Brevet FR3048749A1 — publié le 20170915

JOINT TOURANT GONFLABLE DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un joint d'étanchéité tournant gonflable auto adaptant. Il peut être utilisé pour réaliser l'étanchéité entre un élément fixe et un élément tournant dont les surfaces de contact ne sont pas parfaitement parallèles et parfaitement coaxiales. ART ANTERIEUR Il existe une multitude de joints tournant créant une étanchéité entre deux surfaces de contact. L'exemple type concerne la garniture mécanique utilisée dans les pompes centrifuges et autres équipements hydrauliques tournants. Elle est généralement composée de deux parties comportant chacune un disque de contact rigide. L'une des parties est fixe et l'autre tourne. L'étanchéité est obtenue au niveau des disques de contact qui frottent l'un contre l'autre. Un ressort assure la compression de l'un des disques contre l'autre. Ce concept est parfaitement adapté aux dispositifs tournant autour d'un axe commun, donc parfaitement centrés, avec des surfaces de contact parfaitement parallèles et dans la très grande majorité des cas, de petites dimensions puisque le diamètre des disques de contact excède rarement quelques dizaines de centimètres. Le dispositif selon l'invention propose une solution adaptée aux éléments de grand diamètre tournant relativement lentement autour d'un axe qui n'est pas parfaitement perpendiculaire à la surface de contact fixe. Par conséquent la surface de contact de l'élément tournant a tendance à osciller par rapport à la surface de contact fixe. En plus il permet de compenser certains défauts de planéité entre les deux surfaces de contact qui sont souvent de simples pièces de chaudronnerie réalisées avec une précision parfois toute relative. EXPOSE DE L'INVENTION Le dispositif selon l'invention combine un disque de contact rigide sur une des deux parties du joint tournant, un deuxième disque de contact souple et un tube gonflable assurant la compression du disque souple contre le disque rigide. Ce concept permet d'assurer l'étanchéité sur un grand diamètre entre un élément fixe et un élément tournant avec une légère oscillation par rapport à l'élément fixe. 3048749 2 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif, à 5 l'appui des figures annexées. La figure 1 représente schématiquement une coupe verticale d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention montré dans le cadre d'une réalisation d'étanchéité entre deux compartiments d'une cuve tournant l'un par rapport à l'autre. La figure 2 est une vue en 10 éclaté de partie de la figure 1. La figure 3 est une représentation schématique d'un détail de la figure 1. Les figures 4a à 4f sont des vues schématiques en plan des éléments principaux du dispositif selon l'invention. 15 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Afin de mieux illustrer le concept et le fonctionnement du dispositif selon l'invention, celui-ci est décrit dans le cadre de la réalisation de l'étanchéité entre une cuve fixe (1) et une virole tournante (2) à l'intérieur de cette cuve. 20 Schématiquement, la virole tournante (2) est supportée par une structure (14) équipée d'un axe (3). Cet axe (3) est logé dans un roulement (11) fixe par rapport à la cuve (1). Ainsi la virole (2) tourne par rapport à l'axe (3). 25 Le joint selon l'invention a pour but de maintenir un niveau liquide différent entre l'intérieur et l'extérieur de la virole rotative (2). Selon l'invention, plus particulièrement décrite en relation avec les figures, le dispositif est équipé : 30 - d'une partie mobile solidaire de la virole tournante (2) comportant : ^ une couronne (4) solidaire de la virole (2) ; ^ un disque de contact (5) fixé sur la couronne (4) par l'intermédiaire des boulons (15) ^ des moyens (non représentés) entrainant en rotation la virole tournante (2) ; 35 - d'une partie fixe solidaire de la cuve (1) comportant : ^ une couronne (12) équipée d'une gorge circulaire (13) définie par des anneaux concentriques (8) et de plusieurs (au moins deux) tiges de blocage (7) ; 3048749 3 ^ un ou plusieurs disques souples (6), emboités l'un sur l'autre sur les tiges de blocage (7), empêchant lesdits disques souples (6) de tourner par rapport au fond de la cuve (1) ; ^ un tube gonflable (9) logé dans la gorge circulaire (13) ; ce tube gonflable (9) est 5 muni d'au moins une valve (non représentée) permettant son gonflage. Le dispositif selon l'invention fonctionne de la manière suivante : Le tube gonflable (9) est gonflé avec un gaz ou un liquide à une pression assurant un appui 10 suffisant du ou des disques souples (6) contre le disque rigide (5). Les tiges de blocage (7), sur lesquelles sont empilés le ou les disques souples (6), empêchent ces derniers d'être entrainés par le disque de contact (5), qui tourne et qui frotte contre lesdits disques souples (6) suite à la pression engendrée par le tube gonflable 15 Ainsi l'étanchéité s'effectue au niveau du contact entre le disque rigide (5), solidaire de la virole (2) et le disque souple (6) supérieur, situé sous le disque rigide (5) et solidaire de la cuve (1). Les oscillations de la virole tournante (2), et donc de la couronne (4) et du disque rigide (5), sont absorbées par la souplesse du disque souple (6) (ou du paquet de disques souples (6)), et du tube gonflable (9), qui suit facilement le mouvement du ou des disques 20 souple (6) en assurant toujours une compression constante et homogène du ou des disques souples (6) contre le disque rigide (5). Ainsi, le ou les disques souples (6) « flottent » sur le tube gonflable (9) en suivant les oscillations et les défauts de planéité du disque de contact (5). 25 Le ou les disques souples (6) sont réalisés en un matériau leur conférant une certaine souplesse. Cela peut être un plastique ou même un métal si le disque est d'une épaisseur suffisamment faible pour qu'il puisse avoir la souplesse nécessaire. Il est évident que certains éléments du dispositif selon l'invention peuvent être réalisés de 30 plusieurs façons. Premièrement il peut ne comporter qu'un seul disque souple (6) de quelques millimètres d'épaisseur, ou encore une pile de plusieurs disques souples (6) de moindre épaisseur (un, deux ou trois millimètres pour plus de souplesse). Aussi, ces disques souples (6) peuvent 35 être réalisés dans le même matériau ou dans des matériaux différents Par exemple ils peuvent être tous en plastique. Ou encore le premier disque côté tube gonflable peut être métallique et le deuxième en plastique. Ou encore l'inverse. 3048749 4 Ensuite, le tube gonflable (9) peut être réalisé selon un anneau fermé, ou encore selon un anneau ouvert à un endroit. Dans ce dernier cas, il est équipé d'un connecteur (10) permettant de fermer l'anneau sur lui-même. Les deux extrémités de l'anneau peuvent également être simplement bouchées sans nécessiter de quelconque connecteur (10). 5 En outre, le disque gonflable peut être constitué de plusieurs tubes gonflables (9) disposés concentriquement ou empilés les uns sur les autres. Le disque (5) peut être fixé directement sur la virole (2) sans l'intermédiaire de couronne 10 (4). Le tube gonflable (9) peut être fixé autrement que dans une gorge, par exemple avec un talon ou de la colle, ou encore simplement posé dans la gorge (13). 15 Par ailleurs, la compression entre les disques (5) et (6) peut être assurée non pas par un seul, mais par plusieurs tubes gonflables disposés concentriquement ou empilés les uns sur les autres Les tiges de blocage (7) peuvent être disposées des deux côtés du tube gonflable (9) 20 (comme montré) ou bien d'un seul côté du tube gonflable (9). Dans l'absolu, la cuve (1) peut être tournante et la virole (2) fixe. Dans ce cas le tube gonflable et le ou les disques souples (6) sont installés dans la partie mobile et le disque de contact (5) est installé sur la partie fixe 25 Enfin il est possible d'installer plusieurs joints d'étanchéité selon l'invention de façon concentrique ou superposés pour améliorer l'étanchéité ou répondre à des impératifs particuliers. REVENDICATIONS1. Dispositif d'étanchéité entre deux éléments tournant l'un par rapport à l'autre composé de deux parties, une première partie munie d'un disque de contact (5), et une seconde partie, caractérisé en ce que ladite seconde partie comporte: ^ une couronne (12) équipée d'au moins deux tiges de blocage (7) ; ^ au moins un disque souple (6), destiné à venir en contact du disque (5), ledit au moins un disque souple (6) étant emboité sur les tiges de blocage (7), ces dernières étant destinées à empêcher la rotation du ou desdits disques (6) ; - un tube gonflable (9), reçu dans des moyens de réception (8, 12, 13) et disposé de façon à pouvoir compresser le au moins un disque souple (6) contre le disque (5). Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le au moins un disque souple (6) est composé de plusieurs disques de moindre épaisseur, empilés les uns sur les autre sur les tiges de blocage (7) Dispositif d'étanchéité selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les disques souples (6) sont réalisés en un même matériau Dispositif d'étanchéité selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les disques souples (6) sont réalisés en des matériaux différents. Dispositif d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en 25 ce que la compression entre les disques (5) et (6) est assurée par plusieurs tubes gonflables (9) disposés concentriquement ou empilés les uns sur les autres. 10 2. 15 3. 204. 5.