CH352773A - Groupe motocompresseur - Google Patents

Description

  Groupe     motocompresseur       La     présente    invention a pour objet un groupe       motocompresseur.     



  Les groupes     motocompresseurs    étanches, notam  ment ceux qui sont destinés à des fluides radioactifs  ou à des     fluides    corrosifs, doivent assurer une sécu  rité de fonctionnement et une étanchéité particulière  ment sûre. De plus, il est souvent essentiel que     ces          conditions    soient obtenues sans utiliser d'huile,  notamment dans les paliers.  



  Le groupe     motocompresseur,    objet de l'invention  est formé d'un     compresseur        centrifuge    et d'un moteur  électrique montés sur un arbre ayant des     paliers    de  sustentation radiale et dont le déplacement axial est  limité par au moins     un    palier de butée.

   Il est carac  térisé par le fait que ledit arbre sur lequel sont mon  tés le compresseur et le moteur est sensiblement ver  tical et prend appui au repos sur un palier de butée  dont la position est déterminée de façon que le rotor  du moteur électrique soit alors décalé vers le bas par  rapport au stator de ce moteur, le compresseur     étant     constitué de façon que son rotor engendre en mar  che une poussée     axiale    dirigée vers le haut, qui, à la  mise en marche, s'ajoute à l'attraction     magnétique     axiale du moteur électrique et qui, ensuite, en mar  che     normale,

          équilibre    l'attraction magnétique axiale  du moteur et le poids de la partie     tournante    à une  position d'équilibre stable, où l'arbre est maintenu  écarté du palier de butée.  



  Dans une forme d'exécution     particulière,    l'arbre  est pourvu de guides longitudinaux qui assurent la  sustentation radiale de l'arbre lorsqu'il prend appui  au repos sur le palier de butée, mais dont l'arbre se  dégage lorsqu'il est soulevé en position de marche  par la poussée axiale du compresseur, le     maintien    de  l'arbre étant alors assuré par lesdits paliers de susten  tation radiale.    Le dessin     annexé    représente, à titre d'exemple,  une forme d'exécution du groupe     motocompresseur     objet de l'invention et deux variantes de détail.  



  La     fig.    1 est une vue en coupe longitudinale par  tielle de ladite forme d'exécution du groupe     moto-          compresseur        étanche.     



  La     fig.    2 est une demi-vue en coupe     transversale     d'un des paliers suivant l'axe     II    de la     fig.    1.  



  La     fig.    3 est une vue en coupe     transversale    par  tielle d'un chemisage du stator du moteur électrique.  La     fig.    4 est     une    vue en coupe longitudinale d'une  variante de guide longitudinal.  



  La     fig.    5 est une vue en     coupe    longitudinale d'une  autre variante de guide     longitudinal.     



  On a, représenté, à titre d'exemple, un compres  seur centrifuge de type connu dans lequel une volute  d'entrée 2 débouche dans un carter par une ouver  ture annulaire en face de l'ouverture     annulaire    d'as  piration d'un rotor à     action    centrifuge 3 qui est calé  à l'intérieur du carter sur     un    arbre     vertical    1 avec  son ouverture d'aspiration dirigée vers le haut de  façon que     ce    rotor     exerce    en marche une poussée  axiale tendant à soulever l'arbre.  



  Le moteur électrique est monté sous le compres  seur. Il     comporte    un rotor à cage 4 calé sur l'arbre  1 et un stator 5 dont la     face    intérieure fait     partie     d'un carter     cylindrique    6 qui est fermé de façon étan  che à la     partie    inférieure par un flasque 11.  



  Le rotor 3 du compresseur est solidaire sur sa       face    inférieure d'une     virole    7 qui entoure le bord  supérieur du carter cylindrique 6 avec interposition       d'une    garniture     d'étanchéité    8 entre la virole et une  cale annulaire 9 montée sur le carter     cylindrique.    Un  canal 10 traversant le rotor du compresseur au voi  sinage de son axe met le carter cylindrique en     com-          munication    avec l'aspiration du compresseur.

       11    en  résulte que la poussée axiale en marche provoquée      par l'aspiration du compresseur dépendra à la fois  du diamètre de l'ouverture annulaire d'aspiration du  rotor et du diamètre intérieur de la virole 7. Cette  poussée axiale pourra donc être déterminée à la  valeur voulue en choisissant le diamètre de la virole  7 et l'épaisseur de la cale 9.  



  L'arbre     vertical    1 est logé entièrement à l'intérieur  du     carter    du compresseur et du     carter    cylindrique  qui forment un ensemble étanche. La position de  l'arbre représenté sur le dessin est celle qu'il occupe  à l'arrêt. Il repose alors par son extrémité inférieure  sur un palier de butée 14 montée dans un évidement  sur la face intérieure du     flasque    11.  



  Le rotor du moteur électrique est monté sur l'ar  bre avec un décalage vers le bas par     rapport    à son  stator et le rotor du compresseur est monté avec un  même décalage vers le bas par     rapport    à la position  qu'il doit     occuper    en marche en face du collecteur  d'entrée. L'attraction magnétique     axiale    du moteur  électrique sur son rotor sera ainsi dirigée vers le haut  à la     mise    en marche et concourra avec la poussée  axiale du rotor du     compresseur    pour soulever l'arbre  et ses rotors à la position de marche normale. Lors  que, en cours de marche, le rotor du moteur viendra  à se trouver décalé vers le haut, l'attraction magné  tique axiale changera de sens.

   Il suffira donc de don  ner à la poussée axiale en marche du compresseur  une valeur convenable, en choisissant le diamètre de  la virole 7, pour     obtenir    une position d'équilibre sta  ble dans laquelle le rotor du moteur se trouve centré  suffisamment correctement par rapport à son stator.  



  Le centrage de l'arbre à l'arrêt et en période de  démarrage est obtenu par un dispositif de guidage       longitudinal    dont l'arbre se dégage lorsqu'il est sou  levé en position de marche.     Dans    la forme d'exécu  tion représentée,     ce    dispositif est     constitué,    d'une       part,    à     l'extrémité    inférieure de l'arbre par le palier  de butée 14 qui     comporte    à     cette    fin un rebord for  mant une cuvette, d'une profondeur telle que l'arbre  s'en dégage lorsqu'il est soulevé à sa position de  marche.

   Un chanfrein à cette extrémité de l'arbre  permet une entrée correcte dans     cette    cuvette.  



  Un second guide longitudinal est situé à la     partie     supérieure de l'arbre. Une pièce 15 de faible épais  seur montée à l'extrémité du     carter    cylindrique com  porte des     ouvertures    mettant ce     carter    en commu  nication avec l'aspiration du compresseur et une  ouverture     centrale    du diamètre de l'arbre     dans    la  quelle est guidé celui-ci.  



  Une rainure annulaire 16 est ménagée autour de  l'arbre sous la     pièce    15 avec un décalage tel que,  lorsque l'arbre est soulevé à sa     position    de marche,  la rainure vienne en face de la pièce 15.  



  Il n'y aura donc en marche     normale    aucun con  tact mécanique de l'arbre avec la pièce 15 ni avec  le palier de butée 14.     Il    en résulte que le fonction  nement du guide 15 et de la butée 14 peut avoir lieu  à sec. En marche     normale,    le palier de butée 14 ne  servira que de fin de     course    avec une vis de fin de  course 22 à la partie supérieure qui est destinée à    éviter tout     contact    accidentel entre le rotor 3 et la  volute du     compresseur.     



  Des paliers 12 et 13, destinés uniquement à main  tenir le     centrage    de l'arbre en position de marche,  sont montés     dans    le carter cylindrique de     part    et  d'autre du rotor du moteur électrique. Ces paliers  peuvent être d'un type quelconque, par exemple des  paliers lisses. Il y aura intérêt que les jeux radiaux  de ces paliers soient supérieurs à ceux du guide 15  et de la     butée    14, pour qu'il n'y ait pas de frotte  ment mécanique en période de démarrage sur les  paliers 12 et 13, mais que les frottements aient     lieu     alors sur le guide 15 et le palier de butée 14.

   Cette  condition permet d'utiliser des paliers n'ayant à sup  porter que des charges beaucoup plus faibles que  pendant la période de démarrage. Ces paliers pour  ront être avantageusement des paliers à pression de       fluide    dont la pression de fluide sera     fournie    par le  compresseur.  



  On a représenté, à titre d'exemple, des paliers  dans lesquels des chambres de pression 17 sont mé  nagées sur la face interne de leurs     coussinets.    Ces  chambres sont reliées au refoulement du compres  seur par des canaux 19 et le retour de     l'aspiration     du compresseur est assuré par des canaux longitudi  naux 18.  



  On pourrait aussi utiliser des paliers à gaz     hydro-          dynamiques    créant eux-mêmes, en marche normale,  la pression     nécessaire    à leur fonctionnement. Dans  un cas     comme    dans l'autre, il n'existe aucune pres  sion à l'arrêt et il est     nécessaire,    pendant les périodes  de démarrage et d'arrêt, de guider l'arbre par un  autre moyen, si l'on veut éviter les risques de dété  riorations des paliers.  



  Un tel groupe     motocompresseur    pouvant être  rendu     complètement    étanche et ne nécessitant pas de  graissage, peut être utilisé pour faire circuler un gaz  toxique ou     radioactif.    Dans le cas où le gaz est éga  lement corrosif et     susceptible    d'attaquer les tôles  magnétiques et les bobinages du moteur électrique,  un chemisage adéquat 21 est prévu sur le rotor et  sur le stator.  



  Le chemisage représenté est constitué de che  mises métalliques soudées, mais on pourrait utiliser  un revêtement ancré sur les tôles et les plateaux des       flasques    du moteur, notamment un revêtement en  matière plastique, par exemple en     téflon.    L'ancrage  peut être amélioré en faisant pénétrer     ce    revêtement  dans les fentes     d'encoches    et en donnant à     ces    der  nières une forme adéquate avec des rainures le long  de leurs bords, comme     il    est représenté sur la     fig.    3.  



  Afin d'éviter toute déformation des chemises, sus  ceptibles de provoquer un frottement dans l'entrefer,  on peut     équilibrer    les pressions de     part    et d'autre de  celles-ci.  



  Enfin, le moteur est, par ailleurs, entouré d'un  carter 2,3 pour y faire circuler un     fluide    de refroi  dissement.  



  D'autres dispositifs de guidage longitudinal pour  raient être également     utilisés.    La variante selon la           fig.    4 permet d'avoir des     surfaces    en     contact    plus       importantes.    L'arbre et la pièce fixe traversée par  l'arbre comportent des     nervures    annulaires de même  largeur qui sont     situées    de façon à se trouver en     vis-          à-vis    en période de     guidage.    Ces nervures sont suffi  samment distantes entre elles pour que les nervures  de l'arbre puissent     venir.    se     

  placer    entre les nervures       de    la     pièce    fixe en marche     normale.     



  Selon la variante de la     fig.    5, l'arbre comporte  une portée conique comprise entre deux portées       cylindriques    de diamètres différents. La pièce fixe  formant guide     comporte    de même une     portée    conique  entre deux portées     cylindriques    de diamètres diffé  rents. Celle de plus grand diamètre devra avoir une  longueur suffisamment faible pour que l'arbre puisse  s'en dégager lorsqu'il est soulevé en position de mar  che.

   L'arbre comporte en outre une rainure     annulaire     qui, en position de marche normale, vient se     placer     en     face    de la     portée    cylindrique du guide de plus  faible diamètre, mais cette dernière pourrait être sup  primée ainsi que la rainure correspondante.

Claims (1)

1. REVENDICATION Groupe motocompresseur formé d'un compres seur centrifuge et d'un moteur électrique montés sur un arbre ayant des paliers de sustentation radiale et dont le déplacement axial est limité par au moins un palier de butée, caractérisé par le fait que ledit arbre sur lequel sont montés le compresseur et le moteur est sensiblement vertical et prend appui au repos sur un palier de butée dont la position est déterminée de façon que le rotor du moteur électrique soit alors décalé vers le bas par rapport au stator de ce moteur,

   le compresseur étant constitué de façon que son rotor engendre en marche une poussée axiale dirigée vers le haut qui, à la mise en marche, s'ajoute à l'attrac tion magnétique axiale du moteur électrique et qui, ensuite, en marche normale, équilibre l'attraction magnétique axiale du moteur et le poids de la partie tournante, à une position d'équilibre stable, où l'ar bre est maintenu écarté du palier de butée. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Groupe motocompresseur selon la revendica tion, caractérisé en ce que l'arbre est pourvu de gui des longitudinaux qui assurent la sustentation radiale de l'arbre lorsqu'il prend appui au repos sur le palier de butée mais dont l'arbre se dégage lorsqu'il est soulevé en position de marche par la poussée axiale du compresseur, le maintien de l'arbre étant alors assuré par lesdits paliers de sustentation radiale. 2. Groupe motocompresseur selon la revendica tion, caractérisé en ce que les paliers de sustentation radiale sont des paliers à pression de fluide dont la pression de fluide est fournie par le compresseur. 3.

   Groupe motocompresseur selon la sous-reven- dication 1, caractérisé en ce qu'un desdits guides lon gitudinaux est formé par le palier de butée qui com porte une cuvette ayant un rebord dont l'arbre se dégage lorsqu'il est soulevé par la poussée axiale du compresseur. 4. Groupe motocompresseur selon la sous-reven- dication 3, caractérisé en ce que l'extrémité de l'arbre comporte un chanfrein pour permettre une entrée correcte dans ladite cuvette du palier de butée. 5.

   Groupe motocompresseur selon la sous-reven- dication 1, caractérisé en ce qu'un desdits guides lon gitudinaux est formé par une pièce fixe de faible épaisseur qui comporte une ouverture circulaire sen siblement du diamètre de l'arbre et qui est située autour de l'arbre au voisinage d'une rainure annulaire de cet arbre de façon que cette rainure soit en face de l'ouverture circulaire à la position d'équilibre en marche. 6.

   Groupe motocompresseur selon la sous-reven- dication 1, caractérisé en ce qu'un desdits guides longitudinaux est formé par une pièce fixe qui com porte une ouverture et est située autour de l'arbre, la face intérieure de l'ouverture et l'arbre comportant des nervures annulaires sensiblement de même dia mètre qui sont disposés de façon à être en vis-à-vis lorsque l'arbre prend appui sur le palier de butée et de façon qu'à la position d'équilibre en marche nor male les nervures de l'arbre se placent entre celles du guide. 7.

   Groupe motocompresseur selon la sous-reven- dication 1, caractérisé en ce qu'un desdits guides longitudinaux comporte une portée conique sur la quelle prend appui, à la position de repos, une portée conique correspondante de l'arbre. 8. Groupe motocompresseur selon la sous-reven- dication 1, caractérisé en ce que les jeux radiaux desdits guides longitudinaux sont, en position de gui dage, plus faibles que ceux desdits paliers de susten tation radiale. 9.

   Groupe motocompresseur selon la revendica tion, caractérisé en ce que les parties tournantes sont renfermées dans un carter étanche à l'intérieur duquel le rotor et le stator du moteur électrique sont proté gés par un chemisage de façon que ce groupe com presseur puisse être utilisé pour comprimer un fluide corrosif ou radioactif. 10. Groupe motocompresseur selon la sous- revendication 9, caractérisé en ce que ledit chemi sage est constitué par un revêtement en matière plas tique ancré dans des rainures longitudinales aux bords des encoches du stator et du rotor.