Les joints mécaniques sont des composants essentiels des pompes centrifuges, empêchant les fuites et garantissant un fonctionnement fiable. Cependant, avec la large gamme de types de joints disponibles, sélectionner le joint optimal pour une application spécifique peut être un défi. Choisir le mauvais joint peut entraîner une réduction des performances, une augmentation des coûts de maintenance et des temps d'arrêt inattendus.

Dans cet article de blog, nous explorerons les différents types de garnitures mécaniques pour les pompes centrifuges, vous aidant à prendre une décision éclairée pour vos besoins industriels.

Basé sur un mécanisme à ressort

Joints mécaniques à ressort simple

Les joints mécaniques à ressort unique utilisent un seul ressort pour maintenir la pression de contact entre les faces rotatives et fixes du joint. Le ressort est généralement situé derrière la face rotative face d'étanchéité, en appliquant une force constante pour maintenir les faces en contact. Les joints à ressort simple conviennent aux applications à usage général avec des exigences de pression et de température modérées.

Joints mécaniques à ressorts multiples

Les joints mécaniques à ressorts multiples utilisent plusieurs ressorts, généralement disposés selon un motif circulaire, pour assurer une répartition uniforme de la pression sur les faces du joint. L'utilisation de plusieurs ressorts assure une meilleure stabilité et un meilleur alignement par rapport aux conceptions à ressort unique. Les joints à ressorts multiples peuvent supporter des pressions plus élevées et sont moins sensibles aux vibrations et au désalignement de l'arbre.

Joints mécaniques à ressort ondulé

Les joints mécaniques à ressort ondulé sont dotés d'un ressort ondulé ou de forme sinusoïdale qui applique une pression sur les faces du joint. La conception du ressort ondulé permet un assemblage de joint plus compact tout en fournissant une pression de contact constante. Les joints à ressort ondulé sont souvent utilisés dans les applications avec un espace limité et peuvent supporter des pressions modérées à élevées.

Joints mécaniques à ressort conique

Les joints mécaniques à ressort conique intègrent un ressort de forme conique qui exerce une pression sur les faces du joint. La conception conique permet une augmentation progressive de la pression de contact à mesure que le ressort est comprimé, ce qui se traduit par de meilleures performances d'étanchéité dans des conditions variables. Les joints à ressort coniques sont bien adaptés aux applications à haute pression et peuvent compenser la dilatation et la contraction thermiques.

Basé sur des fonctionnalités d'équilibrage

Joints équilibrés et déséquilibrés

Les joints mécaniques peuvent être classés comme équilibrés ou déséquilibrés en fonction de leur conception et de la répartition de la pression sur les faces du joint.

Les joints déséquilibrés ont toute la pression du système agissant sur l'arrière de la face du joint rotatif, ce qui entraîne une pression de contact plus élevée et une usure accrue.

Les joints équilibrés intègrent une conception étagée ou conique qui réduit la pression effective sur les faces du joint, ce qui entraîne une pression de contact plus faible, une réduction du frottement et une durée de vie prolongée du joint. Les joints équilibrés sont préférés pour les applications à haute pression et lorsque l'efficacité énergétique est une préoccupation.

Basé sur un joint secondaire et un mécanisme d'entraînement

Joints poussoirs et non poussoirs

Les joints poussoirs sont dotés d'un joint secondaire, généralement un joint torique ou un joint en V, qui se déplace axialement avec la face du joint primaire. Le joint secondaire « pousse » la face du joint primaire contre la face fixe, maintenant ainsi la pression de contact.

Les joints sans poussoir, également appelés joints à soufflet, utilisent un élément à soufflet flexible pour fournir le mouvement axial et la force d'étanchéité sans avoir besoin d'un joint secondaire dynamique.

Joints conventionnels

Les joints mécaniques conventionnels sont constitués de composants séparés qui sont assemblés et installés individuellement. Ils nécessitent un alignement et un réglage minutieux lors de l'installation pour garantir un fonctionnement correct. Les joints conventionnels offrent une flexibilité en termes de sélection des matériaux et peuvent être personnalisés pour des applications spécifiques. Cependant, ils peuvent être plus sujets aux erreurs d'installation et nécessitent plus d'entretien que les autres types de joints.

Joints à cartouche

Les joints à cartouche sont des unités préassemblées qui contiennent tous les composants d'étanchéité nécessaires, y compris les faces d'étanchéité, les ressorts et les joints secondaires, dans une seule cartouche. Ils sont conçus pour une installation et un retrait faciles, réduisant ainsi le risque de problèmes d'assemblage et d'alignement incorrects. Les joints à cartouche sont largement utilisés dans diverses industries en raison de leur fiabilité, de leur conception standardisée et de leurs procédures de maintenance simplifiées.

Facteurs à prendre en compte lors du choix d'un joint mécanique

Type de fluide

Pour les fluides chimiquement agressifs ou corrosifs, les faces d'étanchéité et les éléments d'étanchéité secondaires doivent être fabriqués à partir de matériaux compatibles capables de résister aux attaques. Les fluides contenant des particules abrasives nécessitent des matériaux de face durs comme le carbure de silicium pour résister à l'usure et maintenir une étanchéité parfaite.

Les fluides qui ont tendance à cristalliser ou à laisser des dépôts nécessitent de prendre en compte des caractéristiques telles que des voies d'écoulement élargies et des orifices de rinçage pour éviter le colmatage. Pour les applications de haute pureté, les joints à faible frottement et à faces sans contact sont préférés pour minimiser la génération de chaleur et la contamination particulaire du fluide.

Pression du fluide

Des pressions plus élevées nécessitent généralement des matériaux de face d'étanchéité plus robustes, des ressorts plus résistants et un refroidissement et une lubrification améliorés à l'interface d'étanchéité.

Les joints déséquilibrés sont généralement limités aux applications à basse pression, tandis que les conceptions de joints équilibrés permettent un fonctionnement fiable à des pressions plus élevées en réduisant la charge hydraulique sur les faces des joints. Pour des pressions très élevées, des joints doubles avec un fluide de barrage maintenu à une pression supérieure à celle du pompage peuvent être nécessaires.

Température

Les élastomères utilisés dans les joints secondaires doivent rester flexibles et résistants chimiquement à la température de fonctionnement prévue.

À des températures élevées, les faces d'étanchéité nécessitent des caractéristiques spéciales telles que des manchons d'isolation thermique, des matériaux de surface dissipant la chaleur et des modificateurs de flux internes pour empêcher l'accumulation de chaleur et maintenir la lubrification. Des températures extrêmement élevées ou basses peuvent nécessiter l'utilisation de joints à composants ou à cartouche avec chemises de refroidissement ou échangeurs de chaleur pour maintenir des conditions de fonctionnement acceptables au niveau des faces d'étanchéité.