Cloches d’étanchéité pour accouplements magnétiques

Les cloches DST (canister en anglais) assurent l’étanchéité 100% hermétique entre le fluide process et l'environnement extérieur, tout en laissant passer le flux magnétique entre le rotor interne et le rotor externe.

Le choix du matériau est déterminé selon les paramètre de l’application d'accouplement magnétique : pression maximale admissible, tenue en température, compatibilité chimique, pertes par courants de Foucault et encombrement

  • Elles peuvent entrer en application à des températures et pressions élevées, et présentent une résistance chimique exceptionnelle.
  • Certaines cloches sont basées sur des matériaux ne produisant aucune perte par courant de Foucault.

Les constructions ci-dessous (Inox, Hastelloy, titane, PEEK, céramique ou composite CFK/PTFE) constituent des possibilités de réalisations et non une liste exhaustive de matériaux imposés. D’autres alliages, notamment des Inconel, peuvent être étudiés.

Le choix s’oriente régulièrement vers les matériaux déjà utilisés et documentés chez le client, sous réserve de leur aptitude mécanique. La sélection finale tient compte du fluide, du montage et des conditions de service.

Les dimensions d’interface et les possibilités d’exécution spéciale sont examinées pour chaque projet afin d’obtenir la taille d’accouplement la plus économique possible.

Cloche métallique standard

Matériau: Hastelloy (fond et bride 1.4571 / paroi 2.4610)
Pression: Du vide jusque 25 bar selon la taille
Température: -110°C à +450°C
Taille: 27 à 200

Cloche à double paroi

Matériau: Hastelloy (1.4571 / 2.4610)
Pression: Du vide jusque 25 bar selon la taille (exécutions spéciales possibles avec d'autres matériaux permettant d'atteindre 200 bar)
Pression du circuit de chauffage/refroidissement : 8 bar (pression plus élevée possible sur demande)
Température: -110°C à +450°C
Taille: 60 à 200

Cloche en titane

Matériau: 3.7165 (Titane Gr. 5) (exécutions spéciales possibles en Ti 6-2-4-6, Titane Beta-C/Grade 19 et autres nuances de Titane)
Pression: Du vide jusque 320 bar selon la taille (exécutions spéciales possibles)
Température: -196°C à +350°C
Taille: 27 à 200 (solution spéciale jusqu’à 450)

Cloche en PEEK

Matériau: PEEK, renforcé de 30% de fibre de carbon
Pression: Du vide jusque 16 bar (*16 bar à 20°C, 10 bar à 120°C)
Température: -196°C à +120°C
Taille: 75 à 165

Cloche en céramique

Matériau: Zr2Mg0
Pression: Du vide jusque 17 bar
Température: -30°C à +450°C
Taille: 60 à 200

Cloche en CFK/PTFE

Matériau : Fibre de carbone avec doublage en PTFE
Pression: De 2 bar (mini requis) jusque 63 bar (exécutions spéciales possibles)
Température: -20°C à +180°C
Taille: personnalisée

BOROHARDCAN®

Matériau: Borosilicate
Pression: Du vide jusque 16 bar
Température: -196°C à +450°C
Résistance aux chocs thermiques: 100°C Selon AD-2000 feuillet N4, la température nominale de fonctionnement doit être ≤ 300°C
Taille: 27 à 110

Cloche personnalisée

Combinaison de cloche et de support de palier pour entraînements pour agitateurs aériens
Matériau: Différents aciers inoxydables, Hastelloy, titane
Pression: Du vide jusque 700 bar
Température: -269°C à +500°C selon le matériau

Cloche personnalisée

Entraînements pour agitateurs montés sur le fond
Matériau: Différents aciers inoxydables, Hastelloy, titane
Pression : jusqu’à 100 bar
Température : jusqu’à +120 °C

Choisir de la cloche adaptée au fluide process et au montage

La personnalisation ne se limite pas à choisir une matière dans un catalogue.

Elle peut porter sur les interfaces de fixation, la longueur, le diamètre, l’association au support de palier et les dispositions nécessaires au guidage. L’objectif est de tenir compte du procédé et de l’installation existante tout en respectant les exigences de résistance mécanique et de transmission du couple.

Lorsque le client utilise déjà une nuance compatible avec son produit, cette matière peut être examinée en priorité. Dans certains projets, une matière fournie par le client peut également être étudiée. La faisabilité de la fabrication et de la conception doit alors être vérifiée. Cette démarche tient compte des habitudes de production et des matériaux déjà documentés, sans imposer systématiquement une nouvelle référence.
Pour un fluide très spécifique, Suco-VSE France et DST peuvent proposer des matériaux à partir de leur expérience et échanger sur les contraintes d’utilisation. La validation finale de la compatibilité chimique revient au client, qui connaît la composition du produit et les conditions de son procédé.

Les calculs et simulations servent à examiner la résistance mécanique, le couple transmissible, les pertes et les possibilités dimensionnelles. Ils permettent de comparer les configurations utiles au projet.

Options de personnalisation : emplacements de capteurs

Outre les matériaux et encombrement sur-mesure, nous avons également la possibilité des prévoir des provisions pour l’installation de sondes de température, sonde de vibration ou détecteurs de vitesses selon les besoin du client.
Par exemple la vitesse de rotation avec un accouplement magnétique étant synchrone (vitesse d’entrée est égale à la vitesse de sortie) un capteur de vitesse positionné pour contrôler la vitesse de rotation du rotor interne peut permettre la détection d’un problème en cas d’écart important avec la vitesse de rotation du moteur (rotor externe).

Note: DST peut prévoir au niveau du design les emplacements  pour ces moyens de contrôles mais ne les fournit pas.

Définir la solution d’entraînement associée

Pour remplacer une étanchéité existante sur une pompe, une machine hydraulique ou un équipement de transformation du polyuréthane, consulter les kits de conversion vers entrainement magnétique et leurs possibilités d’adaptation au montage.
Pour une cuve équipée d’un montage vertical par le haut ou en fond de cuve, consulter les entraînements magnétiques pour agitateurs. La cloche et son support sont définis avec la configuration d’entraînement.

Questions fréquentes sur les cloches d’étanchéité

Quand choisir une cloche en PEEK plutôt qu’en céramique ?

Une cloche en PEEK est à privilégier lorsque l’application exige une solution compacte, chimiquement résistante, sans pertes par courants de Foucault et limitée à des températures modérées, typiquement jusqu’à +120 °C. Elle convient aux installations où l’on souhaite réduire l’échauffement, éviter un refroidissement additionnel et limiter les contraintes sur les paliers. Une cloche en céramique est plus adaptée lorsque la température est élevée, jusqu’à +450 °C, ou lorsque la stabilité thermique et l’absence de pertes électromagnétiques sont prioritaires. La cloche en PEEK est économiquement plus avantageuse que celle en céramique.

Quelle cloche choisir pour la cryogénie, sous -100 °C ?

Pour les applications cryogéniques, il faut privilégier des cloches métalliques standard jusqu’à −110 °C et des constructions en titane ou en PEEK jusqu’à −196 °C. , selon la pression, le fluide et les contraintes mécaniques. Les cloches personnalisées peuvent descendre jusqu’à -269 °C selon le matériau retenu. Le choix doit toujours être validé par calcul, car la tenue mécanique, l’étanchéité et le comportement du matériau évoluent fortement à basse température.

Quelle cloche choisir pour les fluides ultra-corrosifs, comme le HF ou les acides forts ?

Pour les fluides ultra-corrosifs, le choix de la cloche dépend de la compatibilité chimique exacte du matériau avec le fluide, sa concentration, sa température et sa pression. Les solutions à base de Hastelloy, titane, PEEK, CFK/PTFE ou matériaux spéciaux peuvent être envisagées selon le cas, mais les acides forts comme le HF exigent une validation matière spécifique. Dans ce type d’application, le choix ne doit jamais être générique : il doit être confirmé par étude de compatibilité chimique et par validation technique. (selon les cas de figure, Suco-VSE France peut accompagner le client dans ce prosess, notamment en proposant des matériaux.)

Cloche simple paroi ou double paroi : comment décider ?

Une cloche simple paroi convient lorsque les contraintes de pression, température et échauffement restent compatibles avec le matériau sélectionné. Une cloche double paroi devient pertinente lorsque l’application nécessite un refroidissement, une meilleure maîtrise thermique ou une conception spéciale pour limiter les échauffements liés aux pertes par courants de Foucault, notamment avec des cloches métalliques. La configuration à double paroi peut également être utilisés pour réchauffer un fluide process avant démarrage lorsque celui-ci a une viscosité trop élevée. Le choix dépend donc du couple transmis, de la vitesse, du matériau, de la température admissible et du besoin éventuel de gestion thermique.