment pour presseétoupe, du type constitué par au moins un enroulement d'un ruban en un matériau approprié et dont la longueur d'enroulement est fonction de l'utilisation dudit anneau, caractérisé en ce qu'entre au moins deux spires adjacentes dudit enroulement est disposé au moins un élément d'appui pour des organes d'accrochage d'un outil d'extraction. De ce fait, lors de l'extraction de l'anneau, les organes d'accrochage viennent accrocher l'élément d'appui qui, non seulement empêche lesdits organes d'accrochage de couper l'anneau, mais constitue surtout une prise dont le déplacement provoque celui de l'anneau, ainsi qu'un glissement le long de 1a tige dans lequel il avait été introduit. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront à la lecture de plusieurs modes de réalisation selon l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, ainsi que du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un presse-étoupe muni d'anneaux d'étanchéité la figure 2 est une vue schématique élargie et en plan d'un enroulement la figure 3 est une vue de dessus d'un anneau d'étanchéité conforme à l'invention, suivant un autre mode .de réalisation de l'invention, la figure 4 est une vue partielle en perspective d'un ruban en graphite avec un élément d'appui suivant un premier mode de réalisation de l'invention la figure 5 est une vue en plan d'un morceau de ruban avec un élément d'appui suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 6 est une vue en plan d'une partie d'un élément d'appui suivant un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans un presse-étoupe tel que celui représenté partiellement sur la figure 1, donnée uniquement pour la clarté de l'exposé, il est nécessaire d'empêcher un passage quelconque dqun fluide le long d'une tige de commande ou de manoeuvre 1, dans l'es po-ce extérieur délimité par une boite à étoupe 2 et un chapeau ou un fouloir 3 qui sont maîntenLs serres par des vis 4. L'étanchéité est obtenue par un empilage 5 d'anneaux 6 dont les anneaux d'extrémité peuvent être de nature différente du reste des anneaux. On n'entrera pas dans le détail des caractéristiques que doit présenter l'empilage, telles que la hauteur finale par rapport au diamètre de la tige 1 ou encore le rapport entre la largeur et la hauteur de chaque anneau d'étanchéité, tous ces paramètres étant bien connus des spécialistes. Les anneaux 6 conformes à l'invention sont constitués par un enroulement d'une bande sous forme de ruban 8, par exemple, en graphite expansé et traité de manière à conférer à l'anneau un coefficent de frottement et un pouvoir lubrifiant adéquats pour s'quater paiaitement àlatige de commande 1 tout en lui permettant un déplacement aisé. Entre deux spires 9 et 10 de l'enroulement, on insère au moins un élément d'appui 11 qui peut être constitué par des éléments distincts, régulièrement ou non répartis dans ledit enroulement, comme cela est représenté schématiquement sur la figure 2, et dont la longueur peut être inférieure, égale ou supérieure à celle de la spire 9, par exemple. Divers modes de réalisation non limitatifs de l'élément d'appui 11 conforme à l'invention sont représentés sur les figures 4 à 6. Sur la figure 4, l'élément d'appui 11 est constitué par un treillis métallique 12, sous forme de bande et disposé entre deux spires du ruban de graphite 8, tandis que sur la figure 5, il est constitué par des fils métalliques, plastiques ou autres 13 qui peuvent être rectilignes, inclinés ou encore ondulés. Sur la figure 6 est représenté un élément d'appui 11 réalisé en une matière plastique telle qu'un polyamide aromatisé ou autre matériau approprié, et présentant des orifices 14, en nombre suffisamment élevé pour être assuré que les organes d'accrochage de l'outil d'extraction puissent s'enfoncer dans lesdits orifices 14. Les dimensions et les emplacements de l'élément d'appui ll dans l'enroulement du ruban sont choisis par les utilisateurs en fonction des critères de fonctionnement dudit anneau. En fait, le ou les éléments d'appui 11 sont disposés à une distance appropriée de la tige et du presse-étoupe de façon à éviter les riques - - de de frottement et/ou d'abrasion L'élément d'appui sera constitué d'un matériau approprié; il devra notamment résister aux ternpératures élevées et ne pas provoquer de corrosion électrolytique ou autre. Suivant une variante du procédé selon l'invention (figure 3), l'élément d'appui 11, par exemple sous forme d'une bande de treillis telle que représentée sur la figure 4, est inséré entre deux spires de l'enroulement et présente une longueur qui est inférieure à celles des spires adjacentes de l'enroulement, de manière à ménager au moins une zone 15 dépourvue d'élément d'appui. L'enroulement composite ainsi obtenu est soumis à une précompression de façon que l'anneau obtenu présente une certaine tenue et puisse être coupé facil ement dans la zone 15 dépourvue d'élément d'appui. Après avoir été coupé, l'anneau est soumis à un matriçage ou à une pression prédéterminée qui est fonction de la pression du fluide à étancher. L'anneau, dans sa réalisation finale, est susceptible d'être déformé aisément localement, au niveau de la coupe, et de pouvoir être facilement mis en place dans le presse-étoupe. L'enroulement du ruban de graphite 8 avec l'élément d'appui 11 inséré entre les spires de l'enroulement, constitue ainsi un enroulement composite qui est réalisé par exemple, autour d'une pièce centrale d'un moule, non représenté mais bien connu des hommes de l'art, jusqu'au diamètre extérieur de la boîte du moule. Après quoi, on emboîte les trois pièces du moule et on applique sur l'ensemble une force de façon à obtenir sur l'anneau une pression qui, généralement, est égale à 1,5à2 fois la pression du fluide à étancher. L'extraction des anneaux d'étanchéité hors du presse-étoupe s'effectue très facilement. En effet, après enlèvement du fouloir 3 on introduit dans le presse - étoupe 2 un un outil d'extraction pourvu d'organes d'accrochage qui sont enfoncés dans le premier anneau 6. Les organes d'accrochage, enfoncés dans l'anneau 6, viennent s'accrocher sur les fils du treillis 12, les fils 13 ou encore dans les orifices 14 suivant l'élément d'appui 11 utilisé qui, par la traction exercée sur lui par lesdits organes, entraîne en déplacement l'anneau le long de la tige interne de la boîte à étoupe 2. On peut constater que grâce à l'élément d'appui 11, les anneaux ne se désagrègent pas en petits morceaux et s'extraient très facilement de la boîte à étoupe. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation de l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention REVENDICATIONS 1. Anneau d'étanchéité, notamment pour presseétoupe, du type constitué par au moins un enroulement d'un ruban 8 en un matériau approprié, et dont la longueur d'enroulement est fonction de l'utilisation dudit anneau, caractérisé en ce qu'entre au moins deux spires adjacentes 9 et 10 dudit enroulement est disposé au moins un élément d'appui Il pour l'acrrochage d'un outil d'extraction. 2. Anneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur des éléments d'appui 11 est au plus égale à la largeur du ruban. 3. Anneau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque élément d'appui 11 présente une longueur inférieure à celle des spires 9, 10 entre lesquelles il est inséré. 4. Anneau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément d'appui 11 est constitué par un fil métallique 13. 5. Anneau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément d'appui est constitué par une bande de treillis métallique 12 dont la largeur est inférieure à la largeur du ruban. 6. Anneau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément d'appui 11 est constitué par une bande en matière plastique présentant un certain nombre d'orifices 14 dans lesquels peuvent s engager les organes d'accrochage de l'outil d'extraction. 7. Anneau selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend, sur toute la hauteur, plusieurs fils '3 sensiblement parallèles. 8. Procédé de fabrication de l'anneau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à enrouler un ruban en un matériau approprié tel que du graphite autour d'une matrice, à dispcser sur la face externe d'au moins une spire un élément d'appui avant l'enroulement de la spire suivante, de manière à réaliser un enroulement composite puis à exercer sur ledit enroulement composite une pression apte à conférer audit enroulement composite une compacité compatible avec les conditions d'utilisation dudit anneau. 9. Procédé de fabrication de l'anneau selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il consiste à disposer dans l'enroulement un élément d'appui dont la longueur est inférieure à celle des spires adjacentes dudit enroulement de manière à ménager une zone dépourvue d'élément d'appui, à réaliser une précompression de l'enroulemént composite â couper, dens la zone dépourvue d'élément d'appui, puis à soumettre ledit enroulement composite ainsi coupé à un matriçage à une pression prédéterminée.