Cartouches et Garnitures Mécaniques

GÉNÉRALITÉS 152 La garniture mécanique non compensée a un rapport de : K = A/a > 1 et la garniture mécanique compensée, un rapport de K = A/a < 1. Dans la conception des garnitures mécaniques on établit que les valeurs de K seront comprises entre 0,6 et 1,2. Une valeur inférieure à 0,6 favorise la durée de vie de la garniture mécanique, mais ne peut pas garantir une étanchéité adéquate. • Garnitures mécaniques à ressort conique : Ces garnitures se définissent par le type de ressort qu’elles utilisent, ainsi que par leur fonction. Elles utilisent un ressort axial à dévelop- pement conique, étant fixées par une extrémité sur la bague primai- re et, par l’extrémité opposée, sur l’arbre. Le ressort est chargé de maintenir le serrage entre les faces de frottement et de transmettre le mouvement de l’arbre à la partie tournante de la garniture méca- nique. Construction Cette classification est liée aux caractéristiques et à la conception des différents composants qui constituent la garniture mécanique. Chaque variante correspond à des besoins ou des caractéristiques spécifiques d’application. En général les garnitures à ressort conique sont des garnitures avec un sens de rotation dépendant, c’est-à-dire, elles ne peuvent fonctionner de manière satisfaisante que dans le sens de rotation pour lequel elles ont été prévues. Par défaut, elles sont fournies avec un sens de rotation vers la droite, l’option de rotation vers la gauche doit faire l’objet d’une commande spéciale. Les joints secondaires sont généralement des joints toriques, vu qu’il n’y a pas besoin d’un soufflet pour transmettre le mouvement. • Garnitures mécaniques à soufflet : Ce sont les garnitures mécaniques dont le joint secondaire sur l’arbre est un soufflet. Il existe différents types de soufflet et ils peuvent être fabriqués en différents matériaux, ayant chacun des caractéristiques spécifiques et différentes : - Garnitures à soufflet en élastomère : Le soufflet est en élastomè- re, et il est chargé, d’une part, d’assurer l’étanchéité statique sur l’arbre et d’autre part, de transmettre le mouvement de l’arbre à la garniture mécanique. Le dispositif à ressort usuellement employé est un ressort axial cylindrique, raison pour laquelle le fonctionnement de ces garnitures mécaniques est indépendant du sens de rotation de l’arbre. - Garnitures à soufflet métalliques : Ce sont les garnitures mé- caniques dont le dispositif à ressort est un soufflet métallique. Le principal avantage de ce dernier concerne le service fourni : Le soufflet métallique est plus résistant à l’abrasion et aux produits chi- miques (en particulier dans le cas d’alliages Chrome-Nickel) que le soufflet en n’importe quel élastomère, il est beaucoup plus résistant à la température (lorsqu’il est monté avec des joints secondaires en graphite), il évite le dépôt de particules ou résidus du fluide de travail entre les spires du ressort (les plis du soufflet agissent comme des éléments de pompage), et il permet d’utiliser le système de “joint torique statique” comme joint secondaire. En ce qui concerne les autres garnitures, le joint torique ou le soufflet se trouvent sur la bague primaire de la garniture, générant l’étanchéité statique. Toutefois, leur comportement dans les conditions réelles de fonctionnement n’est pas strictement statique, il peut se produire : des mouvements dus à l’usure des faces de frottement, des vibra- tions ou oscillations comportant un déplacement axial de l’arbre ou d’autres évènements qui peuvent provoquer un travail dynamique sur le joint torique. Il pourrait en résulter, dans le pire des cas, et en association avec une mauvaise finition superficielle de l’arbre, une usure ou détérioration des joints toriques. Cependant, avec le système de “joint torique statique” utilisé dans ce type de garnitures, c’est le soufflet lui-même qui absorbe les déplacements. Le joint torique se trouve à l’extrême opposé du soufflet par rapport à la bague primaire, totalement protégé de toute détérioration. Les garnitures à soufflet métallique sont de deux types différents, se- lon la caractéristique constructive du soufflet : - Le soufflet soudé : il est constitué par des lames annulaires sou- dées entre elles sur tout le périmètre de leurs extrémités, c’est le type le plus utilisé. - Le soufflet roulé : de conception plus complexe, il est constitué d’un tube métallique ondulé. Il a un parcours élastique plus long et est généralement employé dans des applications exigeant des processus de stérilisation très contraignants, parce qu’ils ne présentent pas de coins ou angles fermés où des particules indésirables pourraient se loger, ce qui rend plus facile leur nettoyage. - Garnitures à soufflet en PTFE : Le PTFE est un plastique ayant une grande résistance chimique envers presque tous les fluides de service, et une résistance à la températu- re supérieure à celle de la plupart des élastomères. Ces caractéristiques le rendent très efficace dans certaines applications. Les domaines d’utilisation du PTFE sont les mêmes que ceux de la garniture à soufflet métallique, avec une résistance à la température et à l’abrasion plus limitée, mais avec une résistance chimique supérieure. Quant aux joints secondaires, on utilise une bague ou un coin également en PTFE, qui travaille de façon statique. C’est un type de garniture très spécial utilisé quand le fluide de service est chimiquement très agressif.