Quelle est la différence entre la chambre d'étanchéité et la boîte à garniture

Les chambres d'étanchéité et les presse-étoupes sont deux composants essentiels des équipements rotatifs qui servent à empêcher les fuites de fluide et à protéger l'arbre et les roulements. Bien que tous deux soient conçus pour contrôler les fuites autour d'un arbre, ils diffèrent par leur conception, leur méthode d'étanchéité, leur fonctionnalité, leurs exigences de maintenance, leur coût et leurs applications optimales.

Dans cet article, nous allons examiner en détail les principales différences entre les chambres d'étanchéité et les presse-étoupes, en explorant leurs caractéristiques, avantages et limites uniques dans différentes dimensions. À la fin, vous aurez une compréhension approfondie du moment et des raisons d'utiliser chaque type de solution d'étanchéité d'arbre dans différents contextes de machines.

Qu'est-ce que la chambre d'étanchéité

Une chambre d'étanchéité est une cavité ou un espace qui entoure l'arbre d'une pompe ou d'un autre équipement rotatif lorsqu'il traverse le boîtier ou le logement. L'objectif principal d'une chambre d'étanchéité est de contenir le système d'étanchéité de l'arbre, qui est chargé d'empêcher les fuites de fluide le long de l'arbre rotatif.

La chambre d'étanchéité fournit un environnement contrôlé dans lequel le joint d'arbre peut fonctionner. Elle est généralement conçue avec des caractéristiques telles que :

• Une zone en retrait ou « presse-étoupe » pour maintenir les éléments d'étanchéité en place contre l'arbre
• Ports ou connexions pour la circulation d'un fluide d'étanchéité ou d'un fluide barrière pour refroidir et lubrifier les faces d'étanchéité
• Un orifice de drainage en bas pour permettre l'évacuation en toute sécurité de toute fuite accumulée
• Un évent en haut pour empêcher l'air ou le gaz d'être emprisonné dans la chambre

En général, la chambre d'étanchéité doit être suffisamment grande pour accueillir les éléments d'étanchéité et permettre une bonne circulation des fluides d'étanchéité, mais pas trop grande pour ne pas créer un espace mort excessif où les solides pourraient se déposer ou les fluides corrosifs pourraient stagner. La forme interne doit favoriser un écoulement régulier et sans turbulences pour éviter les problèmes d'étanchéité.

Qu'est-ce qu'une boîte à garniture

Un presse-étoupe est un type de chambre d'étanchéité couramment utilisé avec la garniture de compression comme élément d'étanchéité de l'arbre. Son nom vient du fait que le matériau de garniture, traditionnellement un matériau souple et pliable comme de la corde ou des chiffons, était littéralement « bourré » dans l'espace autour de l'arbre pour former un joint.

Un presse-étoupe est constitué d'un espace cylindrique élargi entourant l'arbre à l'endroit où il traverse le carter de la pompe ou le carter de la machine. Les éléments clés comprennent :

• Un « alésage » cylindrique ou un diamètre intérieur légèrement plus grand que l'arbre, offrant un ajustement serré
• Un moyen de comprimer le matériau de garniture axialement pour le dilater radialement contre l'arbre, généralement un « presse-étoupe » à bride boulonné sur la face du presse-étoupe
• Ports ou raccords permettant d'ajouter de la garniture, de l'huile de lubrification ou du liquide d'étanchéité
• Un raccord de drainage pour évacuer les fuites

Le presse-étoupe fournit une enceinte pour contenir les anneaux de garniture et leur permettre d'être comprimés pour former un joint étanche contre l'arbre. La profondeur et le diamètre du presse-étoupe dépendent du nombre d'anneaux de garniture requis, qui est déterminé par la taille de l'arbre, la pression de service et les propriétés du fluide.

Lorsque la garniture est comprimée et se dilate radialement, elle épouse la surface de l'arbre et forme un joint étanche mais flexible. Une petite quantité de fuite contrôlée est généralement nécessaire pour lubrifier et refroidir la garniture, de sorte que les presse-étoupes ne sont pas considérés comme des joints à fuite nulle.

Différences entre la chambre d'étanchéité et la boîte à garniture

Conception

La conception des chambres d'étanchéité et des presse-étoupes diffère considérablement. Les chambres d'étanchéité sont généralement plus grandes et plus complexes, avec un boîtier spacieux qui peut accueillir garnitures mécaniques, des bagues et des systèmes de circulation. En revanche, les presse-étoupes ont une conception plus simple et plus compacte, composée d'un boîtier cylindrique qui contient le matériau de garniture et d'un presse-étoupe.

Méthode de scellage

Les chambres d'étanchéité utilisent des joints mécaniques pour empêcher les fuites de fluide. Ces joints sont des composants de précision qui créent une barrière étanche entre l'arbre rotatif et le boîtier fixe. Les presse-étoupes, quant à eux, utilisent un matériau de garniture, tel que des fibres tressées ou des anneaux en graphite, qui est comprimé autour de l'arbre pour former un joint.

Fonctionnalité

La fonction principale des chambres d'étanchéité et des presse-étoupes est d'empêcher les fuites de fluide de la pompe ou de l'équipement. Cependant, les chambres d'étanchéité offrent des performances d'étanchéité supérieures et sont mieux adaptées aux applications à haute pression, à haute température et corrosives. Les presse-étoupes sont plus rentables et sont couramment utilisés dans les applications moins exigeantes ou les équipements plus anciens.

Contrôle des fuites

Les chambres d'étanchéité offrent un excellent contrôle des fuites, car les joints mécaniques maintiennent une barrière étanche et sans fuite entre le fluide de traitement et l'environnement. Les joints mécaniques correctement installés et entretenus peuvent fonctionner avec pratiquement aucune fuite visible. Les presse-étoupes, tout en étant efficaces pour réduire les fuites, permettent généralement une petite quantité de fuite contrôlée, ce qui est nécessaire pour lubrifier et refroidir le matériau de garniture.

Entretien

L'entretien des chambres d'étanchéité implique l'inspection, le nettoyage et le remplacement périodiques des joints mécaniques et des composants associés. Ce processus peut être plus complexe et prendre plus de temps que l'entretien des presse-étoupes. Les presse-étoupes nécessitent un réglage régulier du fouloir de presse-étoupe pour comprimer le matériau de garniture et contrôler les fuites. Le matériau de garniture doit également être remplacé périodiquement à mesure qu'il s'use.

Coût

Les chambres d'étanchéité sont généralement plus chères que les presse-étoupes en raison de leur conception complexe, de leurs composants de précision et de leur technologie d'étanchéité avancée. Le coût initial d'une chambre d'étanchéité, y compris les joints mécaniques, peut être considérablement plus élevé que celui d'un presse-étoupe. Cependant, les économies à long terme résultant de la réduction des fuites et de l'amélioration de la fiabilité peuvent justifier l'investissement dans une chambre d'étanchéité pour les applications critiques.

Refroidissement et circulation

Les chambres d'étanchéité intègrent souvent des systèmes de refroidissement et de circulation pour gérer la chaleur générée par les joints mécaniques et maintenir des conditions de fonctionnement optimales. Ces systèmes peuvent inclure des chemises de refroidissement, des échangeurs de chaleur et des lignes de recirculation. Les presse-étoupes s'appuient généralement sur la fuite contrôlée du fluide de traitement pour assurer le refroidissement et la lubrification du matériau de garniture.

Applications

Les chambres d'étanchéité sont largement utilisées dans les pompes, les mélangeurs et autres équipements rotatifs modernes, en particulier dans les industries telles que le pétrole et le gaz, les produits chimiques et les produits pharmaceutiques. Elles sont préférées pour les applications impliquant des pressions élevées, des températures élevées, des fluides corrosifs ou des réglementations environnementales strictes. Les presse-étoupes sont encore courants dans les équipements plus anciens, les applications à basse pression et les industries où le coût est une préoccupation majeure, comme le traitement de l'eau et la fabrication générale.