Qu’est-ce qu’une presse-étoupe ?
Les presse-étoupes sont des composants d’étanchéité qui s’enroulent autour de la surface extérieure des arbres rotatifs ou alternatifs pour assurer l’étanchéité à l’intérieur et à l’extérieur des machines et des équipements.
Elles sont utilisées pour étancher les pénétrations d’arbres dans les machines et les équipements.
Il convient de noter que les presse-étoupes ne sont pas totalement étanches à l’arbre et qu’elles sont sujettes à certaines fuites. Toutefois, dans les pompes, par exemple, des fuites entre l’arbre et la presse-étoupe peuvent être nécessaires pour lubrifier et refroidir le presse-étoupe.
Principe de la presse-étoupe
Selon le principe de la presse-étoupe, la surface intérieure de la garniture de presse-étoupe (côté arbre) adhère à la surface extérieure de l’arbre et la surface extérieure de la garniture de presse-étoupe (côté carter) adhère à la surface intérieure du presse-étoupe, comblant ainsi l’espace entre les deux et empêchant la fuite de fluide par la pression de la surface de contact.
La pression superficielle décrite ci-dessus est générée lorsque le presse-étoupe (support de garniture) est pressé contre les presse-étoupes en serrant l’écrou, ce qui provoque l’expansion des presse-étoupes dans les directions radiales intérieure et extérieure. Plus l’écrou est serré fortement, plus la pression de surface est élevée.
Si l’écrou est serré trop fort, la résistance au frottement due à l’adhérence devient trop élevée et une charge importante est placée sur l’arbre en rotation ou en va-et-vient. Il faut être prudent car cela peut perturber le fonctionnement de l’équipement. Toutefois, si l’étanchéité est trop faible, le fluide est plus susceptible de fuir.
Il existe trois types de fuites de presse-étoupes :
- Fuite tangentielle fuite circulant entre le côté du diamètre intérieur de la presse-étoupe et le côté du diamètre extérieur de l’arbre.
- Fuite arrière fuite entre le côté du diamètre extérieur de la presse-étoupe et le côté du diamètre intérieur de la boîte à moufles.
- Fuite par pénétration fuite à l’intérieur de la presse-étoupe, principalement par les interstices de la tresse de la garniture.
Utilisations des presse-étoupes
Les presse-étoupes sont utilisées dans les machines et équipements rotatifs ou alternatifs dont l’arbre fait saillie à l’extérieur d’un boîtier ou d’une enveloppe. Elles empêchent les fluides huileux, les gaz et autres gaz présents à l’intérieur de la machine ou de l’équipement de fuir vers l’extérieur.
Insérer la presse-étoupe dans le carter ou le boîtier (la boîte contenant la garniture) de manière à ce qu’elle entoure la circonférence extérieure de l’arbre au niveau de la pénétration de l’arbre. Presser les presse-étoupes en place en serrant l’écrou du presse-étoupe (la partie qui maintient et serre la garniture) afin d’obtenir un ajustement plus serré de la surface intérieure des presse-étoupes contre la surface extérieure de l’arbre.
Types de presse-étoupes
Les presse-étoupes se caractérisent par leur coût relativement faible en tant que joints d’arbre et par leur simplicité de construction par rapport aux garnitures mécaniques. Chaque type a ses propres caractéristiques, et comme la méthode d’utilisation et l’environnement de fonctionnement diffèrent, il est important de vérifier le catalogue, les spécifications et les instructions d’utilisation du fabricant avant de faire un choix.
Les presse-étoupes (autres que les presse-étoupes laminées) couramment disponibles sur le marché se présentent sous la forme d’une ficelle enroulée en hélice. Elles sont donc coupées à la longueur requise et insérées en fonction des dimensions de l’arbre et du presse-étoupe. Outre la découpe et l’utilisation de la garniture en corde, celle-ci peut également être produite sous forme d’anneau préformé en fonction des dimensions de l’arbre et du presse-étoupe.
L’utilisation de produits moulés améliore la maniabilité et les propriétés d’étanchéité de l’insertion de la garniture. La garniture en amiante (matériau d’étanchéité contenant de l’amiante) était auparavant souvent utilisée comme matériau pour les garnitures de presse-étoupe. Toutefois, l’amiante (asbeste) étant dangereux pour la santé lorsqu’il est inhalé, l’utilisation de garnitures en amiante est désormais interdite en vertu de la loi sur la santé et la sécurité au travail, à quelques exceptions près.
Autres informations sur les presse-étoupes
1. Nombre de presse-étoupes utilisées
En règle générale, les presse-étoupes ne sont pas utilisées seules, mais en plusieurs couches. De plus, comme le montre le diagramme ci-dessus, il est possible d’obtenir une meilleure étanchéité en utilisant plusieurs anneaux d’étanchéité (garnitures d’étanchéité) en combinaison avec des anneaux de tête (garnitures anti-débordement).
Le nombre de presse-étoupes (étapes), le matériau de la garniture et la pression du fluide à étancher dépendent des spécifications du produit et des manuels d’instructions du fabricant de la garniture.
2. Direction du mouvement des presse-étoupes et de l’arbre
Les presse-étoupes sont utilisés dans les utilisations suivantes, selon le sens du mouvement de l’arbre
Les presse-étoupes sont principalement utilisés pour l’étanchéité des arbres de pompes et de soufflantes.
Utilisés comme joints d’arbre pour les tiges de vannes, par exemple dans les vannes.
En plus de ce qui précède, ils sont également utilisés dans les joints d’arbre de diverses machines rotatives et machines à arbres alternatifs. Ils assurent l’étanchéité des liquides, des gaz et des poudres et contribuent à garantir le fonctionnement normal des machines et des équipements.
3. Combinaison de presse-étoupes
Les presse-étoupes pour pompes se composent de trois anneaux de garniture tressée et d’un anneau lanterne. Ces anneaux lanternes sont utilisés pour les raisons suivantes :
- Refroidissement et lubrification de l’arbre.
- Prévenir l’usure en expulsant le sable et les autres contaminants des presse-étoupes lorsqu’ils sont mélangés au fluide.
Empêcher l’air d’être aspiré par les presse-étoupes lorsque la pression du fluide tombe en dessous de la pression atmosphérique.
Les presse-étoupes sont sujettes à quelques fuites. Si elles sont utilisées pour sceller des machines, des équipements ou des matières dangereuses avec encore moins de fuites, un dispositif de scellement d’arbre tel qu’une garniture mécanique est utilisé.
4. Entretien des presse-étoupes
Les presse-étoupes peuvent s’user et perdre leur garniture au cours du fonctionnement à long terme de l’équipement, ce qui entraîne des fuites. Dans ce cas, il convient de resserrer l’écrou ou de remplacer les presse-étoupes. De plus, une fois qu’un chemin de fuite a été créé le long de l’arbre, il est difficile d’éliminer la fuite, même en resserrant l’écrou, de sorte que le remplacement est également nécessaire dans de tels cas.