[go: up one dir, main page]

WO2019002762A1 - Joint d'étanchéité multicouche - Google Patents

Joint d'étanchéité multicouche Download PDF

Info

Publication number
WO2019002762A1
WO2019002762A1 PCT/FR2018/051570 FR2018051570W WO2019002762A1 WO 2019002762 A1 WO2019002762 A1 WO 2019002762A1 FR 2018051570 W FR2018051570 W FR 2018051570W WO 2019002762 A1 WO2019002762 A1 WO 2019002762A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seal
main body
layer
gas
mechanical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2018/051570
Other languages
English (en)
Inventor
Yann Goerger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Original Assignee
Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM filed Critical Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Publication of WO2019002762A1 publication Critical patent/WO2019002762A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/104—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/021—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing
    • F16J15/022—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing characterised by structure or material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/12—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
    • F16J15/128—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal covering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3208—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings
    • F16J15/3212—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings with metal springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3232—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips
    • F16J15/3236—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips with at least one lip for each surface, e.g. U-cup packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer seal.
  • the seals are intended to be installed in contact with the two mechanical parts cooperating with each other so as to separate the space between these two parts, in two parts, in a sealed manner.
  • a sealing device In order to function, a sealing device must have a flexibility, allowing it to compensate for the micromovements of the mechanism to be sealed, and an elastic return, allowing it to be clamped sufficiently to contain the product to be sealed.
  • the joints are generally made of a main body closed on itself, for example of toric shape, or of any other closed annular shape, which is obtained in an elastic material (for example an elastomer).
  • the main body can also be made of another material, for example a metal by defining a geometrically obtained flexibility.
  • the main body is adapted to contact the two parts so as to create a separation of space, and the elastomeric contact layer is intended to compensate for contact imperfections between the surfaces of the main body and the mechanical parts.
  • seals provide a seal to liquids, such as water or oil
  • the gastightness is not fully assured, since the gas can be made to travel through the material. constituting the seal (phenomenon of permeability of the elastomers), or that it can travel at the interface between the seal is the counter-face if the seal is constituted material that is too hard to seal surface defects (which may occur for rigid metal and polymer joints).
  • the metal joints because of their rigidity, can not be used for mounting with radial clamping.
  • a seal with a multilayer structure intended to be inserted in a space between two mechanical parts so as to seal said space in two parts; said seal comprising a main body restoring a mechanical stress consecutive to the clamping between said two mechanical parts, a contact layer to compensate for surface imperfections between said main body and said two parts.
  • the seal further comprises a layer of gas impermeable material between said main body and said contact layer.
  • a layer of gas impermeable material between said main body and said contact layer.
  • this layer of gas-impermeable material may be disposed at the periphery and / or inserted in the main body.
  • the seal for static and / or mobile connections such as a rotating shaft inserted into a support bearing (rotational movement) or such as a cylinder rod and its body (translational movement).
  • said main body has two circumferential faces and two radially and circumferentially extending faces, said main body being covered by said layer of gas-impermeable material on a radially and circumferentially extending face.
  • said layer of gas-impermeable material on a radially and circumferentially extending face.
  • said layer of gas impermeable material has two radially opposite edges and each extending in return from radial ends of a cover portion of the covered radial and circumferential extension face, said edges being inserted between said main body and a separate contact layer.
  • the layer of gas impermeable material can be maintained in a relatively simple manner against the main body while optimizing gas seal performance.
  • said main body is made of an elastomeric material.
  • This elastomeric material is in particular optimized for its mechanical characterizations and its physico-chemical behavior.
  • the seal can be relatively inexpensive to produce.
  • said main body comprises a mechanical spring.
  • said layer of gas-impermeable material comprises a flexible polymer film.
  • the seal can be relatively light and inexpensive to produce.
  • said layer of gas impermeable material comprises a metal film.
  • FIG. 1 is a sectional view of a seal according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a sectional view of a seal according to a second embodiment of the invention.
  • a mechanical device 2 comprises two mechanical parts 3, 4 installed one in the vicinity of the other.
  • a seal 1 with a multilayer structure is installed between these two mechanical parts 3, 4 so as to seal the liquids and gases space
  • a gas flow F further engages between the two mechanical parts 3, 4 and is stopped by the seal 1.
  • the first mechanical part 4 and the second mechanical part 3 are static parts, also called interface parts 3, 4.
  • the space 5 between the two mechanical parts corresponds to the volume defining the clearance between Room 3 and Room 4.
  • seal 1 for interface pieces 3, 4, however the seal 1 can be adapted for any other use, mobile or static, for example as a connecting joint of two pipes.
  • the seal 1 as described in the embodiments below is not limited to its use, while prohibiting the passage through the bearing of liquid and gas.
  • the bearing 5 has an internal groove 51 in which is partially housed the seal 1, so that it projects radially in contact with the shaft 4.
  • the seal 1 is in this first embodiment of circular shape and closed.
  • the seal 1 comprises a main body 10, a contact layer 11, 11 'and a layer of gas-impermeable material 12.
  • the main body 10 is annular in shape, of substantially square cross section. However, this main body 10 may be of any other form of adapted section, for example rectangular, circular, shaped "U” or "X".
  • the main body 10 has an inner circumferential face 102 facing the shaft 4, an outer circumferential face 104, facing the second mechanical part 3, and two faces 101, 103, the opposite of the other. the other of the main body 10 in the axial direction of the shaft 4.
  • the symmetry axes of the seal 1 may be on the left of the figure (radial clamping - rod assembly), on the right of the figure (radial clamping - piston assembly), at the top of the figure (axial clamping - external pressure) or at the bottom of the figure (radial clamping - internal pressure)
  • the faces 101, 103 are hereinafter referred to as radial faces 101, 103, since they extend at least partially in a circumferential direction and radial with respect to the axis of the shaft 4, and at least partly perpendicular to the inner circumferential face 102 and outer faces 104.
  • the radial faces 101, 103 may be partially non-planar, for example to define in the main body a notch as defined below.
  • a first radial face 101 extends between the two inner circumferential faces 102 and outer 104 to the side where the gas flow F is stopped by the seal 1, while the second radial face 103 extends between the two inner circumferential faces 102 and outer 104 opposite the first radial face 101.
  • the main body 10 has, on the first radial face 101, a U-shaped notch, allowing the gas flow F to create a pressure leading the seal 1 bearing against an upper wall 52 of the internal groove 51 of the bearing 5, in parallel in the main direction of flow of this gas stream F, so as to produce an autoclave effect of the seal 1, which improves the gas and liquid tightness.
  • the main body 10 is here made of an elastomer material optimized for its mechanical characteristics and that for all configurations of use (high and low temperature for example), obtained in one piece. Also, the main body 10 is a liquid-tight body, but because of the intrinsic permeability of the material, not completely impermeable to gases.
  • these contact layers 11 ', 11 are additional elements in the form of closed ribbons 11, 11' of contact, respectively conforming to the inner radius of the inner circumferential face 102 and the outer radius of the outer circumferential face 104. of the main body 10.
  • the contact layer 1 1, 1 1 ' is here made of an elastomeric material having characteristics suitable for minimizing the phenomenon of permeability, reported on the layer 12, conforming to the shapes and fill the imperfections of the respective walls of the parts 3 and 4.
  • the seal 1 is a gasket, it is possible for example to make the contact layers 1 1, 1 1 'with a self-adhesive butyl sealant.
  • the main body 10 whose material is chosen to optimize the mechanical performance, remains permeable to gas, is installed between the strips 1 1, 1 1 'and the main body 10, a layer 12 of gas impermeable material.
  • this layer of gas impermeable material 12 is a tight film 12 made of a polymeric or metallic material.
  • the waterproof film 12 may be made, inter alia, of one of these polymer materials:
  • EVOH ethylene vinyl alcohol
  • the waterproof film 12 may also be a gas impermeable metal film.
  • the gas-tight film 12 is thus inserted between the strips 1 1, 1 1 'and the main body 10, and extends between these two strips 1 1, 1 1' so as to cover the first radial face 101.
  • the tight film 12 has two edges 121, 122 extending substantially in return from a covering portion 123 covering the first radial face 101.
  • the two edges 121, 122 are respectively held between the main body 10 and the contact strips 1 1, 1 1 '.
  • the waterproof film 12 is held firmly against the main body 10 to ensure a gas seal of the seal 1, in particular to prevent the gas from passing through the main body 10.
  • the gas-tight film 12 inserted between the strips 1 1, 1 1 'and the main body 10 can be arranged so as to cover the second radial face 103. In this case, the gas passes through first the main body 10 before being stopped by the tight film 12.
  • the main body 210 comprises a spring 21 1 creating a lateral tension between the two mechanical parts 3, 4, so as to create a lateral tension of the joint between these two faces.
  • the spring 21 1 is according to a particular embodiment, covered with a layer of elastomeric material.
  • the spring 21 1 is a helical spring, closed, so as to form a radially expandable torus. This spring 21 1 is thus mounted around the shaft 4 thus creating a holding voltage.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

L'invention concerne un joint d'étanchéité (1) à structure multicouche, destiné à être inséré dans un espace (5) entre deux pièces mécaniques (3, 4) de sorte à séparer de manière étanche ledit espace (5) en deux parties; ledit joint d'étanchéité (1) comprenant un corps principal (10) restituant les efforts mécaniques entre lesdites deux pièces mécaniques (3, 4), une couche de contact (11, 11') pour compenser les imperfections de surface entre ledit corps principal (10) et lesdites deux pièces (3, 4); dont il comprend en outre une couche de matériau imperméable aux gaz (12) insérée entre ledit corps principal (10) et ladite couche de contact (11,111). Le joint présente une forme circulaire et fermée; et ledit corps principal (10) présente deux faces circonférentielles (102, 104) et deux faces d'extension radiale et circonférentielle (101, 103), ledit corps principal (10) étant recouvert par ladite couche de matériau imperméable aux gaz sur une face d'extension radiale et circonférentielle (101, 103).

Description

Joint d'étanchéité multicouche
La présente invention se rapporte à un joint d'étanchéité multicouche.
Les joints sont destinés à être installés au contact des deux pièces mécaniques coopérant l'une avec l'autre de sorte à séparer l'espace entre ces deux pièces, en deux parties, de manière étanche.
On distingue notamment les joints statiques destinés à être installés entre deux pièces immobiles l'une par rapport à l'autre, par exemple dans le cas d'un raccord de deux brides, et les joints mobiles destinés à être installés entre deux pièces mobiles l'une par rapport à l'autre, par exemple dans le cadre d'un arbre tournant inséré dans un palier de support (mouvement en rotation) ou encore entre une tige de vérin et son corps (mouvement en translation).
Pour fonctionner, un dispositif d'étanchéité doit avoir une souplesse, lui permettant de compenser les micromouvements du mécanisme à étancher, et une restitution élastique, lui permettant un serrage suffisant pour contenir le produit à étancher. Pour se faire, les joints sont généralement faits d'un corps principal refermé sur lui-même, par exemple de forme torique, ou de toute autre forme annulaire fermée, lequel est obtenue dans un matériau élastique (par exemple un élastomère).
Le corps principal, peut aussi être fait d'un autre matériau, par exemple un métal en définissant une souplesse obtenue géométriquement.
Il est connu par ailleurs de recouvrir le corps principal d'une couche de contact élastomère. Ainsi, le corps principal est adapté pour mettre en contact les deux pièces de sorte à créer une séparation de l'espace, et la couche de contact élastomère est destinée à compenser les imperfections de contact entre les surfaces du corps principal et les pièces mécaniques.
On connaît notamment un tel joint du document EP0473085 qui décrit un corps principal fait d'un ressort hélicoïdal recouvert d'une couche élastomère.
Cependant, bien que de tels joints assurent une étanchéité aux liquides, tel que l'eau ou l'huile, l'étanchéité aux gaz n'est quant à elle pas totalement assurée, puisque le gaz peut être amené à cheminer à travers la matière constituant le joint (phénomène de perméabilité des élastomères), ou qu'il peut cheminer à l'interface entre le joint est la contre-face si le joint est constitué d'une matière trop dure pour obturer les défauts de surface (cas pouvant apparaître pour les joints métalliques et polymères rigides). Par ailleurs, les joints métalliques, du fait de leur rigidité, ne peuvent pas être utilisés pour des montages avec serrage radial.
II existe donc le besoin d'un joint permettant d'assurer, en plus de l'étanchéité aux liquides, une étanchéité aux gaz.
A cet effet, on propose un joint d'étanchéité à structure multicouche, destiné à être inséré dans un espace entre deux pièces mécaniques de sorte à séparer de manière étanche ledit espace en deux parties; ledit joint d'étanchéité comprenant un corps principal restituant un effort mécanique consécutif au serrage entre lesdites deux pièces mécaniques, une couche de contact pour compenser les imperfections de surface entre ledit corps principal et lesdites deux pièces.
Le joint comprend en outre une couche de matériau imperméable aux gaz entre ledit corps principal et ladite couche de contact. Ainsi, on peut obtenir un joint permettant d'assurer en plus de l'étanchéité aux liquides, une étanchéité aux gaz. On peut par exemple disposer cette couche de matériau imperméable aux gaz en périphérie et/ou inséré dans le corps principal.
Avantageusement et de manière non limitative, présente une forme circulaire et fermée. Ainsi, on peut en particulier employer le joint pour des liaisons statiques et/ou mobiles tel qu'un arbre tournant inséré dans un palier de support (mouvement en rotation) ou tel qu'une tige de vérin et son corps (mouvement en translation).
Avantageusement et de manière non limitative, ledit corps principal présente deux faces circonférentielles et deux faces d'extension radiale et circonférentielle, ledit corps principal étant recouvert par ladite couche de matériau imperméable aux gaz sur une face d'extension radiale et circonférentielle. Ainsi on peut interdire le passage des gaz au travers du corps principal, tout en limitant la quantité de matériau nécessaire pour la couche de matériau imperméable au gaz, seul une partie du corps principal étant recouverte.
Avantageusement et de manière non limitative, ladite couche de matériau imperméable aux gaz présente deux bordures opposées radialement et s'étendant chacune en retour d'extrémités radiales d'une portion de couverture de la face d'extension radiale et circonférentielle recouverte, lesdites bordures étant insérées entre ledit corps principal et une couche de contact distincte. Ainsi, on peut maintenir de manière relativement simple la couche de matériau imperméable au gaz, contre le corps principal tout en optimisant les performances d'étanchéité au gaz du joint.
Avantageusement et de manière non limitative, ledit corps principal est fait d'un matériau élastomère. Ce matériau élastomère est en particulier optimisé pour ses caractérisations mécaniques et sa tenue physico-chimique. Ainsi, le joint peut être relativement peu coûteux à produire.
Avantageusement et de manière non limitative, ledit corps principal comprend un ressort mécanique. Ainsi, on peut définir de manière plus simple les efforts de restitution du joint contre les pièces mécaniques lors qu'il est comprimé.
Avantageusement et de manière non limitative, ladite couche de matériau imperméable aux gaz comprend un film polymère souple. Ainsi, le joint peut être relativement léger et peu coûteux à produire.
Selon une alternative, ladite couche de matériau imperméable aux gaz comprend un film de métal.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés pour lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe d'un joint selon un premier mode de réalisation de l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe d'un joint selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
En référence à la figure 1 , selon un premier mode de réalisation de l'invention, un dispositif mécanique 2 comprends deux pièces mécaniques 3, 4 installées l'une au voisinage de l'autre.
Un joint d'étanchéité 1 à structure multicouche est installé entre ces deux pièces mécaniques 3, 4 de sorte à étanchéifier aux liquides et aux gaz l'espace
5 entre ces deux pièces mécaniques 3, 4. Un flux gazeux F s'engage en outre entre les deux pièces mécaniques 3, 4 et est stoppé par le joint d'étanchéité 1 .
Dans ce mode de réalisation, la première pièce mécanique 4 et la seconde pièce mécanique 3 sont des pièces statiques, aussi appelées pièces d'interface 3, 4. Ainsi, l'espace 5 entre les deux pièces mécaniques correspond au volume définissant le jeu entre la pièce 3 et la pièce 4.
L'ensemble de la description ci-après est effectuée en référence à un joint 1 pour des pièces d'interface 3, 4, cependant le joint 1 peut être adapté pour toute autre utilisation, mobile ou statique, par exemple comme joint de raccord de deux canalisations. Le joint 1 tel que décrit dans les modes de réalisation ci- après n'est aucunement limité à son utilisation, tout en interdisant le passage au travers du palier de liquide et de gaz.
Pour installer le joint d'étanchéité 1 , le palier 5, présente une gorge interne 51 dans laquelle est logé en partie le joint 1 , de sorte qu'il ressorte en saillie radiale au contact de l'arbre 4.
Le joint d'étanchéité 1 est dans ce premier mode de réalisation de forme circulaire et fermée.
Le joint d'étanchéité 1 comprend un corps principal 10, une couche de contact 1 1 , 1 1 ' et une couche de matériau imperméable aux gaz 12.
Le corps principal 10 est de forme annulaire, de section droite sensiblement carré. Cependant, ce corps principal 10 peut être de toute autre forme de section adaptée, par exemple rectangulaire, circulaire, en forme de "U'Ou de "X".
Ainsi, le corps principal 10 présente une face circonférentielle interne 102 en regard de l'arbre 4, une face circonférentielle externe 104, en regard de la deuxième pièce mécanique 3, et deux faces 101 , 103, à l'opposé l'une de l'autre du corps principal 10 dans la direction axiale de l'arbre 4.
En référence à la figure 1 , les axes de symétries du joint 1 peuvent être à gauche de la figure (serrage radial - montage tige) , à droite de la figure (serrage radial - montage piston), en haut de la figure (serrage axial - pression externe) ou en bas de la figure (serrage radial - pression interne) « Les faces 101 , 103 sont appelées dans la suite de la description faces radiales 101 , 103, car elles s'étendent au moins partiellement dans une direction circonférentielle et radiale par rapport à l'axe de l'arbre 4, et au moins en partie perpendiculairement aux faces face circonférentielle interne 102 et externe 104.
Les faces radiales 101 , 103, peuvent être partiellement non planes, par exemple pour définir dans le corps principal une entaille telle que défini ci- après.
Une première face radiale 101 s'étend entre les deux faces circonférentielles interne 102 et externe 104 vers le côté ou le flux gazeux F est stoppé par le joint 1 , tandis que la deuxième face radiale 103 s'étend entre les deux faces circonférentielles interne 102 et externe 104 à l'opposé de la première face radiale 101 .
Le corps principal 10 présente, sur la première face radiale 101 , une entaille en forme de U, permettant au flux gazeux F de créer une pression conduisant le joint 1 en appui contre une paroi supérieure 52 de la gorge interne 51 du palier 5, parallèlement à la direction principale d'écoulement de ce flux gazeux F, de sorte à produire un effet autoclave du joint 1 , qui améliore ainsi l'étanchéité aux gaz et au liquides.
Le corps principal 10 est ici fait d'un matériau élastomère optimisé pour ses caractéristiques mécanique et cela pour toutes les configurations d'utilisation (haute et basse température par exemple), obtenu d'une seule pièce. Aussi, le corps principal 10 est un corps étanche aux liquides, mais du fait de la perméabilité intrinsèque du matériau, pas totalement imperméable aux gaz.
Comme les faces des pièces d'interface 3 et 4 ne sont pas parfaitement planes dans la zone d'application du joint 1 , du fait des usinages pratiqués, on installe sur chacune des deux faces circonférentielles 102, 104 une couche de contact 1 1 , 1 1 ' compensant les imperfections surfaciques des pièces 3 et 4.
Ici ces couches de contact 1 1 ', 1 1 sont des éléments additionnels en forme de rubans fermés 1 1 , 1 1 ' de contact, épousant respectivement le rayon interne de la face circonférentielle interne 102 et le rayon externe de la face circonférentielle externe 104 du corps principal 10.
Ces rubans 1 1 , 1 1 ' sont d'une épaisseur adaptée pour s'insérer de part et d'autre du corps principal 10, de sorte à assurer une bonne reprise des imperfections surfaciques des pièces 3 et 4, mais suffisamment fine pour que ces rubans 1 1 , 1 1 ' limiter au maximum l'effet de la perméabilité.
La couche de contact 1 1 , 1 1 ' est ici faite d'un matériau élastomère ayant des caractéristiques appropriée pour limiter au maximum le phénomène de perméabilité, rapporté sur la couche 12, venant épouser les formes et combler les imperfections des parois respectives des pièces 3 et 4.
Lorsque le joint 1 est un joint statique, on peut par exemple réaliser les couches de contact 1 1 , 1 1 ' avec un mastic butyle autocollant.
Ici les bandes 1 1 , 1 1 ' s'étendent sur toute la hauteur du corps principal 10, selon l'axe de rotation de l'arbre 4.
Aussi, eu égard à la compression radiale exercée sur ces bandes par le corps principal 10 contre les pièces 3 et 4, et compte tenu de la largeur des bandes 1 1 , 1 1 ' importante par rapport à leur épaisseur (rapport de l'ordre d'au moins 1/10), le passage de gaz au travers de ces bandes 1 1 , 1 1 ' est extrêmement réduit, même si leur matériau est très légèrement perméable aux gaz.
Cependant, comme le corps principal 10, dont la matière est choisie pour optimiser les performances mécaniques, demeure perméable aux gaz, on installe entre les bandes 1 1 , 1 1 ' et le corps principal 10, une couche 12 de matériau imperméable aux gaz.
Ici, cette couche de matériau imperméable aux gaz 12 est un film étanche 12 fait d'un matériau polymère ou métallique.
Le film étanche 12 peut être fait, entre autre, de l'un de ces matériaux polymère :
- EVOH (éthylène-alcool vinylique) ;
PVDC (polychlorure de vinylidène) de formule chimique (CH2-
CCI2)n ;
PAN (polyacrylonitrile) de formule chimique (CH2=CH-CN)n ;
PA amorphe de formule chimique - (NH - (CH2)a - CO) - (avec a un entier naturel) ; ou tout autre polymère imperméable au gaz adapté.
Le film étanche 12 peut aussi être un film de métal imperméable au gaz. Le film étanche 12 aux gaz est donc inséré entre les bandes 1 1 , 1 1 ' et le corps principal 10, et s'étend entre ces deux bandes 1 1 , 1 1 ' de sorte à recouvrir la première face radiale 101 .
Ainsi, le flux de gaz F remontant jusqu'au corps principal 10, atteint la première face radiale 101 et est arrêté par le film étanche 12 fixé de part et d'autre du corps principal 10, sous les bandes de contact 1 1 , 1 1 '.
Autrement dit, le film étanche 12 présente deux bordures 121 , 122 s'étendant sensiblement en retour d'une portion de couverture 123 recouvrant la première face radiale 101 .
Les deux bordures 121 , 122 sont respectivement maintenues entre le corps principal 10 et les bandes de contact 1 1 , 1 1 '. Ainsi, le film étanche 12 est maintenu de manière robuste contre le corps principal 10 pour assurer une étanchéité au gaz du joint 1 , en particulier pour interdire au gaz de traverser le corps principal 10.
Selon une alternative, non représentée, le film étanche 12 aux gaz inséré entre les bandes 1 1 , 1 1 ' et le corps principal 10, peut être disposé de sorte à recouvrir la deuxième face radiale 103. Dans ce cas, le gaz traverse d'abord le corps principal 10 avant d'être arrêté par le film étanche 12.
Selon un deuxième mode de réalisation, en référence à la figure 2, le corps principal 210 comprend un ressort 21 1 créant une tension latérale entre les deux pièces mécaniques 3, 4, de sorte à créer une tension latérale du joint entre ces deux faces.
Le ressort 21 1 est selon un mode de réalisation particulier, recouvert d'une couche de matériau élastomère.
Le ressort 21 1 est un ressort hélicoïdal, refermé, de sorte à former un tore extensible radialement. Ce ressort 21 1 est ainsi monté autour de l'arbre 4 créant ainsi une tension de maintien.
Les modes de réalisation décrit précédemment peuvent par ailleurs être combinés les uns avec les autres sans limitation, de sorte à obtenir des effets combinés des différents joints présentés.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Joint d'étanchéité (1 ) à structure multicouche, destiné à être inséré dans un espace (5) entre deux pièces mécaniques (3, 4) de sorte à séparer de manière étanche ledit espace (5) en deux parties; ledit joint d'étanchéité (1 ) comprenant un corps principal (10) restituant les efforts mécaniques entre lesdites deux pièces mécaniques (3, 4), une couche de contact (1 1 , 1 1 ') pour compenser les imperfections de surface entre ledit corps principal (10) et lesdites deux pièces (3, 4); caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche de matériau imperméable aux gaz (12, 312) insérée entre ledit corps principal (10) et ladite couche de contact (1 1 ,1 1 ') ;
le joint présentant une forme circulaire et fermée ; et
ledit corps principal (10) présente deux faces circonférentielles (102, 104) et deux faces d'extension radiale et circonférentielle (101 , 103), ledit corps principal (10) étant recouvert par ladite couche de matériau imperméable aux gaz sur une face d'extension radiale et circonférentielle (101 , 103).
2. Joint (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite couche de matériau imperméable aux gaz (12) présente deux bordures (121 , 122) opposées radialement et s'étendant chacune en retour d'extrémités radiales d'une portion de couverture (123) de la face d'extension radiale et circonférentielle (101 , 103) recouverte, lesdites bordures (121 , 122) étant insérées entre ledit corps principal (10) optimisé pour ses caractéristiques mécaniques et une couche de contact distincte (1 1 ,1 1 ')
3. Joint (1 ) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit corps principal (10) est fait d'un matériau élastomère.
4. Joint (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit corps principal (10) comprend un ressort mécanique.
5. Joint (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite couche de matériau imperméable aux gaz (12) comprend un film polymère souple.
6. Joint (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite couche de matériau imperméable aux gaz (12) comprend un film de métal.
PCT/FR2018/051570 2017-06-27 2018-06-27 Joint d'étanchéité multicouche Ceased WO2019002762A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1755861 2017-06-27
FR1755861A FR3068101B1 (fr) 2017-06-27 2017-06-27 Joint d'etancheite multicouche

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019002762A1 true WO2019002762A1 (fr) 2019-01-03

Family

ID=59746143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2018/051570 Ceased WO2019002762A1 (fr) 2017-06-27 2018-06-27 Joint d'étanchéité multicouche

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3068101B1 (fr)
WO (1) WO2019002762A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021151539A1 (fr) * 2020-01-27 2021-08-05 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Agencement de joint d'étanchéité mécanique présentant un joint d'étanchéité secondaire amélioré

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0473085A2 (fr) 1990-08-27 1992-03-04 Peter J. Balsells Ressort hélicoidal incliné rempli d'élastomère dans sa longueur
US5551707A (en) * 1995-06-06 1996-09-03 Freudenberg-Nok General Partnership Multi-material seal ring
WO2004071755A1 (fr) * 2003-02-10 2004-08-26 Gore Enterprise Holdings, Inc. Joints d'etancheite a faible permeabilite
WO2016164211A1 (fr) * 2015-04-07 2016-10-13 Cameron International Corporation Joint à capuchon d'extrémité métallique

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0473085A2 (fr) 1990-08-27 1992-03-04 Peter J. Balsells Ressort hélicoidal incliné rempli d'élastomère dans sa longueur
US5551707A (en) * 1995-06-06 1996-09-03 Freudenberg-Nok General Partnership Multi-material seal ring
WO2004071755A1 (fr) * 2003-02-10 2004-08-26 Gore Enterprise Holdings, Inc. Joints d'etancheite a faible permeabilite
WO2016164211A1 (fr) * 2015-04-07 2016-10-13 Cameron International Corporation Joint à capuchon d'extrémité métallique

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021151539A1 (fr) * 2020-01-27 2021-08-05 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Agencement de joint d'étanchéité mécanique présentant un joint d'étanchéité secondaire amélioré
US11892082B2 (en) 2020-01-27 2024-02-06 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Mechanical seal arrangement having an improved secondary seal

Also Published As

Publication number Publication date
FR3068101A1 (fr) 2018-12-28
FR3068101B1 (fr) 2020-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0096645B1 (fr) Dispositif d'étanchéité pour robinet à tournant sphérique
EP3167148B1 (fr) Elément tubulaire expansible portant un ou plusieurs joints d'étanchéité gonflables
EP2895773B1 (fr) Joint d'étanchéité, en particulier pour liquide sous pression
CA3018005A1 (fr) Dispositif d'etancheite dynamique
FR3018575A1 (fr) Dispositif d'etancheite double pour arbre rotatif et pompe comportant un tel dispositif
EP1433988B1 (fr) Vanne de régulation
EP2331853B1 (fr) Joint composite deformable pour portees a fort defaut de planeite
EP0140171B1 (fr) Garniture d'étanchéité pour joints de tuyaux en fonte
FR2510711A1 (fr) Dispositif pour assurer l'etancheite entre les parois d'une tige de vanne mobile axialement et d'une boite a garnitures
CA2949729C (fr) Raccord d'etancheite tournant haute-pression a bague continue extensible
WO2019002762A1 (fr) Joint d'étanchéité multicouche
FR2984820A1 (fr) Support de roue muni de conduits d'alimentation d'un appareil hydraulique
FR2599462A1 (fr) Dispositif de jonction flexible
CA1321573C (fr) Garniture d'etancheite a anneau de reaction incorpore, notamment pour obturateur
EP3794253A1 (fr) Joint d'etancheite, notamment pour une vanne a boisseau spherique rotatif
FR2598769A1 (fr) Garniture d'etancheite hydraulique ou pneumatique
EP3460296A1 (fr) Dispositif d'etancheite dynamique
FR3072149A1 (fr) Joint d'etancheite
EP2914883B1 (fr) Joint statique métallique annulaire performant a bas coût pour hautes pressions et grands diamètres
FR3118114A1 (fr) Elément d’étanchéité et Système d’étanchéité
FR2813371A1 (fr) Garniture d'etancheite
FR2520469A1 (fr) Joint frontal mecanique
FR2874074A1 (fr) Dispositif d'etancheite pour l'etancheification au niveau de leur bout de deux elements de construction tubulaire
FR2873182A1 (fr) Piece d'etancheite a moyens de liaison integres et ensemble mecanique mettant en oeuvre une telle piece d'etancheite
FR3124783A1 (fr) Ensemble bague d’appui pour essieux ferroviaires

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18752533

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18752533

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1