Pièces de garnitures mécaniques doubles

Les joints mécaniques doubles comprennent plusieurs composants essentiels qui fonctionnent ensemble pour assurer une performance d'étanchéité optimale. Les principaux composants comprennent deux jeux de faces d'étanchéité primaires, une zone de fluide barrière, un système de contrôle environnemental, des éléments d'étanchéité secondaires et des composants de quincaillerie métallique.

Deux jeux de faces d'étanchéité primaires

Dans les garnitures mécaniques doubles, vous trouverez deux jeux de faces d'étanchéité principales : rotative et stationnaire. Les faces rotatives sont fixées à l'arbre et tournent avec lui, tandis que les faces stationnaires restent fixées au boîtier. Ces faces appariées fonctionnent ensemble pour créer un joint étanche, empêchant les fuites et garantissant le bon fonctionnement du système de garniture mécanique.

Rotation des faces

Les faces rotatives, également appelées faces d'étanchéité primaires doubles, constituent des composants essentiels des garnitures mécaniques doubles. Ces faces sont constituées de matériaux durs et résistants à l'usure comme le carbure de silicium ou le carbure de tungstène. Elles se montent sur l'arbre ou le manchon rotatif et tournent avec lui pendant le fonctionnement.

Les joints mécaniques doubles intègrent deux jeux de faces rotatives, une pour chaque joint. Ces faces fonctionnent avec des faces fixes pour créer l'interface d'étanchéité. Lorsqu'elles tournent, les faces rotatives maintiennent un film fluide mince entre elles et les faces fixes.

Visages stationnaires

Les faces fixes complètent leurs homologues rotatives. Ces éléments fixes restent immobiles dans l'ensemble d'étanchéité, généralement montés sur le presse-étoupe ou le boîtier d'étanchéité. Les fabricants fabriquent des faces fixes à partir de matériaux durables comme le carbure de silicium, le carbure de tungstène ou le carbone, conçus pour résister à des pressions et des températures élevées tout en préservant l'intégrité du joint.

La surface de la face subit un polissage de précision pour obtenir une finition extrêmement fine, minimisant la friction et l'usure lors du contact avec la face rotative.

Zone de fluide barrière/tampon

Dans une garniture mécanique double, la zone de fluide barrière/tampon se situe entre les deux jeux de faces d'étanchéité. Cet espace est rempli soit de fluide barrière (pour les systèmes sous pression), soit de fluide tampon (pour les systèmes sans pression). Le fluide remplit des fonctions essentielles : il lubrifie et refroidit les faces d'étanchéité, empêche les fuites de fluide de traitement et peut indiquer les performances de l'étanchéité grâce à la surveillance.

Fluide barrière

Le fluide barrière circule entre les deux faces d'étanchéité des garnitures mécaniques doubles, assurant la lubrification, le refroidissement et la pression. Ce liquide ou gaz propre et compatible empêche le fluide de traitement de s'échapper dans l'atmosphère, garantissant ainsi le bon fonctionnement des joints.

Le maintien du fluide de barrage à une pression supérieure à celle du fluide de traitement garantit une étanchéité efficace. Cette différence de pression empêche le fluide de traitement de fuir dans la zone du fluide de barrage.

Fluide tampon

Le liquide tampon occupe l'espace entre les joints intérieurs et extérieurs dans un système de joint mécanique double. Il lubrifie les faces des joints, réduisant ainsi la friction et l'usure tout en prolongeant leur durée de vie. La dissipation de chaleur joue un autre rôle clé, empêchant la déformation thermique et maintenant des performances d'étanchéité constantes.

Le fluide tampon crée une barrière à une pression inférieure à celle du fluide de traitement contre les fuites de fluide de traitement. Il contient de petites quantités qui pourraient s'échapper au-delà du joint intérieur, empêchant ainsi la contamination de l'environnement et la perte de produit. Les solutions à base d'eau, d'huile ou de glycol sont des choix courants.

Système de contrôle environnemental

Les systèmes de contrôle environnemental comprennent des échangeurs de chaleur, des thermostats, des régulateurs de pression et des filtres.

Les échangeurs de chaleur éliminent l'excès de chaleur généré par le frottement des joints, évitant ainsi la surchauffe et la dégradation du fluide.

Les thermostats surveillent et contrôlent la température du liquide tampon, déclenchant le refroidissement ou le chauffage pour maintenir la plage souhaitée.

Les régulateurs de pression maintiennent la différence de pression correcte entre les fluides tampon et de traitement. Cela évite la contamination et garantit le bon fonctionnement des joints.

Les filtres éliminent les contaminants du liquide tampon, prolongeant ainsi sa durée de vie et protégeant les faces des joints contre les dommages.

Éléments d'étanchéité secondaires

Les éléments d'étanchéité secondaires empêchent les fuites entre les pièces fixes et rotatives dans les garnitures mécaniques doubles.

Les joints toriques, le type le plus courant, offrent polyvalence et fiabilité. Fabriqués en élastomères, ils s'adaptent aux surfaces irrégulières, offrant une excellente étanchéité dans diverses applications.

Les joints ont une fonction similaire mais sont plats et conçus pour des formes spécifiques. Ils sont souvent utilisés entre des brides ou dans des applications statiques.

Les joints en V, également appelés joints à lèvre, sont des joints élastomères en forme de V qui assurent une étanchéité dynamique contre les arbres rotatifs. Ils excellent à exclure les contaminants et à retenir les lubrifiants.

Les soufflets sont des structures flexibles en accordéon qui absorbent les mouvements axiaux et les vibrations. Ils sont utilisés dans les environnements à haute pression ou corrosifs où les joints élastomères traditionnels peuvent être défaillants.

Composants de quincaillerie en métal

Les composants métalliques constituent l’épine dorsale structurelle des joints mécaniques doubles.

Les plaques presse-étoupe abritent et protègent l'ensemble d'étanchéité, fabriqué à partir de matériaux résistants à la corrosion et doté d'orifices pour le refroidissement, le rinçage ou la circulation du fluide de barrage. Ces plaques maintiennent l'alignement et la pression corrects de la face d'étanchéité.

Les dispositifs de retenue fixent les composants du joint stationnaire, empêchant la rotation avec l'arbre. Ils intègrent souvent des goupilles ou des languettes anti-rotation. Les mécanismes d'entraînement, tels que les goupilles ou les clavettes, transmettent le couple de l'arbre rotatif à la face du joint rotatif, assurant ainsi un mouvement synchrone.

Les ressorts assurent un contact constant entre les faces des joints, compensant ainsi l'usure, la dilatation thermique et les fluctuations de pression. Les ressorts hélicoïdaux et ondulés sont courants dans les joints mécaniques doubles.

FAQ

À quelle fréquence faut-il remplacer les joints mécaniques doubles ?

Les joints mécaniques doubles nécessitent généralement un remplacement tous les 3 à 5 ans.

Les joints mécaniques doubles peuvent-ils être réparés au lieu d’être remplacés ?

Les joints mécaniques doubles peuvent souvent être réparés plutôt que remplacés.

Quels sont les coûts typiques associés à l’entretien des garnitures mécaniques doubles ?

Les coûts d'entretien des joints mécaniques doubles varient considérablement, allant de quelques centaines à quelques milliers de dollars. Les facteurs qui influent sur les dépenses comprennent la taille du joint, sa complexité et les réparations nécessaires.

Existe-t-il des alternatives aux doubles garnitures mécaniques pour les applications à haute pression ?

Les alternatives aux doubles joints mécaniques pour les applications à haute pression comprennent les pompes à entraînement magnétique, les pompes à moteur à rotor noyé et les pompes hermétiquement scellées.

Comment les fluctuations de température affectent-elles les performances des garnitures mécaniques doubles ?

Les variations de température ont un impact sur les joints mécaniques doubles en provoquant une dilatation ou une contraction des matériaux des faces des joints. Cela modifie les jeux des joints, ce qui peut affecter l'efficacité de l'étanchéité et augmenter l'usure.