FR3057642B1 - Agencement d’etancheite pour etancheifier une chambre entre un carter et un composant contre un agent fluide - Google Patents

Abstract

Les exemples de réalisation ont trait à un agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) pour étanchéifier une chambre (102) entre un carter (104) et un composant (106) contre un agent fluide (108). L'agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2; 100-3) comprend un élément d'étanchéité (110) pouvant être relié fixement au carter (104) avec une lèvre d'étanchéité (112) mobile au moins dans une direction radiale. La lèvre d'étanchéité (112) est disposée selon un certain angle par rapport à la direction radiale. L'agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2; 100-3) comprend en outre un élément d'appui (114) en appui avec la lèvre d'étanchéité (112). En l'occurrence, une pression exercée par l'agent fluide (108) sur la lèvre d'étanchéité (112) peut être transmise à l'élément d'appui (114) dans la direction radiale.

Description

Agencement d'étanchéité pour étanchéifier une chambre entreun carter et un composant contre un agent fluide

Les présents exemples de réalisation appartiennent au domaine desagencements d'étanchéité, notamment ceux conçus pour étanchéifier unechambre entre un carter et un composant contre un agent fluide.

Des systèmes d'étanchéité sont utilisés dans de nombreux domaines dela technique pour protéger les éléments ou les composants, par exemple desimpuretés ou de la corrosion. On peut ainsi utiliser différents systèmesd'étanchéité dans le domaine des centrales électriques subaquatiques. Desjoints sont utilisés ici dans de nombreux cas pour des parties pouvanttourner ou pivoter afin de protéger les composants se trouvant à l'intérieur.Les pressions régnant dans les agents fluides peuvent toutefois exercer desforces élevées sur les joints et sur les surfaces de glissement en contactavec eux, pouvant ainsi entraîner une usure mutuelle en un temps court auniveau de ces composants, ce qui peut endommager l'effet d'étanchéité. Enl'occurrence, un remplacement peut être le cas échéant complexe, coûteuxou, dans certaines circonstances, ne pas pouvoir être effectué à toutmoment. On peut également rencontrer dans les applications subaquatiquesdes conditions dans lesquelles les systèmes d'étanchéité sont soumis à unepression élevée et pouvant donc faire l'objet d'une usure accélérée.

Il est donc souhaitable de créer un concept pour améliorer la fiabilitéd'un joint pour réaliser l'étanchéité contre un agent fluide.

Un agencement d'étanchéité conforme à la présente invention prend encompte ces exigences.

Selon un premier aspect, les exemples de réalisation font référence àun agencement d'étanchéité pour étanchéifier une chambre entre un carteret un composant contre un agent fluide. L'agencement d'étanchéité comprend un élément d'étanchéité pouvant être relié fixement au carteravec une lèvre d'étanchéité mobile au moins dans une direction radiale. Lalèvre d'étanchéité est disposée selon un certain angle par rapport à ladirection radiale. L'agencement d'étanchéité comprend en outre un élémentd'appui en contact avec la lèvre d'étanchéité. En l'occurrence, une pressionexercée par l'agent fluide sur la lèvre d'étanchéité peut être transmise àl'élément d'appui dans la direction radiale. Il est ainsi possible de réduire uneforce de compression, causée par la pression de l'agent, de la lèvred'étanchéité au niveau d'une surface opposée du composant et ainsid'amoindrir possiblement une usure de la lèvre d'étanchéité ainsi qued'entraver une quelconque transmission de pression de la lèvre d'étanchéitédans la direction axiale. Ceci peut également réduire une usure au niveau dela surface opposée. Les processus d'entretien peuvent le cas échéant êtreespacés et les coûts réduits.

Conformément à l'invention, l'agencement d'étanchéité comprend enoutre un agencement d'étanchéité supplémentaire sur un côté, opposé àl'élément d'étanchéité, de l'élément d'appui. En l'occurrence, l'agencementd'étanchéité supplémentaire et l'élément d'étanchéité délimitent un volume.Le volume est accessible par le biais d'un alésage servant à évacuer l'agentse trouvant dans le volume. L'agencement d'étanchéité peut ainsi formerune chambre de collecte pour d'éventuelles fuites, de façon à permettre dedéterminer ou de résorber une pénétration de la fuite à travers l'élémentd'étanchéité avant que celle-ci n'atteigne la chambre à étanchéifier, et nepuisse agir à cet endroit de façon dommageable sur les composantssupplémentaires.

Dans quelques exemples de réalisation, l'élément d'appui comporte unerigidité supérieure à celle de l'élément d'étanchéité. Ceci peut possiblementrenforcer une contre-force en appui orientée contre la force de compressionsur la lèvre d'étanchéité et en l'occurrence maintenir un effet d'étanchéité.

Dans certains exemples de réalisation, l'élément d'appui est réalisé d'unseul tenant avec le carter. Ceci permet de simplifier dans certainescirconstances un processus de fabrication.

Dans quelques exemples de réalisation, l'élément d'appui s'étend dansle plan radial moins loin en direction d'un axe de symétrie de l'élémentd'étanchéité que la lèvre d'étanchéité. Ceci rend possible un raccordementplus fiable de la lèvre d'étanchéité à une surface opposée, et ainsi l'obtentiond'un effet d'étanchéité amélioré.

Dans quelques exemples de réalisation, l'alésage s'étend à traversl'élément d'appui et/ou le carter. Ceci permet de raccorder un réservoir defuite en le plaçant à l'extérieur dans le plan radial et ainsi de le rendre mieuxaccessible, ce réservoir servant à ramener le fluide de fuite dans l'agent.

Dans certains exemples de réalisation, l'agencement d'étanchéitésupplémentaire comprend un premier joint avec un premier corps de joint etun deuxième joint avec un deuxième corps de joint. En l'occurrence, unedilatation axiale du premier corps de joint et une dilatation axiale dudeuxième corps de joint diffèrent l'une de l'autre et/ou diffèrent d'unedilatation axiale d'une structure en corps de l'élément d'étanchéité. Celapeut permettre à un opérateur de changer de place entre eux le premierjoint, le deuxième joint ou l'élément d'étanchéité de telle sorte que leurslèvres d'étanchéité reposent après l'échange dans une autre position contreune surface opposée qu'avant l'échange. L'usure peut ainsi être déplacéelocalement au niveau de la surface opposée, retardant ainsi éventuellementun processus d'entretien.

Dans quelques exemples de réalisation, l'agencement d'étanchéitésupplémentaire comprend un premier joint et un deuxième joint. Le premierjoint comporte une première lèvre d'étanchéité et le deuxième jointcomporte une deuxième lèvre d'étanchéité. En l'occurrence, la première et ladeuxième lèvre d'étanchéité s'écartent l'une de l'autre dans des directionsopposées dans le plan axial. Ceci permet de créer un effet d'étanchéité par rapport à l'agent ainsi que par rapport à l'éventuel moyen lubrifiant setrouvant dans la chambre à étanchéifier. Ceci permet d'éviter le cas échéantla sortie non désirée de moyen lubrifiant.

Dans certains exemples de réalisation, le carter comporte une surfaced'appui s'étendant dans le plan radial avec un détouré arrière pour réaliserune complémentarité de forces avec l'agencement d'étanchéitésupplémentaire. Ceci permet d'améliorer le blocage du joint et d'éviter undysfonctionnement dû à un glissement involontaire.

Quelques exemples de réalisation ont trait à un moyeu de turbine. Lemoyeu de turbine comprend une tige permettant de maintenir en rotationune aube de turbine par rapport au moyeu de turbine. Le moyeu de turbinecomprend en outre un agencement d'étanchéité susmentionné. Enl'occurrence, l'élément d'étanchéité de l'agencement d'étanchéité estétanchéifié au niveau de la tige au moyen de la lèvre d'étanchéité. Cecipermet par exemple d'utiliser l'agencement d'étanchéité dans le domainedes centrales électriques subaquatiques. D'autres configurations avantageuses vont être décrites plus en détailpar la suite à l'aide d'exemples de réalisation représentés sur les dessins,sans pour autant que ces exemples de réalisation soient limitatifs : - la figure 1 illustre une section transversale d'un agencement d'étanchéité selon un exemple de réalisation ; - la figure 2 illustre une section transversale d'un agencement d'étanchéité dans un état monté selon un exemple de réalisation ; et - la figure 3 illustre une section transversale d'un agencement d'étanchéité dans un état monté selon un autre exemple deréalisation.

Dans la description suivante des illustrations annexées, des référencesidentiques désignent des composants comparables ou identiques. On utiliseen outre des références rassemblées pour des composants et des objetsapparaissant à de multiples reprises dans un exemple de réalisation ou dansune illustration tout en étant décrits ensemble par rapport à une ou plusieurscaractéristiques. Des composants ou des objets décrits avec les mêmesréférences ou des références rassemblées peuvent être configurés de façonidentique par rapport à plusieurs caractéristiques individuelles ou l'ensemblede ces caractéristiques, par exemple dans leurs dimensionnements, maispeuvent toutefois le cas échéant également différer si la description nementionne pas explicitement ou implicitement le contraire.

La figure 1 illustre un exemple de réalisation d'un agencementd'étanchéité 100-1 pour étanchéifier une chambre 102 entre un carter 104et un composant 106 contre un agent fluide 108. L'agencement d'étanchéité100-1 comprend un élément d'étanchéité 110 pouvant être relié fixement aucarter 104 avec une lèvre d'étanchéité 112 mobile au moins dans unedirection radiale. La lèvre d'étanchéité 112 est disposée selon un certainangle par rapport à la direction radiale. L'agencement d'étanchéité 100-1comprend en outre un élément d'appui 114 en appui avec la lèvred'étanchéité 112. En l'occurrence, une pression exercée par l'agent fluide108 sur la lèvre d'étanchéité 112 peut être transmise à l'élément d'appui 114dans la direction radiale.

La direction radiale est perpendiculaire à une direction axiale dontl'orientation va de l'agent 108 vers la chambre 102. L'élément d'étanchéité110 ou l'élément d'appui 114 peuvent être réalisés ici symétriquement enrotation par rapport à la direction axiale ou, en d'autres termes, en formed'anneau. Dans un autre exemple de réalisation, le joint peut s'étendre defaçon linéaire le long d'une direction dans l'espace disposéeperpendiculairement à la direction axiale. Le concept « dans le plan axial »peut ainsi faire référence par exemple à un axe x d'un système decoordonnées cartésien tridimensionnel et le concept « dans le plan radial »faire référence à un axe y ou à un axe z. L'agencement d'étanchéité 100-1 peut être réalisé de façon à permettred'offrir une résistance à la pression accrue (par exemple à partir de 10 bar)et de corriger ou d'éviter, en l'occurrence au moyen d'une lèvre d'étanchéité112 flexible ou élastique, d'éventuelles positions de guingois. Ceci permetégalement d'utiliser l'agencement d'étanchéité 100-1 dans des agencementsrotatifs d'éléments et à une pression de tout au plus 10 bar, par exempledans des centrales hydrauliques, des appareils miniers ou des tunneliers.L'élément d'appui 114 peut entraîner le maintien de l'élément d'étanchéité110 dans sa position et l'amélioration d'un léger jour statique pouvant seproduire au moyen de la lèvre d'étanchéité 112, ce jour pouvant entraînerun possible mouvement d'une surface opposée au niveau d'un composant106. On peut éviter dans certaines circonstances d'avoir à utiliser un ressortannulaire intégré dans la lèvre d'étanchéité 112, celui-ci pouvant entraînerune fragilisation de la lèvre d'étanchéité 112 du fait de la présence d'unerainure d'introduction ou d'un endommagement de la surface opposée (parexemple la tige). L'angle que forme la lèvre d'étanchéité 112 par rapport à ladirection radiale fait que la pression de l'agent permet à la lèvre d'étanchéité112 d'appuyer contre le composant 106. Ceci a un effet comparable à unressort annulaire intégré. L'angle est, dans l'exemple de réalisation illustréici, approximativement compris entre 40° et 50° mais peut récliner vers lehaut ou vers le bas. L'élément d'étanchéité 110 peut comprendre un élastomère. L'élémentd'étanchéité 110 peut également comprendre du polyuréthane (par exempleS-Ecopur). Celui-ci peut le cas échéant comporter des matières lubrifiantessolides pouvant présenter une structure de matériau. Ceci permet de réduirele frottement de l'élément d'étanchéité 110 en fonctionnement ou une usureet de rendre possiblement superflu un graissage supplémentaire, par graisseou huile par exemple. Une telle fonction autolubrifiante ou le maintien d'unecertaine flexibilité en présence d'une rigidité accrue peuvent être avantageuxpar rapport aux matières en caoutchouc par exemple, en l'occurrence pourune utilisation subaquatique. L'élément d'appui 114 peut présenter, dans quelques exemples deréalisation, une rigidité supérieure à celle de l'élément d'étanchéité 110. Parexemple, l'élément d'appui 114 peut comporter un matériau métallique. Cecipeut permettre de limiter un jeu dans l'espace et d'éviter une éventuelleempreinte ou déformation. L'élément d'appui 114 peut continuer d'êtreutilisé après un éventuel remplacement de l'élément d'étanchéité 110.

Dans quelques exemples de réalisation, l'élément d'appui 114 s'étendmoins loin dans le plan radial en direction d'un axe de symétrie de l'élémentd'étanchéité 100 que la lèvre d'étanchéité 110. L'axe de symétrie faitréférence dans un exemple de réalisation à un élément d'étanchéité 100réalisé en forme d'anneau. Dans un autre exemple de réalisation, l'élémentd'appui 114 s'étend moins loin dans le plan radial en direction de la surfaceopposée de la lèvre d'étanchéité 110 que la lèvre d'étanchéité 110. Cecipermet d'obtenir un raccordement plus fiable de la lèvre d'étanchéité 110 àune surface opposée et ainsi d'améliorer l'effet d'étanchéité.

La figure 2 illustre un autre exemple de réalisation d'un agencementd'étanchéité 100-2. Les composants présentant une correspondance avec unélément décrit sur la figure 1 ne sont pas décrits de nouveau. Seules lesdifférences sont explicitées. L'agencement d'étanchéité 100-2 comprend enoutre un agencement d'étanchéité supplémentaire 116 sur un côté, opposé àl'élément d'étanchéité 110, de l'élément d'appui 114. En l'occurrence,l'agencement d'étanchéité supplémentaire 116 et l'élément d'étanchéité 110délimitent un volume 118. Le volume 118 est accessible par le biais d'unalésage 120 servant à évacuer l'agent se trouvant dans le volume 118. Levolume 118 permet de créer un espace intermédiaire dans lequel parexemple l'eau de fuite peut être collectée avant qu'elle n'atteigne la chambre102. L'agent infiltré peut être évacué hors du volume 118 à l'aide del'alésage 120 ou être détecté à l'aide d'un capteur d'humidité ou d'uncapteur de pression. Ceci permet de réaliser le cas échéant des entretiens oude résorber la fuite avant que l'agent ne pénètre dans la chambre 102. Parexemple, l'alésage 120 peut déboucher dans un réservoir de fuitepermettant de ramener le fluide de fuite dans l'agent. L'alésage 120 s'étend, sur la figure 2, à travers le composant 106 mais peut également s'étendre,dans un autre exemple de réalisation expliqué par la suite, à traversl'élément d'appui 114 et/ou le carter 104.

Dans certains exemples de réalisation, l'agencement d'étanchéitésupplémentaire 116 comprend un premier joint 122 avec un premier corpsde joint 124 et un deuxième joint 126 avec un deuxième corps de joint 128.En l'occurrence, une dilatation axiale du premier corps de joint 124 et unedilatation axiale du deuxième corps de joint 128 diffèrent l'une de l'autreet/ou diffèrent d'une dilatation axiale d'une structure en corps 130 del'élément d'étanchéité 110. Sur la figure 2 par exemple, la dilatation axialedu premier corps de joint 124 est supérieure à celle du deuxième corps dejoint 128 et celle du deuxième corps de joint 128 à identique à celle de lastructure en corps 130 de l'élément d'étanchéité 110. Cela peut permettre àun opérateur de changer de place entre eux le premier joint 122, ledeuxième joint 126 ou l'élément d'étanchéité 110 de telle sorte qu'unepremière lèvre d'étanchéité 132 du premier joint 122 et une deuxième lèvred'étanchéité 134 du deuxième joint 126 reposent respectivement contre unesurface opposée, après l'échange dans une position différant d'une positionavant l'échange. Autrement dit, la position ne peut être mise en contact,après l'échange, jusqu'à un certain moment de l'échange, ni avec lapremière lèvre d'étanchéité 132 ni avec la deuxième lèvre d'étanchéité 134et la position avant l'échange ne peut être mise en contact, jusqu'aumoment de l'échange, ni avec la première lèvre d'étanchéité 132 ni avec ladeuxième lèvre d'étanchéité 134. L'usure peut ainsi être déplacée localementau niveau de la surface opposée, permettant ainsi éventuellement deretarder un processus d'entretien. L'élément d'étanchéité 110, le deuxièmejoint 122 et le premier joint 126 sont par exemple disposés dans cet ordredans une direction axiale partant de l'agent 108. Après échange, on peutavoir un nouvel ordre, en partant de l'agent 108, par exemple premier joint122, élément d'étanchéité 110 et deuxième joint 126. Dans un autreexemple de réalisation avec plus de deux joints ou éléments d'étanchéité110, un échange de deux joints entre eux peut provoquer un changement de position de plus de deux lèvres d'étanchéité de l'agencement voire de toutesles lèvres.

Dans un autre exemple de réalisation, seules une distance entre lapremière lèvre d'étanchéité 132 et une surface avant, s'étendant dans leplan radial, du premier joint 122 et une distance entre la deuxième lèvred'étanchéité 134 et une surface avant, s'étendant dans le plan radial, dudeuxième joint 126 peuvent différer. Un remplacement du premier joint 122par le deuxième joint 126 peut ainsi provoquer le changement d'une positionde la première lèvre d'étanchéité 132 et de la deuxième lèvre d'étanchéité134 tout en ne changeant possiblement pas la position d'une lèvred'étanchéité supplémentaire.

Le premier joint 122 comporte en outre une première lèvre d'étanchéité132 et le deuxième joint 126 comporte une deuxième lèvre d'étanchéité 134.En l'occurrence, la première lèvre d'étanchéité 132 et la deuxième lèvred'étanchéité 134 s'écartent l'une de l'autre dans des directions opposéesdans le plan axial. Ceci permet que la deuxième lèvre d'étanchéité 134réalise un effet d'étanchéité par rapport à l'agent éventuellement rentré àl'intérieur et que la première lèvre d'étanchéité 132 ait la même fonction parrapport à un éventuel moyen lubrifiant se trouvant dans la chambre àétanchéifier 102. Les effets de force des pressions respectives de l'agent 108et du moyen lubrifiant sont représentés sous la forme de flèches sur la figure2 et peuvent provoquer une force de compression de la première lèvred'étanchéité 132 ou de la deuxième lèvre d'étanchéité 134 augmentantproportionnellement à la pression. Ceci permet d'éviter le cas échéant lasortie non désirée de moyen lubrifiant dans l'agent 108 et ainsi d'éviter lespressions sur l'environnement pouvant en résulter le cas échéant. L'agencement d'étanchéité 100-2 comprend en outre une plaque derecouvrement 136 avec un détouré arrière 138. La plaque de recouvrement136 peut être reliée de façon réversible au carter 104 à l'aide d'un moyen defixation 140, par exemple d'une vis. Après la liaison, le détouré arrière 138peut créer une liaison par complémentarité de forces de l'élément d'étanchéité 110 avec le carter 104. Un rayon extérieur du détouré arrière138 peut par exemple être quelque peu plus grand qu'un rayon intérieur dela structure en corps 130 pour permettre la liaison par complémentarité deforces (siège de compression). Les concepts « extérieur » et « intérieur »peuvent en l'occurrence faire référence à un axe central s'étendant dans leplan axial et représenté sous la forme d'une ligne dessinée. L'axe centralpeut être parallèle à la direction axiale ou coïncider avec elle.

Sur la figure 2, le carter 104 comporte en outre une surface d'appui 142s'étendant dans le plan radial avec un détouré arrière 144 pour réaliser unecomplémentarité de forces avec l'agencement d'étanchéité supplémentaire116. Ceci permet de bloquer de façon améliorée l'agencement d'étanchéité116 et d'éviter un dysfonctionnement dû à un glissement involontaire. Unecomplémentarité de forces entre par exemple le premier joint 122 oul'élément d'étanchéité 110 et le carter peut en l'occurrence s'exercer, tel quedécrit, dans la direction radiale ainsi qu'entre la plaque de recouvrement 136et la surface d'appui 142 dans la direction axiale.

La figure 3 illustre un autre exemple de réalisation d'un agencementd'étanchéité 100-3. À la différence de la figure 2, l'agencement d'étanchéitésupplémentaire 116 comporte ici des joints supplémentaires 146-1 ; 146-2.Ceux-ci sont de construction identique à l'élément d'étanchéité 110 maispeuvent toutefois différer pour ce qui est des matériaux utilisés ou de leurdilatation axiale. Des éléments d'appui supplémentaires 148-1 ; 148-2 ;148-3 sont respectivement amenés entre le premier, le deuxième joint et lesjoints supplémentaires 122 ; 126 ; 146-1 ; 146-2. En l'occurrence, leséléments d'appui supplémentaires 148-2 ; 148-3 sont de constructionidentique à l'élément d'appui 114. À titre d'exemple, l'élément d'appuisupplémentaire 148-1 est réalisé d'un seul tenant avec le carter 104. Il estégalement possible dans quelques exemples de réalisation que l'élémentd'appui 114 soit réalisé d'un seul tenant avec le carter. Des volumessupplémentaires 150-1 ; 150-2 ; 150-3 sont en outre formés par les joints122 ; 126 ; 146-1 ; 146-2, ces volumes étant respectivement placés entreces joints. Le premier joint 122 peut être accroché indépendamment des joints supplémentaires 126 ; 146-1 ; 146-2, permettant ainsi d'éviter uneaccumulation des ajustements d'erreur axiaux pouvant par exempleapparaître du fait des tolérances de fabrication. Le premier joint 122 peutpermettre de réduire la taille de la chambre 102 et ainsi de réduire laquantité de moyen lubrifiant se trouvant à l'intérieur et de retenir le moyenlubrifiant dans la chambre 102.

Le deuxième corps de joint 128 du deuxième joint 126 présente ici unedilatation axiale plus importante que celle des joints supplémentaires 146-1 ;146-2 ou de la structure en corps 130 de l'élément d'étanchéité 110. En casd'entretien ou de remplacement des joints, l'élément d'étanchéité 110 peutpar exemple être échangé avec le deuxième joint 126. L'agencementd'étanchéité 100-3 peut ainsi être repoussé en direction de la chambre 102par rapport au composant 106 (par exemple de quelques mm). Les surfacesde contact entre les lèvres d'étanchéité des joints individuels et la surfaceopposée du composant 106 peuvent ainsi être déplacées ou, en d'autrestermes, utiliser les sections encore inutilisées de la surface opposée commenouvelles surfaces de glissement pour les lèvres d'étanchéité. Ceci permetd'augmenter une durée de fonctionnement de la surface opposée, parexemple de la doubler. L'agencement d'étanchéité 100-3 est réalisé de façon modulaire et lesjoints 110 ; 122 ; 126 ; 146-1 ; 146-2 sont respectivement maintenus parun élément d'appui 114 ; 148-1 ; 148-2 ; 148-3 pouvant réduire ouempêcher les déformations ou le frottement. Les joints 110 ; 122 ; 126 ;146-1 ; 146-2 sont fixés par une plaque de recouvrement 136 et une plaquede recouvrement supplémentaire 152 de construction identique montée surun côté opposé à la plaque de recouvrement 136, par accrochage axial danssa position. Le détouré arrière 138 est biseauté de telle sorte qu'enl'occurrence, l'élément d'étanchéité 110 est comprimé contre le carter. Cecipermet d'améliorer le maintien de l'agencement d'étanchéité 100-3, et cemême en cas d'utilisation de plaques de recouvrement 136 ; 152 segmentées. Les joints 110 ; 122 ; 126 ; 146-1 ; 146-2 appuient en outrerespectivement contre le composant 106 du fait d'une précontrainte du matériau d'étanchéité (interaction entre la lèvre d'étanchéité et la surfaceopposée). Cela permet de n'avoir qu'un frottement ou une usure limités. Leséléments d'appui 114 ; 148-1 ; 148-2 ; 148-3 peuvent respectivementcomporter en option un détouré arrière ou une saillie 156-1 ; 156-2 ; 156-3pouvant s'étendre de façon biseautée ou parallèlement à un axe central del'agencement d'étanchéité 100-3. La saillie 156-1 ; 156-2 ; 156-3 peutservir, de façon comparable au détouré arrière 138, à réaliser unecomplémentarité de forces avec un joint connexe, par pincement dans ladirection radiale. Le joint connexe ainsi serré peut être différent d'un jointdont la lèvre d'étanchéité est connexe à l'élément d'appui 114 ; 148-1 ; 148-2 ; 148-3.

En fonctionnement, l'agencement d'étanchéité 100-3 peut être plongésous l'eau, de sorte que l'élément d'étanchéité 110 soit soumis à unecertaine pression du fait de l'eau. La lèvre d'étanchéité 112 est enl'occurrence comprimée contre la surface opposée, permettant ainsid'accroître les forces de compression ou de frottement. Ceci peut provoquerune usure sous la forme d'une abrasion de la lèvre d'étanchéité 112.L'ampleur de l'usure par unité de temps dépend de la pression. L'élémentd'étanchéité 110 peut en outre entrer au contact de particules agressives ouabrasives dans l'eau (sable, matières en suspension, entre autres). Ceci peutendommager la lèvre d'étanchéité 112, pouvant provoquer une entrée d'eaudans le volume 118. Un capteur, par exemple un capteur d'humidité ou uncapteur de pression, peut être raccordé au volume 118 via l'alésage 120,pouvant indiquer en l'occurrence un défaut d'étanchéité de l'élémentd'étanchéité 110. L'alésage 120 s'étend à travers l'élément d'appui 114 et lecarter 104. À partir de ce point, l'élément d'étanchéité 110 peut possiblement neplus être sollicité en pression mais peut continuer servir de filtre pouvantempêcher l'entrée d'autres particules abrasives. Le joint supplémentaire146-2 peut en outre être placé sous pression, retenir l'eau et de ce faitcommencer à s'user. Étant donné que les particules dans l'eau sontégalement tenues à distance du volume 118 par l'élément d'étanchéité 110, le joint supplémentaire 146-2 peut tenir dans certaines circonstances pluslonguement que l'élément d'étanchéité 110. À vitesse de fonctionnementréduite, il est même possible d'accroître encore une durée de vie du jointsupplémentaire 146-2. En cas d'usure ou de perte d'effet, l'eau peutpénétrer dans le volume 150-1 supplémentaire. Un alésage supplémentaire154 permet de détecter l'entrée d'eau à l'aide d'un capteur d'humidité ou depression supplémentaire. Ceci permet de déterminer lorsque le jointsupplémentaire 146-2 a lâché. De façon correspondante, lorsque le jointsupplémentaire 146-1 a lâché, l'eau peut être empêchée d'entrer dans lachambre 102 du fait du deuxième joint 126. L'entrée d'eau supplémentairepeut également être mesurée à l'aide d'un capteur, rendant possible unemeilleure planification du remplacement des joints par un opérateur.L'agencement d'étanchéité 100-3 peut être librement élargi respectivementen fonction des besoins en ajoutant des éléments d'appui ou des jointssupplémentaires.

Il est possible en option de raccorder des réservoirs de fuite auxvolumes 150-1 ; 150-2 ; 150-3 et 118 à travers les alésages supplémentaires 154-1 ; 154-2 et de ramener l'eau entrante dans l'eaualentour (par exemple la mer, une rivière). Les joints 110 ; 122 ; 126 ; 146-1 et 146-2 ainsi que les éléments d'appui 114 ; 148-1 ; 148-2 et 148-3peuvent être amenés dans le carter 104 depuis un côté ou poussés sur lecomposant 106 à partir duquel la plaque de recouvrement 136 ou 152 estmontée.

Tel qu'évoqué, quelques exemples de réalisation peuvent être utilisésdans le cadre d'applications subaquatiques. Certains exemples de réalisationpeuvent ainsi faire référence à un moyeu de turbine comprenant une tigepermettant de maintenir en rotation une aube de turbine par rapport aumoyeu de turbine ainsi que ledit agencement d'étanchéité 100-1 ; 100-2 ;100-3. La tige peut ici correspondre au composant 106 et être arrêtée parrapport à un environnement. Le carter 104 peut être raccordé à une roue deturbine et peut tourner par rapport à la tige. L'élément d'étanchéité 110 del'agencement d'étanchéité 100-1 ; 100-2 ; 100-3 est étanchéifié en l'occurrence au moyen de la lèvre d'étanchéité 112 au niveau de la tige. Desexemples de réalisation selon l'agencement d'étanchéité 100-1 ; 100-2 ;100-3 permettent en l'occurrence de résister aux forces s'exerçant dans leplan radial sur la tige de l'aube de turbine, par exemple les forcesapparaissant dans les centrales électriques de cours d'eau ou de marées.Dans les turbines subaquatiques ou au-delà d'elles, l'agencementd'étanchéité 100-1 ; 100-2 ; 100-3 comprend par exemple également unpalier de roulement pour raccorder de façon tournante le carter 104 aucomposant 106, celui-ci étant réalisé pour absorber les forces agissant dansle plan radial. Ceci peut être par exemple un roulement cylindrique, unroulement rainuré à billes ou un roulement conique (par exemple avec deuxcorps de rouleau en forme de tronc de cône dans un joint torique afin demettre à disposition une largeur d'appui agrandie).

Des exemples de réalisation permettent de réduire l'encombrement enaméliorant la compatibilité. Les redondances encastrées de joints permettentd'améliorer un effet d'étanchéité. Un remplacement simplifié des joints usésou endommagés est en outre possible. Les durées de fonctionnement del'agencement d'étanchéité peuvent être augmentées en permettantd'échanger les joints les uns avec les autres, ce qui permet d'accroître ladurée de vie de la surface opposée, étant donné que les lèvres d'étanchéitédes joints reposent à un autre endroit après l'échange qu'avant celui-ci. Laconfiguration modulaire permet en outre une extension quelconque dusystème respectivement en fonction d'une exigence d'un opérateur.

Dans les applications à pression ambiante jusqu'à 8 bar, ou même au-delà, il est possible d'améliorer la fiabilité de l'effet d'étanchéité par rapportà l'eau de mer des turbines de marées tant pour les composants statiquesque pour les composants tournants. L'effet d'étanchéité peut éventuellementmême être maintenu en cas de forte sollicitation d'une aube de turbine. Ilest également possible de réaliser une protection par rapport aux sédimentsou aux galets entrants ou aux contaminants sortants par le biais du moyenlubrifiant. Une plaque de recouvrement supplémentaire ou un filtre retenantles particules de plus grande taille peuvent également aider dans ce sens.

Des exemples de réalisation peuvent constituer dans certainescirconstances une solution pour étanchéifier des applications subaquatiquesà un coût réduit. L'utilisation optionnelle de capteurs offre en l'occurrenceune possibilité de détection précoce des fuites et d'amélioration de lasurveillance de l'agencement d'étanchéité. L'utilisation de réservoirs de fuitepermet en outre le cas échéant de résorber les fuites. L'exemple deréalisation permet en outre de remplacer les joints à un coût réduit in situ.Une position de contact des joints avec la surface opposée peut en outre êtremodifiée, ce qui permet en l'occurrence de supprimer un coûtsupplémentaire en terme de composants.

Les exemples de réalisation précédemment décrits illustrent seulementune représentation des principes de la présente invention. On comprendraque l'homme du métier pourra apporter des modifications et des variationsaux agencements et singularités décrits ici. Il est donc entendu que laprésente invention n'est limitée que par le périmètre de protection desrevendications suivantes et pas par les singularités spécifiques présentéesdans la description et les explications des exemples de réalisation présentésdans celle-ci.

Les caractéristiques exposées dans la descriptionprécédente, les revendications suivantes et les figures annexéespeuvent être significatives et être utilisées tant individuellementque suivant une combinaison quelconque pour mettre en œuvreun exemple de réalisation dans ses différentes configurations.

Claims (3)

1. Revendications

   1. Agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) pour étanchéifier unechambre (102) entre un carter (104) et un composant (106) contre un agentfluide (108), comprenant : - un élément d'étanchéité (110) pouvant être relié fixement au carter (104)avec une structure en corps (130) et une lèvre d'étanchéité (112) mobile aumoins dans une direction radiale, la lèvre d'étanchéité (112) étant disposéeselon un certain angle par rapport à la direction radiale ; et - un élément d'appui (114) en appui avec la lèvre d'étanchéité (112), unepression exercée par l'agent fluide (108) sur la lèvre d'étanchéité (112)pouvant être transmise à l'élément d'appui (114) dans la direction radiale ; ledit agencement d'étanchéité comprenant en outre un agencementd'étanchéité supplémentaire (116) sur un côté, opposé à l'élémentd'étanchéité (110), de l'élément d'appui (114), ledit agencementd'étanchéité supplémentaire (116) comprenant un premier joint (122) avecun premier corps de joint (124) et un deuxième joint (126) avec undeuxième corps de joint (128), caractérisé en ce qu'une dilatation axiale du premier corps de joint (124) etune dilatation axiale du deuxième corps de joint (128) différant l'une del'autre et/ou différant d'une dilatation axiale de la structure en corps (130)de l'élément d'étanchéité (110).
2. 2. Agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) selon la revendication1, l'élément d'appui (114) présentant une rigidité supérieure à celle del'élément d'étanchéité (110). 3. Agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) selon l'une quelconquedes revendications précédentes, l'élément d'appui (114) étant réalisé d'unseul tenant avec le carter (104). 4. Agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) selon l'une quelconquedes revendications précédentes, l'élément d'appui (114) s'étendant moins loin dans le plan radial en direction d'un axe de symétrie de l'élémentd'étanchéité (100) que la lèvre d'étanchéité (112).
3. 5. Agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) selon l'une quelconquedes revendications précédentes, l'agencement d'étanchéité supplémentaire(116) et l'élément d'étanchéité (110) délimitant un volume (118) accessiblepar le biais d'un alésage (120) servant à évacuer l'agent se trouvant dans levolume (118). 6. Agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) selon la revendication5, l'alésage s'étendant à travers l'élément d'appui (114) et/ou le carter(104). 7. Agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) selon l'une quelconquedes revendications précédentes, l'agencement d'étanchéité supplémentaire(116) comprenant un premier joint (122) et un deuxième joint (126), lepremier joint (122) comportant une première lèvre d'étanchéité (132) et ledeuxième joint (126) comportant une deuxième lèvre d'étanchéité (134), lapremière et la deuxième lèvre d'étanchéité (132 ; 134) s'écartant l'une del'autre dans des directions opposées dans le plan axial. 8. Agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) selon l'une quelconquedes revendications précédentes, le carter (104) comportant une surfaced'appui (142) s'étendant dans le plan radial avec un détouré arrière (144)pour réaliser une complémentarité de forces avec l'agencement d'étanchéitésupplémentaire (116). 9. Moyeu de turbine, comprenant : - une tige permettant le support en rotation d'une aube de turbine parrapport au moyeu de turbine ; et - un agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'élément d'étanchéité (110) del'agencement d'étanchéité (100-1 ; 100-2 ; 100-3) étant étanchéifié auniveau de la tige au moyen de la lèvre d'étanchéité (112).