Brevet FR2646223A1 — publié le 19901026

JOINT A ANNEAUX GLISSANTS La présente invention concerne un joint à anneaux glissants, drainé, pour réaliser l'étanchéité, à partir de l'environnement ambiant, d'un fluide sous pression à l'intérieur d'une enceinte -unie d'un arbre rotatif et pour éliminer les fuites (, fluide le long de l'arbre. La majorité des joints utilisés pour les arbres rotatifs en milieu sous pression sont des joints à contact qui comprennent un rotor fixé à l'arbre et un stator fixé à l'enceinte, ou siège. Dans ces joints traditionnels, lorsque l'arbre tourne, le rotor et le stator sont en contact physique et glissent l'un par rapport à l'autre. Il en résulte une abrasion entre les faces du rotor et du stator. De tels joints à contact demandent donc, de façon typique, une lubrification sur, ou entre, les faces en frottement du stator et du rotor, en particulier lorsqu'ils sont soumis à de hautes pressions et à des vitesses excessives. Le produit de lubrification entre les faces de jonction étanche peut fuire, et fuit d'ailleurs, effectivement vers le milieu ambiant, souvent sur l'arbre rotatif et les roulements associés. Comme les joints à contact présentent des caractéristiques d'usure indésirables dans certaines circonstances, des efforts ont été faits pour produire des joints sans contact, ayant un espace, ou jeu, formé entre le rotor et le stator pour éliminer ainsi le frottement. Les joints sans contact présentent également un problème de fluite du liquide entre les faces de jonction du rotor et du stator et sur l'arbre. Les joints sans contact conventionnels ont tendance à fuire le long de l'arbre avec un degré de fuite dépendant de la taille de l'espace maintenu entre les faces du joint. Des efforts pour permettre le drainage ont été faits en relatin avec les joints à contact. Des exemples de jo- ts à contact s'efforçant de maîtriser les fuites sor- décrits dans le brevet américain US 4.406.459 au nom de Davis et al. intitulé "Evacuation d'huile pour joint en forme de plaque au carbone", et le brevet US 4.529.209 au nom de Nii et al. intitulé "Joint pour arbre de machine avec évacuation centrifuge de sable et particules". Ces joints à contact sont conçus respectivement, pour pomper un fluide vers l'extérieur du côté haute pression du rotor, et pour drainer l'eau des particules de sable lors de l'ouverture d'une vanne. Un autre exemple est donné dans le brevet américain n 4.523.764 au nom de Albers et al. intitulé "Joint étanche au fluide pour arbre avec évidements pour l'alimentation et l'évacutation du fluide". Le joint décrit actionné de façon externe dans Albers et al. a un stator qui comprend au moins un évidement d'alimentation du fluide d'étanchéité, et au moins un évidement d'évacuation du fluide, pour alimenter et évacuer un fluide d'étanchéité tampon vers, et à partir, d'un espace, ou jeu, pour maintenir une largeur d'espace ou jeu. Le fluide est pompé au travers de ces éléments. Le joint comprend également des gorges en spirale pour l'alimentation d'un fluide d'étanchéité auxiliaire, pour établir une zone annulaire de pression élevée afin d'éviter la fuite du fluide d'étanchéité. Les joints à anneaux glissants sans contact classiques, présentent des limitations supplémentaires, puisqu' ils utilisent en général des gorges du type en spirale sur la face du rotor. Des exemples de tels joints sont décrits dans le brevet US 4.212.475 au nom de Sedy intitulé "Joint à anneaux glissants comprenant une gorge en spirale à auto- alignement". Ces joints sans contact, sont conçus pour fonctionner de façon unidirectionnelle. Si les joints sont dirigés dans la direction opp ée, ils ne se sépareront pas mais seront plaqués l'un contre l'autre ou aspirés l'un vers l'autre, et ce faisant accroîtront l'usure et éventuellement détruiront le joint. Pour cette raison et d'autres raisons, les joints sans contact utilisant des gorges en spirale ont des limitations significatives. Un objet de la présente invention est de pallier les problèmes et les avantages de l'art antérieur, en fournissant un joint à anneaux glissants auto- actionné, drainé, qui réalise la jonction étanche, par rapport au milieu ambiant, d'un fluide sous-pression à l'intérieur d'une enceinte ou siège muni d'un arbre rotatif et minimise, et de préférence, élimine, les fuites de fluide vers l'arbre. Un autre objet de l'invention est de fournir un joint à anneaux glissants drainé, ayant la possiblité de stabiliser une dimension de jeu; ou espacement, pré-sélectionné, qui coopère avec un drain formé dans le joint de façon a minimiser la fuite. Un autre objet de l'invention est de fournir un joint sans contact, bidirectionnel, drainé, qui fonctionne lorsque l'arbre tourne dans l'une ou l'autre direction. D'autres objets supplémentaires et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit et seront évidentes à partir de la description, ou pourront être déduits lors de la mise en-pratique de l'invention. Les objets et avantages de l'invention sont réalisés et obtenus au moyen des éléeents et combinaisons plus particulièrement décrites dans les revendications ci-annexées. Afin d'obtenir les objets de l'invention et en accord avec sa raison d'être, comme décrit ci-joint de façon générale l'invention comprend un joint pour réaliser l'éta chéïté, à partir du milieu ambiant, d'un fluide sous pression à l'intérieur d'un évidement muni d'un arbre rotatif, le joint comprenant un rotor fixé à l'arbre pour tourner avec l'arbre, le rotor comprenant un premier anneau d'étanchéité ou face de jonction annulaire, des moyens en forme de coupe fixés à ladite enceinte pour recevoir de façon glissante un stator agencé pour avoir un mouvement axial vers et à partir dudit rotor; un stator maintenu de façon glissante dans les moyens en forme de coupe, le stator comprenant un second anneau d'étanchéité, ou face de jonction annulaire, sensiblement parallèle audit premier anneau d'étanchéité; les premier et second anneaux d'étanchéité étant alignés et disposés de façon opposée l'un par rapport à l'autre, un jeu ou espacement variable entre les anneaux créant un canal pour l'écoulement du fluide sous pression vers le drain; des moyens pour empêcher la rotation du stator par rapport à l'enceinte; une cavité en forme d'orifice étant formée dans les moyens en. forme de coupe, la cavité en forme d'orifice comprenant une ouverture de drainage au travers de laquelle le fluide peut sortir; et une cavité de drainage formée dans le stator et en communication à une extrémité avec l'espacement et à l'autre extrémité avec la cavité en forme d'orifice. Un barrage d'étanchéité est prévu adjacent et en aval de la cavité de drainage pour diriger de façon préférée l'écoulement du fluide dans l'espace à travers la cavité de drainage et empêcher l'écoulement du fluide d'aller dans la portion d'espacement, ou de jeu, en aval de la cavité de drainage. Le diamètre interne du rotor présente de préférence une forme conique pour centrifuger la fuite de fluide au-delà de la cavité de drainage en retour -ers et dans la cavité de drainage. Le joint de pré:ference comprend également plusieurs gorges, de préférence des gorges radiales formées dans l'un des anneaux d'étanchéité, ou face de jonction. Il doit être compris que, à la fois la description générale qui suit, et la description détaillée qui suit, sont des exemples donnés à titre d'explication, seulement, et ne sont pas limitatifs de l'invention, telle que revendiquée. Les dessins qui les accompagnent, qui sont incorporés et constituent une part de la présente description, illustrent plusieurs modes de réalisation de l'invention et, avec la description, permettent d'expliquer les principes de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe du mode de réalisation préféré du joint drainé de la présente invention. La figure 2 est une vue de face selon les lignes 2-2 de la figure 1, illustrant l'anneau d'étanchéité du rotor de la présente invention. La figure 3 est une vue de dessus, selon les lignes 3-3, illustrant une vue en coupe de gorges radiales formées dans le rotor de la présente invention. La figure 4 est une vue de face, selon les lignes 4-4, de la figure 1 et illustre l'anneau d'échantéïté du stator. La figure 5 est une vue en coupe partielle illustrant les surfaces de jonction étanche du stator et du rotor, en contact. La figure 5A est un diagramme de pression, illustrant la répartition de la pression hydrostratique appliquée à l'anneau d'étanchéité montré sur la figure 5. La figure est un coupe partielle du stator et du rotor sépare par un jeu, ou espacement, large. La figure 6A est un diagramme de pression illustrant la répartition de la pression hydrostatique appliquée aux anneaux d'étanchéité montrés sur la figure 6. La figure 7 est une vue en coupe partielle illustrant un stator et un rotor séparés par un espacement approprié. La figure 7A est un diagramme de pression illustrant la répartition de la pression hydrostatique sur les anneaux d'étanchéité illustrés sur la figure 7. La figure 8 est une vue de dessus montrant le glissement relatif entre rotor et stator. La figure 9 est un diagramme donnant la pression circonférentielle et montrant les effets de la pression hydrodynamique créés entre le rotor de rotation et le stator de la présente invention, lorsque le rotor tourne dans la direction indiquée. Il- va maintenant être fait référence en détail aux modes de réalisation préférés de l'invention, dont des exemples sont illustrés par l'intermédiaire des dessins qui les accompagnent. Chaque fois que possible, les mêmes numéros de référence seront utilisés dans les dessins lorsqu'il s'agira de se référer à des parties identiques ou semblables. En accord avec la présente invention, un joint drainé auto-actionné pour réaliser un joint étanche, à partir du milieu ambiant, d'un fluide soeuspression à l'intérieur d'une enceinte munie d'un arbre rotatif est décrit. Comme montré sur la figure 1, un joint drainé 20 selon la présente invention sert à réaliser la jonction étanche entre un environnement sous haute pression situé d'un côté de l'arbre rotatif 22 et un environnement de basse pression I de pression ambiante, situé de l'autre côté de l'arbre 22. L'environnement sous haute pression, montré sur la figure 1, est enfermé à l'intérieur d'une enceinte de machine 24 et situé a l'extérieur d'un arbre 22 et du joint 20. Un environnement à pression ambiante est situé à la gauche de l'enceinte de la machine 24, le long du diamètre externe 23 de l'arbre 22 à proximité du joint 20. Selon l'invention un rotor est fixé de façon étanche le long de l'arbre pour tourner avec l'arbre, et le rotor comprend un premier anneau d'étanchéité sensiblement perpendiculaire à l'arbre. Comme réalisé dans le mode décrit ici, le joint 20 comprend un rotor 26, disposé sur la circonférence, ayant une face de jonction 38. De préférence, un support de rotor 28 est fixé à l'arbre par un écrou 29 et dimensionné pour recevoir le rotor 26. Selon l'invention, un stator est maintenu contre l'enceinte et comprend un deuxième anneau d'étanchéité sensiblement perpendiculaire à l'arbre. Comme décrit ici, le stator 30 comprend une portion arrière 32, ayant des surfaces supérieures et inférieures, 32a et 32b, respectivement, et une face de jonction étanche située à l'opposé de la portion arrière 32. Le stator 30 est placé à l'intérieur d'une coupe en forme de U 34, fixée à l'enceinte 24 par des moyens connus. La coupe 34 forme un évidement en forme de coupe allongée 36 ayant des parois supérieure 36a et inférieure 36b, et arrière 36c, respectivement, dans lesquelles la po-tion arrière 32 du stator 30 est reçue de façon glissante, pour permettre un mouvement axial en réponse à une force qui lui est appliquée. Comme montré sur la figure 1, la surface supérieure 32a peut glisser le long d'une paroi supérieure 36a, et la surface i.férieure 32b peut être guidée le long de la paroi inférieure 36b de l'évidement en forme de coupe 36. Un évidement 46 peut être formé le long de la surface inférieure 32b de la portion 32. Ainsi, la surface inférieure 32b peut être plus courte en longueur que la surface supérieure 32a du stator 30. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la coupe 34 est formée de métal, le stator 30 est formée de carbone graphite, et le rotor 26 est formé de matériau hautement résistant à l'usure tel que du carbure de silicium. Selon l'invention, le premier anneau d'étanchéité, ou face de jonction étanche, du rotor et le second anneau d'étanchéité, ou face de jonction étanche, du stator sont alignés l'un avec l'autre, et placés en vis-à-vis l'un de l'autre, et un jeu ou espacement, entre le stator et le rotor, réalise un canal pour l'écoulement du fluide vers une cavité de drainage 70. Comme montré sur la figure 1, le rotor 26 et le stator 30 sont alignés et opposés l'un à l'autre, de façon à ce qu'une distance variable, indiquée par un espacement A, soit située au niveau de leur interface. Comme montré sur la figure 2, le rotor 26 comprend un anneau d'étanchéité, ou face de jonction étanche, du rotor 38, à l'interface, qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'arbre 22. De façon similaire, comme montré sur la figure 4, à la zone d'interface, le stator 30 comprend un anneau d'étanchéité, ou face de jonction étanche annulaire, de stator 40. Selon l'invention, des moyens sont prévus pour empêcher la rotation du stator par rapport à l'enceinte. De façon préférée, les moyens d'empêchement de rotation du stator comprennent une languette empêchant la rotation 42 qui peut être attach6e ou solidaire de la coupe 34. La languette 42 coopère avec une ou plusieurs fentes formées dans le stator 30 pour empêcher le stator 30 de tourner par rapport à l'enceinte 24. De plus, des moyens de rétention 43 peuvent être prévus pour fixer de façon inamovible la position du stator 30, et empêcher son désengagement, sous l'influence d'un ressort 50. Selon l'invention, des moyens d'étanchéité sont prévus pour empêcher sensiblement l'écoulement du fluide sous pression d'aller vers des zones ambiantes autre que l'espacement A. Comme montré ici, et comme indiqué dans la figure 1, un joint statique 44 est prévu à l'intérieur d'une gorge annulaire formée dans la circonférence externe du rotor 26 et coopère à frottement doux avec la paroi interne des moyens de support du rotor 28. De façon préférée, le joint statique 44 est en forme d'anneau torique élastomère, agissant comme un joint pour empêcher, ou minimiser, les fuites le long de la surface externe du rotor 26. La rotation de l'arbre 22 entraîne la rotation simultanée des éléments suivants: l'arbre 22, les moyens de support du rotor 28, le rotor 26, et le joint statique 44. Comme décrit plus complètement ci- après, pour éliminer toutes fuites de fluide au travers du joint et vers le milieu ambiant, une forme conique est réalisée sur le diamètre interne du rotor, qui tend a faire retourner le fluide vers le drain prévu par la présente invention. 26462-2-3 Comme montré sur la figure 1, les moyens d'étanchéité comprennent également des moyens d'étanchéité secondaire 48 formés entre la surface inférieure 32b du stator 30 et la coupe 34. Ces moyens d'étanchéite secondaires 48 forment un joint entre le stator 30 et la jupe 35 de la coupe. De façon préférée, les moyens d'étanchéité secondaires 48 sont formés d'un anneau torique en élastomère. Les moyens d'étanchéité secondaires 48 peuvent s'adapter à l'intérieur d'un évidement 46 formé sur la surface inférieure 32b du stator 30. Les moyens d'étanchéité secondaires 48 sont maintenus en place par des moyens de fixation qui sont comprimés par un ressort 50 contre la face de pression arrière 52 de la portion arrière 32. Comme décrit ci-après, si le fluide fuit au travers des moyens d'étanchéité secondaires 48, il est transféré directement vers le drain. Selon l'invention, les moyens de drainage sont formés de façon adjacente à l'espacement entre les faces de jonction étanche, pour drainer le fluide évacué entre lesdites faces et minimiser ou éliminer les fuites au travers de l'espacement et sur l'arbre. Comme décrit ci-après et montré sur les figures 1 et 4, les moyens de drainage comprennent une cavité de drainage 70 formée dans le stator 30 et en communication avec l'espacement A pour véhiculer le fluide vers l'extérieur de l'espacement A et de l'arbre 22. De préférence, la cavité de drainage 70 comprend un évidement annulaire 31 formé dans la face d'étanchéité 40 du stator et plusieurs canaux de drainage, ou conduites; 33 qui peuvent être espacés le long dudit canal. Les canaux de drainage 33 sont tubulaires et alignés axialement avec l'axe du stator. Selon l'invention, la coupe 34 comprend un orifice de drainage et le stator est maintenu de façon glissante par la coupe, de façon à ce que la cavité de drainage et l'orifice de drainage soient en communication, pour le fluide. Comme décrit ci-après, et montré sur la figure 1, un orifice de drainage 78 est formé dans la coupe 34. L'orifice de drainage 78 est en commU4tcation, pour le fluide, avec la cavité de drainage 70 pour récupérer les fuites de fluide sous pression, à partir de l'espacement, et au travers de la cavité de drainage. L'orifice de drainage 78 est également en communication, pour le fluide, avec l'interface entre le stator 30 et la coupe 34 de façon à récupérer tout fluide sous pression qui pourrait fuir à travers le joint 48 le long de cette interface. Un tube de drainage 80 peut être placé en communication, pour le fluide, avec l'orifice de drainage 78 pour évacuer les fuites de fluide, à partir de l'orifice vers une zone non sous pression (par rapport au milieu ambiant), de récupération, ou un réservoir, non montré. Selon l'utilisation finale souhaitée, les fuites de fluide peuvent être réutilisées via un système de joints en circuit fermé, ou jetées comme déchets. Dans l'une des utilisations ou l'autre, la cavité de drainage 70, l'orifice de drainage 78 et le tube de drainage 80, dirigent les fuites de fluide au loin de l'arbre. Pour éliminer le fluide évacué au travers l'orifice de drainage 78 et empêcher son écoulement sur l'arbre, un joint 49 est prévu entre la coupe 34 et le stator 30. Ainsi, les joints 48 et 49 enferment le passage de drainage, et permettent à l'écoulement du fluide d'aller de la cavité 70 au tube 80, seulement. La présente invention considère également l'utilisation de mécanisme à succion, telle qu'une pompe, qui peut utiliser la succion pour le drainage du tube, l'orifice de drainage et la cavité de drainage de façon à favoriser encore l'écoulement de fluide au travers du drain, et au loin de l'arbre. Dans la plupart des circonstances, quoiqu'il en soit, la présente invention, ne demandera pas l'utilisation d'un tel élérent additionnel, dès lors qu'aucun différentiel de pression significatif entre la pression ambiante et le fluide dans le drain, et dans la cavité de drainage, n'existe. La centrifugation du fluide dans la cavité de drainage comprend de plus l'élimination des fuites sur l'arbre. Comme montré sur la figure 1, un barrage d'étanchéité annulaire 72 est prévu adjacent et radialement en aval de la cavité de drainage 70 pour favoriser le passage de l'écoulement de fluide dans la zone d'interface ou dans l'espacement A, au travers de la cavité de drainage 70. Le barrage d'étanchéité 72 à la forme d'un second anneau d'étanchéité qui est aligné et coopère avec l'anneau d'étanchéité du rotor. Ainsi, le stator a en fait deux anneaux d'étanchéité et le second anneau d'étanchéité fournit un barrage en aval de la cavité de drainage. Ainsi, le flux de fluide dans la portion d'espacement A est empêché de voyager en aval de la cavité de drainage 70. Selon l'invention, le diamètre interne du rotor est conique de façon à obliger les fuites de fluide au-delà de la cavité de drainage à revenir dans la cavité de drainage. Comme montré sur la figure 1, le rotor 26 est usiné pour présenter un angle tel que le diamètre interne de l'extrémité du rotor 84 à l'opposé de l'anneau d'étanchéité 38 du rotor, soit plus petit que le diamètre interne de l'anneau d'étanchéité 38, de façon à former un cône 86. Le cône 86 court de préférence le long de toute le longueur du rotor 26 et présente une pente de 2-5 par rapport à l'axe du rotor. Si le fluide fuit au-delà du barrage d'étanchéité 72 sur le rotor, la fuite est soumise à une force centrifuge qui force le liquide ayant fuit, à revenir dans l'espacement, vers et au travers de la cavité de drainage 70. Le fluide ayanr fuit est ainsi empêché de venir en contact avec l'arbre 22. La fuite de fluide sur laquelle on a agit via le cône 86, est d'abord un fluide qui trouve son origine dans la zone d'interface, et ne coule pas initialement au travers de la cavité de drainage 70. Quoiqu'il en soit, le cône 86 peut également aider à la réorientation du fluide, qui fuit au travers de la surface supérieure du rotor 26, après le joint statique 44, et du fluide qui fuit au-delà de la portion arrière du rotor. Selon l'invention, des moyens sont prévus pour comprimer le stator et son second anneau d'étanchéité vers le rotor et son premier anneau d'étanchéité. Comme décrit ici, les moyens de compression comprennent un ressort 50, une surface de pression arrière 52 du stator, et un canal pour fluide 54. Lorsque l'enceinte n'est pas sous-pression, le ressort comprime le stator vers le rotor. Lorsque l'enceinte est sous-pression, une force hydrostatique est appliquée sur la face de pression arrière 52. Cette force comprime le stator vers le rotor. Les variables prises en compte dans la force hydrostatique résultante comprennent, parmi d'autres, la taille de la face de pression arrière 52 et le canal pour fluide 54. Le stator peut être conçu pour être soumis à une force hydrostatique donnée pour une pression de fonctionnement prédéterminée donnée. Le réseau de forces hydrostatiques agissant sur le stator peut être changé en ajustant la zone de surface de la face de pression arrière 52. La zone de surface de la face de pression arrière 52 peut être modifiée en faisant varier à la fois la dimension du diamètre du stator 30 et de l'évidement 46 formé dans le stator 30. Le canal pour fluide 54 est situé dans les limites des parois supérieures et arrières de la coupe 34 et entoure les surfaces supérieures et arrières 32a et 52 de la podoion arrière 32 du stator 30. Le canal pour fluide 54 alimente le fluide sous-pression dans l'enceinte, en accès direct vers la face de pression arrière 52. Le canal pour fluide permet au fluide sous haute pression d'environner la partie supérieure et les côtés du stator 30. De cette façon, les forces du fluide sous haute pression sont bloquées entre le stator et la jupe 35 de la coupe et compriment le stator 30 contre le rotor 26. En conséquence, une augmentation de la pression du fluide sous pression cause une augmentation de la force agissant sur la face de pression arrière 52. De façon similaire, la force du fluide hydraulique appliquée sur le stator pour une pression donnée, peut être modifiée en changeant la zone de surface de la face de pression arrière 52, en changeant le diamètre de la jupe 35 et ses parties avoisinantes. Dans un mode de réalisation préféré le joint comprend également un ressort 50 qui s'adapte à l'intérieur d'un évidement formé dans la paroi arrière 36c de l'évidement de coupe 36. Le ressort exerce une force statique en agissant indirectement contre la face de pression arrière 52 pour comprimer la face d'étanchéité du rotor et du stator 38 et 40 l'une sur l'autre. Camme montré sur la figure 1, le ressort 50 comprime contre une rondelle de protection 51 qui est en contact avec la face de pression arrière 52. La force statique exercée par le ressort 50 devient rapidement négligeable en grandeur (comparé à la force hydrostatique) lorsque le joint est soumis aux conditions de fonctionnement. Selon l'invention, les moyens de positionnement de l'espacement sont prévus pour produire une force dépendante de l'espacement pour maintenir l'espacement entre le rotor et le stator dans une plage pré- sélectionnée, sans tenir compte de la direction de la rotation du rotor, fournissant ainsi un joint étanche sans contact bi-directionnel. Comme décrit ici les moyens de positionnement d'espacement, produisent une force de soulèvement de l'interface commandée agissant sur les faces réalisant le joint étanche. Les moyens de positionnement d'espacement comprennent plusieurs gorges radiales 58 formées dans la face d'étanchéité du rotor 38 pour la communication du fluide, avec le fluide sous pression. La présente invention considère comme un mode de réalisation alternatif la formation de ces gorges radiales dans la face de jonction étanche 40 du stator. Les gorges radiales, comme montre, sont symétriques autour d'une ligne radiale de la face de jonction étanche 38 du rotor, et de préférence ont une configuration courbe, en coupe. Quoiqu'il en soit, les gorges ayant différentes sections, telle que par exemple des sections carrées, peuvent être utilisées. Les gorges radiales sont espacées l'une de l'autre de telle façon que plusieurs zones 60 soient situées entre elles. Les gorges radiales 58 et les zones 60 sont de préférence de largeur uniforme, respectivement. De plus, dans le mode de réalisation préféré, la largeur des gorges radiales 58 est approximativement égale à la largeur des zones 60. Des gorges radiales 58 ont de préférence une largeur comprise dans une plage de 0.1 à 0.5 pouces (0,254cm à 1,270cm) et une profondeur comprise dans une plage de 200 à 1000 millionèmes de pouces (5,08gm à 25,4gm). Comme montré sur la figure 1, les gorges radiales 58 s'étendent vers l'intérieur à partir de la périphérie exterre de la face d'étanchéité du rotor 38 d'une distance plus petite que l'ailette radiale de la face de joncticn étanche 38 du rotor. La portion restante de face 38 du rotor prévoit un barrage d'étanchéité 62 radialement en aval des gorges radiales 58. Ainsi, le barrage radial tente à empêcher l'écoulement du liquide de fuite vers la cavité de drainage, minimisant ainsi la fuite perdue vers le drain. La portion restante de barrage d'étanchéité 62 fait face à la cavité de drainage 70 et au barrage d'étanchéité 72 qui empêche l'écoulement de fuite vers la cavité de drainage 31 sur l'arbre. Le joint de la présente invention représente un joint d'étanchéité capable de produire et de maintenir un espacement présélectionné adéquat, ou un jeu, entre les faces de jonction étanche du rotor et du stator, comme une résultante de la force nette générée par les forces d'ouverture et de fermeture opérant sur le joint. Le joint est spécifiquement agencé de façon à générer des forces auto-restaurees, de fermeture et d'ouverture, capable de produire un jeu adequat prédéterminé entre les faces de jonction étanche. La force de fermeture jouant sur le joint est, de façon essentielle, fonction de l'intensité de la grandeur de la pression agissant sur le côté gauche du stator 30, bien que la force fournie par le ressort 50 tende à pousser ou à faire glisser le stator vers le rotor. Cette force élastique, quoiqu'il en soit, est relativement constante, et la grandeur de la force élastique devient insignifiante lorsque le joint est soumis à des hautes pressions. Les variables essentielles mises en jeu avec la pression de fermeture hydrostatique agissant sur le stator, comprennent la pression de fonctionnement et la zone de face arrière de pression 52 contre laquelle la pression agit. La grandeur de la force de pression de fermeture peut être modifiée en altirant le diamètre interne du joint secondaire 48 avec le diamètre de la jupe 35 de coupe, permettant ainsi d'élargir ou de réduire la zone de surface soumise aux forces hydrostatiques. Le ressort 50 sert à conserver la face de jonction étanche 38 de rotor et la face de jonction étanche 40 de stator, et le barrage 72, ensemble, lorsque la machine ne fonctionne pas. La force produite par le ressort 50 est très petite en comparaison de la charge de pression hydrostatique. Une fois que la machine est sous-pression, la force de pression dépasse rapidement la force du ressort. La force d'ouverture appliquée sur le joint, est fonction de toute une série de variables, incluant la largeur et la longueur des gorges radiales 58, la géométrie de section transversale des gorges radiales 58, la pression du fluide sous pression, la vitesse de l'arbre 22, la taille de l'espacement entre les faces de jonction étanche, et la viscosité du fluide. Comme décrit plus précisemment ci-après, même lorsque les faces de jonction sont en contact, le fluide sous pression remplira les gorges et créera une force d'ouverture à l'interface des gorges et de la face de jonction opposée. Les gorges radiales sont dimensionnées de telle sorte que, comme la pression croit jusqu'à atteindre-la pression de fonctionnement, la force d'ouverture ou de soulèvement à l'interface des gorges et de la face de jonction, ouvrira les faces de jonction et créera un espacement ou jeu. Une fois que l'espacement est formé entre les faces de jonction étanche, le fluide sous pression créera un espacement dépendant de la force d'ouverture hydrostatique exercée sur la totalité de la zone d'interface de jonction. Comme décrit plus précisemment ci- après, la force hydrostatique dépendant de l'espacement tend à engendrer le flottement des faces de jonction aux pressions de fonctionnement. De plus, lorsque le stator et le rotor tourne l'un par rapport à l'autre, des forces d'ouverture hydrodynamiques sont développées à cause de l'enveloppe protectrice de fluide entre les faces de jonction dans lé voisinage des gorges radiales, comme montré sur les figures 8 et 9. La grandeur de cette force hydrodynamique est fonction entre autre, de la structure des gorges radiales de la présente invention, des propriétés du fluide sous pression et de la taille de l'espace entre le rotor et le stator. Les forces d'ouverture et de fermeture sont reliées l'une à l'autre puisque la grandeur de force hydrostatique et hydrodynamique varie en fonction de la taille de l'espacement. En condition de fonctionnement, le joint de la présente invention crée un espacement de taille adéquate en réalisant l'égalisation essentiellement entre les forces hydrauliques interagissant l'une contre l'autre dans le cas présent. Dans le mode de réalisation préféré, le joint est conçu de telle sorte que la taille de l'espacement est de façon typique approximativement un 100 millionèmes de pouces (2,54pm). Comme cela va être décrit plus précisemment ci-après en référence aux figures 5A, 6A, 7A et 9, les forces hydrostatiques et hydrodynamiques agissant à l'interface de jonction du rotor et du stator 38 et 40 varient, dépendant de la taille de l'espacement. La 2646Z23 force hydrodynamique est très sensible ou réagissante à la taille particulière de cette espacement. De façon générale, une taille d'espacement petite entraîne des forces hydrodanymique et hydrostatique élevées alors qu'une large taille entrainent des forces d'ouverture plus faibles. Des forces hydrodynamiques extrêmement élevées sont développées lorsque le rotor et le stator se touchent pratiquement l'un l'autre. Le joint de la présente invention ainsi assure un joint sans contact à la pression et à la vitesse de fonctionnement. Le joint de la présente invention est conçu de telle façon que la pression devienne significative par rapport à la charge appliquée au ressort 50, un équilibrage hydrostatique automatique étant achevé lorsque le stator 30 flotte effectivement sur un film de fluide. Lorsque les faces de jonction sont initialement en contact et ne glissent pas l'une par rapport à l'autre, la force pressant le stator contre le rotor est la somme de la force du ressort et de 20.l'integrale de la pression agissant sur la face de pression arrière 52 du stator. La force tendant à écarter le stator du rotor est l'intégrale de la pression agissant sur les faces de jonction en contact, au niveau des gorges radiales 58. Cette condition est montrée généralement sur la figure 5. Le joint est conçu de telle sorte qu'à la pression de fonctionnement, la force d'ouverture à l'interface des faces de jonction est légèrement supérieure à la force de fermeture, créant ainsi un léger jeu entre les faces de jonction. Comme montré sur les figures 6-7A, la répartition de pression change lorsque l'espacement s'ouvre. Comme décrit sur la figure 6A, la force d'ouverture hydrostatique décroit si l'espacement entre les faces de jonction devient trop large. A la taille d'espacement adéquate, les forces d'ouverture et de fermeture hydrostatique s'équilibrent et comme montré sur les figures 7 et 7A, les faces de jonction étanches flottent sur un film fluide. Lorsque l'arbre 22 tourne et le rotor et le stator sont trop près l'un de l'autre, les forces hydrodynamiques générées par la protection de fluide entre les surfaces glissantes des faces de jonction du rotor et du stator 38 et 40, produisent une force d'ouverture. Spécifiquement, les gorges radiales 58 amènent le fluide à varier son débit principal visqueux en réponse à la configuration géométrique précise de celle-ci. La modification dans l'écoulement visqueux contrôlé du fluide, cause une variation de pression circonférentielle qui, à son tour, altère la dimension du jeu, ou espacement. Lorsque la dimension de l'espacement croît, les forces hydrodynamiques décroissent, comme expliqué ci-après en référence aux courbes de pression décrites dans la figure 9. Ainsi, si l'espacement devient trop large, les faces de jonction tendent à se rapprocher. Les forces hydrostatiques et hydrodynamiques agissantes sur les faces de jonction du rotor et du stator 38 et 40 dans la zone des gorges radiales, peuvent être mieux comprises en référence aux figures -7 et aux figures 89, respectivement. Faisant référence aux figures 5-7 illustrant les forces hydrostatiques, la force d'ouverture hydrostatique peut être déterminée en intégrant la répartition de la pression sur toute la zone. La pression en chaque point est fonction, parmi d'autres choses, de la dimension de l'espacement, de la pression du fluide, et de la géométrie des gorges radiales. Les figures 5 et 5A illustrent les effets hydrostatiques sur les faces de jonction du rotor et du stator 38 et 40, lorsque le rotor 26 et le stator sont pour une raison pratique en contact. A ce stade, il n'y a pas d'écoulement de fluide à partir du côté OD vers le côté ID. Ainsi, la pression sur les faces de jonction de la gorge dans la zone de gorges radiales est constante Ph, représeniant la pression maximum du fluide. La pression exercée au travers du barrage d'étanchéité au-delà de la gorge radiale et entre les faces de jonction, décroît petit à petit de Ph à Pl, pression de drainage qui est de façon préférencielle égale à la pression ambiante. Les figures 6 et 6A illustrent les effets hydrostatiques sur les faces de jonction du rotor et du stator 38 et 40 ayant un large espacement, large étant à considérer en rapport avec la profondeur des gorges radiales entre les faces de jonction respectives. Lorsque la taille de l'espacement devient large, en contraste avec la figure 5A, l'écoulement de fluide devient insensible à la présence des gorges radiales, ceci entraînant une décroissance relativement continue de la pression sur une large zone. Le profil de pression de la figure 6A montre une décroissance de pression plus douce ou continue de la pression Ph au périmètre extérieur des faces de jonction respective, vers la pression P1 au diamètre extérieur de la cavité de drainage 70, qui est sensiblement à la pression ambiante. Les figures 7 et 7A illustrent les effets hydrostatiques sur les faces de jonction du rotor et du stator 38 et 40, lorsque l'espacement prédéterminé adéquat de la présente invention est formé entre les faces de jonction respectives. Comme montré, la pression le long des gorges décroît doucement de Phà Pm, et la pression en dessous et au-delà des gorges change plus rapidement de Pm à PL. Lorsque du fluide sous haute pression remplit la pluralité de gor5es radiales 58, la pression agit contre les faces de jonction des gorges et crée une force d'ouverture hydrostatique. Pour équilibrer la force d'ouverture hydrostatique adéquate qui agit sur la face du stator, une force de fermeture hydrostatique équivalente et de direction opposée agit sur la face arrière de pression 52 du stator 30. Pour une pression de fonctionnement donnée, cette force de fermeture est déterminée en donnant à la jupe de la coupe 35 un diamètre approprié. Ce diamètre définit la disposition et la taille du joint secondaire 48 et ce faisant, la zone de surface sujette à une force de fermeture hydrostatique constante. En général, la force de pression hydrostatique est beaucoup plus grande que la force de ressort. Lorsque l'espacement devient large, la force d'ouverture d'interface hydrostatique est petite comparée à la force de fermeture constante et l'espacement décroît. Lorsque l'espacement se referme, les forces d'ouverture d'interface hydrostatiques dépassent la force de fermeture. De la sorte, un équilibre complet tendant à autorétablir la force hydrostatique est atteint lorsque le joint fonctionne avec un espacement adéquat. Les figures 8 et 9 montrent - les forces hydrodynamiques dans la zone radiale de gorges de la présente invention. En fonctionnement, la face de jonction du stator 40 est fixe, alors que la face de jonction du rotor 28 tourne ou glisse par rapport au stator 30. Le fluide situé entre les faces de jonction est dirigé dans la direction de mouvements du rotor 26. Lorsque le fluide passe du bord vers la zone plus profonde radialement établie des gorges radiales, le film de fluide subit une expansion. Ainsi, la pression du fluide décroît. La chute de pression, quoiqu'il en soit, est limitée par les lois de la physique, c'est- à-dire, une chute de pression en dessous du zéro absolu (une atmosphère négative) est impossible. Une fois que le fluide passe la zone la plus profonde de gorges radiales, le fluide est comprimé en créant ainsi une augmentation de pression. L'augmentation de pression est dépendante de la vitesse, de l'épaisseur du film et de la viscosité du fluide et, en contraste à la chute de pression, n'est pas limitée en grandeur. La pression d'ouverture nette est plus importante en grandeur que la pression ambiante ou de référence parce que l'augmentation de pression est plus grande que la chute de pression. Ceci explique pourquoi, comme montré sur la figure 9, la force d'ouverture nette créée par les gorges augmente lorsque la vitesse du rotor augmente. Il a été de plus trouvé que la force d'ouverture nette s'accroit lorsque l'espacement entre les faces décroît. Cette force d'ouverture hydrodynamique se combine avec la force d'ouverture hydrostatique lorsque le mouvement de glissement relatif est réalisé entre les surfaces de jonction. Ceci entraîne, de plus, qu'aucun contact entre les faces n'advient entre le stator et le rotor. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Joint d'échantéité entre le milieu ambiant, et un fluide sous pression à l'intérieur d'une enceinte munie d'un arbre rotatif, caractérisé en ce que le joint comprend - un rotor fiLé à l'arbre, agencé pour tourner avec l'arbre, ledit rotor comprenant une première face de jonction étanche, annulaire; - des moyens en forme de coupe fixés à l'enceinte de façon à recevoir de façon glissante, un stator et permettre le mouvement axial du stator vers le, et à partir dudit rotor; - un stator maintenu de façon glissante dans lesdits moyens en forme de coupe, ledit stator comprenant une seconde face de jonction étanche annulaire sensiblement parallèle à ladite première face de jonction annulaire; - lesdites première et seconde faces de jonction annulaire étant alignées avec et en opposition l'une par rapport à l'autre, un espacement variable entre lesdites faces formant un canal d'écoulement du fluide sous pression vers un drain; - des moyens pour empêcher la rotation dudit stator par rapport à l'enceinte; - un orifice de drainage formé dans lesdits moyens en forme de coupe, ledit orifice de drainage comprenant une ouverture de drainage au travers de laquelle le fluide sous pression peut sortir; et - une cavité de drainage formée dans ledit stator et en communication à l'une des extrémités avec ledit espacement et à l'autre extrémité avec ledit orifice de drainage. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un barrage. d'étanchéité prévu adjacent et radialement en aval de ladite cavité de drainage pour favoriser l'écoulement du fluide au travers de ladite cavité de drainage et empêcher l'écoulement du fluide dans la portion dudit espacement radialement en aval de ladite cavité de drainage. 3. Joint selon l'une quelconque revendication 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins une portion du diamètre interne dudit rotor est en forme de cône pour obliger les fuites de fluide au-delà de ladite cavité de drainage à revenir vers et dans ladite cavité de drainage. 4. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens en forme de coupe comprennent un canal supérieur qui met la portion arrière du stator en communication pour le fluide, avec ledit fluide sous pression, ledit stator étant en jonction étanche contre la surface inférieure desdits moyens en forme de coupe, et ledit orifice de drainage étant en communication pour le fluide, avec l'interface entre ledit stator et ladite surface inférieure pour capturer tout fluide sous pression qui pourrait fuir le long de cet interface. 5. Joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rotor a une surface conique, axiale, positionnée adjacente et radialement en aval de ladite cavité de drainage et dont le cône est dirigé vers ladite cavité de drainage pour ramener les fuites du fluide sous pression au-delà de ladite cavité de drainage, vers et dans ladite cavité de drainage. 6. Joint selon la revendication 5, caractérisé en ce que le cône axial dudit moteur forme un angle compris entre 2 et 5 degrés par rapport à l'axe du rotor. 7. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite cavité de drainage est formée à proximité de l'extrémité aval dudit stator. 8. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs gorges radiales qui sont formées dans l'une desdites faces de jonction annulaire. 9. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens de mise en place de l'espacement pour produire une force dépendante de l'espacement, de façon à obliger lesdites première et seconde faces de jonction annulaire à s'écarter l'une de l'autre, et maintenir la dimension dudit espacement à l'intérieur d'une plage pré-sélectionnée, quelque soit la direction de rotation dudit rotor, permettant ainsi de fournir un joint sans contact bi- directionnel. 10. Joint selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en place comprennent une pluralité de gorges radiales formées dans l'une desdits première et seconde faces de jonction annulaire et positionnées de façon à permettre la communication pour le fluide, avec le fluide sous pression. 11. Joint d'étanchéité entre le milieu ambiant et un fluide sous pression disposé à l'intérieur d'une enceinte d'un arbre rotatif, caractérisé en ce qu'il comprend: p - un rotor fixé à l'arbre, agencé pour tourner avec l'arbre, ledit rotor comprenant une première face de jonction annulaire; - un stator compris dans l'enceinte, ledit stator comprenant une deuxième face de jonction annulaire sensiblement parallèle à ladite première face de jonction annulaire; - lesdites première et deuxième faces étant alignées l'une avec l'autre et placées en opposition l'une par rapport à l'autre, un espacement en*r lesdites faces formant un canal pour l'écoulement âv fluide vers un drain; - des moyens pour empêcher la rotation dudit stator par rapport à l'enceinte; - une cavité de drainage formée dans ledit stator et en communication à l'une de ses extrémités avec ledit espacement, et à l'autre extrémité avec un orifice de sortie au travers duquel le fluide peut sortir, et - un cône axial formé sur le diamètre interne dudit rotor, positionné adjacent et radialement en aval de ladite cavité de drainage, et dont le sommet du cône est dirigé vers la cavité de drainage, pour diriger les fuites de fluide au-delà de ladite cavité de drainage en retour et à l'intérieur de ladite cavité de drainage. 12. Joint selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens de barrage d'étanchéité adjacents et radialement en aval de ladite cavité de drainage pour diriger l'écoulement du fluide dans l'espacement au travers de ladite cavité de drainage et empêcher l'écoulement dans ladite portion de ladite cavité radialement en aval de ladite cavité de drainage. 13. Joint selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que lesdites faces de jonction sont sensiblement perpendiculaires à l'arbre et ladite cavité de drainage est située à proximité de la périphérie externe dudit stator. 14. Joint selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens en coupe qui maintiennent, de façon glissante, ledit stator, et comprennent un orifice de drainage ayant une ouverture de drainage et dans lequel ledit orifice de drainage est en communication au niveau du fluide avec l'interface desdits moyens en coupe, et dudit stator pour capturer toute fuite de liquide sous pression le long de cet interface. 15. Joint d'étanchéité entre l'atmosphère ambiante et un fluide sous pression à l'intérieur d'une enceinte munie d'un arbre rotatif, caractérisé en ce que le joint comprend: - un rotor fixé à l'arbre, agencé pour être entraîné en rotation avec l'arbre, ledit rotor comprenant une première face de jonction annulaire sensiblement perpendiculaire à l'arbre; - des moyens en coupe fixés à l'enceinte pour recevoir de façon glissante un stator et permettre son mouvement axial vers et à partir dudit rotor, ledit stator comprenant une seconde face de jonction annulaire sensiblement perpendiculaire à l'arbre; - lesdites première et seconde faces de jonction de l'arbre étant alignées avec et situées en opposition l'une par rapport à l'autre, lesdites faces formant un canal pour l'écoulement du fluide vers un drain; - des moyens pour empêcher la rotation dudit stator par rapport à l'enceinte; - des moyens de jonction étanche pour sensiblement empêcher l'écoulement du fluide vers l'atmosphère ambiante dans des zones autres que celles dudit espacement; des moyens de drainage adjacent audit espacement pour drainer le fluide entre les faces de jonction et minimiser les fuites du fluide au travers dudit espacement et sur l'arbre, lesdits moyens de drainage comprenant une cavité de drainage formée dans ledit stator; - des moyens hydrostatiques pour comprimer ladite seconde face de jonction annulaire tr engagement avec ladite première face de jonction annulaire; - et plusieurs gorges radiales formées dans lesdites première et seconde faces de jonction annulaire pour produire une force variable afin d'écarter l'une de l'autre lesdites première et seconde faces de jonction annulaire et maintenir la dimension dudit espacement dans une plage pré-sélectionnée. 16. Joint selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdites gorges radiales ont une largeur comprise entre 0.1 à 0.5 pouces (0,254cm à 1,270cm) et une profondeur comprise entre 200 à 1000 millionèmes de pouces (5,08gm à 25,4gm). 17. Joint selon la revendication 16, carctérisé en ce que lesdits moyens hydrostatiques comprennent un canal pour fluide, formé dans lesdits moyens en coupe pour permettre au fluide en pression un accès direct vers l'arrière dudit stator. 18. Joint selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'orifice de drainage est formé dans lesdits moyens en coupe, ledit orifice de drainage comprenant une orifice de drainage au travers de laquelle ledit fluide peut sortir. 19. Joint selon la revendication 18 dans laquelle le rotor a une surface conique axiale sur son diamètre intérieur adjacent et radialement en aval de ladite cavité de drainage et dont le sommet de cône est dirigé vers ladite cavité de drainage pour entraîner les fuites de fluide sous pression au-delà de ladite cavité de drainage, en arrière et dans ladite cavité de drainage. 20. Joint selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un barrage d'étanchéité adjacent et en aval radialement de ladite cavité de drainage, pour obliger l'écoulement du fluide sous pression à se diriger dans ledit espacement au travers de ladite cavité de drainage, et empêcher lPécoulement de fluide sous pression vers une portion dudit espacement radialement en aval.de ladite cavité de drainage.