<B>Groupe</B> hydro-électrique. La présente invention a pour objet un groupe hydro-électrique, comprenant une tur bine hydraulique et une machine réceptrice, par exemple une pompe, cette turbine et cette machine réceptrice étant à arbre vertical et disposées l'une au-dessous de l'autre, la tur bine étant accouplée à une génératrice sus ceptible de fonctionner comme moteur.
Ce groupe est caractérisé par le fait qu'une partie de l'arbre est constituée par au moins un vérin hydraulique, ce vérin étant itruno- bilisé axialement lorsque le groupe est en ser vice et libéré lors du démontage au moins par tiel du groupe pour permettre, sous l'effet d'un liquide sous pression, un déplacement axial relatif de différentes parties du groupe, facilitant le démontage de celui-ci.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, -deux formes d'exé cution du groupe selon l'invention.
La fig.1 est une vue d'ensemble du groupe selon la première forme d'exécution, en ordre dé marche.
La fig. 2 est un schéma de démontage de la roue de la turbine de ce g-rollpe, et la. fig. 3 est un schéma de démontage du palier de butée du groupe.
La fig. 4 est une vue en coupe partielle de la seconde forme d'exécution.
Comme le montre les fig. 1 à 3 du dessin, ce groupe hydro-électrique comprend une tur bine hydraulique, dans le cas particulier une turbine Pelton, dont la roue 1 est entraînée en rotation par plusieurs jets sortant d'injec- teurs 2 (par exemple quatre). Cette roue 1 est fixée à un tronçon d'arbre 3 fixé bout à bout lui-même à un tronçon d'arbre 4 portant le rotor de la génératrice électrique, non re présentée, qui est susceptible de fonctionner comme moteur.
Un palier de butée 5 supporte axialement le rotor de la génératrice et la roue 1. Ce pa: lier de butée 5 comprend un anneau tournant 6 prenant appui, par sa partie supérieure, contre une bride 7 du tronçon d'arbre 4. A sa partie inférieure, l'anneau 6 repose sur des patins 8, portés -par un support 9, entourant le tronçon d'arbre 3 et fixé au bâti 10 de la machine par un anneau 11, boulonné, d'une part, au bâti 10 et, d'autre part, au support 9.
La roue 1 est fixée elle-même par. des bou lons 23 à une bride 12 du tronçon d'arbre 3.
Dans le groupe hydro-électrique repré senté, une pompe est accouplée à l'arbre verti cal reliant la turbine à la génératrice. Cette pompe n'est pas représentée au dessin entiè rement et seul un tronçon de son arbre d'en- trainement 13 est visible sur les différentes figures.
La nouveauté du groupe décrit en regard du dessin réside précisément :dans le .fait qu'une partie de l'arbre comprise entre la roue 1 et la roue de la pompe non représen tée, située au-dessous d'elle, est constituée par un vérin hydraulique. En effet, comme le montre le dessin, le tronçon d'arbre compris entre la roue 1 et la roue de la ,pompe com prend une partie tubulaïre 14, siusceptible d'être déplacée, sous l'action d'un liquide sous pression, par rapport à -un piston 15, soli daire de la partie supérieure du tronçon d'ar bre 13 d'entramement de la. pompe.
La partie tubulaire 14 du vérin est fixée par des boulons 24 à la roue 1. D'autre part, elle présente à ba partie inférieure un fond 16 présentant plusieurs trous répartis sur un cercle concentrique à l'axe géométrique de l'arbre du groupe, trous à travers lesquels passent, en position de marche du groupe, des goujons 17 fixés au piston 15. Des écrous 18, vissés sur ces goujons 17, permettent de bloquer le vérin en position d'extension maxi mum (voir fig. 1).
Dans cette position,. le vérin est donc inactif et ne constitue qu'une partie de l'arbre d'entrainement de la pompe.
Le groupe comprend. nécessairement di vers paliers de guidage latéraux de son arbre vertical, de construction habituelle. Toutefois, ceux-ci n'ont pas été représentés pour ne pas charger inutilement le dessin.
Le vérin 14-15 dont est muni ce groupe facilite le démontage, même partial, dudit groupe. En effet, comme le montre la fig. 2, lorsque la roue 1 ,doit être revisée, son démon tage peut s'opérer rapidement de la. façon suivante:
après avoir fermé les injecteurs 2 au moyen de leur pointeau, la chambre de la turbine 19 étant vide d'eau,, on introduit dans celle-ci, par une ouverture 20, des rails 21. On déplace alors sur ces rails un chariot 22, dont le châssis -est en forme de<B>U,</B> de manière à s'engager de part et d'autre de l'arbre ver tical du groupe.
Après avoir calé le tronçon 13 de l'arbre vertical pour éviter tout dépla cement axial de celui-ci, l'on amène du liquide sous -pression dans le vérin 14-15, de ma nière que celui-ci se maintienne dans sa posi tion d'extension maximum. Les vis 23 reliant la roue 1 au tronçon d'arbre 3 peuvent alors être enlevées, de même que les écrous 18 de blocage du vérin. On met alors à l'échappe ment le liquide sous pression contenu dans le vérin, ce qui provoque un abaissement lent de la roue 1 et :de la partie tubulaire 14.
Les boulons 24 reliant la roue 1 à la partie-tubu- laire 14 sont démontés après le mouvement de descente de la roue. En fin de course, vers le bas du vérin, la roue 1 repose sur le cha riot 22 et peut être retirée de la chambre 19 en déplaçant le chariot 22 sur ses rails 21 vers l'extérieur. Le remontage de la roue 1 se fait de façon inverse en engageant celle-ci dans la chambre 19 au moyen du chariot 22 et en envoyant à nouveau du ' liquide sous pression dans le vérin, de manièz@e_ à provo quer un déplacement. vers le haut de la:-roue- 1. permettant sa fixation à la bride 12.
Après avoir fixé la, partie tubulaire 14 à la roue 1 par les boulons 24 et avoir bloqué le vérin au moyen des écrous 18, on peut laisser tomber la pression dans le vérin 14-15. Après extraction du chariot 22 et des rails 21 de la chambre 19 et fermeture de l'ouverture 20, le groupe est de nouveau prêt à être remis en marche.
Le vérin dont est muni ce groupe permet non seulement le démontage aisé de la roue 1, mais aussi un démontage facile du palier de butée 5. En effet, comme le montre la fig. 3, la construction spéciale de ce groupe permet un démontage rapide de l'anneau 6 et des patins 8 lorsqu'une revision de ceux-ci s'avère nécessaire.
Ce démontage s'opère de la faon suivante: Après avoir calé le rotor de la gé nératrice au moyen de plusieurs vérins dis posés sous celui-ci et avoir mis sous pression le vérin 14-15, on peut procéder au démon tage des écrous 18 et des boulons 25 reliant les tronçons d'arbre 3 et 4, au démontage. des boulons 26 reliant l'anneau, 11 au support 9, de même qu'au ;démontage des boulons 27 reliant l'anneau tournant 6 à la bride 7. Bien entendu, les injecteurs 2 auront été préala blement fermés par leur pointeau et de même le tronçon d'arbre 13 aura été calé pour éviter tout déplacement axial de celui-ci vers le bas.
En mettant à l'échappement le liquide sous pression contenu dans le vérin 14-15, on provoque un déplacement vers le bas du palier .de butée 5, de son support 9, de même que de la roue 1 et de son tronçon d'arbre 3.
On peut alors, par une ouverture 28 pra tiquée dans le bâti du groupe, atteindre le palier 5 et extraire l'anneau tournant 6, de même que les patins 8, en vue de leur revi- sion.
Le remontage du groupe s'opère de façon inverse, c'est-à-dire qu'après avoir remis en place les patins 8 .et l'anneau tournant 6 sur le support 9, on met sous pression à nouveau le vérin 14-15, ce qui provoque un déplace ment vers le haut de la partie tubulaire 14, de la roue 1, du tronçon d'arbre 3, du -3up- port 9 et du palier 5. L'on peut alors fixer les différents boulons 25, 26 et 27, de même que les écrous de blocage 18 du vérin. Le vérin 14-15 est alors rendu inactif et la pression dans celui-ci peut tomber.
Il suffit alors de laisser descendre le rotor de la géné ratrice et d'enlever les cales qui avaient été disposées sous celui-ci, de même que pour supporter le tronçon d'arbre 13, pour pouvoir remettre en marche le groupe.
Dans la seconde forme d'exécution repré sentée à la fig. 4, le groupe comprend aussi un vérin hydraulique constituant une partie de l'arbre entre la roue 1 et la machine ré ceptrice. Toutefois, dans cette forme d'exé cution, le groupe comprend un dispositif d'ac couplement à commande hydraulique permet tant d'accoupler ou de .désaccoupler la ma chine réceptrice du tronçon d'arbre 3.
Le vérin 14-15 fait partie du troncon d'arbre d'entraînement 13 de la machine ré ceptrice susceptible d'être désaccouplée de la turbine; la partie tubulaire 14 constituant. le cylindre du vérin forme la partie supérieure de ce tronçon d'arbre et la partie de laquelle est solidaire le piston 15 du vérin forme la partie inférieure de ce même tronçon d'arbre.
Le dispositif d'accouplement comprend deux couronnes dentées intérieurement, l'une, 29, rendue solidaire de la roue 1, grâce à des vis 30 et à des douilles 31, l'autre, 32, rendue solidaire de la partie tubulaire 14 au moyen clé vis 33 et de douilles 34.
'Une pièce 35 présentant une denture externe 48 correspondant à celle desdites cou ronnes 29 et 32 est susceptible d'être déplacée axialement dans la partie tubulaire 14 pour être engagée dans les deux couronnes 29 et 32 en position d'enclenchement du dispositif d'accouplement.
Cette pièce 35 présente une partie 36 cons tituant un piston 36 coulissant dans une par tie de plus grand diamètre 37 de la partie tu bulaire 14 formant le cylindre du vérin hy draulique. Ce piston 36 est donc destiné à être actionné .par le liquide sous pression uti lisé pour le vérin hydraulique lui-même.
La pièce 35 présente en outre, dans sa par tie centrale un cylindre secondaire 38, dans lequel est disposé un piston 39 rendu soli daire d'une tige creuse 40 aii moyen d'un écrou 41.
Le tronçon d'arbre 13 présente un alésage central 42 dans lequel est susceptible de s'es camoter la tige creuse 40. L'alimentation en liquide sous pression du cylindre 38 se fait par l'intérieur du tronçon d'arbre 13, grâce à un tube 43, fixé dans celui-ci et autour du quel est susceptible de coulisser la tige creuse 40.
Cette tige creuse 40 présente en outre un épaulement 44 limitant son déplacement vers l'extérieur -de l'alésage 42. En effet, dans la position montrée à la fig. 4, on voit que l'épaulement 44 vient buter contre une bague 45 rendue solidaire du tronçon d'arbre 13.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exécution est le suivant En position de marche normale de la tur bine, le dispositif d'accouplement est main tenu en position déclenchée, grâce à un li- quide sous pression parvenant au cylindre se condaire 38 par le tube 43 et la tige 40. Ce liquide sons pression tend donc à maintenir la pièce 35 à sa position inférieure dans la, par tie tubulaire 14. Dans cette position, rien ne relie les -deux couronnes 29 et 32, et la roue 1 tourne sans entrasner la machine réceptrice.
Il est bien entendu que .dans cette forme d'exécution la machine réceptrice est munie d'un palier de butée de même que d'un palier de guidage latéral. Toutefois, ceux-ci n'ont pas été représentés pour ne pas charger inuti lement le dessin.
Lorsqu'on désire entraîner la, machine ré ceptrice en rotation par l'intermédiaire de la génératrice électrique fonctionnant alors comme moteur, on lance ladite machine récep trice à l'aide d'un dispositif moteur auxi liaire, par exemple une turbine Pelton auxi liaire ou un. moteur électrique auxiliaire soli daire del'arbre d'entraînement de la machine réceptrice.
Lorsque celle-ci a. atteint un nom bre de tours égal ,à celui de la roue 1, la vi tesse de rotation relative .entre les deux cou ronnes 29 et 32 est nulle, il est possible d'en clencher le dispositif d'accouplement. Cette opération s'effectue en envoyant du liquide sous pression dans l'alésage 42 du, tronçon d'arbre 13, de manière à provoquer un dépla cement vers le haut de la pièce 35, de façon que sa denture 48 s'engage dans les dentures internes des couronnes 29 et 32 et les rende solidaires l'une de l'autre angulairement.
Sous l'effet de ce .déplacement vers le haut de la pièce 35, le liquide contenu dans le cy- lindre secondaire 38 est refoulé vers la tige 40 et le tube 43.
En variante, l'accouplement de la roue 1 à la machine réceptrice pourrait aussi se faire pendant l'arrêt du groupe. Dans ce cas, le dis positif moteur auxiliaire de lancement de la machine réceptrice ne serait plus nécessaire.
Lorsque la roue 1 de ce groupe ou son pa lier de butée supérieure doivent être démon tés, on procède de la même manière que pour le groupe selon la première forme d'exécution. En effet, à l'arrêt -du groupe, on met sous pression le vérin 14-15, de manière que la pièce 35 vienne par l'intermédiaire du pro longement 46 aussi près que possible de la face inférieure de la roue 1, l'épaulement 47 limitant le déplacement de la pièce 35 vers le haut.
Dans cette position, les vis 23 reliant la roue 1 à la bride 12 du troncon d'arbre 3 peuvent être enlevées de même que les écrous 1.8 bloquant le vérin en position d'extension inaximiun. Il suffit alors de mettre le cylin dre du vérin à l'échappement pour provoquer -au :déplacement lent vers le bas de la partie tubulaire 14 de la pièce 35 et de la roue 1, de même la tige 40 vient s'escamoter à l'in térieur du tronçon d'arbre 13. L'extraction de la roue 1 de la chambre de la turbine 19 peut alors s'effectuer de la même manière que celle indiquée en fig. 2.
Le montage de la roue 1 sur le tronçon d'arbre 3 se fera de façon inverse en amenant celle-ci au-dessus de la pièce 35 et en mettant sous pression le vérin 14-15, de manière à provoquer l'élévation de la roue 1 contre la bride 12.
Il est à noter qu'à la suite de l'envoi du liquide sous pression dans le cylindre du vé rin, la pièce 35 s'élèvera, tout d'abord jusqu'à ce que son piston 36 vienne buter contre l'épaulement 47 constitué par le bord de la couronne 32. Dès ce moment, la pièce 35 entraîne dans son déplacement vers le haut la partie tubu laire 14, ce qui ramène le vérin dans sa posi tion d'extension maximiun, dans laquelle il peut être bloqué au moyen des écrous 18.
Dès que les vis 23 ont été remises en place, le li quide sous pression contenu dans le vérin peut être mis à l'échappement pour permettre le déclenchement du dispositif d'accouple ment.
Il est clair que le démontage du palier de butée de la turbine de ce dernier groupe pourra s'effectuer de la même manière que celle indiquée pour le groupe selon la pre mière forme d'exécution, décrite en regard de la fig. 3.