CA1080271A - Joint d'etancheite composite - Google Patents

Joint d'etancheite composite

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CA1080271A
CA1080271A CA299,584A CA299584A CA1080271A CA 1080271 A CA1080271 A CA 1080271A CA 299584 A CA299584 A CA 299584A CA 1080271 A CA1080271 A CA 1080271A
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Jacques Lechanu
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/002Sealings comprising at least two sealings in succession
    • F16J15/008Sealings comprising at least two sealings in succession with provision to put out of action at least one sealing; One sealing sealing only on standstill; Emergency or servicing sealings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION
Joint d'étanchéité composite annulaire destiné à être serré entre deux surfaces à appliquer l'une contre l'autre de façon étanche, remarquable par le fait qu'il comporte d'une part un joint métallique formé d'une âme constituée par un ressort spiral et entourée par une fourrure métal-lique présentant deux lèvres périphériques saillant vers l'extérieur sensiblement dans le plan médian dudit joint métallique, et d'autre part un joint torique en élastomère entourant ledit joint métallique, des éléments de liaison entre le joint torique en élastomère et le joint métallique étant prévus avec un encastrement libre entre les deux lèvres saillantes dudit joint métallique et un encastrement de type rigide dans une gorge correspondante dudit joint torique en élastomère. Application notamment au domaine de l'énergie nucléaire.

Description

~80Z~7:1.

La présente inventior concerne le domaine des ~oints d'étanchéi-~té co~posites annulairesl destinés en particulier à etre serrés entre deux surfaces à appliquer l'une contre l'autre de façon étanche.
- Les joints d'étanchéité métalliques, en particulier ceux du type comportant une âme constitué par un ressort spiral et entourée par une fourrure metallique, prennent actuellement une extension considérable, en raison notamment de leur tenue aux températures élevées et de leur longévi-té très supérieures aux joints en élastomère, et il est envisagé de les utiliser dans des applications liées à un environnement relativement dangereux, citons le domaine de l'énergie nucléaire, les techniques met-tant en oeuvre des gaz fortement toxiques, des solutions acides, et plus généralement di~férents types de Matières daneereuses.
Or, l'ut.ilisation des joints métalliques dans des application~
présentant un caractère dangereu~ pose le très délicat problème du test de l'étanchéité avant la mise en service, sans parler de la sécurité parfois indispensable pour faire face à une éventuelle déficience du joint métal-lique.
L'objet de la présente invention est de proposer un joint d'étanchéité composite comportant un joint m~tallique et dont la constitu-tion permet de tester l'étanchéité du joint métallique~ et même danscertains cas.dans des conditions de fonctionnement, ledit joint composite pouvant être de plus apte à of~rir une grande sécurité en ~onctionnement grâce à une étanchéité préservée malgré une déricience plus ou moins importante du joint métallique.
Il s'agit plus particulièrement d'un joint composite annulaire destiné à être serré entre deux surfaces à appliquer l'une contre l'autre de façon étanche~ caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un joint métallique formé d'une âme constituée par un ressort spiral et entouree par une ~ourrure métallique présentant deux lèvres périphériques saillant vers l'extérieur sensibleMent dans le plan médian dudit joint métallique, et d'autre part un joint torique en élastomare entourant ledit joint métalli-que, des éléments de liaison entre le joint torique en élastomère et le -80~71 joint métallique étant pr-evlls avec un encastrement libre entre les deux lèvres saillantes dlldit ~oint métallique et un encastrement de type rig:ide dans une gorge correspondante dudi.t joint torique en élastomère.
Le joint d'étanchéité composite selon l'invention peut en outre comporter l'une au moins des caractéristiques suivantes :
- les éléments de liaison sont constitués par une couronne plate encastrée et ~ixée par collage dans une gorge périphérique correspondante du joint torique en élastomère, ladite couronne saillant dudit joint torique sensiblement dans le plan médian du joint métallique, ladite couronne pouvant être constituée en deux demi-couronnes identiques disposées bout à bout, lorsque les dimensions du joint d'étanchéité
¢omposite sont très importantes, - le ~oint torique en élastomère est maintenu latéralement par une bande métallique extérieure, un collage étant avantageusement prévu entre ledit joint torique en élastomère et la face adjacente de ladite bande métallique, en vue de ~aciliter le montage dudit joint composite, - le joint torique en élastomère peut présenter une section radiale carrée à angles tronqués, ootogonale ou encore ronde, - le joint torique en élastomère est prévu pour être comprimé en service à 25 ~, - la couronne plate présente une pluralité d'ori~ices disposés périphéri-quement sur une zone de ladite couronne qui n'est ni encastrée dans le joint torique en élastomère, ni encastrée entre les deux lèvres saillantes du joint métallique, en vue de ~aciliter une prise de vide dans l'espace compris entre ledit joint metallique et ledit joint torique en élastomère, - llélastomère constituant le joint torique est choisi indépen~
damment des conditions de fonctionnement dudit joint composite, de ~açon à
permettre un simple test du joint métallique aux conditions ambiantes par une prise de vide dans l'espace compris entre ledit joint métallique et le 3 joint torique en élastomère, - l'élastomère constituant le jOillt torique est choisi pour être compatible au~ conditions de ~onctionnement dudit joint composite, de ~L08V'Z71 façon d'une part à ?erMettre un test du joint métallique aux conditions ambiantes et de fol~ctionnement par une prise de vide dans l'espaee compri.s entre ledit joint métallique et ledit joint torique en élastomère, et d'autre part à éventuellement suppl.éer en fonot.ionnernent au joint métallique en cas de déficienoe de celui ci.
D~autres avanta~es et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière da 12 description qui va suivre, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, en référence aux figures de la planche unique de dessin annexée où :
10 - la figure 1 est une demi-vue en plan et une demi-vue en coupe axiale d'un joint d'ét-anchéité composite conforme à l'invention, la figure 2 est une vue partielle en perspcctive du joint de la figure 1.
Figure 1, un joint d'étanchéité composite conforme à l'invention comporte d'une part un joint métallique l formé d'une âme 5 constituée par un ressort spiral (ici à fil de section carrée) et entourée par une fourrure métallique 5, avantageusement en métal ductile, et d'autre part un joint torique 3 en élastomère entourant ledit joint métallique.
La fourrure métallique 6 n'entoure pas complètement l'ame du joint métallique, mais se termine en présentant deux lèvres périphériques 7, ~ saillant vers l'extérieur sensiblement dans le plan médian dudit joint métallique ; lesdites lèvres, aplaties essentiellement parallèlement, ne :sont pas soudées volontairement, de façon d'une part à présenter un jeu suffisant pour permettre l'encastrement libre d'éléments de liaison ainsi que cela va etre décrit en détail ci-après, et d'autre part à autoriser une libre déformation de l'ame ressort en compression.
Con~ormément à l'invention, le joint d'étanchéité composite comporte des éléments de liaison entre le Joint torique en élastomère 3 at le joint métallique 1 avec un enoastrement li.bre entre les deux lèvres saillantes 7, 8 dudit joint métallique. Fi~ures 1 et 2, les éléments de liaison sont constitues par une couronne plate 2, en général métallique, encastrée et fixée par collage dans une gorge périphérique correspolldante 9 ~08V2'7~

du joint torique en élastomere 3, ladite couronne saillant dudit joint torique sensiblelnant dans le plan médian du joint métallique 1, de sorte que le seul degré de liberté réel réside-dans l'encastrement libre de la couronne 2 entre les lèvres saillantes périphériques 79 ~. Il est en effet très important de disposer d'une possibilité de coulissement des éléments de liaison, en raison des déformations du joint composite (et en particu-lier de l'âme ressort 5) lorsque celui-ci est serré. Lorsque :les dimensions du joint d'étanchéité composite sont très importantes, il peut s'avérer intéressant de prévoir une couronne formée par la juxtaposition bout à bout de plusieurs secteurs, et en particul~er une constitution en deux demi-couronnes identiques peut être aisément envisagée.
Le joint torique en élastomère est avantageusement maintenu latéralament par une bande metallique extérleure 4. En effet, la bande métallique 4, dont la résistance mécanique doit être suf~isante pour supporter les pressions élevées prévues (pouYant aller jusqu'à des pres-sions de 500 kg par cm linéaire), peut jouer un rôle très important en service : ladite bande remplit à la fois une fonctlon de limiteur d'expan-sion du joint torique en élastomère 3 vers l'extérieur, et de limiteur d'écrasement dudit joint torique et du joint métallique. La fonction de ~0 limlteur d'expansion du joint torique en élastomère 3 vers l'intérieur est remplie par le dollage de la couronne 2 dans la gorge d'encastrement correspondante 9. D'ailleurs, pour faciliter le montage du joint d'étan-chéité oomposite, il peut etre prévu un collage entre le joint torique en élastomère 3 et la face adjacente de la bande métallique 4.
Le joint torique en élastomère peut présenter une section radia-le carrée à angles tronqués (cas des figures), octogonale, ou encore ronde ; en service, ledit joint est prévu pour etre comprimé à environ 25 ~.
Il a été dit plus haut que le joint d'etanchéité composite de l'invention offrait une possibilité intéressante de test d'étanchéité pour le joint métallique. En effet, il est toujours possible dlef~ectuer un simple test du joint métallique aux conclitions ambiantes, et ce avant la mise en service, par une prise de vide (meme secondaire si nécessaire) 10~

dans l'espace compris entre ledit ~oint métallique et le joint torique en élastomère : si l'étancheité est de~ectueuse, elle a toutes les chances de l'être aux conditions de fonctionnement. Mais il est également possible, en choisissant un élastomère compatible aux oonditi.ons de Yonctionnement, de pouvoir tester l'étanchéité du joint métallique en service aux conditions de fonctionnement, étant donné que le joint torique en élastomQre peut suppléer au joint métallique en cas de défaillance de celui-ci san.s un quelconque caractère dangeureux, ce qui s~aYère être un avantage considérable pour des applications présentant un tei caractère. ~'ail-leurs, pour Yavoriser la prise de vide, il peut s'avérer avantageux que la couronne plate 2 présente une pluralité d'orifices 10 disposés périphéri-quement sur une zone de ladite couronne qui n'est ni encastrée dans le joint torique en élastomère 3, ni encastrée entre les deux lèvres saillan-tes du joint métallique 1.
A titre indicatif et selon les applications envisagées, le choix de l'élastomère pourra se porter sur un butyl pour des températures atteignant 130, un éthylène-propylène pour des températures atteignant 150, ou un élastomère de type de celui commercialisé sous la marque Viton pour des températures atteignant 200.
Il va de soi que la présente invention n'est nullement limitée aux exemples qui en ont été donnés à titre illustrati~, mais comprend toute variante reprenant avec des moyens équivalents la déYinition générale de l'invention telle que revendiquée.

Claims (12)

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué
sont définies comme il suit :
1. Joint d'étanchéité composite annulaire destiné à
être serré entre deux surfaces à appliquer l'une contre l'autre de façon étanche, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un joint métallique forme d'une âme constituée par un ressort spiral et entourée par une fourrure métallique présentant deux lèvres périphériques saillant vers l'extérieur sensiblement dans le plan médian dudit joint métallique, et d'autre part un joint torique en élastomère entourant ledit joint métallique, des éléments de liaison entre le joint torique en élastomère et le joint métallique étant prévus avec un encastrement libre entre les deux-lèvres saillantes dudit joint métallique et un encas-trement de type rigide dans une gorge correspondante dudit joint torique en élastomère.
2. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 1, caractérisé en ce que les éléments de liaison sont cons-titués par une couronne plate encastrée et fixée par collage dans une gorge périphérique correspondante du joint torique en élastomère, ladite couronne saillant dudit joint torique sensi-blement dans le plan médian du joint métallique.
3. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 2, caractérisé en ce que la couronne plate est constituée en deux demi-couronnes identiques disposées bout à bout, lorsque les dimensions dudit joint sont très importantes.
4. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 2, caractérisé en ce que la couronne plate présente une pluralité d'orifices disposés périphériquement sur une zone de ladite couronne qui n'est ni encastrée dans le joint torique en élastomère, ni encastrée entre les deux lèves saillantes du joint métallique, en vue de faciliter une prise de vide dans l'espace compris entre ledit joint métallique et ledit joint torique en élastomère.
5. Joint d'étanchéité composite selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le joint torique en élastomère est maintenu latéralement par une bande métallique extérieure.
6. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 5, caractérisé en ce qu'un collage est prévu entre le joint torique en élastomère et la face adjacente de la bande métalli-que extérieure, en vue de faciliter le montage dudit joint com-posite.
7. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 1, caractérisé en ce que le joint torique en élastomère présente une section radiale carrée à angles tronqués.
8. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 1, caractérisé en ce que le joint torique en élastomère présente une section radiale octogonale.
9. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 1, caractérisé en ce que le joint torique en élastomère présente une section radiale ronde.
10. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 1, caractérisé en ce que le joint torique en élastomère est prévu pour être comprimé en service à 25%.
11. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 1, caractérisé en ce que l'élastomère constituant le joint torique est choisi indépendamment des conditions de fonctionne-ment dudit joint composite, de façon à permettre un simple test du joint métallique aux conditions ambiantes par une prise de vide dans l'espace compris entre ledit joint métallique et le joint torique en élastomère.
12. Joint d'étanchéité composite selon la revendica-tion 1, caractérisé en ce que l'élastomère constituant le joint torique est choisi pour être compatible aux conditions de fonc-tionnement dudit joint composite, de façon d'une part à permet-tre un test du joint métallique aux conditions ambiantes et de fonctionnement par une prise de vide dans l'espace compris entre ledit joint métallique et ledit joint torique en élastomère, et d'autre part à éventuellement suppléer en fonctionnement au joint métallique en cas de déficience de celui-ci.
CA299,584A 1977-03-23 1978-03-22 Joint d'etancheite composite Expired CA1080271A (fr)

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