L'évolution du joint d'étanchéité à la garniture mécanique :

La roue de la pompe est installée sur l'arbre de la pompe qui traverse le corps de la pompe ou la volute. S'il n'y a pas de joint de pompe, la partie creuse « humide » de l'arbre entrant dans la volute deviendra la source de fuite continue.

Il y a plus de cent ans, la plupart des pompes reposaient sur une garniture pour empêcher les fuites tout en permettant à l'arbre de tourner librement. Ce type de garniture ou de joint de garniture forme initialement une zone à l'intérieur de la pompe, appelée boîte de garniture, qui pousse ou insère la garniture à l'intérieur. Ces pompes de technologie ancienne sont appelées « structures de caisses à garniture ». Il y a 50 ans, cette technologie a été améliorée et le joint d'étanchéité était constitué de plusieurs boucles de fil tissé et de garniture en graphite, qui entouraient l'arbre et se trouvaient dans l'ancienne « boîte d'emballage ». Ces charges sont étroitement pressées par le presse-étoupe pour empêcher l'eau du système de s'écouler hors du corps de la pompe.

En raison du frottement entre la garniture et l'arbre générant une grande quantité de chaleur, le joint de la garniture nécessite beaucoup de lubrification. Cette lubrification est effectuée par l'eau du système, qui s'écoule du côté sortie de la pompe, rince la garniture, puis s'évacue à l'extérieur de la pompe. Cela forme un système « ouvert », c'est-à-dire un système qui utilise et laisse régulièrement échapper de l'eau de chasse. Une fuite d’eau est nécessaire et s’écoule de la pompe à raison d’environ une goutte par seconde. Bien entendu, ces eaux doivent être remplacées par de l’eau supplémentaire, ce qui implique d’introduire davantage d’air dans le système, augmentant ainsi la corrosion.

De plus, le joint d'étanchéité doit être régulièrement ajusté en serrant manuellement le presse-étoupe pour maintenir la bonne quantité de lubrification, ce qui entraîne une usure excessive des composants. Il y a des décennies, ce type de joint était la configuration standard pour la plupart des pompes industrielles, et il est encore utilisé aujourd'hui dans certaines applications industrielles.

De nos jours, les garnitures mécaniques sont devenues la configuration standard pour les pompes CVC . Il n'y a aucun type de fuite dans la garniture mécanique, mais un ressort intégré exerce une pression contre deux surfaces d'étanchéité hautement polies pour sceller la pompe. Même les pompes concurrentes des pompes B&G, dont la conception à volute de pompe à l'ancienne est dotée d'un boîtier de garniture externe, ont été modifiées pour utiliser des garnitures mécaniques. C'est pourquoi il existe aujourd'hui deux types de joints mécaniques de pompe dans les systèmes CVC : l'un conçu pour les pompes plus anciennes avec des conduites de rinçage externes, et l'autre est un joint de rinçage interne conçu pour imiter B&G.

Garnitures mécaniques pour rinçage externe et raisons à éviter :

Le principe de fonctionnement du joint de rinçage externe est similaire à celui des autres garnitures mécaniques, mais son objectif de conception est d'être installé dans l'espace sec du corps de pompe/volute, tout comme l'ancien joint d'étanchéité. . Par conséquent, ils nécessitent une lubrification externe pour éviter la surchauffe provoquée par la friction entre l’arbre et les composants d’étanchéité rotatifs et fixes. Cette lubrification est assurée par des tubes capillaires, qui transportent l'eau de la sortie de la pompe jusqu'à la garniture mécanique, faisant du système un système fermé par rapport aux garnitures d'étanchéité lubrifiées extérieurement. Cette conception présente trois inconvénients.

La première chose à considérer est la taille du pipeline de rinçage. Ces tuyaux sont généralement des tuyaux en cuivre de 1/4 de pouce ou de 3/8 de pouce. Si la qualité de l'eau commence à accumuler des sédiments dans le pipeline ou si le pipeline est endommagé sur place, cela limitera le débit de rinçage. Par rapport au débit prévu par le fabricant, la réduction du débit réduira la durée de vie du joint.

La deuxième question est également liée à la qualité de l’eau. La surface d'étanchéité est une surface hautement polie. Tout sable ou gravier (particules solides) entre les surfaces d'étanchéité peut corroder les surfaces d'étanchéité, provoquant une défaillance prématurée dans les cas légers et des fuites d'étanchéité dans les cas graves.

Le troisième problème est la quantité d’eau nécessaire pour rincer le joint afin de réduire l’accumulation de chaleur causée par la friction. Le débit dépend de la différence de pression entre l'entrée et la sortie, ainsi que de la perte par frottement de la canalisation. La taille de la canalisation et le débit conçus par le fabricant correspondent aux exigences de la pompe. Que se passe-t-il lorsque nous installons un variateur de vitesse sur la pompe ? La pression d'aspiration dans un système fermé reste relativement constante, mais la pression de refoulement diminuera. Le débit varie avec la racine carrée de la différence de pression et le débit de rinçage diminue également en conséquence. Cela ne constitue peut-être pas un problème majeur dans les systèmes à eau réfrigérée, mais cela peut réduire la durée de vie des joints dans les systèmes de chauffage.

La vue en coupe ci-dessous montre ces canalisations situées des deux côtés d'une garniture mécanique externe typique (pompe à double aspiration divisée). Veuillez noter qu'ils entrent directement dans la boîte d'emballage scellée.

Garniture mécanique de rinçage interne et ses avantages

Comme les garnitures mécaniques de rinçage externe, les garnitures mécaniques de rinçage interne peuvent également empêcher l'eau de s'écouler hors du corps de pompe et permettre à l'arbre de la pompe de tourner librement. Cependant, la conception des garnitures mécaniques à rinçage interne est plus complexe et plus fiable.

La garniture mécanique interne est située plus près de la roue de la pompe et sera remplie d'eau lors du démarrage. Par conséquent, ils sont essentiellement immergés dans l’eau du système et exposés à environ 25 % du fluide de la pompe. Ceci est très précieux car : 1) il ne nécessite aucune lubrification externe ni canalisations ; 2) La vitesse d'écoulement de l'eau autour du joint est plus élevée, ce qui peut fournir un meilleur effet de rinçage et prolonger la durée de vie du joint.

Dans le joint de rinçage externe, la canalisation applique directement tout le liquide de rinçage requis au joint à un débit très élevé. Et le joint de chasse d’eau interne est essentiellement immergé dans une baignoire remplie d’eau. Pourquoi cela prolonge-t-il la durée de vie du joint ? Imaginez que vous nettoyez la porcelaine exquise de votre grand-mère dans l'évier et que la qualité de l'eau utilisée pour le nettoyage est très mauvaise - il y a beaucoup de sable dans l'eau. Utiliseriez-vous un pulvérisateur à grande vitesse pour le nettoyer, ou le tremperiez-vous dans un évier et enrouleriez-vous doucement une serviette autour de lui ? Tout comme la porcelaine, le coût de remplacement des garnitures mécaniques centrifuges est également élevé et elles sont souvent exposées à de l'eau contenant une grande quantité de particules.


Bien qu'il existe encore des pompes conçues avec des joints de rinçage externes, nous vous recommandons de spécifier et d'exiger des pompes avec des joints mécaniques de rinçage internes pour les systèmes hydrauliques CVC, qu'elles soient nouvellement installées ou qu'elles remplacent des pompes étanches externes existantes. Les joints de rinçage internes nécessitent moins d'entretien et contribuent à prolonger la durée de vie de la pompe.