BE633578A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements aux presse-étoupe d'entrée pour alimenter   de.   ro- tors de liquide. 



   La présente invention concerne des perfectionnements appor- tés aux presse-étoupe d'entrée pour alimenter des rotors de liquide et en particulier aux presse-étoupe d'entrée pour alimenter d'eau de refroidissement les rotors de turbogénérateur. 



   L'alimentation d'eau d'un rotor d'un turbo générateur re-   froidi à   l'eau s'effectue avantageusement au moyen d'une conduite d'alimentation fixe qui introduit de l'eau dans   l'extrémité   de   l'ar-i        bre du rotor ou dans un arbre de prolongement fixé coaxialement à   @   l'arbre du rotor.

   Il faut que l'eau soit pompée dans le rotor sous pression ce qui pose   .le   problème d'établir un joint étanche à l'eau   @   ou en substance étanche à   l'eau   entre l'extrémité de la conduite d'alimentation fixe et le rotor qui, en régime, tourne à des vi- tesses si élevées qu'une forme quelconque de joint d'étanchéité par 

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 contact ou bourrage est peu souhaitable 
La présente invention a pour but de procurer un presse- étoupe d'entrée perfectionné pour alimenter des rotors de liquide. 



   Suivant la présente invention, un presse-étoupe d'entrée servant à assurer l'alimentation d'un rotor de liquide comprend une conduite d'alimentation fixe susceptible de débiter du liquide   axia-     lement   dans une extrémité de l'arbre du rotor ou dans un prolonge- ment axial de cet   arbr,   un joint d'étanchéité à labyrinthe compre- nant un premier jeu d'organes cylindriques concentriques fixés co- axialement au rotor et tournant avec ce dernier et un second jeu d'organes cylindriques concentriques fixés coaxialement à la condui- te d'alimentation et restant immobiles avec celle-ci, les organes du premier jeu étant interfoliés avec ceux du second,

   l'agencement étant tel que le liquide qui s'échappe de la jonction de la condui- te d'alimentation et du rotor s'écoule d'abord radialement vers l'extérieur dans le joint à labyrinthe puis dans un trajet de cir- culation s'étendant radialement vers   l'intérieur   depuis la périphé- rie du joint à labyrinthe vers l'axe du rotor, le presse-étoupe com- prenant également une série d'aubes, ailettes ou cloisons placées dans ce trajet de circulation et susceptibles de tourner avec le ro- tor et de produire dans le trajet de circulation qui s'étend vers l'intérieur, lorsque le rotor tourne, un gradient de pression hy-   draulique   croissant vers l'extérieur supérieur à celui produit par la force centrifuge dans le joint d'étanchéité à labyrinthe,

   de sorte que les fuites.de liquide par le joint à labyrinthe diminuent lorsque le rotor tourne. 



   Le trajet de circulation qui s'étend radialement vert l'intérieur comprend de   préférence   un, second joint d'étanchéité   à   labyrinthe semblable au premier et susceptible de rendre étanche l'intervalle séparant les bords axiaux des ailettes ou aubes, ou le   coté   axial   d'un   organe dans lequel les ailettes sont prévues, de la paroi non rotative du trajet de   circulation   qui   s'étend   vers l'in   térieur,     diminuant   ainsi la vitesse de circulation du liquide dans 

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 ce trajet et permettant au presse-étoupe d'absorber des déplacements axiaux appréciables entre l'extrémité du rotor et la conduite d'ali-   mentation   fixe. 



   L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé, dans lequel ; la Fig. 1 est une vue en élévation de côté, partie en cou- pe, d'une partie d'extrémité d'un arbre de prolongement fixé à un arbre de rotor de   turbogénérateur   ainsi que d'un presse-étoupe d'en- trée d'eau qui y est fixe; et, la Fig. 2 est une coupe en bout suivant la ligne 11-Il de la Fig. 1 et dans le sens indiqué par les flèches. 



   Un arbre de prolongement   1   est fixé coaxialement à l'extré- mité extérieure d'un arbre de rotor (non représenté), et est pourvu d'un alésage central 3 livrant passage à l'eau de refroidissement circulant vers le rotor. L'eau de refroidissement est amenée par une conduite d'alimentation fixe 5 comportant une sortie à bride 7 dis- posée coaxialement à l'alésage 3. Un tube 9 est placé en ligne entre la sortie 7 et l'alésage 3, l'extrémité du tube 9 adjacente   à   la i sortie 7 étant de plus petit diamètre pour former un épaulement par lequel le tube est serré contre un flasque 11 par un écrou 13 qui se visse sur une partie filetée de l'extrémité du tube.   L'écrot.   13 est pourvu des deux cotés de segments d'étanchéité 15 et est serré contre la bride 7.

   Le flasque 11 est boulonné à une enveloppe 7 dont l'extrémité opposée est en partie obturée par un flasque annu- laire 19 et comporte une conduite d'évacuation 21 raccordée à   a   partie inférieure. L'enveloppe 17 enferme une chambre 23 conte .ant le presse-étoupe proprement dit 25. 



   Le tube 9 est pourvu, près de son extrémité axialement intérieure, d'une collerette   circonférentielle   radiale 27 portant quatre organes cylindriques concentriques 29 et 31 qui s'étendent axialement dans les deux sens. Les organes 29 s'étendent en direc- tion du rotor et sont interfoliés avec cinq organes cylindriques concentriques 33 faisant partie d'une enveloppe en substance   cylin-   

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 drique 35 vissée sur l'extrémité de l'arbre 1. L'extrémité extérieu- re de cette enveloppe 35 est bridée et un plateau annulaire 37 y est fixé. La périphérie intérieure du plateau 37 est pourvue d'une saillie cylindrique 39 qui s'ajuste étroitement autour du tube 9 et qui s'étend dans l'espace séparant l'organe 31 intérieur du tube 9. 



  A l'extérieur de la saillie 39, le plateau 37 est pourvu d'une sail- lie annulaire   41   qui se termine dans trois organes cylindriques con- centriques 43 interfoliés avec les quatre organes 31. La partie de la saillie 41 située entre les organes 43 et la partie principale du plateau 37 sont percées d'un grand nombre de passages radiaux 45   (Fig.   2) qui établissent une commuai cation entre une partie ex- térieure 51 et une partie intérieure 53 de l'espace de circulation de liquide annulaire existant entre le plateau 37 et la collerette 27. Les cloisons entre les passages 45 servent d'ailettes ou aubes. 



   Le côté intérieur ou côté rotor de t'enveloppe 35 est pour- vu d'une saillie cylindrique 55 qui s'étend entre deux saillies con- centriques 57 formées sur le flasque 19 et qui forme avec ces sail- lies un joint d'étanchéité à labyrinthe. 



   En pratique, de l'eau est Introduite sous pression dans la conduite d'alimentation 5 et circule par le tube 9 dans   l'alésage   3 et ainsi vers les passages de refroidissement du rotor du turbo- générateur.   Etant   une pression supérieure à celle de l'atmosphère, l'eau tend à s'échapper vers l'extérieur par le premier joint   d'étan-   chéité à labyrinthe formé par les organes interfoliés 29 et 33, puis vers l'intérieur depuis la partie extérieure 51 vers la   partie inté-   rieure 53 de l'espace de circulation contenant le second joint à labyrinthe formé par les organes interfoliés 31 et   43,   principale- ment par les passages 45. L'eau s'échappe ensuite entre la saillie 39 et le tube 9 et est évacuée de la chambre 23 par la conduite d'évacuation 21. 



   Lorsque le rotor et ainsi l'arbre 1 sont immobiles, l'eau passe par le premier joint d'étanchéité à labyrinthe et par les pas- sages 45 de la façon décrite dans le paragraphe précédent. Le second 

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 joint d'étanchéité à labyrinthe ne travaille pas puisqu'il est contourné par les passages 45.   La   vitesse de fuite de l'eau est telle qu'elle crée une chute de pression en substance égale   à   la pression dans la conduite d'alimentation   5.   



   Lorsque le rotor et l'arbre 1 tournent, une force centrifuge agit sur l'eau dans le premier joint d'étanchéité à labyrinthe, sur   l'eau   dans le second joint d'étanchéité à labyrinthe, et sur   l'eau   dan les passages   45.   L'eau dans les pointsd'étanchéité à labyrinthe tourne à une vitesse approximativement égale à la moitié de celle du rotor, mais l'eau dans les passages 45 tourne à la même vitesse que le rotor. Cela étant, la différence de pression   produte   par la force centrifuge est environ quatre fois plus élevée dans les passages 45 qu'à la traversée de chacun des joints   d'étan-   chéité.

   Cette différence de pression produit une intense recirculation d'eau par les passages et par le second joint d'étanchéité, qui augmente le gradient de pression   à   la traversée de ce second joint d'étanchété et qui diminue ainsi les fuites générales par le presse- étoupe, dans leur totalité. 



   Dans certains cas, lorsque la pression dans la conduite d'alimentation 5 est suffisamment basse et que la vitesse du rotor est suffisamment élevée, les fuites d'eau peuvent être complètement éliminées. 



   REVENDICATIONS. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. ----------------------------- 1.- Presse-étoupe d'entrée pour alimenter un rotor de liquide, caractérisé en ce qu'il comprend une conduite d'alimenta- tion fixe susceptible d'introduire du liquide axialement dans une extrémité de l'arbre du rotor ou dans un prolongement axial de cet arbre, un Joint d'étanchéité à labyrinthe comprenant un premier jeu d'organes cylindriques concentriques fixés coaxialement au rotor et tournant avec ce dernier et un second jeu d'organescylindriques concentriques fixés coaxialement à la conduite d'alimentation et restant immobiles avec celle-ci, les organes du premier jeu <Desc/Clms Page number 6> étant interfoliés avec ceux du second,

   l'agencement étant tel que le liquide qui s'échappe de la jonction de la conduite d'alimentation et du rotor s'écoule d'abord radialement vers l'extérieur dans le joint à labyrinthe puisdans un trajet de circulation qui s'étend radialement vers l'intérieur depuis la périphérie du joint d'étan- chéité à labyrinthe vers l'axe du rotor, le presse-étoupe comprenant également une série d'ailettes, aubes ou cloisons placées dans ce trajet de circulation et susceptibles de tourner avec le rotor et de produire dans le trajet de circulation qui s'étend vers l'inté- rieur, lorsque le rotor tourne, un gradient de pression hydraulique croissant vers l'extérieur, supérieur à celui produit par la force centrifuge daim le joint d'étanchéité à labyrinthe, de sorte que les fuites de liquide par le joint à labyrinthe diminuent lorsque le rotor tourne.

   2.- Presse-étoupe d'entrée suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second joint d'étanchéité à labyrinthe est placé dans le trajet de circulation qui s'étend vers l'intérieur et peut rendre étanche l'intervalle séparant les bords axiaux des ailettes ou aubes ou le coté axial d'un organe dans lequel les ai- lettes sont prévues, de la paroi non rotative du trajet de circula- tion qui s'étend vers l'intérieur.

   3. - Presse-étoupe d'entrée suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un organe radial est pourvu, d'un coté axial, du second jeu d'organes cylindriques concentriques et, de l'autre côté, d'un troisième jeu d'organes cylindriques concentriques fai- sant partie du second joint d'étanchéité à labyrinthe, le premier jeu d'organes cylindriques concentriques étant placé d'un côté de @ cet organe radial et les ailettes ou aubes ou l'organe dans lequel les cloisons sont formées étant placés de l'autre coté de l'organe radial.

   4.- Presse-étoupe d'entrée suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une enveloppe fixe entoure les parties rotati- ves du presse-étoupe et est pourvue d'une conduite d'évacuation pour <Desc/Clms Page number 7> le liquide qui s'échappe par le second joint d'étanchéité à laby- rinthe.

   5.- Presse-étoupe d'entrée* suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le rotor s'étend librement par une ouverture ménagée dans une paroi d'extrémité de l'enveloppe et la paroi in- térieure de l'enveloppe et le rotor sont pourvus des éléments d'un autre joint d'étanchéité à labyrinthe qui encercle l'ouverture mé- nagée dans l'enveloppe et l'obture de façon étanche.

   6.- Presse-étoupe d'entrée suivant l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que les ailettes, aubes ou cloisons procurent un grand nombre de passages de circula- tion radiaux également espacés autour de l'axe du rotor.

   7.- Presse-étoupe d'entrée, en substance comme décrit avec référence au dessin annexé.

   8.- Rotor de turbine refroidi par un liquide pourvu d'un presse-étoupe d'entrée suivant l'une quelconque des revendications précédentes.