FR3151625A1

FR3151625A1 - Pompe à vide et joint d’étanchéité

Info

Publication number: FR3151625A1
Application number: FR2308044A
Authority: FR
Inventors: Éric MANDALLAZ
Original assignee: Pfeiffer Vacuum SAS
Current assignee: Pfeiffer Vacuum SAS
Priority date: 2023-07-26
Filing date: 2023-07-26
Publication date: 2025-01-31
Also published as: WO2025021348A1

Abstract

Pompe à vide (1) comportant un premier joint d’étanchéité (13) comprenant une première et une deuxième parties annulaires d’extrémité (13a) et deux longerons (13b) raccordant les parties annulaires d’extrémité (13a), les longerons (13b) étant intercalés entre deux demi-coquilles (3, 4) de la pompe à vide (1), dans des gorges de joint (16) ménagées au moins dans une des deux demi-coquilles (3, 4), les longerons (13b) présentant en outre un renflement (17) respectif, les renflements (17) présentant au moins un évidement (18) respectif, les renflements (17) épousant une section transversale des gorges de joint (16) autour du au moins un évidement (18). Figure d’abrégé : Figure 1

Description

Pompe à vide et joint d’étanchéité

Domaine technique de l’invention

La présente invention concerne une pompe à vide, en particulier comportant un stator à demi-coquilles complémentaires. L’invention concerne également un joint d’étanchéité pour pompe à vide, en particulier tridimensionnel.

Arrière-plan technique

Les pompes à vide de type sèche comportent un ou plusieurs étages de pompage en série dans lesquels circule un gaz à pomper. On distingue parmi les pompes à vide connues, celles à lobes rotatifs également connues sous le nom « Roots » ou celles à bec, également connues sous le nom « Claw ». Ces pompes à vide sont dites « sèches » car en fonctionnement, les rotors tournent à l’intérieur d’un stator sans aucun contact mécanique entre eux ou avec le stator, ce qui permet de ne pas utiliser d’huile dans les étages de pompage.

Toutefois, dans certaines applications de pompage, telles que dans les procédés de pompage utilisés dans l’industrie du semi-conducteur, des écrans plats (« Flat Panel Display » en anglais), du photovoltaïque et des procédés de revêtement (ou « coating » en anglais), les gaz utilisés peuvent nécessiter le maintien de la pompe à vide à des températures particulièrement élevées, telles que de l’ordre de 200°C. C’est le cas notamment lorsque les gaz employés sont corrosifs comme les gaz employés au cours des phases de nettoyage des chambres de procédés, ou lorsque ces gaz comprennent des vapeurs de résines par exemple. Ces températures élevées associées aux espèces chimiques agressives nécessitent l’emploi de matériaux élastomères de hautes performances de type FKM Haute Température ou encore FFKM Haute Température pour les joints d’étanchéité statique des parties statoriques des pompes. Également, le design du couple joint/gorge de joint doit être conçu de manière à tenir compte des exigences d’étanchéité à froid comme à chaud ainsi que des caractéristiques thermomécaniques intrinsèques de ces élastomères.

Les pompes à vide multiétagées comportant une architecture en tranches, dans lesquelles les stators sont constitués de l’assemblage axial de plusieurs éléments de stator, répondent aisément à cette problématique en utilisant des joints toriques reçus dans des gorges de joint à sections rectangulaires, les joints étant comprimés axialement entre les éléments de stator.

Les pompes à vide multiétagées ayant une architecture en demi-coquille sont quant à elles désavantagées. En effet, cette architecture nécessite l’utilisation soit de pâte d’étanchéité, soit de joints raboutés, soit encore de joints tridimensionnels ou d’une combinaison de ces réalisations.

On connait par exemple du document US6,572,351B2, une structure de pompe à vide ayant un stator en demi-coquilles assemblées selon une surface d'assemblage longitudinale généralement parallèle aux axes des rotors. La pompe à vide comporte un joint d’étanchéité monobloc ayant deux parties annulaires d’extrémité et deux longerons raccordant les parties annulaires d’extrémité et qui leur sont perpendiculaires. Les deux parties annulaires d’extrémité sont parallèles l’une à l’autre et chacune intercalée entre une pièce d’extrémité et les demi-coquilles. Les longerons sont intercalés entre les demi-coquilles. Ce joint d’étanchéité monobloc assure à la fois l’étanchéité entre les demi-coquilles et l’étanchéité entre les demi-coquilles et les pièces rapportées d’extrémité pour isoler les étages de pompage de l’atmosphère extérieure.

Cependant, des fuites de gaz peuvent se propager le long des longerons du joint tridimensionnel et ainsi traverser la pompe à vide depuis les étages haute pression vers les étages basse pression. Ces fuites de gaz peuvent impacter négativement les performances de pompage, que ce soit au niveau de la pression de vide limite atteinte ou de la puissance consommée à cette pression de vide limite.

Un but de la présente invention est de résoudre au moins partiellement un des inconvénients précités, notamment en améliorant l’étanchéité des pièces de stator des pompes à vide de structure en demi-coquilles.

A cet effet, l’invention a pour objet une pompe à vide comportant :
- un stator comportant au moins une première et une deuxième demi-coquilles complémentaires et une première et une deuxième pièces d’extrémité, les demi-coquilles et les pièces d’extrémité s’assemblant entre elles pour former au moins une chambre de pompage d’un étage de pompage,
- deux arbres de rotors configurés pour tourner dans la au moins une chambre de pompage,
- un premier joint d’étanchéité comprenant :
- une première et une deuxième parties annulaires d’extrémité intercalées entre une pièce d’extrémité respective et les demi-coquilles, et
- deux longerons raccordant les parties annulaires d’extrémité, les longerons étant intercalés entre les demi-coquilles dans des gorges de joint ménagées au moins dans une des deux demi-coquilles,
caractérisée en ce que les longerons présentent en outre un renflement respectif, les renflements présentant au moins un évidement respectif, les renflements épousant une section transversale des gorges de joint autour du au moins un évidement.

Les renflements formés dans chaque longeron du joint d’étanchéité tridimensionnel remplissant localement les gorges de joint permettent de bloquer les éventuelles fuites de gaz pouvant survenir le long des gorges de joint des demi-coquilles en cassant la propagation de ce flux de fuite longitudinal. Le au moins un évidement allège les contraintes mécaniques pouvant s’exercer sur les renflements du fait des fortes différences de dilatation thermique entre les matériaux élastomères de hautes performances haute température et les matériaux métalliques des demi-coquilles, en autorisant une déformation des bords du renflement dans l’évidement, notamment lorsque la pompe à vide est chauffée à haute température. Cela permet une mise en compression du renflement homogène et respectueuse des caractéristiques thermomécaniques du joint d’étanchéité.

La pompe à vide peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui sont décrites ci-après, prise seule ou en combinaison.

Au moins un évidement peut être ménagé dans une face plane de chaque renflement faisant face à l’autre demi-coquille.

Deux évidements peuvent être respectivement ménagés dans des faces planes opposées de chaque renflement.

L’au moins un évidement peut présenter une section de forme oblongue.

On prévoit par exemple qu’une première section transversale du renflement au niveau du au moins un évidement soit inférieure ou égale à 90% d’une deuxième section transversale du renflement hors du au moins un renflement.

On prévoit par exemple qu’une première section transversale du renflement au niveau du au moins un évidement soit supérieure ou égale à 85% d’une deuxième section transversale du renflement hors du au moins un renflement.

Les gorges de joint peuvent présenter une section transversale rectangulaire et les renflements présenter une forme complémentaire s’inscrivant dans un pavé.

Les longerons peuvent présenter des portions transitoires de part et d’autre du au moins un renflement, ces portions transitoires étant intercalées entre d’une part, des brins cylindriques des longerons et d’autre part, les renflements. Les portions transitoires présentent une section transversale croissante, allant en augmentant depuis la section du brin cylindrique à la section du renflement.

La pompe à vide peut comporter au moins un deuxième joint d’étanchéité de forme similaire au premier joint d’étanchéité, le au moins un premier et deuxième joints d’étanchéité formant au moins deux barrières d’étanchéité successives pour les gaz.

Le premier joint d’étanchéité et/ou le deuxième joint d’étanchéité est par exemple réalisé en matériau fluoroélastomère ou perfluoroélastomère présentant une résistance à haute température, notamment supérieure à 150°C.

La pompe à vide peut comporter un dispositif de chauffage configuré pour chauffer le stator à une température supérieure à 150°C.

Les demi-coquilles du stator peuvent former au moins deux étages de pompage montés en série entre un orifice d’aspiration et un orifice de refoulement de la pompe à vide.

L’invention a aussi pour objet un joint d’étanchéité pour pompe à vide telle que décrite précédemment, comportant un stator comportant au moins une première et une deuxième demi-coquilles complémentaires et une première et une deuxième pièce d’extrémité, les demi-coquilles et les pièces d’extrémité s’assemblant entre elles pour former au moins une chambre de pompage d’un étage de pompage et deux arbres de rotors configurés pour tourner dans la au moins une chambre de pompage, le joint d’étanchéité comprenant :
- une première et une deuxième parties annulaires d’extrémité intercalées entre une pièce d’extrémité respective et les demi-coquilles, et
- deux longerons raccordant les parties annulaires d’extrémité, les longerons étant intercalés entre les demi-coquilles dans des gorges de joint ménagées au moins dans une des deux demi-coquilles,
caractérisée en ce que les longerons présentent en outre un renflement respectif, les renflements présentant au moins un évidement respectif, les renflements épousant une section transversale des gorges de joint autour du au moins un évidement.

Brève description des figures

D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l’invention, mais nullement limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels :

La est une vue schématique en éclaté d’éléments d’un exemple de pompe à vide.

La est une vue agrandie partielle des joints d’étanchéité assemblés dans une demi-coquille de la pompe à vide de la , au niveau de la surface d’assemblage.

La est une vue en coupe transversale des éléments de la au niveau des évidements des longerons des joints d’étanchéité.

La est une vue en perspective d’un renflement d’un longeron de joint d’étanchéité de la pompe à vide et de portions transitoires de part et d’autre du renflement.

La montre une première section transversale A-A et une deuxième section transversale B-B d’un joint d’étanchéité et une vue partielle de dessus du renflement de la sur lequel sont localisées les sections transversales A-A et B-B.

Sur ces figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes numéros de référence.

Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l’invention sont représentés.

Description détaillée

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations, sans s’écarter de la portée de l’invention, telle que définie par les revendications.

On définit par pompe à vide primaire, une pompe à vide volumétrique, qui est configurée pour, à l’aide de deux arbres de rotors, aspirer, transférer, puis refouler le gaz à pomper à la pression atmosphérique. Les arbres de rotor sont entrainés en rotation par un moteur de la pompe à vide primaire. Une pompe à vide primaire peut être mise en route depuis la pression atmosphérique.

On définit par pompe à vide de type Roots ou compresseur Roots (également appelé « Roots Blower » en anglais), une pompe à vide volumétrique configurée pour, à l’aide de rotors de type Roots, aspirer, transférer puis refouler le gaz à pomper. La pompe à vide de type Roots est montée en amont et en série d’une pompe à vide primaire. Les rotors sont portés par deux arbres entrainés en rotation par un moteur de la pompe à vide de type Roots. La pompe à vide Roots comporte d’un à trois étages de pompage.

On entend par « en amont », un élément qui est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du gaz à pomper. A contrario, on entend par « en aval », un élément placé après un autre par rapport au sens de circulation du gaz à pomper.

On définit la direction axiale comme la direction longitudinale de la pompe dans laquelle s’étendent les axes des arbres de rotor. La direction transversale est la direction perpendiculaire à la direction axiale. Le plan transversal est un plan perpendiculaire au plan longitudinal (ici généralement un plan horizontal).

La montre des éléments d’un exemple de pompe à vide 1 dite sèche.

La pompe à vide 1 comporte un stator 2 comportant au moins une première et une deuxième demi-coquilles 3, 4 complémentaires et une première et une deuxième pièces d’extrémité 5, 6. Les demi-coquilles 3, 4 et les pièces d’extrémité 5, 6, s’assemblent entre elles pour former au moins une chambre de pompage d’un étage de pompage T1-T6.

Les demi-coquilles 3, 4 du stator 2 forment par exemple au moins deux étages de pompage T1-T6 montés en série entre un orifice d’aspiration 7 et un orifice de refoulement 8 de la pompe à vide 1, tel qu’entre deux et dix étages de pompage (six dans l’exemple illustratif sur la ). La pompe à vide 1 peut être une pompe à vide primaire ( ) ou une pompe à vide de type Roots.

La pompe à vide 1 comporte également deux arbres de rotors (non représentés) configurés pour tourner dans la au moins une chambre de pompage de sorte que les rotors entrainent un gaz à pomper entre l’orifice d’aspiration 7 et l’orifice de refoulement 8.

Les rotors présentent par exemple des lobes de profils identiques, par exemple de type « Roots » ou de type « Claw » ou d’un autre principe similaire de pompe à vide volumétrique. Les arbres portant les rotors sont entrainés par un moteur (non représenté) situé par exemple à une extrémité de la pompe à vide 1.

Chaque chambre de pompage reçoit deux rotors conjugués, les chambres de pompage comprenant une entrée et une sortie respectives. Lors de la rotation, le gaz aspiré depuis l’entrée est emprisonné dans le volume engendré par les rotors et le stator 2, puis est entraîné par les rotors vers l’étage suivant.

Les étages de pompage successifs T1-T6 sont raccordés en série les uns à la suite des autres par des canaux inter-étages 9 respectifs raccordant la sortie de l'étage de pompage qui précède à l'entrée de l'étage de pompage qui suit. L’entrée du premier étage de pompage T1 communique avec l’orifice d’aspiration 7. La sortie du dernier étage de pompage communique avec l’orifice de refoulement 8. Les dimensions axiales des rotors et des chambres de pompage (et donc les débits engendrés), sont par exemple égales ou décroissantes avec les étages de pompage. L’étage de pompage T1 situé du côté de l’orifice d’aspiration 7 reçoit les rotors de plus grande dimension axiale et présente le plus grand débit engendré.

Ces pompes à vide sont dites « sèches » car en fonctionnement, les rotors tournent à l’intérieur du stator 2 sans aucun contact mécanique entre eux ou avec le stator 2, ce qui permet de ne pas utiliser d’huile dans les étages de pompage.

La pompe à vide 1 peut comporter un dispositif de chauffage 11 configuré pour chauffer le stator 2 à une température supérieure à 150°C.

Les demi-coquilles 3, 4 s’assemblent entre elles selon une surface d’assemblage 10. La au moins une chambre de compression et les canaux de transfert 9 le cas échéant, sont en partie formés dans la première demi-coquille 3 et en partie dans la deuxième demi-coquille 4.

La surface d’assemblage 10 est par exemple une surface d’assemblage plane, passant par exemple par un plan médian de la pompe à vide 1. La surface d’assemblage 10 plane contient par exemple les axes des arbres de rotors.

Une première extrémité des demi-coquilles 3, 4 est fermée par la première pièce d’extrémité 5 et une deuxième extrémité des demi-coquilles 3, 4 est fermée par la deuxième pièce d’extrémité 6. Des orifices sont bien sûr ménagés dans les parois transversales des demi-coquilles 3, 4 séparant les chambres de pompage le cas échéant, et dans les pièces d’extrémités 5, 6 pour le passage des arbres de rotors.

Les demi-coquilles 3, 4 et les pièces d’extrémité 5, 6 s’assemblent entre elles, par exemple par l’assemblage complémentaire de nez 12 portés par les pièces d’extrémité 5, 6 et d’évidements ménagés aux extrémités des demi-coquilles 3, 4. Le nez 12 fait saillie dans la direction axiale. Il présente par exemple une forme transversale oblongue, par exemple pleine. Les évidements sont ménagés par exemple dans la chambre de pompage du premier étage de pompage T1 et dans la chambre de pompage du dernier étage de pompage.

La pompe à vide 1 comporte en outre un premier joint d’étanchéité 13. Ce joint 13 est tridimensionnel et peut être d’une seule pièce, c’est-à-dire monobloc, ou rabouté, c’est-à-dire formé par la mise bout à bout de plusieurs parties élastiques de joint d’étanchéité.

Le premier joint d’étanchéité 13 comprend une première et une deuxième parties annulaires d’extrémité 13a intercalées entre une pièce d’extrémité 5, 6 respective et les demi-coquilles 3, 4. Le premier joint d’étanchéité 13 comprend également deux longerons 13b raccordant les parties annulaires d’extrémité 13a, les longerons 13b étant intercalés entre les demi-coquilles 3, 4.

Le premier joint d’étanchéité 13 est élastique. Il est par exemple obtenu par moulage par presse ou par injection. Le premier joint d’étanchéité 13 est par exemple réalisé en matériau fluoroélastomère (FKM) ou perfluoroélastomère (FFKM) présentant une résistance à haute température, notamment supérieure à 150°C.

Au moins une gorge annulaire peut être ménagée dans au moins un nez 12 et/ou dans au moins un évidement pour recevoir une partie annulaire d’extrémité 13a d’un joint d’étanchéité 13.

Les longerons 13b sont intercalés entre les demi-coquilles 3, 4 dans des gorges de joint 16 ménagées dans la surface d’assemblage 10 d’au moins une des deux demi-coquilles 3, 4, par exemple dans une demi-coquille 3, ici celle du bas. Il y a par exemple deux gorges de joint 16 ménagées dans la surface d’assemblage 10 de la première demi-coquille 3 de part et d’autre de la au moins une chambre de pompage pour recevoir un longeron 13b respectif du premier joint d’étanchéité 13.

Le premier joint d’étanchéité 13 (les brins des longerons 13b et les parties annulaires d’extrémité 13a) présente par exemple une section sensiblement circulaire à l’état non comprimé.

Mieux visible sur la vue agrandie de la , les longerons 13b présentent en outre un renflement 17 respectif, les renflements 17 présentant au moins un évidement 18 respectif. Les renflements 17 épousent la section transversale des gorges de joint 16 autour du au moins un évidement 18, en particulier à froid, c’est-à-dire alors même que la température du stator 2 est inférieure à 150°C. Le joint d’étanchéité 13 dépasse en outre des gorges de joint 16 à froid et à l’état non comprimé.

Les renflements 17 formés dans chaque longeron 13b du joint d’étanchéité 13 tridimensionnel remplissant localement les gorges de joint 16 permettent de bloquer les éventuelles fuites de gaz pouvant survenir le long des gorges de joint 16 des demi-coquilles 3, 4 en cassant la propagation de ce flux de fuite longitudinal.

Du fait que les renflements 17 remplissent les gorges de joint 16 à froid, le matériau élastomère du joint d’étanchéité 13 subit des contraintes mécaniques importantes à chaud. Cet effet peut être exacerbé dans certaines applications de pompage où les gaz utilisés peuvent nécessiter le maintien de la pompe à vide 1 à des températures particulièrement élevées, telles que de l’ordre de 200°C. Ces températures élevées associées aux espèces chimiques agressives nécessitent l’emploi de matériaux élastomères de hautes performances de types FKM haute température ou encore FFKM haute température pour les joints d’étanchéité et on constate que les coefficients de dilatation sont très différents entre ces matériaux et les matériaux métalliques des demi-coquilles 3, 4. Ceci peut conduire au dépassement local des caractéristiques mécaniques du matériau élastomère au niveau des renflements 17 sous contrainte et donc à la dégradation irréversible du joint 13 et, in fine, à la création d’un important fluage pouvant conduire à la perte de l’étanchéité associée au retour à froid de la pompe à vide 1, pouvant survenir par exemple pour une maintenance ou lors d’une phase d’attente de la pompe à vide 1.

Le au moins un évidement 18 permet d’éviter cela en autorisant une déformation des bords du renflement 17 dans l’évidement 18, la matière se déformant où il y a le moins de résistance donc vers l’intérieur de l’évidement 18 notamment lorsque la pompe à vide 1 est chauffée à haute température. Cela permet une mise en compression du renflement 17 homogène et respectueuse des caractéristiques thermomécaniques du joint d’étanchéité 13.

Selon un exemple de réalisation, les gorges de joint 16 présentent une section transversale rectangulaire et les renflements 17 présentent une forme complémentaire s’inscrivant dans un pavé. La longueur du renflement 17 (dans la direction longitudinale de la gorge de joint 16) est par exemple comprise entre 10mm et 14mm.

Les renflements 17 sont par exemple localisés au milieu des longerons 13b, ce qui correspond dans l’exemple au niveau d’une paroi transversale du stator 2 intercalée entre le troisième et le deuxième étage de pompage T2, T3 ( ).

Au moins un évidement 18 est par exemple ménagé dans une face plane de chaque renflement 17, faisant face à l’autre demi-coquille 4 ( ). Les gorges de joint 16 sont par exemple ménagées dans une première demi-coquille 3 et les évidements 18 sont ménagés dans les faces planes des renflements 17 faisant face à la deuxième demi-coquille 4.

L’évidement 18 est par exemple ménagé au centre de la face plane du renflement 17.

Deux évidements 18 peuvent être respectivement ménagés dans des faces opposées de chaque renflement 17 (figures 3 et 5). Les évidements 18 peuvent être identiques (formes et volumes). Ces deux évidements 18 sont par exemple ménagés en haut et en bas, c’est-à-dire l’un faisant face à l’autre demi-coquille 4, l’autre évidement 18 étant ménagé dans une face plane opposée du renflement 17.

Les évidements 18 peuvent s’étendre dans une direction parallèle à celle des gorges de joint 16 et celle dans laquelle s’étendent les renflements 17.

Les évidements 18 présentent par exemple une section longitudinale (ou horizontale, c’est-à-dire dans un plan parallèle à la surface d’assemblage 10) de forme oblongue ou autrement dit, présentant une forme plus longue que large et dont les angles sont arrondis.

Ainsi, la dilatation thermique va augmenter les dimensions latérales du renflement 17, ce dernier pouvant se déformer vers l’intérieur du fait des évidements 18 centraux.

La montre une première et une deuxième sections transversales B-B, A-A du renflement 17 décalées longitudinalement le long du renflement 17.

La première section transversale B-B correspond aux zones du renflement 17 présentant au moins un évidement 18, ici deux.

La deuxième section transversale A-A correspond aux zones du renflement 17 épousant la section transversale des gorges de joint 16.

Le renflement 17 présente par exemple une épaisseur sans évidement de part et d’autre du au moins un évidement 18 (deuxième section transversale A-A), d’au moins 2mm.

On prévoit par exemple que la première section transversale B-B du renflement 17 au niveau du au moins un évidement 18 soit inférieure ou égale à 90% de la deuxième section transversale A-A du renflement 17 hors du au moins un renflement 18.

On prévoit par exemple que la première section transversale B-B du renflement 17 au niveau du au moins un évidement 18 soit supérieure ou égale à 85% de la deuxième section transversale A-A du renflement 17 hors du au moins un renflement 18.

Ces rapports de surface permettent de favoriser la déformation élastique du renflement 17 en évitant sa déformation plastique.

Selon un exemple de réalisation, l’aire de la première section transversale B-B est comprise entre 8mm²et 11mm²et l’aire de la deuxième section transversale A-A est comprise entre 9mm²et 13mm². La différence des sections est par exemple comprise entre 0,5mm²et 3mm².

Comme on peut le voir sur les figures 2 et 4, on peut en outre prévoir que les longerons 13b présentent des portions transitoires 19 de part et d’autre de chaque renflement 17, ces portions transitoires 19 étant intercalées entre d’une part, les brins cylindriques des longerons 13b et d’autre part, les renflements 17. Les portions transitoires 19 présentent une section transversale respective évolutive. La section transversale des portions transitoires 19 est croissante, elle va en augmentant progressivement depuis la section du brin cylindrique à la section du renflement 17. Ces portions transitoires 19 permettent une graduation de la contrainte mécanique s’exerçant sur les renflements 17, ce qui permet d’éviter la formation de zones de faiblesse.

La pompe à vide 1 peut en outre comporter deux joints d’étanchéité 13, 20 (figures 1, 2 et 3), le deuxième joint d’étanchéité 20 présentant une forme similaire au premier joint d’étanchéité 13.

Comme le premier joint d’étanchéité 13, le deuxième joint d’étanchéité 20 est tridimensionnel et peut être d’une seule pièce, c’est-à-dire monobloc, ou rabouté. Il comprend une première et une deuxième parties annulaires d’extrémité 20a intercalées entre une pièce d’extrémité 5, 6 respective et les demi-coquilles 3, 4. Le deuxième joint d’étanchéité 20 comprend également deux longerons 20b raccordant les parties annulaires d’extrémité 20a, les longerons 20b étant intercalés entre les demi-coquilles 3, 4.

Comme le premier joint d’étanchéité 13, les longerons 20b du deuxième joint d’étanchéité 20 peuvent présenter un renflement 17 respectif, les renflements 17 présentant au moins un évidement 18 respectif, les renflements 17 épousant la section transversale des gorges de joint 16 autour du au moins un évidement 18.

Toutes les caractéristiques des renflements 17 et des évidements 18 du deuxième joint d’étanchéité 20 peuvent être les mêmes que celles du premier joint d’étanchéité 13.

Le premier joint d’étanchéité 13 et le deuxième joint d’étanchéité 20 sont agencés de sorte que le premier et le au moins un deuxième joint d’étanchéité 13, 20 forment au moins deux barrières d’étanchéité successives pour les gaz.

Les parties annulaires d’extrémité 13a, 20a sont parallèles les unes aux autres et perpendiculaires aux longerons 13b, 20b.

La multiplication des barrières d’étanchéité permet d’assurer une bonne étanchéité aussi bien depuis l’extérieur vers l’intérieur qu’inversement et permet l’utilisation de différents matériaux pouvant offrir des performances de résistance aux gaz corrosifs et/ou thermiques décroissantes avec l’éloignement des chambres de pompage. En effet, on peut prévoir que le au moins un premier joint d’étanchéité 13 à l’intérieur soit formé d’un matériau plus résistant, notamment à la corrosion, à l’abrasion et/ou aux températures élevées, que le matériau du deuxième joint d’étanchéité 20. Le matériau du deuxième joint d’étanchéité 20 peut ainsi être plus économique que le matériau du premier joint d’étanchéité interne 13 tout en étant acceptable en termes de sécurité. Le deuxième joint d’étanchéité 20 est par exemple en matériau élastomère fluoré (FKM) et le premier joint d’étanchéité 13 est par exemple en matériau perfluoroélastomère (FFKM).

Bien que les figures illustrent une pompe à vide 1 pour laquelle les pièces d’extrémité sont munies de nez 12 et les demi-coquilles 3, 4 d’évidements complémentaires, l’invention s’applique également à une pompe à vide sans nez ni évidements. Le ou les joint(s) d’étanchéité 13, 20 sont alors comprimés entre les faces des pièces d’extrémité et les faces transversales des extrémités des demi-coquilles 3.

Claims

Pompe à vide (1) comportant :
- un stator (2) comportant au moins une première et une deuxième demi-coquilles (3, 4) complémentaires et une première et une deuxième pièces d’extrémité (5, 6), les demi-coquilles (3, 4) et les pièces d’extrémité (5, 6) s’assemblant entre elles pour former au moins une chambre de pompage d’un étage de pompage (T1-T6),
- deux arbres de rotors configurés pour tourner dans la au moins une chambre de pompage,
- un premier joint d’étanchéité (13) comprenant :
- une première et une deuxième parties annulaires d’extrémité (13a) intercalées entre une pièce d’extrémité (5, 6) respective et les demi-coquilles (3, 4), et
- deux longerons (13b) raccordant les parties annulaires d’extrémité (13a), les longerons (13b) étant intercalés entre les demi-coquilles (3, 4) dans des gorges de joint (16) ménagées au moins dans une des deux demi-coquilles (3, 4),
caractérisée en ce que les longerons (13b) présentent en outre un renflement (17) respectif, les renflements (17) présentant au moins un évidement (18) respectif, les renflements (17) épousant une section transversale des gorges de joint (16) autour du au moins un évidement (18).
Pompe à vide (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’au moins un évidement (18) est ménagé dans une face plane de chaque renflement (17) faisant face à l’autre demi-coquille (4).
Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que deux évidements (18) sont respectivement ménagés dans des faces planes opposées de chaque renflement (17).
Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’au moins un évidement (18) présente une section de forme oblongue.
Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’une première section transversale (B-B) du renflement (17) au niveau du au moins un évidement (18) est inférieure ou égale à 90% d’une deuxième section transversale (A-A) du renflement (17) hors du au moins un renflement (18).
Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’une première section transversale (B-B) du renflement (17) au niveau du au moins un évidement (18) est supérieure ou égale à 85% d’une deuxième section transversale (A-A) du renflement (17) hors du au moins un renflement (18).
Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les gorges de joint (16) présentent une section transversale rectangulaire et les renflements (17) présentent une forme complémentaire s’inscrivant dans un pavé.
Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un deuxième joint d’étanchéité (20) de forme similaire au premier joint d’étanchéité (13), le au moins un premier et deuxième joints d’étanchéité (13, 20) formant au moins deux barrières d’étanchéité successives pour les gaz.
Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier joint d’étanchéité (13) et/ou le deuxième joint d’étanchéité (20), est réalisé en matériau fluoroélastomère ou perfluoroélastomère présentant une résistance à haute température, notamment supérieure à 150°C.
Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de chauffage (11) configuré pour chauffer le stator (2) à une température supérieure à 150°C.
Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les demi-coquilles (3, 4) du stator (2) forment au moins deux étages de pompage (T1-T6) montés en série entre un orifice d’aspiration (7) et un orifice de refoulement (8) de la pompe à vide (1).
Joint d’étanchéité (13, 20) pour pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, comportant un stator (2) comportant au moins une première et une deuxième demi-coquilles (3, 4) complémentaires et une première et une deuxième pièce d’extrémité (5, 6), les demi-coquilles (3, 4) et les pièces d’extrémité (5, 6) s’assemblant entre elles pour former au moins une chambre de pompage d’un étage de pompage (T1-T6) et deux arbres de rotors configurés pour tourner dans la au moins une chambre de pompage, le joint d’étanchéité (13, 20) comprenant :
- une première et une deuxième parties annulaires d’extrémité (13a, 20a) intercalées entre une pièce d’extrémité (5, 6) respective et les demi-coquilles (3, 4), et
- deux longerons (13b, 20b) raccordant les parties annulaires d’extrémité (13a, 20a), les longerons (13b, 20b) étant intercalés entre les demi-coquilles (3, 4) dans des gorges de joint (16) ménagées au moins dans une des deux demi-coquilles (3, 4),
caractérisée en ce que les longerons (13b, 20b) présentent en outre un renflement (17) respectif, les renflements (17) présentant au moins un évidement (18) respectif, les renflements (17) épousant une section transversale des gorges de joint (16) autour du au moins un évidement (18).