Garnitures mécaniques KSB : Le lexique des garnitures mécaniques (2/4)

Garnitures mécaniques

Comment décrire et différencier les garnitures mécaniques ? Découvrez la suite de notre série avec Géraldine Houis pour tout savoir sur le lexique des garnitures mécaniques.

La garniture mécanique assure que le fluide pompé ne puisse pas se retrouver à l´extérieur de la pompe ou seulement dans une proportion très limitée. Ainsi, l´étanchéité se fait entre une partie mobile et une partie fixe qui sont toujours en contact via les faces d´étanchéité.

Une garniture mécanique comprend les composants suivants, quel que soit son type:

  • Faces d´étanchéité :
    • Grain : défini comme étant la face de friction la plus proche des ressorts
    • Contre-grain
  • Joints toriques (O-rings) :
    • Dynamique(s) sur la partie mobile de la garniture fixée à la chemise d´arbre ou à l´arbre
    • Stationnaire(s) sur la partie de la garniture fixée au couvercle
  • Ressort(s)
  • Autres composants et parties métalliques : ici le circlip sert à maintenir la partie dynamique en un seul bloc

Les matériaux des faces d´étanchéité sont sélectionnés en fonction des propriétés du fluide véhiculé, ils sont soit durs (ex : céramique), soit mous (ex : carbone). Il est possible d´avoir les combinaisons suivantes en fonction des produits véhiculés : dur/dur, dur/mou mais jamais mou/mou car l´usure et l´échauffement au niveau des faces entraîneraient une défaillance rapide de la garniture mécanique.

Les types de garnitures mécaniques

Figure 1 : exemples de types de garnitures mécaniques

Il existe de nombreux types de garnitures mécaniques, par exemple, de gauche à droite sur la figure 1: soufflet caoutchouc (rubber below), type de garniture le moins coûteux et le moins complexe, garniture à ressort conique simple (pusher single spring), garniture à ressorts multiples (pusher multiple springs) et soufflet métallique (metal below), type de garniture à coût et complexité de fabrication élevés.

Garnitures mécaniques - figure 2

Figure 2: Conception stationnaire à gauche, conception dynamique à droite. Partie mobile de la garniture en bleu, fixe en orange

Une conception dynamique signifie que le grain est en rotation en même temps que l´arbre tandis qu´une conception stationnaire signifie que le grain est fixé sur le couvercle de pompe. Les ressorts sont donc en dehors du fluide manipulé dans le cas d´une conception stationnaire tandis qu´ils sont directement en contact avec le fluide véhiculé dans le cas d´une conception dynamique. La conception stationnaire permet ainsi de protéger les ressorts qui sont des parties métalliques sensibles et susceptibles de s´encrasser, par exemple si le fluide véhiculé est agressif ou s´il contient des particules/fibres longues.  

Deux designs de garnitures mécaniques peuvent être définis comme suit: une garniture mécanique dite à composants, constituée de plusieurs parties ou une garniture mécanique dite cartouche, qui est une unité prête à être installée, qui n’a pas besoin d’être positionnée axialement sur l’arbre, avec une précharge optimale des ressorts grâce aux dispositifs de montage. KSB propose également des garnitures mécaniques au design modulaire.

Garnitures mécaniques - figure 3 et 4

Figure 3 (à gauche) : Garniture mécanique dite à composants. Figure 4 (à droite) : Garniture mécanique dite cartouche

Ces différents types de garnitures peuvent être installés en tant que garniture simple ou double. Une garniture dite à arrangement simple ne nécessite qu´une seule garniture pour étanchéifier l’arbre tandis qu´une garniture dite à arrangement double, comme son nom l´indique, en nécessite deux. Si le fluide manipulé ne permet pas de fuite vers l’atmosphère (dangerosité, cristallisation, encrassement, etc.), les garnitures mécaniques doubles non pressurisées et pressurisées sont une solution à envisager.

La suite la semaine prochaine avec un article consacré aux les garnitures mécaniques et à l’étanchéité parfaite.