BE1007604A3

BE1007604A3 - Systeme d'etanchement perfectionne, convenant particulierement pour des soupapes de processus.

Info

Publication number: BE1007604A3
Application number: BE9301058A
Authority: BE
Inventors: Giorgio Bergamini
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1995-08-22
Also published as: CN1089708A; ES2068775B1; CH689567A5; ITMI922328A1; DE4334262C2; GB2271413B; CN1033405C; FR2696807A1; ES2068775R; NL194649B; JPH07293703A; GB2271413A; ES2068775A2; NL9301724A; FR2696807B1; CZ289470B6; CZ211393A3; GB9320703D0; RU2094681C1; US5365971A

Abstract

Un système d'étanchement convenant particulièrement pour une soupape de processus, dans lequel la chambre intermédiarie formée entre deux joints d'étanchéité glissants disposés en série est reliée à un séparateur statique à collecteur ou sac élastique rempli d'un fluide lubrifiant auxiliaire biodégradable non-contaminant et non-agressif, le collecteur ou sac interne, qui présente une élasticité très élevée, communiquant avec le fluide du processus et concourant avec une tête mobile qui concourt à son tour avec un détecteur de position. Une variante d'exécution modifiée est également décrite.

Description


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   DESCRIPTION SYSTEME D'ETANCHEMENT PERFECTIONNE, CONVENANT PARTICULIEREMENT POUR DES SOUPAPES DE PROCESSUS 
Cette invention concerne un système d'étanchement qui, en garantissant de manière simple et économique que le fluide du processus ne peut jamais s'écouler par suintement par l'élément d'étanchéité convient particulièrement pour les soupapes de processus en ce sens qu'il assure une protection efficace de l'environnement, comme l'exigent en particulier les procédés mettant en oeuvre des fluides malodorants et/ou toxiques. 



   La protection de l'environnement contre la pollution et la contamination dérivées de fuites de fluides de processus est réputée être un des problèmes les plus graves à résoudre, en ce sens qu'une étanchéité parfaite entre des pièces subissant un mouvement axial ou rotatif est essentiellement très difficile à garantir, généralement très coûteuse et se complique évidemment avec l'augmentation de la pression du fluide contenu. 



   Dans le domaine des pompes, compresseurs, turbines et machines rotatives en général, ce problème est actuellement résolu par un système d'étanchement comprenant une chambre intermédiaire formée entre deux éléments d'étanchéité séparés disposés en série et dans laquelle un fluide de barrage neutre, généralement de l'azote, est injecté en continu à une pression légèrement supérieure à celle du 

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 fluide du processus, lequel est dès lors dans l'incapacité de s'écouler tandis que le fluide de barrage neutre est évacué en continu, collecté et réutilisé après une nouvelle pressurisation à l'aide d'une pompe. 



   Bien que cette solution garantisse l'absence totale de pertes, elle présente une série d'inconvénients, tels que la nécessité d'utiliser une pompe et un régulateur de pression dynamique qui doivent être plus précis et, dès lors, plus coûteux, pour minimiser la différence de pression, au fur et à mesure que la quantité de fluide auxiliaire amenée à s'infiltrer dans le fluide du processus diminue, entraînant des complications évidentes sur le plan de la construction et de l'installation et une consommation considérable, ce qui donne lieu à des coûts et un encombrement hors-tout inacceptables pour une simple soupape de processus.

   Un autre inconvénient réside dans le fait qu'il y a toujours un écoulement considérable du fluide de barrage neutre entraînant par conséquent d'importantes pertes, et rendant ainsi impossible en pratique la détection de petites anomalies de cet écoulement et dès lors l'avertissement de risques éventuels avant que des dommages irréparables ne surviennent par des pertes du fluide du processus lui-même. 



   L'objet de la présente invention consiste à éviter les inconvénients précités en fournissant un système d'étanchéité qui garantit l'absence de fuites par suintement du fluide du processus sans recourir à des pompes ou des régulateurs de pression dynamiques et dès lors un très faible encombrement et de très faibles coûts, agit stati-   quement   et dès lors sans nécessiter de courant électrique et, enfin, indique dès le début toute dégradation du joint d'étanchéité, autrement dit détecte en anticipant considérablement tout manque de fluide de barrage neutre par suite 

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 de fuites,   c'est-à-dire   avant que ne se produise une fuite de fluide du processus. 



   Cet objectif est essentiellement atteint en annulant complètement toute différence de pression entre le fluide du processus et un fluide auxiliaire lubrifiant biodégradable atoxique remplissant ladite chambre intermédiaire, qui est néanmoins prévue entre deux joints   d'étanchéité   séparés disposés en séries, la pression de celle-ci étant toujours maintenue à une valeur égale à celle du fluide du processus par un séparateur statique très élastique d'un collecteur ou sac dans lesquels ledit fluide auxiliaire est amené,

   le fluide du processus étant quant à lui amené dans le collecteur ou sac très élastique qui concourt avec une tête mobile pressée contre ledit collecteur par gravité ou par ressort pour faire office de détecteur de position et indiquer un certain degré de gonflement dudit collecteur indiquant des anomalies dans les bagues d'étanchéité et, plus précisément, des fuites de fluide auxiliaire par le deuxième joint   d'étanchéité   en aval de ladite chambre intermédiaire.

   En ce qui concerne une telle construction, l'absence de différence de pression permet non seulement d'utiliser des dispositifs d'étanchéité à basse pression garantissant une très longue durée de vie sans fuites mais assure également que le fluide du processus ne peut pas   s'écouler,   objectif atteint sans consommation électrique et par de simples éléments statiques, et ne peut pas davantage être contaminé par le fluide auxiliaire. 



   Ledit deuxième joint d'étanchéité en aval de ladite chambre intermédiaire opère en fait avec une baisse de pression égale à la pression totale du processus et il est dès lors impossible de garantir également une absence totale de fuite pour le fluide auxiliaire, une fuite limitée de celui-ci par suintement étant tolérée,   l'impor-   

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 tance de ces fuites étant toutefois contrôlée en permanence par le mouvement de ladite tête mobile qui, à un certain point, avant le gonflement total du collecteur ou sac élastique et dès lors, bien avant que toute fuite du liquide de processus proprement dit ne se produise, actionne un commutateur qui indique l'anomalie en cours et peut être immédiatement interrompu en réparant la fuite de fluide auxiliaire à l'intérieur dudit séparateur statique. 



   Par conséquent, le système d'étanchement convient particulièrement pour une soupape de processus comprenant un corps de soupape et un élément d'échappement pour le fluide du processus, dont la tige est soutenue de manière coulissante par deux éléments d'étanchéité séparés disposés en série pour définir entre eux une chambre intermédiaire alimentée en fluide auxiliaire et est caractérisé en ce que, selon la présente invention, ladite chambre intermédiaire est disposée entre deux joints d'étanchéité glissants séparés disposés en série et est reliée à un séparateur statique comportant un collecteur ou sac élastique rempli dudit fluide auxiliaire sous la forme d'un fluide lubrifiant biodégradable, non-agressif et non-contaminant,

   le collecteur ou sac interne présentant une élasticité très grande et communiquant avec le fluide du processus dans la région adjacente au joint d'étanchéité plus proche de l'élément d'échappement, ledit collecteur ou sac élastique concourant avec une tête mobile qui concourt à son tour avec un détecteur de position. 



   Conformément à une modification de la présente invention, une très petite différence de pression est créée entre ledit fluide auxiliaire et le fluide du processus afin de garantir de manière fiable que le fluide du processus ne peut jamais atteindre ladite chambre intermédiaire, même par suite du coulissement de la tige de 

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 soupape. 



   Cet objectif est atteint en pratique en ce sens que ledit séparateur statique à collecteur ou sac élastique communique dans ce cas avec le fluide du processus dans ladite région adjacente au joint d'étanchéité plus proche de l'élément d'échappement, tandis que le collecteur ou sac interne, choisi avec une certaine élasticité, est relié à ladite chambre intermédiaire. 



   De cette manière, la pression dans ladite chambre intermédiaire est toujours égale à la somme de la pression du fluide du processus plus la très faible pression nécessaire pour surmonter   l'élasticité   du collecteur qui s'oppose à son gonflement et dont la valeur dépend évidemment du degré d'élasticité du collecteur, ladite pression étant par conséquent toujours légèrement supérieure à celle du fluide du processus, qui ne peut par conséquent jamais pénétrer dans la chambre intermédiaire. 



   L'invention est décrite en détail ci-dessous par référence aux figures jointes qui illustrent des exécutions recommandées données à titre d'exemple non limitatif en ce sens que des modifications de technique ou de construction peuvent y être apportées sans s'écarter de la portée de la présente invention. Par exemple, au lieu d'être appliqué à une soupape de processus, le système d'étanchéité de l'invention peut être appliqué à des pompes, compresseurs, turbines et toute machine rotative en général ; en outre, un soufflet peut remplacer un collecteur ou sac élastique. 



  Lesdites figures illustrent : La figure 1 est une coupe transversale latérale d'une soupape de processus utilisant un système d'étanchement selon l'invention ; La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 mais utili- 

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 sant une exécution modifiée de l'invention. 



  Dans les figures, le numéro de référence 1 indique le corps d'une soupape de processus soutenant le siège 2 pour un élément d'échappement 3 qui est actionné par un organe de commande 5 par la tige 4. Ladite tige 4 est soutenue de manière coulissante par le bloc de soupape 6 par l'intermédiaire de deux joints d'étanchéité coulissants 7 et 8 disposés en série le long de la tige pour définir une chambre intermédiaire 9. 



   Ladite chambre 9 est raccordée par la conduite 10 à un séparateur statique 11 comportant un collecteur ou sac élastique et est remplie, en même temps que ce dernier, d'un fluide lubrifiant auxiliaire biodégradable noncontaminant et non-agressif amené par la vanne marche-arrêt 12. Le collecteur ou sac élastique interne 13 du séparateur statique 11 communique par la conduite 14 avec le fluide du processus dans la région 15 adjacente à ce joint d'étanchéité 7, plus près de   Isolément   d'échappement 3. Le collecteur 13 présentant une très grande élasticité (dans la figure 1, la ligne discontinue 13'indique la forme dudit collecteur lorsque la pression est absente) concourt également avec une tête mobile 16 qui repose par gravité sur ledit collecteur et porte un aimant 17 qui commande un détecteur de position 18. 



   Le mode de fonctionnement est le suivant. 



   L'élasticité très importante du collecteur ou sac 13 signifie que la pression dans la chambre 19 est toujours égale à celle de la chambre 20 et, par conséquent, à celle de la chambre intermédiaire 9. Lorsqu'une fuite de fluide auxiliaire par le joint d'étanchéité 8 cause une perte de pression dans la chambre 20, le gonflement correspondant du collecteur 13 fait monter la tête 16 ainsi que l'aimant 17. 

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  Le détecteur de position 18 capte ledit mouvement indiquant un mauvais étanchement et lorsque ledit mouvement atteint une valeur prédéterminée, bloque le fonctionnement de la soupape. 



   Dans l'exécution modifiée de la figure 2, ladite chambre intermédiaire 9 est raccordée par la conduite 10' audit collecteur ou sac interne qui, sous l'effet de la pression du fluide auxiliaire, est gonflée de la position de repos représentée par la ligne discontinue 13"dans la figure 2 en position de travail   13",   la chambre   2 0'du   séparateur statique 11 étant raccordée par la conduite 14' à ladite région 15 dans laquelle règne la pression du fluide du processus. 



   De cette manière, il règne dans la chambre intermédiaire 9 une pression légèrement supérieure à la pression du fluide de commande par la quantité nécessaire pour surmonter   l'élasticité   qui, dans ce cas, n'est pas exceptionnellement élevée du collecteur opposant son gonflement.

Claims

REVENDICATIONS 1. Système d'étanchement convenant particulièrement pour une soupape de processus comprenant un corps de soupape et un élément d'échappement pour le fluide du processus, dont la tige est soutenue de manière coulissante par deux éléments d'étanchéité séparés disposés en série pour définir entre eux une chambre intermédiaire alimentée en fluide auxiliaire caractérisé en ce que ladite chambre intermédiaire est disposée entre deux joints d'étanchéité glissants séparés disposés en série et est reliée à un séparateur statique comportant un collecteur ou sac élastique rempli dudit fluide auxiliaire sous la forme d'un fluide lubrifiant biodégradable, non-agressif et noncontaminant,

le collecteur ou sac interne présentant une élasticité très grande et communiquant avec le fluide du processus dans la région adjacente au joint d'étanchéité plus proche de l'élément d'échappement, ledit collecteur ou sac élastique concourant avec une tête mobile qui concourt à son tour avec un détecteur de position.
2. Système d'étanchement convenant particulièrement pour une soupape de processus selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit séparateur statique à collecteur ou sac élastique communique dans ce cas avec le fluide du processus dans ladite région adjacente au joint d'étanchéité plus proche de Isolément d'échappement, tandis que le collecteur ou sac interne, choisi avec une certaine élasticité, est relié à ladite chambre intermédiaire.