BE441955A - - Google Patents

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BE441955A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/04Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
    • F01D5/041Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the Ljungström type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description


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  "Disque à aubes soumis à pression unilatérale pour machines        rottives   à admission radiale, particulièrement turbines à vapeur". 



   Le développement des machines rotatives à admission   radiale   pour lequel on choisira dans l'exposé ci-après la turbine radiale à titre d'exemple, a pris une marche clairment reconnue du disque rigide au disque élastique. Le disque 

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 rigide est construit sur cette idée de prendre ses   dimension.   tellement grandes que, même sous les pressions unilatérales les plus élevées que l'on doit attendre dans l'exploitation, il n'y ait pas lieu de craindre une flexion appréciable. Le disque rigide mène naturellement à une forme de construction lourde et, par conséquent, volumineuse.

   Le développement s'est de plus en plus écarté de cette forme de construction et passé à un disque plus élastique qui est, par conséquent, plus léger, étant donné qu'il peut être construit avec la consommation la plus réduite en matériel. Il est clair que pareil disque doit se comporter vis-à-vis des efforts qui se produisent d'une manière fondamentalement différente que le disque rigide. Il ne garde pas sa forme sous l'action des forces engendrées, mais il subit une flexion plus ou moins grande. Il en résulte le problème de dominer et de contrôler ces flexions. Il convient ici de mettre en accord mutuel deux nécessités, notamment la consommation de matériel la plus réduite avec la plus grande sécurité de fonctionnement. 



   On a d'abord pris le chemin de distribuer les chutes de pression, de façon qu'il ne tombe sur le disque séparé qu'une partie de la chute de pression tellement réduite que la pression la plus élevée engendrée ne peut conduire à des déformations de disque   d'importance   inadmissible. De ceci résulte la turbine à disques multiples qui présente une série d'avantages considérables, mais qui ne peut cependant sa- tisfaire à l'exigence de la plus petite consommation de matériel. Un autre chemin,qui permet l'emploi d'un nombre moindre de disques plus grands conformément, est le contrôle de la déformation par les organes constructifs de la machine même. A ceux-ci appartiennent l'équilibrage par labyrinthe et la consolidation de disques en soi par les bagues à aubes. 



   Du matériel de disque on extrait par usinage des bagues qui servent à la réception des couronnes d'aubes et l'on 

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 constitue ces bagues d'après leur solidité et position sur le disque, de telle façon qu'elles produisent des forces et des moments d'équilibrage qui réagissent à l'encontre des déformations provoquées par les conditions de   fonctionnement@   ce chemin ouvrant des possibilités de résultats prometteurs. 



   Il est cependant également mis des limites à ce chemin et notamment par les exigences au po.int de vue élasticité de chaleur de pareil disque. Un rendement plus élevé, vers lequel on doit s'élever, conditionne des interstices les plus petits possibles et notamment des interstices sur les- quels on peut compter dans toutes les conditions de service au point de vue de leur maintien en état de fonctionnements L'accomplissement de cette nécessité ne peut être 'effectué avec les bagues usinées à partir du matériel de disque qu'à condition, étant donné que la conduction de chaleur au support de bagues est différente selon qu'il s'agit de l'organe   ro-   tatif ou de l'organe conducteur.

   Par la différence dans la conduction de chaleur, il se produit cependant des diffê- rences de dilatation qui produisent des variations d'inter-   stices,   soit que les interstices deviennent trop grands, de sorte que les courants de perte augmentent , soit qu'ils di- minuent, ce qui amène le danger d'effleurement ou de rasage. 



  Ici il ne restait rien d'autre   jusqu'à   présent que de choisir la forme de réalisation connue, par exemple à partir de la turbine Ljungström, dans laquelle l'assemblage des bagues d' aubes est relié au disque, de telle façon que cette li- aison fonctionne comme une séparation entre les deux parties dont on ne peut attendre   unè   réaction de l'une partie sur l'autre au point de vue de la chaleur ni au point de vue des efforts.

   De ce fait,cependant,la possibilité d'utiliser les bagues à aubes pour l'équilibrage des efforts du disque tombe et il ne persiste que la possibilité de l'équilibrage de recul supplémentaire par des disques à labyrinthe.   Par   

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 ces considérations on reconnaît combien sont difficiles les questions engendrées par les machines rotatives à admission radiale des temps nouveaux et avant tout des turbines radiales. 



   Fondamentalement il y a lieu de porter les efforts vers le disque léger et notamment sous une constitution telle qu'il puisse rendre service,même avec les diamètres d'admission les plus grands, de sorte que le nombre des disques néces- saires puisse être maintenu très bas, même quand les possi- bilités d'équilibrage déjà. mentionnées pour les efforts en- gendres restent absentes. Les forces extérieures agissant sur le disque sont la force centrifuge, le recul et la flexion,qui . produisent en partie de pures puissances de force, en partie des puissances de moment.   Fa r   la force cen- trifuge et le moment de flexion, il se produit des tensions dirigées tangentiellement et radialement. Il se produit alors dans chaque section du disque trois tensions principales: des tensions tangentielles, radiales et de recul.

   Ces trois tensions attaquant en un point peuvent être transformées suivant les lois connues de la mécanique technique en une tension idéale unique. Quand dans tous les points du disque la "tension idéale" possède, en rapport à la solidité en le même présence de la température correspondante/"effet de rendement", on parle d'une utilisation de matière la plus avantageuse,   c.à.d.   le disque a la forme la mieux appropriée qu'il peut avoir en général. Afin de pouvoir utiliser le matériel de disque au mieux, il convient de prévoir des moyens pour Con- trôler la flexion. La présente invention s'occupe précisé- ment de ces moyens.

   Elle consiste notamment dans le fait qu'en faisant application d'une suspension de la couronne à aubes au disque qui ne peut transmettre que de petits efforts négligeables sur le disque, il est prévu sur celui-ci des masses additionnelles   à   titre de générateurs de moments, tout en laissant de côté les dispositifs servant à produire un 

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 recul réagissant à la   pression,   
La construction fondamentale d'un disque selon l'in- vention se trouve représentée dans la   fig.l.   Le disque 1 est le disque tournant d'une turbine à admission radiale qui prend appui en A.

   Les couronnes   d'aubes   sont en or- dre principal reliées au disque 1 par des bagues élastiques 3 tellement minces qu'il n'est pas possible que des réac- tions notables se produisent entre les aubes et le disque. 



  Dans cette .forme de réalisation il est admis que les 'bagues 3 sont retenues dans des gorges du porte-aubage par des an-   neaux   de matage 4. D'autres possibilités de réalisation seront expliquées ci-après: Pour le contrôle de la déformation du disque, la figure montre trois possibilités qui peuvent être appliquées séparément ou en commun. En général, il sera, d'im- portance particulière de contrôler le disque à proximité de sà fixation,de façon que la flexion soit aussi réduite que possible. Dans le cas présent ceci est effectua par un anneau de moyeu très puissant 5. De cette façon on réduit d'une part les tensions à la périphérie intérieure du disque et simul- tanément on diminue la flexion axiale à la périphérie ex- térieure. 



   Une autre masse additionnelle pour produire un moment d'équilibrage est désignée par la référence 6. Ici se produit un contrôle de la flexion de disque à la périphérie estê- rieure, un cas qui vient en considération quand il convient de porter une attention particulière sur le contrôle et la flexion directement en cet endroit. D'autres masses addition- nelles 7 peuvent également être prévues entre chaque paire d'anneaux d'aubage.

   Dans tous les cas, il est possible, même dans les cas situés de prime abord de manière très défavo- rable, dans lesquels on ne peut pas utiliser les bagues d'au- bage pour le contrôle de la flexion du disque, de réaliser un état de déformation du disque. tel qu'il est désirable d'obtenir au point de vue des conditions nécessaires, parti- 

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   culièrement   au point de vue du maintien des jeux. 



   Par l'invention on obtient une forme de construction du disque entièrement nouvelle comme le fait reconnaître la fig.1,et une caractéristique propre exceptionnelle qui mène à toute une série de problèmes très intéressants et en partie même très difficiles, dont il en sera discuté une série ci-après, particulièrement l'appui du disque par rap- port à l'arbre, la constitution des assemblages de bagues d'aubage et leur fixation sur l'arbre ainsi que le contrôle des déformations   à   l'intérieur des assemblages de bagues. 



   Il convient de traiter d'abord la question de l'appui du disque par rapport à l'arbre. Il se présente souvent le cas que le disque exposé à une pression uni latérale doit non seulement fournir ou absorber du travail,sans que sa capacité de dilatation libre puisse en être influencée. La solution du problème qui en résulte n'est pas toujours sim- ple. On a trouvé comme avantageux jusqu'à présent l'arbre de dilatation,   c.à.d.   un corps de bague élastique qui est fixé au disque et à l'arbre et qui produit le   joiat   étanche à la vapeur des deux espaces de pression différente.

   Il est maintenant possible d'éviter pareils organes d'étanchéité supplémentaires ou bien, si par raison de sécurité on veut les garder, de les déranger de telle façon qu'ils deviennent effectivement plus minces et plus légers et opposent ainsi auxdisques dans leurs mouvements de dilatation une résistance conformément moindre.

   La solution consiste dans le fait d'utiliser la pression même pour réaliser l'étanchéité et notamment par un dispositif dans lequel le disque est pres- sé contre une surface annulaire jointive, cette surface d'étanchéité étant en outre dimensionnée de telle façon que, que même en présence de la pression la plus réduite/ l'on doit attendre du fonctionnement,la pression de surface nécessaire pour l'étanchéité de sûreté ne soit pas déficiente.   0'est   donc en réalité la pression même qui remplace l'organe d'étsan- 

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   chiite   employé jusqu'à présent.. Il a déjà été mentionné que ce dispositif n'exclut pas l'emploi d'un organe d'étanchéité pour autant qu'on croit ne pouvoir y renoncer pour des raisons déterminées.

   L'organe d'étanchéité peut alors présenter la forme d'un simple cylindre. Il peut cependant aussi être un arbre de dilatation du genre -connu jusqu'à présent. Un exem- ple de réalisation construit suivant ces points de vue se trouve illustré dans la   figez*   Le disque 1 est assemblé à l'arbre 8 à l'intervention de .ressorts ou de   cales'9,   de telle façon que la transmission du moment de torsion ne gêne pas le mouvement de dilatation du disque et inversement* Le disque 1 est soumis à une pression   unlatérale   en   direc-   tion de la flèche 10, L'espace 11 doit être obturé de manière étanche par rapport   à   l'espace 12.

   A cet effet, on utilise la face d'étanchéité ou de joint 13 qui, tel'.- que mentionné , est calculée de façon qu'il est nécessaire de prévoir au point de vue de la pression la plus basse à laquelle il s' faut/attendre. En soi l'on pourrait admettre qu'un agrandis- sement de la surface de joint soit sans importance. Si   cepen-   dant cette surface devient trop grande, la pression de poussée spécifique devient dans certaines circonstances tellement petite qu'une étanchéité n'est plus assurée entre les espaces 11 et 12. Il s'agit donc de ne pas laisser baisser la pres- sion de surface spécifique en dessous d'une valeur résultant des rapports de service de la turbine. 



   Afin d'avoir une certaine sécurité pour tous les cas, il est monté dans le cas présent supplémentairement l'arbre de dilatation 14 qui est usiné dans le matériel de la bague 15 et qui est maintenu par la bague intercalaire 16 et l'é- crou 17. Pour le   répéter,   l'arbre de dilatation 14 n'est cependant pas nécessaire de manière indispensable, mais il   re-   présente une sûreté de l'étanchéité créée par la surface 13. 



   Dans la fig.3 on a représenté le même dispositif avec une variante de l'étanchéité additionnelle .Ici cette étan- 

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 chéité supplémentaire est constituée dans la forme d'un sim- pie cylindre 18 que l'on peut garder aussi mince que la déformation qui se produit et sans influence sur les mouve- ments de dilatation du disque 1. L'obliquité du disque par suite de la pression unilatérale et de l'action centrifuge du disque provoque deux mouvements opposés à l'endroit d'étan- chéité. Quand les deux mouvements sont de même grandeur, il ne se produit aucun effort dans la bande d'étanchéité, étant donné que le déplacement radial est nul. 



   Pour les pressions élevées qu'il faut attendre,il est avantageux de soumettre le corps de bague prenant appui à un traitement de surface durcissant,au moins aux surfaces de butée et particulièrement de les nitrifier. 



   Dans l'exemple suivant la fig.4, le disque 1 est relié à l'arbre 8 à l'intervention de ressorts encastrés 19, de façon que, d'une part, le moment de torsion est transmis du disque sur l'arbre et que, d'autre part, la position uni- forme de milieu soit assurée. Les ressorts 19 accomplissent- ainsi deux missions, notamment le centrage et la transmission du moment de torsion. La surface d'appui et d'étanchéité 13 n'est pas dans ce cas une surface plane, mais elle est évi- dée sphériquement et prévue sur l'écrou 20, lequel est vissé à fond contre un épaulement 21 de l'arbre 8. Au disque 1 se trouve usinée une bague 22, dans laquelle sont entaillées les rainures pour les ressorts 19. Par suite de la pression agissant dans la direction de la flèche 10, le disque 1 se place obliquement.

   A l'effet d'étanchéité de l'appui, il ne se produit cependant pratiquement aucune modification,pré-   cisêment   en raison de l'évidement sphérique des faces de butée. 



   Dans la position oblique, le coin 23 sedéplace à l'encontre de la direction de pression. Il y a donc lieu de prévoir un jeu axial entre la saillie de disque 22 et l'arbre 8. L'étan- chéité en 13 requiert évidemment un usinage très pur. 

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   Après,, le montage de,   butée.'   des disques par rapportà l'ar- bre, il convient de traiter maintenant la question du joint des bagues d'aubage avec le disque. La suspension de la cou- ronne d'aubes que l'on utilise dans la présente invention sera telle qu'elle   -ne.   permettra la transmission que de pa- tites forces négligeables sur -l'arbre. Il entre ici en con- sidération de première ligne la pièce tubulaire élastique représentée dans la fig.l, laquelle est usinée à la bague- support de base de l'assemblage de la bague d'aubage et qui est encastrée par son autre   extrémité   dans le disque. le but de ce joint entre l'assemblage de la bague d'eubage et le disque ne peut cependant être atteint que si les forces pro- venant de l'assemblage de bague;, sont tenues à l'écart du disque autant que possible.

   Cette condition   n'est   satisfaite que de manière incomplète dans les propositions qui sont connues jusqu'à présent, principalement quand le joint en- tre la saillie de tube et de disque est constitue sous forme d'un joint de   màtage.   Le joint de matage, dans certaines   air-   constances cependant aussi les joints par retrait et soudage, provoque des tensions radiales et, tangentielles dans le disque qui   augmen tenrencore   considérablement les efforts du matériel de disque déjà très élevés en soi.

   Dans les joints de matage   s'ajoute   encore la   possibilité   d'une répartition de forces   inégales,'étant   donné qu'il ne pourrait jamais être pratiquement possible d'effectuer les Coups de matage d'une manière tellement uniforme que les forces radiales du joint de matage soit égales sur toute la périphérie. Les forces inégales dans le joint de   màtage   conduisent: cependant à des déformations et d'autres modifications   unilatérales   dans les dimensions de disque.

   Bien que   celles-si   ne   soient que   très les petites, el représentent cependant de grandes valeurs   propor-   tionnelles si l'on considère les jeux tolérables dans la machine. 

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 pour   remédier à   ces difficultés, il est proposé,suivant un autre objet de l'invention, de prévoir au disque des nervures annulaires pour la réception des saillies tubulaires appartenant à chacun des assemblages de bague . Dans ces nervures annulaires, ces saillies tubulaires sont retenues par matage, frettage, soudage ou tout autre genre de fixation. 



  Dans cette forme de construction nouvelle, on n'a cependant pas écar.té les forces inégales dont il était question direc- tement ci-devant, car celles-ci résident fondamentalement dans le mode de construction du joint, mais ces forces cepen- dant produisent maintenant leur effet uniquement à l'in- térieur de la nervure annulaire; elles laissent donc intact le matériel de disque propre qui est soumis aux grands ef- forts. En'raison de son élasticité, lors de l'application de procédés de fabrication réalisables industriellement, il n'est guère possible d'obtenir que la bague soit parfaitement circulaire. Quand cette pièce tubulaire élastique mince sera maintenant encastrée dans le disque,   eeci   n'est possible que quand il n'existepas de jeu déterminé entrela pièce tubu- laire et le disque.

   Un siège sous pression est inadmissible par suite de l'épaisseur de paroi réduite du tube. Il per- siste par conséquent encore après l'encastrement un certain jeu qui doit être rempli par une bague de matage, par soudage ou autrement. Par ce remplissage du jeu d'encastrement, il se produit cependant aussi une déformation de la pièce tu- bulaire, ce qui favorise sa tendance à devenir mobile pen- dant le fonctionnement. De même, il peut très facilement se présenter que, lors de cet encastrement, la bague soit déplacée en dehors du milieu du disque, de sorte que l'axe du disque et l'axe de la bague ne coïncident pas. Le décalage du milieu est cependant très dangereux dans ces circonstances pour les tôles d'étanchéité et le maintien des jeux d'aubage. 



   A ceci s'ajoute-que le déplacement de milieu favorise la 

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 naissance de forces centrifuges unilatérales. Il peut en résulter des vibrations réellement   désagréables.   



   Afin de ne pas laisser se produire pareils phénomènes indésirables, on peut assurer la position axiale de l'as- semblage de bagues par une gorge dans le disque de roue, dans laquelle le corps tubulaire se trouve encastré par frettage. Il est ici sans importance si le disque est placé par frettage sur le tube ou le tube sur le disque. 



   La   fig.5   servira à expliquer les considérations énon-   . cées   ci-devant. La rainure   25,servant   à la réception de la saillie tubulaire 24, n'est pas taillée directement dans le matériel du disque 1, mais sur toute la surface du disque 
1   s'élève   une nervure annulaire 26 qui sert d'abord pour la réception de l'assemblage de bague. Les gorges fraisées 
37 coupent donc du disque dans une certaine mesure les for- ces engendrées par le joint entre l'assemblage de bague et le disque. La gorge 25 possède un diamètre D qui est   moin   dre que le diamètre de la saillie tubulaire, Pour réaliser les joints on chauffe le disque, de sorte que le diamètre 
D augmente conformément. On introduit alors la pièce tubu- laire et la chaleur est'retirée du disque.

   Ceci a pour con- séquence que la paroi de la gorge est frettée sur la pé- riphérie extérieure de la saillie tubulaire. On introduit alors le matériel de matage 28 et, de préférence, encore un soudage 29, afin d'assurer la transmission du moment de torsion. 



   Si inversement on veut fretter la pièce tubulaire sur le disque, l'endroit d'encastrement entre le   disque   et la bague se trouve au plus petit diamètre de la gorge 25 et il y a lieu de chauffer la pièce tubulaire 24 pour réaliser le joint par   frettage,   
Dans chacun des deux cas, étant donné que la gorge peut être pratiquée dans le disque avec grande précision, la forme 

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 circulaire du corps tubulaire24 et sa position axiale sont assurées. Le moment de torsion produit par l'assemblage de bague ou obtenu dans une machine de travail est transmis   à   l'intervention du corps tubulaire.

   Etant donné que des joints purement desmodromiques ne forment pas dans ce cas incon- ditionnellement une sécurité à la longue, il est à recomman- der de les remplacer par des joints de soudage ou par soudure ou par un autre joint desmodromique ou tout au moins de les renforcer. A cet effet il est avantageux que la saillie tubu- laire à encastrer dans le disque soit pourvue à l'extrémité disque adjacente   du/d'une   nervure destinée à faire joint avec ce disque. Ce joint peut être métallique (soudage, etc.); il peut cependant aussi être de conformation . Dans la fig.5 cette nervure est désignée par la référence 30. Elle est sou- dée en 29. 



   D'autres possibilités de réalisation sont montrées dans les figs.6 et 7. La pièce tubulaire élastique 24, dans laquelle passe la bague porteuse de fond 31 des aubes 32, est encastrée par son extrémité 33 dans le disque 1 et s'y trouve maintenue par un joint de matage   34.   Pour la trans mission du moment de torsion, le disque est entaillée comme il est indiqué par la ligne de fraisage 35. Conformément, l'extrémité 33 et tout au moins cependant la saillie 36 de la saillie tubulaire 24 est entaillée, de sorte qu'à cet endroit la saillie tubulaire. 24 et le disque 1 prennent l'un dans l'autre en forme de griffes. 



   Dans la forme de réalisation suivant la fig.7, il est usiné dans le disque 1 une saillie annulaire 37, laquelle est entaillée conformément aux détails de la fig.6 pour produire ainsi de nouveau un joint en forme de griffes avec la bague 34. 



   Cette disposition est particulièrement avantageuse au point de vue des réparations possibles.   S'il   convient d'échanger 

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 un assemblage de bague d'aubage, il est uniquement nécessaire de manière d'écarter le joint de matage, ce qui peut être réalisé re- lativement simple. L'assemblage de bague peut ensuite être retiré   sans   difficulté du disque, sans que le matériel du disque se trouve exposé de ce fait   à   un endommagement quel- conque. 



   Pour la constitution des assemblages de bague même, on peut énoncer les considérations suivantes. La distance du milieu des aubes du disque de roue est déterminée par la   lon-   gueur de la saillie tubulaire et celle-ci l'est de nouveau par les exigences que l'on pose de cette saillie au point de vue de la résistance et de   l'élasticité.   Les dimensions qui entrent en question sont visibles dans la fig.8. La longueur d'aubes L, l'épaisseur de bague 0 et les longueurs de bague e, a' sont données par les conditions de fonction-* nement de la machine, cependant que la longueur b de la saillie tubulaire élastique 24 résulte des considérations, combien grandes pourront être l'élasticité de cette pièce et les forces; qui seront transmises par la bague d'aubage au disque.

   De ces grandeurs résulte la section 1  de la distan- ce du milieu des aubes au disque de roue. Cette section 1c détermine cependant en même temps la position des tuyères d'entrée D   (fig.8a)   de la machine et dans le cas où il sera   dérivé   de la vapeur de surcharge dans l'espace annulaire 
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 derrière la bague d'aubage,êgalement la position de 1'enùroit d'amenée U pour la vapeur de surcharge. 



   On peut maintenant pratiquement réduire la section 1c afin de réduire l'étendue axiale de cette partie de la machine et notamment par le fait que la pièce tubulaire élastique 24 est recourbée en forme de U vers le coté verso du disque. 



   Un exemple de réalisation se trouve illustré dans la fig.8a. On voit que la section b est maintenant devenue pour ainsi dire négative, c.à.d. que le bord K ne se trouve plus devant la surface 0 du disque, mais qu'il est 

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   reportê en   arrière decette face. Ainsi   qu'on Peut  le voir   par la ligne déssinée en pointillé, on peut déplacer la saillie tubulaire élastique 24 encore davantage vers la   gauche, c.à.d.réduire encore davantage la section lo' entre la surface de disque et le milieu de l'aube.

   Si et dans   quelle mesure pareille réduction de la section lo' sera introduite dans des cas spéciaux dépend de ce qu'il existe   du côté gauche du disque un espace suffisant pour la bague- support élastique ainsi reportée vers   l'avant.   



   Dans la fig.9 on a illustré un exemple de réalisation de ce dispositif en application sur des aubes d'action avec bande de couverture. les aubes 38,qui dans un pareil étage sont relativement courtes, ne sont pas maintenues dans ce cas par leur extrémité de tête par une bague-support, mais elles sont tout au plus pourvues d'une bande de couverture 
39 relativement mince. la bague-support de base 31 est cependant maintenue. Pour le joint de la bague-support de base 31 avec le disque, on se sert de la pièce tubulaire élastique 24 en forme de U, laquelle est encastrée dans le disque 1 à l'intervention d'un joint de   màtage   34. Du fait que le joint de la bague 31 est déplacé de la face antérieure du disque à la face verso de celui-ci, la distance lo de l'aube jusqu'au disque se trouve ici également raccourcie effectivement.

   Elle peut être raccourcie davantage quand on ramène davantage vers la gauche l'assemblage de bague 
31 conformément à la ligne   indique,   en pointillé 40. 



   Après que dans ce qui précède on a traité certaines questions qui sont soulevées en corrélation avec la fixation de l'assemblage des bagues d'aubage avec le disque, on traitera maintenant de la constitution des assemblages de bague comme tels. 



   Il est notamment possible de fixer les conditions li- mites pour les dimensions de la pièce tubulaire élastique. 

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   Ce sont trois grandeurs qui déterminent les dimensions, no- tamment la longueur de bague 1 (voir   fig.6),   l'épaisseur de bague s et le rayon moyen r. Il est possible d'amener ces valeurs séparées dans un rapport mutuel.tel que la force dérivée à la bague de support de base ou le moment à l'en- droit de transmission de la saillie tubulaire au disque soit égal à zéro. Il existe une   étendue   déterminée pour le rapport des trois grandeurs mentionnées à l'intérieur de laquelle se trouvent les valeurs nulles des forces et manents dans la saillie tubulaire à l'endroit de joint avec le disque. 



  En d'autres mots, ceci signifie qu'un dépassement de cette étendue n'amène pas une amélioration des rapports de forces et de moments, mais uniquement un agrandissement inutile dans les dimensions de la turbine, soit dans la distance des paliers. 



   L'étendue dans laquelle l'on doit rester conformément à l'in- vention, afin d'assurer des grandeurs industriellement uti lisables dans la distance des pailiers, implique le rapport de la longueur de bague à la racine carrée du produit du rayon moyen et de l'épaisseur de   bague 1 ' ,   lequel est   si-   tué entre 0,5.  31.        



   L'observation de cette règle de construction ne pourra pas toujours suffire pour assurer la dite répartition des forces et moments et, par conséquent, toute déformation qui est la plus favorable pour les conditions de fonctionnement de la machine. Ici, conformément à un autre point de l'in- vention, il y a lieu de s'en prendre au contrôle de la dé- formation. Ce contrôle de la déformation comprend trois do- maines principaux, notamment la saillie tubulaire élastique telle quelle, l'endroit de transition de la saillie tubulaire   à la   bague-support de base et la transition de la bague-support de baseauxaubes. En corrélation avec ceci, il conviendra également de traiter alors la question d'étanchéité. 



   Il'sera traite d'abord du contrôle de la déformation 

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 de la saillie tubulaire élastique. La pièce tubulaire élasti- que ne peut prouver complètement sa.supériorité   vis-à -vis   d'autres genres de fixation que quand son élasticité est suf- fisamment grande. L'accomplissement de cette prévision appa- rait tout d'abord simple. Il est cependant rendu réellement difficile,par le fait que la pièce tubulaire élastique a non seulement pour mission de maintenir la   bague-support   et de transmettre son moment de torsion sur le disque, mais qu'il doit également résister à la différence de pression qui existe entre sa face supérieure et sa face intérieure.

   Cette différence de pression agit vers l'extérieur dans les bagues à admission radiale vers l'extérieur et, par conséquent, vers l'intérieur dans les machines   à   admission radiale vers l'intérieur. La condition que ces bagues ne pourront être ployées ni élargies par cette différence de press,ion a été accomplie jusqu'à présent par le fait que l'épaisseur de paroi était prise d'une grandeur appropriée. Cette voie peut effectivement être adoptée en soi, mais elle se trouve cepen- dant en opposition certaine à, la mission de cette pièce tubulaire, car chaque agrandissement de l'épaisseur de paroi mène obligatoirement à une réduction, des propriétés élasti- ques. A l'encontre des idées fondamentales de l'invention, il pourrait ainsi se produire encore des réactions effec- tives sur le disque.

   Il en résulte donc le problème de donner à la pièce tubulaire la solidité nécessaire   vis-à-vis   de la pression unilatérale dont elle est chargée (pression intérieure ou pression extérieure), tout en conservant en même temps ses qualités élastiques dans la plus grande étendue. Ce pro- blème est résolu par l'application de bagues de renforcement. 



  La pièce tubulaire est donc renforcée dans une certaine mesure en son endroit où existe le danger de ployer ou de bomber; la pièce garde cependant sur le restant de son éten- due l'épaisseur de paroi la plus mince qui soit permise et garde ainsi toutes ses propriétés élastiques dans une mesure 

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 pour ainsi dire non diminuée. 



   La position des bagues de renforcement, soit à la face extérieure ou à la face intérieure, devra s'adapter d'une manière générale suivant la direction de la pression. Dans beaucoup de cas, il sera cependant le plus avantageux de pré- voir la bague de   renforcement   aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur. En règle générale, la constitution de la bague      de renforcement se fera le plus simplement dans le matériel de la saillie tubulaire élastique même. On peut d'ailleurs aussi s'imaginer d'appliquer la bague de renforcement sépa- rément, tel que par frettage. 



   Quelques exemples de réalisation à cet effet sont il- lustrés dans les figures 10 à 12. 



   Pour protéger la saillie tubulaire 24 contre le ployage ou le bombage, il est prévu selon l'invention une bague de renforcement 48. Suivant la fig.10 cette bague se trouve du côté supérieur, suivant la fig.ll du coté inférieur ; la   fig.12   montre le cas   où.   la bague de renforcement est appliquée aussi bien du côté supérieur que de celui   infé-   rieur. Par les différentes hauteurs de la bague de renfor- cement telles qu'illustrées, il est indiqué que les dimen- sions de cette bague ne sont pas toujours les mêmes, mais peuvent être différentes suivant les efforts.

   La   fig.8a   mon- tre la bague de renforcement en combinaison avecla pièce tubulaire repliée., 
Le problème suivant à traiter concerne l'endroit de transition de la saillie   tabulaire   élastique à la bagues support de base. L'aube est bombée en forme d'arc, alors que la section de bague est   tord#e.   La bague est pour ainsi dire éclissée et, par conséquent, soumise à de très grands efforts. Pour atténuer ces efforts, il'est introduit suivant les propositions connues, un équilibre de moment aux bagues 

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   supports de l'aubage, par exemple par le fait qu'il est ajou-    té aux cotes extérieurs de   l'assemblage   de bague des masses additionnelles qui produisent un moment opposé au moment d'aubage.

   Cet équilibre de moment est attribué par l'in- vention en tout ou en partie au corps tubulaire élastique, tout comme à la pièce de liaison entre l'assemblage de bague et le disque de roue et notamment par le contrôle de sa déformation, de telle façon qu'il existe à l'endroit de transition une force différentielle ou un moment diffé- rentiel de grandeur voulue, qui détermine la déformation de la bague-support de base et éventuellement aussi des aubes. Ces forces différentielles sont alors les forces d'équilibrage utilisables. 



   Il peutcependant aussi être posé des exigences direc- tement opposées. Quand on sépare l'assemblage à l'endroit de saillie entre la pièce tubulaireélastique et la bague- support de base et si l'on considère la déformation qui se produit à l'endroit de saillie, l'on pourra constater que celle-ci sera différente normalement dans la bague-support et dans la pièce tubulaire. Des déformations différentes donnent cependant des forces différentielles. Celles-ci peu- vent réagir défavorablement sur l'état de déformation de la bague-support de base ou sur les aubes.

   On peut alors con- trôler la déformation de la pièce tubulaire à l'endroit de transition à la bague-support de base, de telle façon que cet endroit de transition est libre de forces différentielles, 
Si maintenant l'endroit de transition est libre de pareilles forces différentielles, ceci permet la supposition que l'angle de déformation de la bague-support de base et du corps tubulaire élastique est le même à l'endroit de saillie des deux. Ce fait n'est cependant pas purement réversible, c.à.d. quand l'angle de déformation des deux organes à l'en- 

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 droit de saillie est le même, il ne doit pas encore en exister une liberté de forces différentielles, ainsi qu'il résulte des considérations suivantes. Far la force centri- fuge et la force de l'aubage, la bague-support de base est élargie et sa section est tordue.

   De même, la pièce   tubulaire   ,est élargie. Ensuite la déformation de la pièce tubulaire peut être graduée de telle façon qu'il s'établit bien le même angle de déformation que dans la bague-support de base, mais il peut cependant persister une force différentielle qui se trouve dans un rapport déterminé à la force cen- trifuge de la   bague-support   de base. 



   De toutes ces considérations on peut dériver l'idée générale de dimensionner et de conformer la pièce tubulaire élastique dans un assemblage de bague d'aubage ayant des aubes fixées au moins à la base dans une bague porteuse et destiné à des turbines à admission radiale ou à des con- denseurs genre turbines, dans lesquels la bague-support de base passe dans un corps tubulaire élastique à titre de pièce de liaison avec le disque de roue, de telle façon qu'à côté des déformations qui se produisent lors,du fonc-   tionnement   de la machine, il se forme un état de déformation   voulu   l'endroit de transition entre la pièce tubulaire et la bague-support de base. 



   Les moyens servant au contrôle de la déformation sont connus en soi. Ils consistent soit dans le. choix de la con- formation de la section du corps tubulaire, soit dans des masses additionnelles qui produisent des forces additionnel- les ou des moments additionnels. 



   En présence de la quantité des possibilités, il   n'est   évidemment pas possible de représenter toutes les formes de réalisation de l'invention qui entrent en question. Par conséquent, l'idée fondamentale de cette partie de l'invention n'est expliquée que schématiquement dans les   figa.13   à 15. 

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   Dans la   fig.13   on a représenté un assemblage de bague en position droite, soit non déformée. 



   La   fig.14 montre   le cas de l'assemblage de bague déformé sous les forces de service. Par la force centrifuge et les forces d'aubage l'ensemble de l'assemblage de bague est dé- formé en   l'arc,   Il est ici pris en considération le cas par- ticulier déjà mentionné d'une déformation contrôlée, notamment celle selon laquelle il s'établit à l'endroit de saillie X entre la bague-support de base 31 et la pièce tubulaire élastique 24 un angle de déformation égal   #.   Le contrôle de cette déformation, tel qu'il est dit, peut s'effectuer de différentes façons. Dans la fig.13 on a indiqué les longueurs . 



  11 et 12 qui déterminent la longueur totale 13 entre le dis- que de roue et l'aube. Du choix du rapport de   11   à 12 et éventuellement de la section de la pièce tubulaire 24 ré- sulte un état de déformation voulu d'une façon tout   à   fait déterminée; il en résulte soit une libération des forces à l'endroit X ou une force différentielle de grandeur voulue. 



  Cette force différentielle peut être choisie de façon qu'elle détermine en même temps l'angle à l'endroit de saillie de l'aube 32 dans la bague-support de base 31. 



   La fig.15 montre le cas déjà mentionné de la masse additionnelle M, masse qui sera choisie de façon à produire uniquement une force additionnelle B ou uniquement un moment additionnel C qui attaque au bras de levier f ou qui produit en même temps aussi bien une force additionnelle qu'un moment additionnel. En A on a indiqué la proposition connue de contrôler la déformation de la bague 31 par application d'une masse additionnelle. 



   En   co@@olation   étroite avec le problème traité ci-devant se trouve la déformation de l'aubage même. Les efforts de for- ce centrifuge, engendrée dans les aubes d'un assemblage de bague d'aubage d'une turbine à admission radiale en service prennent des valeurs tellement considérables pour une grande 

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 vitesse   périphérique   et de grandes longueurs d'aubes qu'il y a lieu de prendre des mesures particulières pour maintenir les efforts d'aubage dans des limites tolérables. Les rap- ports sont particulièrement défavorables quand les aubes sont fixées dans l'assemblage de bague, de telle façon quelle se comportent effectivement comme des poutres placées libre- ment sur des appuis. le moment de fixation dans la bague- support de base et celle de tête est notamment égal à zéro dans ce cas.

   Le moment de flexion prend alors de ce fait au milieu de l'aube la valeur élevée Mb = pP.1,/8 dans laquelle 
8 P = force centrifuge, 1 = longueur d'aube. 



   'Pour la réduction des efforts sur l'aubage, il a déjà été proposé de remplacer les aubes placées librement pour ainsi dire par des aubes fixées et de rapporter aux cotés extérieurs des bagues-supports d'aubage des masses addition- nelles, dont les forces centrifuges produisent des contre- moments s'opposant aux moments existant à l'endroit de fi- xation des aubes. Il se produit alors ici à l'endroit de fixation un moment de fixation et notamment de la grandeur Mb =P. 1; de ce fait cependant le moment de flexion de- 
12 vient effectivement moindre dans le milieu de l'aube que dans le cas de l'aube qui prend appui librement. Il prend notamment la valeur Mb = P .1 . 



   24 
Dans les explications ,suivantes, il peut être montré comme quoi aucune des deux possibilités énoncées produit la meilleure valeur réalisable, qu'on obtient des rapports effectivement beaucoup plus favorables quand la position o- blique de la section de bague-support est contrôlée de telle façon que le moment de flexion se produisant à l'endroit de fixation de l'aube dans la bague se trouve entre Mb = 0 et Mb = P. 1./12 
La.réponse à la question quel moment de flexion il y a lieu de rechercher dans un cas particulier et qui soit situé entre ces deux valeurs dépend des exigences momentanées.

   Si 

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      l'aube doit présenter,en présence de la plus grande longueur possible, la meilleure utilisation du matériel, on doit porter ses efforts à ce que dans tous les endroits de l'aube se pro- duit le moment de flexion le plus petit et possible d'ailleurs d'après la situation de fait. Il a déjà été dit que dans le cas de la poutre libre, le plus grand moment se trouve présent au milieu de l'aube (P.1). Il se forme ici suivant la   fig.16a        au point d'appui un angle d'inclinaison de la   grandeur 0( .   



  Quand ltaube est fixée rigidement et l'endroit de fixation dressé dans l'horizontal par des masses additionnelles aux bagues-supports, l'angle   # = 0.   La déformation de la bague- support d'aubage se laisse maintenant contrôler,de façon qu'il se produit à l'endroit de fixation un angle w (fig.16c), cependant que le moment au milieu de l'aube est égal au moment à l'endroit de fixation, notamment Mb = P .1 . Le contrôle 
16 de cet angle s'effectue par exemple par des masses addition- nelles aux bagues-pupports et qui produisent des forces ad- ditionnelles ou des moments de flexion ou,simultanément,des forces additionnelles et des moments de flexion. On peut é- galement utiliser le corps tubulaire élastique pour le con- trôle de la déformation. 



   Il peut cependant se présenter des cas de service, dans lesquels le contrôle de la déformation sur un moment égal au milieu de l'aube et à l'endroit de fixation ne signifie pas la valeur optima, notamment quand de ce fait les efforts de la bague-support montent à une hauteur intolérable. Dans ce cas on laissera s'accroître le moment de flexion de l'aube à l'endroit de fixation. Comme ainsi le moment de fixation diminue dans le milieu de l'aube, le matériel d'aube n'est pas utilisé à totalité, mais on obtient par contre des rap- ports d'effort plus favorables dans les bagues-supports.

   La déformation se laisse alors contrôler particulièrement de telle façon que le matériel de l'aube et des bagues-supports 

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 soit utilisa uniformément.   /ceci   signifie, tel qu'il est dit, non pas l'utilisation la plus élevée possible mais   représen-   te cependant une valeur optima,pour autant qu'il ne se pro- duitni dans l'aube ni dans la bague-support des moments qui forment entrave à la conformation avantageuse de ltun ou de l'autre organe. 



   Ces considérations montrent que l'on peut obtenir des rapports d'efforts effectivement plus favorables vis-à-vis des propositions connues jusqu'à présent par la déformation contrôlée des bagues-supports avec aubes fixées dans l'éten- due du moment de fixation entre   Mb   = 0 et Mb = P .1 .Ceci 
12 réagit d'ailleurs aussi favorablement sur la constitution   constructionnelle   de la machine, pour autant qu'il peut être utilisa soit de plus grandes longueurs d'aubes ou de plus grands diamètres d'admission et que, par conséquent, l'éten- due de rendement des turbines  à   admission radiale et des condenseurs, genre turbines, peut être élargie. Le contrôle de déformation traité est relativement simple pour les aubes. longues. Il se heurte cependant à des difficultés quand les aubes sont courtes.

   L'observation seule montre déjà qu'une aube courte, quand elle est fixée, n'exerce qu'une force centrifuge réduite sur la bague-support, mais par contre un moment d'autant plus grand. Elle élargit donc peu la bague- support, mais soumet par contre la section de bague à torsion d'autant plus forte, alors que dans le contrôle de la   défor-   mation, il s'agit avant tout de régler l'élargissement et la déformation de section, de telle façon que la zone de bague déterminant l'étanchéité garde approximativement sa position dans l'espace. 



   Les problèmes résultant de cette considération peuvent être résolus suivant la présente invention, par le fait que pour des assemblages de   baguee   ce genre on choisit une   fixa..   

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 tion d'aubes pratiquement libre de moments. 



   Cette disposition est expliquée avec référence aux figures 17 à 19. La   fig.l7   montre une section à travers un assemblage de bague, la fig.18, sur échelle plus grande, la constitution dù joint d'aubes dans la bague-support de base.   QuancL-   un assemblage de bague suivant la fig.17 est soumis   à   des efforts centrifuges, la section de bague se déplace alors pour ainsi dire parallèlement à elle-même,   c.à.d.   que la bague-support de base 31 s'élargit. Cet élar- gissement est amplifié par la force centrifuge de l'aube 32.

   Quand l'aube est maintenant rigidement fixée dans la bague 31, par exemple laminée, elle transmet ostensiblement sur la bague 31 un moment qui tend à tordre la section de bague autour de son centrede gravitéM,   c.à.d.   le point D est repoussé vers le bas en direction de la flèche P, le point E est relevé dans le sens de la flèche Q. Dans le but du contrôle de la déformation, l'élargissement de la bague, qui se produit en direction de la flèche R, doit être réglé par rapport au mouvement de torsion de la section, de façon que le point D garde pratiquement sa position dans   l'espace.   



    Le/point   D caractérise en outre la position de la zone   d'élan**   chéité. Quand le moment exercé par l'aube fixée 32 devient trop grand par suite de la courte longueur d'aube, le point D est déplacé davantage en direction de la flèche P, qu'il n'est tolérable,   c.à.d.   la concordance entre l'élargissement et la torsion de section se trouve dérangée. Ici l'invention porte remède par la fixation des aubes libres de tout moment. 



  A titre d'exemple, il est admis que la section de la bague de base est circulaire à l'endroit de fixation. S'il s'agit d'aubes séparées, celles-ci comportent un pied en forme de   bille,   ou de galet . S'il s'agit de bagues d'aubage ou de segments de bague, il convient de constituer les bagues de 

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 base de section circulaire. La fixation sera de la manière la plus simple un assemblage par laminage. La construction de pareil assemblage est indiquée dans .la fig.18 par les galets 43. Les bords de la gorge de laminage sont brisés pour per- mettre une position oblique des aubes. 



   Comme déjà mentionne, la déformation des bagues-supports de base est déterminée par deux grandeurs, notàmment par le moment exercé par les aubes et par la force centrifuge, -Quand on élimine ce moment par.'la disposition selon l'invention ou qu'on le réduit considérablement, il se peut dans cer- taines circonstances que la puissance de déformation devienne trop petite.   On   peut y porter remède quand on applique des masses additionnelles, dont la force centrifuge produit l'é- largissement nécessaire de la bague-support de base. Le mode d'application le plus simple de pareille masse additionnelle est celui d'entailler la bague de base.

   De cette façon, la cohésion tangentielle du matériel se trouve interrompue et les masses situées entre chaque paire d'entailles   travail...   lent comme masses séparées capables d'élargir la bague par leur force   centrifuge.   Les entailles permettent en même temps une sécurité simple de la transmission du moment.de torsion entre la bague de base et la bague-support de base.

   Il y a lieu de référer à cet effet à la   fig.19.   La bague de base d est entaillée plusieurs fois en   e,   Si maintenant la lèvre de laminage est aplatie, le matériel est refoulé dans   l'en=   taille e, ainsi qu'on peut le voir en   f.   Il est en outre   avan-   tageux d'écraser les bords, afin que les bords tranchants ne puissent effectuer un effet de cisaillement sur le matériel refoulé. La distance a ne sera généralement pas prise plus grande que la profondeur d'entaille de la gorge annulaire dans la bague c, sinon il se forme des endroits non étanches par où la vapeur peut s'écouler.

   Pour la production d'une meilleure 

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 élasticité et d'un laminage   plus'   facile, la bague-support peut encore être fraisée en profondeur (désigne, par b dans la   fig.18.)   
En corrélation avec la déformation contrôlée de l'as- semblage de bague, il se produit également de nouvelles lignes de développement dans la question d'étanchéité. 



   Les aubages avec des groupes d'aubes, disposés radiale- ment pour machines rotatives à admission radiale, sont con- stitués de telle façon que les groupes d'aubes rotatifs et les groupes fixes glissent axialement l'un dans l'autre. Pour réaliser un degré de rendement le plus élevé possible en ser- vice, les quantitésde vapeur perdues,qui d'un étage à l'autre, au lieu de passer à travers l'aubage, passent autour de la bague-support d'aubage et ne fournissent par conséquent pas de travail, seront aussi petites que possible. Pour cette raison il est prévu des pointes d'étanchéité freinantes au flux de la vapeur. Si maintenant le jeu entre le bord supérieur de la tôle d'étanchéité et la contrebague est égal à zéro, l'on peut parler d'une turbine étanche.

   Dans ces conditions cependant l'aubage ne se laisserait pas assembler; les bandes d'étanchéité seraient bossuées par suite d'ef- fleurement ou rasage et seraient rapidement détérioras. Selon l'expérience l'assemblage ne se laisse plus réaliser avec un jeu inférieur à 0,1 jusque 0,2 mm, Quand on réussit à garder ce faible jeu au cours du service, la condition du jeu le plus réduit possible se trouve accomplie. 



   Les rapports seront d'abord considérés encore une fois brièvement avec référence à la fig.20. U sont des bagues d'aubes rotatives, F des bagues fixes. 45 et 46 sont des arêtes d'étanchéité. Sous l'action de la force centrifuge des aubes, l'anneau-support est déformé. La force centrifuge élargit la bague aux endroits o et p d'une quantité égale. 

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  La force centrifuge produite par l'aube o et le moment de fixation de l'aube provoque une torsion de la section de   'bague,qui   a pour effet que le point o se déplace radialement vers l'extérieur et le point p radialement vers l'intérieur. 



  L'interstice en 46 se trouve ainsi élargie   l'interstice   en 45 par contre est diminue; dans l'un des cas, l'étanchéité est devenue plus mauvaise, dans l'autre par contre les bandes d'étanchéité se trouvent fortement exposées, Comme pareil phénomène doit être évité sous toutes circonstances, il ne reste plus qu'un agrandissement d'interstice et, par conséquent, une diminution du degré de rendement. Ici l'in- vention intervient,et notamment par le fait que les tôles d'étanchéité et, par conséquent, leurs contrefaces, se trouvent dans des zones annulaires qui gardent pratiquement la même position que lors de l'arrêt de la machine en raison de la déformation contrôlée et sous l'existence des rapports qui se présentent pendant le fonctionnement. Il en résulte les relations exprimées dans la fig.21.

   La zone, dans   la-   quelle se trouvent les joints étanches 45, est contrôlée dans sa déformation de façon que le mouvement des points o et p déjà mentionné est pratiquement égal à zéro. L'as- semblage de bague est cependant alors déformé à l'endroit p, somme si l'on ne se trouvait pas en présence d'un mouvement de rotation. Le jeu de 0,1 jusque 0,2 mm.   néaes-     sair'e   pour le montage est alors simplement une sécurité pour le cas où, par des variations de température soudaines ou similaires, il se produit des retardements ou des. accéléra- tions dans le mouvement mutuel de deux assemblages de bague adjacents. 



   Dans l'exemple de réalisation suivant.la fig.21, la pièce tubulaire élastique est raccordée à peu près au mi- lieu de la section de bague-support, de sorte qu'il peut être prévue une pointe d'étanchéité aussi bien du côté supé- 

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 rieur que celui inférieure A   1 Assemblage   de la bague d'au- bage conductrice, il est également prévu des tôles d'étan- chéité uniquement à l'endroit où le tube élastique est rac- cordé à la bague-support de base. 



   Cette disposition présente en particulier le très grand avantage que dans la construction des deux aubages les points d'étanchéité deviennent libres déjà après peu de millimètres de déplacement axial, et que la construction plus dégagée ne met plus les joints d'étanchéité en danger. 



  La réduction du nombre de pointes ne signifie pas un effet d'étanchéité plus mauvais, mais bien une amélioration, étant donné que l'action d'étanchéité se trouve assurée pour tous les cas. la fig.22 montre finalement le même dispositif fonda- mentalement, mais avec l'application sur des bagues plus épaisses avec augmentation du nombre de joints aux extrémités de bague. La capacité favorable d'une construction dégagée intérieurement et extérieurement est également assurée dans ce cas. 



   Pour le contrôle de la déformation à l'intérieur des zones d'étanchéité, on a à la disposition les moyens déjà mentionnés plusieurs fois, notamment soit un dimensionnage approprié de la section du tube élastique et de la bague- support ou l'application de masses additionnelles pour la production de forces additionnelles ou de moments addition- nels. Dans tous les cas, ainsi qu'il est dit, il s'agit avant tout de contrôler la déformation, de façon que la zone   d'étanchéité   se comporte comme si elle était au repos, soit libre des forces centrifuges et des déflexions à la bague. 



   Quand les aubes prennent des longueurs qui peuvent mener à un dépassement des valeurs de   charge   tolérables, ces valeurs de charge peuvent être diminuées si l'on remplace les longues aubes par un nombre approprié d'aubes partielles moindres qui prennent appui sur des bagues intermédiaires, on obtient 

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 de cette façon un assemblage de bague en forme de 'grille. 



  Si l'on observe deux aubes partielles butant   l'uns'   l'autre, et la bague moyenne de pareil assemblage, l'on constate que cette bague moyenne, qui est d'une part chargée par la force centrifuge propre, d'autre part aussi cependant par la force centrifuge des aubes et les moments de flexion provoques par celles-ci, se trouve soumise à des efforts très élevés. Pour cette raison, il est plus favorable de diviser la bague moyenne et d'assembler les deux parties par une articulation ou de remplacer cette articulation par un pont mince. Dans les deux cas on arrive à des bagues intercalaires plus légères.

   Si l'on transmet sur pareil aubage les considérations qui viennent d'être énoncées au sujet de la question d'étanchéité, on arrive à la pro- position de prévoir les joints étanchés à proximité de la liaison élastique des bagues intermédiaires   butant   l'une contre l'autre, afin d'intercepter les courants   transver   $aux visibles. La raison,pour laquelle cet endroit est particulièrement favorable pour   Inapplication   de pareilles   étanchéités,   réside dans ce qui suit : (Voir Figure 23) : 
Les bagues-supports- 41 et 31, soit 41' et   31' de   la couronne rotative, s'élargissent sous l'influence de la force centrifuge et de la chaleur.

   Sur ces bagues réagis. sent cependant simultanément aussi les forces centrifuges des aubes, lesquelles se transforment en une torsion de section de bague, de sorte que les bagues 31 et 31' prennent la position montrée en exagéré par les lignes pointillées. 



   Les bords intérieurs k et k' se sont écartés vers l'exté- rieur par suite de lteffet centrifuge, mais refoulés simul- tanément aussi vers l'intérieur par la torsion de la section. 



   Ceci signifie cependant que ces bords gardent effectivement leur position malgré la double déformation des bagues. Comme les contrebagues 310,410' ne se sont élargies que dans la 

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 mesure du réchauffage, celles-ci restant à peu près de la même grandeur, même pour une bague rotative, il se fait que l'interstice annulaire s est resté pratiquement inchangé. 



  Si l'on applique maintenant ici des joints d'étanchéité d,d', l'interstice d'étanchéité reste ici uniformément petit sous toutes les circonstances de service,   c.à.d.   que les courants transversaux dans l'aubage sont effectivement empêchés. 



   Revendications. 



   1, Disque soumis à pression unilatérale pour machines rotatives à admission radiale, particulièrement turbines à vapeur, caractérisé parle fait qu'il est prévu au disque(1) des masses additionnelles   (5,6,7)   comme générateurs de mo- ments, tout en faisant emploi d'une suspension de la cou- ronne d'aubage au disque, qui ne permet la transmission au disque que de faibles forces négligeables et en abandonnant les dispositifs servant à produire un recul réagissant à l'encontre de la pression.

Claims (1)

  1. 2. Disque suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que des corps de bague sans aubage servent comme générateurs de moments.
    3. Disque suivant la revendication 1, caractérisé par un corps de bague sans aubes (5) ayant un grand effet de ridigitê à proximité de l'arbre (pour le rotor) etde la paroi de logement (pour la roue conductrice).
    4. Disque suivant l'une des revendications ci-devant, caractérisé par un générateur de moments (6) à action de redressement à la périphérie extérieure du disque tournant (1) ou la périphérie intérieure du disque conducteur.
    5. Disque suivant la revendication 1, qui forme limite pour un espace à isoler de manière étanche et qui est exposé à pression unilatérale et, par conséquent, dressé contre une face d'appui, caractérisé par le fait que la face d'ap- pur pui est dimensionnée de telle façon que/la moindre pression <Desc/Clms Page number 31> que l'on peut attendre au cours du service, cette face four'*- nit la pression de contact nécessaire pour l'étanchéité.
    6. Disque suivant la revendication 5, caractérisé par ,le, fait que la face d'étanchéité es't formée diaprés un corps cylindrique.
    7. Dispositif suivant la revendication 5 ou 6, carac- têrisê par le fait que pour renforcer Ce joint par com- pression il est prévu un-'organe d'étanchéité supplémentaire:.
    8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que cet organe d'étanchéité présente la forme d'un simple cylindre de paroi mince* 9. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que l'élément d'étanchéité additionnel est con- stitué sous forme d'un arbre élastique.
    10. Dispositif suivant la revendication, 5 ou 6, carac- térisé par le fait que la face servant à produire l'étan- chéité de compression et l'organe d'étanchéité additionnel sont usinés dans un même corps.de bague.
    11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que ce corps de bague annulaire est soumis à un traitement de surface au moins- à la face -de pression et particulièrement nitrifié.
    12. Disque suivant la revendication 1, dans lequel lassemblage de bague d'aubage est pourvu d'une saillie tubulaire élastique à la 'bague-support de base pour la fi- xation de l'assemblage de bague au disque, caractérisé par le fait que la saillie est pourvue d'un bourrelet an- adjacente/ EMI31.1 nulaire (30) à,l.extémitê/u-[isque.
    13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que le bourrelet annulaire (30) est joint par soudage au disque (1) (en 29 dans la fig.5).
    14. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que la position axiale de l'assemblage de bague <Desc/Clms Page number 32> est assurée par une grge 925) dans le disque (1), gorge dans laquelle le corps tubulaire (24) est encastré par frettage.
    15. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que le joint de frettage est complété par un joint de matage (25) ou par un joint soudé (29)- ou par les deux.
    16, Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que le bourrelet annulaire (36) est joint à façon au disque (1).
    17. Dispositif suivant la revendication 16, caractérisé par le fait que le bourrelet annulaire (36) et le disque (1) prennent l'un dans l'autre comme des griffes.
    18. Dispositif suivant la revendication 1, avec un tube élastique entre la bague-support de base de l'assem- blage de bague et le disque, caractérisé par le fait que pour la réception de l'extrémité de la saillie tubulaire (24), on se sert d'un bourrelet annulaire (26) saillant en dehors de la surface d'aubage (1).
    19. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube élastique(24) est plié en forme de U du côté verso du disque (fig.8a).
    20. Dispositif suivant la revendication 19, dans le- quel l'aubage est constitué sous forme d'auhage d'action, caractérisé par le fait que les aubes d'action sont con- stituées sans bagues-supports de tâte.
    21. Disque suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube élastique est dimensionné et conformé de façon que, lors de/déformations qui se présentent pendant le fonctionnement de la machine, il se produit un état de déformation voulu à l'endroit de transition entre le tube et la bague-support de base. <Desc/Clms Page number 33>
    22. Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé par le fait que pour le contrôle de la déformation à l'en- droit de transition entre le tube et la 'bague support d'aubage, il est prévu au tube des masses additionnelles ou des gé- nérateurs de moments.
    23. Dispositif suivant la'revendication 21 ou 22, carac- térisé par le fait que la déformation du tube à l'endroit de transition à la bague-support de base est contrôlée de façon que cet endroit de transition est libéré de forces différent tielles.
    24. Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé par le fait que la déformation du tube à l'endroit de transition à la bague-support de base est contrôlée de façon qu'à l'endroit de transition existe une force différentiel- le de grandeur voulue, qui détermine simultanément la dé- formation de la bague-support de base et éventuellement celle des aubes.
    25. Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé parle faitque la déformation du tube à l'endroitde transi- tion à la bague-support de base est contrôlée de telle façon que l'angle de déformation de la bague-support de base et du tube à l'endroit de transition est le même.
    Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé. par le fait que la déformation de la bague-support de base (31) et éventuellement de la saillie tubulaire élastique (24) est contrôlée par des générateurs de forces ou de moments additionnels (B,C),de façon que la déformation par force centrifuge de la bague (24) est effectivement égale à zéro à l'extrémité côté du disque.
    27. Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé par le fait que la longueur (1) du tube élastique se trouve EMI33.1 entre 0,5...3,1 r.s, particulièrement entre 0;5 et ,4 r.;s. <Desc/Clms Page number 34>
    28. Dispositif suivant la revendication 31, caractérisé par le fait que la position oblique de la bague-support d'au bage est contrôlée de telle façon que le moment de flexion, se produisant dans la bague ou dans les bagues à l'endroit de fixation des aubes, se trouve entre Mb = 0 et Mb = P.1, 12 particulièrement entre Mb = 0 et Mb = p.1 (inclusivement).
    16 29. Dispositif suivant la revendication 28, caractérisé par le fait que la déformation des bagues-supports est contrôlée par les forces et/ou moments qui réagissent sur celles-ci, de façon que,par suite de l'obliquité des bagues- suppcrts qui s'établit, le moment de flexion des aubes à, l'endroit de fixation est effectivement égal au moment de flexion du milieu de l'aube, 30. Dispositif suivant la revendication 29, caractérisé par Une ou plusieurs bagues de renforcement (42) pour cette pièce tubulaire élastique (24).
    31. Dispositif suivant la revendication 30, caractérisé par le fait que la bague de renforcement est appliquée aussi bien à la périphérie intérieure qu'à celle extérieure du tube élastique (24) (fig.ll).
    32. Dispositif suivant la revendication 30 ou 31, caractérisé par le fait que la ague de renforcement est usinée dans le matériel du tube élastique.
    53.-Dispositif suivant la revendication 1 avec bagues- supports de base et de tête des aubes et une saillie tubulaire élastique usinée à la bague-support de base pour la liaison de l'assemblage de bague avec le disque, caractérisé par une fixation d'aubes qui est effectivement libre de moments.
    34. Dispositif suivant la revendication 33 avec un aubage,dont les aubes sont assemblées en segments de bague ou en une bague fermée qui sont encastrés dans la bague-support de base, caractérisé par le fait que la bague de base présen- te une section circulaire à l'endroit d'assemblage. <Desc/Clms Page number 35>
    35. Dispositif suivant la revendication 33 avec un aubage constitua d'aubes séparées, caractérisé par le fait que le pied d'aube possède une forme de bille ou de galet à l'en- droit d'assemblage dans la bague-support de base.
    36. Dispositif suivant l'une des revendications 33 à 35, caractérise par le fait que le joint entre le pied daube: et la bague-support de base est réalisé sous forme d'un joint laminé élastique particulier* 37. Dispositif savant la revendication 33, caractérisé par le fait que pour augmenter la force centrifuge des aubes, il est prévu des masses additionnelles à la bague-support de base, particulièrement par le fait que la bague de base est subdivisée par des entailles.
    38. Dispositif d'étanchéité d'interstice aux couronnes d'aubage d'un disque suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le ou les . tôles d'étanchéité et conter** mémenes contrefaces de ces tôles d'étanchéité se trouvent dans des zones annulaires qui gardent effectivement par déformation contrôlée la même position qu'à l'arrêt de la machine sous tous rapports pouvant exister pendant le fonc- tionnement.
    39. Dispositif d'étanchéité d'interstice suivant la revendication 38, caractérisé par le fait que la zone d'étan- chit se trouve à proximité de l'endroit de transition entre le tube et la bague-support d'aubage, et notamment de telle façon qu'il est encastré ici des tôles d'étanchéité, cependant que les contrefaces des tôles d'étanchéité se trouvent à la périphérie extérieure de la bague d'aubes adjacente.
    40, Dispositif d'étanchéité d'interstice suivant la revendication 38 ou 39, caractérisé par le fait que la pièce tubulaire débute à peu près au milieu de la section de la bague-support et que des tôles d'étanchéité sont prévues au- dessous et en dessous de l'endroit de saillie. <Desc/Clms Page number 36>
    41, Dispositif d'étanchéité d'interstice suivant la revendication 38 pour aubages, dans lequel les bagues- supports de deux sections d'aubage,butant l'une à l'autre, sont jointes élastiquement, caractérisé par le fait qu'il est prévu des éléments d'étanchéité à proximité de cette liaison élastique.
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