Brevet FR2699257A1 — publié le 19940617

L'invention se rapporte à un dispositif destiné à empcher l'assèchement en marche de joints d'étanchéité, notamment des joints d'étanchéité d'arbre, comprenant un réservoir de liquide d'irrigation qui comporte un indicateur de niveau de remplissage, le réservoir étant relié, par l'intermédiaire d'une conduite, à une chambre devant tre irriguée ou lubrifiée, entre deux joints d'étanchéité voisins. Notamment dans le cas de joints d'étanchéité d'arbre, il est connu d'utiliser des éléments d'étanchéité de forme annulaire, qui comportent une lèvre d'étanchéité, ou bien plusieurs de ces lèvres d'étanchéité, dirigées vers la chambre à rendre étanche. Pour empcher que de telles lèvres d'étanchéité ne subissent un assèchement en marche, il est connu de disposer à distance l'un de l'autre, au moins deux tels éléments d'étanchéité, de manière à ce qu'il subsiste entre-eux une chambre à laquelle est raccordé un réservoir de liquide d'irrigation. Le liquide d'irrigation présente des propriétés de lubrification, et ne doit pas seulement garantir que des corps étrangers ne pénètrent dans la chambre entre de tels joints d'étanchéité voisins, mais doit garantir avant tout que l'alimentation en fluide de lubrification empche un assèchement en marche des lèvres d'étanchéité. Dans le cas des modes de réalisation connus de ce type, on partait du principe que, lorsque le niveau de remplissage du réservoir de liquide d'irrigation ne subissait pas de variations notables, le graissage s'effectuait de manière correcte. Une telle hypothèse suppose toutefois qu'il ne s'est pas produit, comme cela arrive toujours, d'obturation dans les conduites allant à la chambre entre des joints d'étanchéité voisins, et par ailleurs, que la chambre ellemme n'a pas été obturée. Lorsqu'inversement, l'on constatait une chute rapide du niveau de remplissage, on supposait tre en présence d'un défaut, mais il était toutefois impossible de donner une indication concrète quant au fait de savoir si la chute du niveau de remplissage était à mettre sur le compte d'une fuite de liquide d'irrigation dans la zone des joints d'étanchéité, ou à un autre endroit. Aussi, le but de l'invention consiste à développer un dispositif du type de celui mentionné en introduction, de manière à pouvoir garantir effectivement, de manière simple, que la chambre entre des joints d'étanchéité voisins est remplie de liquide d'irrigation ou de lubrification, pour empcher ainsi de manière fiable, un assèchement en marche des joints d'étanchéité. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce à la configuration suivante caractérisée essentiellement en ce que la chambre entre des joints d'étanchéité voisins, est reliée, au moins en un lieu supplémentaire, différent du lieu d'alimentation, à une conduite d'évacuation qui débouche dans un réservoir additionnel. Le fait de ne pas prévoir uniquement une alimentation, comme dans les dispositifs connus, mais également une évacuation, permet de garantir que du liquide d'irrigation ou du fluide de lubrification, est véhiculé au travers de la chambre entre deux joints d'étanchéité voisins. En d'autres termes, une telle configuration signifie que du fluide d'irrigation ou de lubrification sortant de la conduite d'évacuation, a forcément été amené par la conduite d'alimentation, et a ainsi également séjourné dans la chambre entre des éléments d'étanchéité voisins pour empcher l'assèchement en marche. Dans le cas de joints d'étanchéité d'arbre, la disposition est en général réalisée, comme cela a déjà été mentionné en introduction, de manière à ce que les lèvres d'étanchéité, dans le sens axial de l'arbre, soient orientées dans la direction à l'encontre de laquelle doit s'effectuer l'étanchéité. Il en résulte que la chambre entre des éléments d'étanchéité ou joints d'étanchéité d'arbre, voisins, doit en règle générale tre maintenue à un niveau de pression qui est plus faible que la pression régnant sur le c extérieur du joint d'étanchéité, pour garantir que du liquide d'irrigation ou du fluide de lubrification ne puisse s'échapper vers l'extérieur, par un effet de déformation élastique de la lèvre d'étanchéité. Mais à l'inverse, pour des raisons de fonctionnement fiable d'un tel joint d'étanchéité d'arbre, il est nécessaire de prendre les mesures permettant de ne pas dépasser une différence de pression maximale entre la pression dans la chambre entre des éléments d'étanchéité voisins et la chambre à rendre étanche. En vue de garantir que dans la chambre entre des éléments d'étanchéité voisins, une pression définie à l'avance est respectée de manière fiable, il est prévu, selon une configuration avantageuse, que le réservoir additionnel soit relié au réservoir de liquide d'irrigation, par l'intermédiaire d'une conduite d'égalisation de pression. De cette manière, le passage du liquide d'irrigation ou de lubrification s'effectue au travers de la chambre annulaire, à savoir la chambre entre des joints d'étanchéité voisins, sous l'effet de la gravité, à un niveau de pression prédéterminé, qui correspond à la pression dans les deux réservoirs. Ainsi, indépendamment de la valeur de la pression effective, c'est la pression hydrostatique qui agit, ce pour quoi on prévoit la configuration avantageuse caractérisée en ce que le réservoir de liquide d'irrigation est disposé au-dessus du lieu d'alimentation de la chambre entre des joints d'étanchéité voisins, et le réservoir additionnel, en-dessous de l'évacuation de cette chambre. Une telle configuration présente l'avantage, par rapport à l'utilisation d'une pompe pour l'obtention d'une pression déterminée, de permettre de maintenir constante la pression, indépendamment de la vitesse d'écoulement et de la section de passage de l'écoulement. La quantité de liquide s'écoulant de cette manière en seconde instance, d'un réservoir dans l'autre réservoir, fournit une information quant à l'état du joint d'étanchéité, et indique de manière catégorique que les conduites d'alimentation et d'évacuation, ainsi que la chambre au travers de laquelle s'écoule le liquide d'irrigation ou de lubrification, ne sont pas obstruées par des corps étrangers. De manière simple, il est ici possible de faire circuler le liquide d'irrigation ou de lubrification, en circuit fermé ; à cet effet, on prévoit de préférence la configuration suivante, à savoir que le réservoir additionnel est relié au réservoir de liquide d'irrigation, par l'intermédiaire d'une pompe et d'une conduite de retour, et de préférence un filtre. L'utilisation d'une pompe dans cette conduite de retour n'a pas d'influence sur le niveau de pression qui est déterminé à l'avance par la conduite d'égalisation de pression et la pression de gaz appliquée à l'un des deux réservoirs. Le retour de liquide d'irrigation ou de lubrification du réservoir additionnel au réservoir de liquide d'irrigation, peut tre effectué de manière simple, en fonction du niveau de remplissage, à savoir la hauteur de remplissage du réservoir additionnel ; à cet effet, il est prévu selon une configuration avantageuse, que la pompe soit reliée à des capteurs de niveau de remplissage dans le réservoir additionnel. En vue de pouvoir pré-établir de manière précise, le niveau de pression souhaité, le réservoir de liquide d'irrigation peut tre relié à une source de gaz de pression réglable, de l'huile de lubrification pouvant avantageusement tre utilisée en guise de liquide d'irrigation, comme cela a déjà été mentionné en introduction. Pour les raisons déjà évoquées en introduction, selon lesquelles on ne doit pas dépasser une différence de pression maximale entre des éléments d'étanchéité voisins, et entre la chambre située entre des éléments d'étanchéité et la chambre à rendre étanche, il est possible de prévoir avantageusement la configuration suivante, à savoir que dans le cas de plusieurs joints d'étanchéité d'arbre se succédant en direction axiale, les valeurs de pression de la source de gaz de pression réglable, réglées dans chacune des chambres annulaires voisines, entre des joints d'étanchéité voisins, sont établies à une différence de pression maximale de 1.105 Pa, de préférence au maximum de 0,3.105 Pa, une telle configuration garantissant une durée de vie particulièrement élevée des éléments d'étanchéité. L'invention va tre explicitée plus en détail dans la suite, au regard d'un exemple de réalisation représenté de manière schématique sur les dessins annexés, qui montrent : Fig. 1 de manière schématique, une coupe dans la zone d'un ensemble d'étanchéité à plusieurs étages, d'un arbre monté tournant comportant un dispositif à l'invention, destiné à empcher l'assèchement en marche de joints d'étanchéité ; et Fig. 2 un schéma fonctionnel de principe d'un dispositif conforme à l'invention, destiné à empcher l'assèchement en marche de joints d'étanchéité. Sur la figure 1, le repère 1 désigne un arbre qui est monté tournant dans une pièce stationnaire 2, par l'intermédiaire de paliers non représentés plus en détail, plusieurs étages d'étanchéité, qui se succèdent et qui comportent chacun plusieurs joints d'étanchéité 3,4, par exemple des joints d'étanchéité d'arbre, étant réalisés en vue de permettre une compensation de pression entre les pressions différentes régnant de part et d'autre des joints d'étanchéité 3,4 et indiquées de manière schématique par pi et p2 sur la figure 1. Pour empcher l'assèchement en marche des joints d'étanchéité 3,4, un liquide d'irrigation ou un fluide de lubrification est introduit par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 6, dans une chambre 5 située entre deux joints d'étanchéité 3,4 voisins, comme cela est indiqué par la flèche 7. Le fluide d'irrigation ou de lubrification remplit la chambre annulaire 5 entre les éléments d'étanchéité 3,4 voisins, et quitte à nouveau la chambre annulaire 5 entre les joints d'étanchéité voisins 3,4, comme cela est indiqué par la flèche 9, en un lieu d'évacuation 8 différent du lieu d'alimentation indiqué par la conduite 6. Sur la représentation conforme à la figure 2, l'arbre 1 ainsi que la chambre annulaire 5 située entre deux joints d'étanchéité 3,4 voisins, tout comme la conduite d'alimentation 6 et la conduite d'évacuation 8, sont indiqués de manière schématique. Dans la conduite d'alimentation 6 parvient du liquide d'irrigation ou du fluide de lubrification d'un réservoir de liquide d'irrigation 10, une soupape ou une vanne 11 étant montée dans la conduite d'alimentation 6. Dans le réservoir de liquide d'irrigation 10, on maintient, par l'intermédiaire d'une source de pression 12 indiquée de manière schématique, une pression correspondant à la pression dans la chambre 5 considérée, une soupape 14 étant montée dans la conduite 13 entre la source de pression 12 et le réservoir de liquide d'irrigation 10. Le fluide de lubrification soutiré, par l'intermédiaire de la conduite d'évacuation 8, à la chambre 5 entre deux joints d'étanchéité 3,4 voisins, parvient dans un réservoir additionnel 15, qui est relié au réservoir de liquide d'irrigation 10, par l'intermédiaire d'une conduite d'égalisation 16, de sorte qu'il règne la mme pression dans les deux réservoirs 10,15. Dans le réservoir additionnel 15 sont disposés des capteurs de niveau de remplissage 17 et 18 qui sont couplés à une pompe 19, qui est disposée dans la conduite de retour 20 entre le réservoir additionnel 15 et le réservoir de liquide d'irrigation 10, un filtre 21 étant en outre prévu dans cette conduite de retour 20. Dans le réservoir de liquide d'irrigation 10 est également monté un dispositif de mesure de niveau, par exemple un flotteur 22, un indicateur étant désigné par le repère 23. Le réservoir de liquide d'irrigation 10 est ici disposé au-dessus du lieu d'alimentation de la chambre 5 entre des joints d'étanchéité 3, 4 voisins, et le réservoir additionnel 15, en-dessous de l'évacuation 8 de cette chambre, de sorte que l'écoulement au travers de la chambre 5 entre des joints d'étanchéité 3,4 voisins, s'effectue uniquement par la pression hydrostatique. Un étage d'étanchéité, tel que représenté sur la figure 1, permet de compenser une différence de pression inférieure à 1.105 Pa, à savoir environ 0,3.105 Pa, de sorte que pour compenser des différences de pression plus importantes, plusieurs étages d'étanchéité sont montés en série les uns à la suite des autres. Dans ce cas, on associe à chaque étage d'étanchéité, un dispositif représenté sur la figure 2, pour irriguer la chambre 5 entre des joints d'étanchéité 3,4 voisins, à savoir pour empcher l'assèchement en marche de tels joints d'étanchéité 3,4, la pression correspondante pouvant tre réglée conformément à la différence de pression dans la zone de chaque étage d'étanchéité, grâce à la source de pression 12 qui est associée à chacun des réservoirs de liquide d'irrigation 10. Pour la mise en service ou la première irrigation de la chambre 5 entre deux joints d'étanchéité 3,4 voisins, la vanne à trois voies 11 est commutée sur la position de purge, suite à quoi la chambre 5 est remplie de fluide de lubrification ou de liquide d'irrigation, jusqu'à la purge de la vanne à trois voies 11, après quoi la vanne ou le distributeur 11 est commuté et bloqué en position. Ensuite, le réservoir de liquide d'irrigation ou réservoir de réserve 10, est rempli jusqu'à un niveau de consigne indiqué par le repère 24. L'huile retournant de la chambre 5 entre deux joints d'étanchéité voisins 3,4, dans le réservoir additionnel 15, par l'intermédiaire de la conduite 8, est à nouveau ramenée dans le réservoir de liquide d'irrigation 10, au moyen de la pompe 19, lorsqu'elle atteint la capteur 17, à savoir lorsque celui-ci réagit. Globalement parlant, le fluide de lubrification coule ainsi de manière hydrostatique, hors du réservoir de liquide d'irrigation 10, dans le réservoir additionnel 15, en passant par la chambre de glissement 5. Le refoulement de fluide de lubrification ou de liquide d'irrigation par l'intermédiaire de la pompe 19 s'effectue ici à chaque fois jusqu'au déclenchement du capteur 18. Ainsi, aussi longtemps qu'il se produit un refoulement de fluide de lubrification par la pompe 19, du réservoir additionnel 15 vers le réservoir de liquide d'irrigation 10, il est garanti que suffisamment de liquide d'irrigation ou de fluide de lubrification s'écoule au travers de la chambre 5 entre des éléments d'étanchéité 3,4 voisins, de sorte que l'on empche un assèchement en marche des joints d'étanchéité 3,4. Si lors de la poursuite du fonctionnement, le niveau de remplissage du réservoir de liquide d'irrigation 10 s'abaisse toutefois sous le niveau minimal indiqué par le repère 25, cela constitue une indication formelle que l'étanchéité du système est défectueuse, et que des problèmes peuvent apparaître au niveau de l'étanchéité. Un tel abaissement du fluide de lubrification se trouvant en circuit fermé, peut, certes, également apparaître par exemple en raison d'une rupture dans les conduites d'alimentation et d'évacuation 6 et 7, de telles fuites pouvant toutefois tre aisément détectées. Dans le cas où la conduite d'alimentation est en état de marche, un abaissement trop rapide du niveau de liquide dans le réservoir de liquide d'irrigation 10, constitue donc un indice montrant que du liquide d'irrigation s'échappe de la chambre 5 entre des éléments d'étanchéité 3,4 voisins, et que les joints d'étanchéité sont donc défectueux. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à empcher l'assèchement en marche, de joints d'étanchéité (3,4), notamment des joints d'étanchéité d'arbre, comprenant un réservoir de liquide d'irrigation (10) qui comporte un indicateur de niveau de remplissage (22,23), le réservoir (10) étant relié, par l'intermédiaire d'une conduite (6), à une chambre (5) devant tre irriguée ou lubrifiée, entre deux joints d'étanchéité (3, 4) voisins, caractérisé en ce que la chambre (5) entre des joints d'étanchéité (3,4) voisins, est reliée, au moins en un lieu supplémentaire, différent du lieu d'alimentation (6), à une conduite d'évacuation (8) qui débouche dans un réservoir additionnel (15). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir additionnel (15) est relié au réservoir de liquide d'irrigation (10), par l'intermédiaire d'une conduite d'égalisation de pression (16). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réservoir de liquide d'irrigation (10) est disposé au-dessus du lieu d'alimentation (6) de la chambre (5) entre des joints d'étanchéité (3,4) voisins, et le réservoir additionnel (15), en-dessous de l'évacuation (8) de cette chambre (5). 4. Dispositif selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le réservoir additionnel (15) est relié au réservoir de liquide d'irrigation (10), par l'intermédiaire d'une pompe (19) et d'une conduite de retour (20), et de préférence d'un filtre (21). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pompe (19) est reliée à des capteurs de niveau de remplissage (17,18) dans le réservoir additionnel (15). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réservoir de liquide d'irrigation (10) est relié à une source de gaz de pression (12) pouvant tre réglée. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on utilise de l'huile de lubrification en guise de liquide d'irrigation. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que dans le cas de plusieurs joints d'étanchéité d'arbre (3,4) se succédant en direction axiale, les valeurs de pression de la source de gaz de pression (12) réglable, réglées dans chacune des chambres annulaires (5) voisines, entre des joints d'étanchéité voisins (3,4), sont établies à une différence de pression maximale de 1.105 Pa, de préférence au maximum de 0,3.105 Pa.