Palier de butée. La présente invention a pour objet un palier de butée, par exemple pour arbres de turbines, comportant une disposition spéciale de graissage grâce à laquelle on obtient une lubrification plus économique et meilleure que dans les paliers de butée connus; ce palier se distingue par la disposition, dans une chambre à huile dans laquelle pénètre l'arbre, d'un disque qui, assujetti à l'arbre et tour nant avec lui, possède une face de portée plate et ininterrompue. Dans la chambre à huile est disposé en outre un disque fixe possédant une face de portée en contact direct avec la face de portée du disque tour nant.
Dans la face de portée du disque fixe sont formés des canaux radiaux s'étendant de son bord interne à son bord externe, les parties de la face de portée comprises entres les canaux présentant la forme de secteurs dont les surfaces de portée sont inclinées sur une partie seulement de leur largeur.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'in vention. Fig. 1 est une élévation en coupe d'une partie d'un mécanisme de turbine représen tant le palier supérieur pour l'arbre de la turbine; Fig. 2 est un plan du disque immobile faisant partie du palier; Fig. 3 est un détail, en élévation latérale, à plus grande échelle, d'une partie du disque immobile, représentant l'inclinaison de sa face; Fig. 4 est une coupe verticale longitudinale d'un palier appliqué à un arbre de turbine disposé horizontalement.
Le palier, qui fait l'objet de l'invention, n'a été représenté, à titre d'exemple, appliqué à un arbre de turbine que pour montrer une des applications avantageuses qu'on en peut faire.
5 désigne une enveloppe ou corps de turbine dans laquelle se trouve une partie pendante, formant palier 6, avec cuvette annulaire inférieure de retenue d'huile 7, de disposition bien connue et, sur l'enveloppe 5, est disposée une boîte auxiliaire 8 formant une chambre à huile 9 surmontée d'une cloche ou chapeau 10. Le palier de butée proprement dit com prend un disque fixe 11 et un disque tour nant 12, le disque fixe 11 étant disposé sur un siège incliné, ou en forme de coin, 13 et possédant une face inférieure inclinée corres pondante 14 coopérant avec ce siège, lequel assure le placement et le montage du disque 11 par rapport au disque tournant 12, dis posé par dessus et permet également une mise en place exacte du disque 11 par une opération simple. Le siège 13 fait partie du fond 15 duquel est solidaire la partie de portée 6.
A travers la portée 6 et les disques 11 et 12 passe l'arbre 16 de la turbine, arbre dont l'extrémité supérieure est étroite ment entourée par un moyeu 17 du disque 12 qui y est assujetti. Autour de la partie de l'arbre 16 qui passe à travers les disques 11 et 12, une chambre de circulation d'huile 18 est formée en évidant le milieu du disque 11 et une partie du milieu du disque 12, en 19 et 20, la chambre de circulation 18 allant en s'élargissant vers la base du disque fixe 11.
La chambre à huile 9 communique avec la partie inférieure de la chambre de circulation 18 par l'intermédiaire d'une lu mière ou conduit 21 s'étendant à travers le siège 13 et, autour de la partie de l'arbre qui, sans cela, serait à découvert dans la chambre do circulation 18, aux centres des disques 11 et 12 est disposé un manchon fixe, 22, qui em pêche l'huile de venir directement en contact avec l'arbre et qui évite par cela même une fuite et un gaspillage de l'huile. La face de portée 23 du disque tournant 12 est lisse et n'est pas interrompue par des rainures ou creusures; mais, dans la face contiguë 24 du disque fixe 11, sont formées des rainures ra diales 25 s'étendant de la périphérie au trou central de ce disque fixe.
Les secteurs de la face 24, compris entre les rainures 25, sont établis suivant des plans inclinés d'un point inférieur 26, adjacent à l'un des côtés de chaque rainure 25, graduellement jusqu'au point le plus élevé, 27, où toutes ces parties viennent se raccorder aux parties horizontales de la face 24, et chaque partie horizontale de cette face se continue jusqu'à la rainure ou canal 25. Les parties horizontales consti tuant une partie de chaque secteur de la face 24 du disque fixe 11 rendent efficace la ré sistance offerte à la poussée par le palier en offrant des surfaces de résistance qui ne s'usent point rapidement, spécialement en raison du lubrifiant, les parties horizontales des segments de la face 24 étant directement en prise avec la partie extérieure de la face de portée 23 du disque tournant 12.
Si chaque partie en forme de secteur de la face 24 était inclinée complètement du bord d'une des rainures 25 au bord le plus voisin de la rainure 25 suivante, il en résulterait une usure rapide à la poussée.
Le palier représenté à la fig. 4 présente presque les mêmes caractéristiques de cons truction, la seule différence résidant dans les changements nécessaires pour adapter le pa lier à un arbre disposé horizontalement, 28, auquel est fixé un disque tournant 29 coopé rant avec un disque fixe 30, lequel est établi à tous égards, en ce qui concerne sa face de portée, comme cela a été expliqué à propos des fig. 1, 2 et 3, c'est-à-dire est pourvu des rainures 25 avec les faces en forme de sec teur de la surface de portée, inclinées d'une des rainures à la rainure suivante, comme cela est représenté à la fig. 3.
Les disques 29 et 30 sont situés dans une chambre à huile 31 formée dans l a boîte 32, et le disque fixe 30 est tenu sur un siège 33 air nroy eri de goujons 34. La chambre à huile intérieure est formée en partie dans le siège 3 3 ainsi qu'au milieu du disque 30, le siège 33 ser vant également d'élément de butée et avec la chambre intérieure communique un conduit à huile 35 percé à travers la boîte et le siège 33 et pourvu d'un bouchon obturateur extérieur 36.
En ce qui concerne maintenant en parti culier les fig. 1, 2 et 3, on comprend que- l'on placera l'huile de graissage dans la chambre 9 en enlevant le chapeau 10 et que l'huile sera entraînée de cette chambre aux faces de portée des disques 11 et 12 et sera aspirée par dessus les parties inclinées, en forme de secteur, de la face portée du disque 11, en étant ramenée des rainures 25 qui sont complètement ouvertes à leurs extré mités opposées à la chambre 9.
L'huile qui passe dans la chambre de circulation 18 peut s'écouler dans la chambre 9 à travers le conduit 21; ou bien l'huile provenant de la chambre 9 peut aller et venir de cette dernière à la chambre 18 et, comme le man chon 22 s'étend suffisamment au-dessus du niveau de l'huile dans la chambre 9 pour empêcher cette huile de déborder, il n'y a pas de gaspillage d'huile dû à une fuite ou à un contact direct avec la partie de l'arbre 16 qui passe à travers la chambre auxi liaire 18.
Dans le dispositif représenté à la fig. 4, le fonctionnement est pratiquement le même; mais dans ce cas, les deux disques 29 et 30 ne possèdent pas la chambre intérieure de circulation d'huile en raison de leur disposi tion par rapport à l'arbre horizontal 28: dans ce dernier cas, l'huile pénètre dans les rainures 25 et est prise entre les deux disques et forcée entre les faces inclinées du disque fixe et la face plate et ininterrompue du disque tournant.
Les rainures 25 de la face 24 du disque 11 et les rainures similaires du disque 29, dans la construction représentée à la fig. 4, ont la même profondeur sur toute leur éten due radiale et assurent l'écoulement régulier d'une quantité uniforme d'huile, de leurs extrémités internes à leurs extrémités ex ternes. Ceci est essentiel pour une ali mentation égale d'huile des rainures aux surfaces inclinées et plates des parties en forme de secteur de la face 24, comprises entre ces rainures. Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 4, la chambre intérieure 18 représentée à la fig. 1 n'existe pas et la circulation s'effectue à travers les rainures du disque 29 et il est de la plus haute impor tance que ces rainures soient de profondeur uniforme sur toute leur longueur.
Thrust bearing. The object of the present invention is a thrust bearing, for example for turbine shafts, comprising a special lubrication arrangement, thanks to which a more economical and better lubrication is obtained than in the known thrust bearings; this bearing is distinguished by the arrangement, in an oil chamber into which the shaft enters, of a disc which, attached to the shaft and rotating with it, has a flat and uninterrupted bearing face. In the oil chamber is further arranged a fixed disc having a bearing face in direct contact with the bearing face of the rotating disc.
In the bearing face of the fixed disc are formed radial channels extending from its inner edge to its outer edge, the parts of the bearing face included between the channels having the form of sectors whose bearing surfaces are inclined on a only part of their width.
The drawing represents, by way of example, two embodiments of the object of the invention. Fig. 1 is a sectional elevation of part of a turbine mechanism showing the upper bearing for the turbine shaft; Fig. 2 is a plane of the stationary disc forming part of the bearing; Fig. 3 is a detail, in side elevation, on a larger scale, of a part of the stationary disc, showing the inclination of its face; Fig. 4 is a longitudinal vertical section of a bearing applied to a turbine shaft arranged horizontally.
The bearing, which is the subject of the invention, has been shown, by way of example, applied to a turbine shaft only to show one of the advantageous applications that can be made of it.
5 designates a casing or turbine body in which there is a pendant part, forming a bearing 6, with lower annular oil retaining cup 7, of well-known arrangement and, on the casing 5, an auxiliary box 8 forming an oil chamber 9 surmounted by a bell or cap 10. The thrust bearing itself comprises a fixed disc 11 and a rotating disc 12, the fixed disc 11 being arranged on an inclined seat, or in the form of a wedge, 13 and having a corresponding inclined lower face 14 cooperating with this seat, which ensures the placement and mounting of the disc 11 relative to the rotating disc 12, arranged above and also allows an exact placement of the disc 11 by an operation simple. The seat 13 forms part of the bottom 15 of which the bearing part 6 is integral.
The shaft 16 of the turbine passes through the bearing 6 and the discs 11 and 12, the upper end of which is closely surrounded by a hub 17 of the disc 12 which is secured thereto. Around the part of the shaft 16 which passes through the discs 11 and 12, an oil circulation chamber 18 is formed by hollowing out the middle of the disc 11 and a part of the middle of the disc 12, at 19 and 20, the circulation chamber 18 extending towards the base of the fixed disc 11.
The oil chamber 9 communicates with the lower part of the circulation chamber 18 by means of a light or conduit 21 extending through the seat 13 and, around the part of the shaft which otherwise , would be uncovered in the circulation chamber 18, at the centers of the discs 11 and 12 is disposed a fixed sleeve, 22, which prevents the oil from coming directly into contact with the shaft and which thereby prevents a leak and a waste of oil. The bearing face 23 of the rotating disc 12 is smooth and is not interrupted by grooves or recesses; but, in the contiguous face 24 of the fixed disc 11, linear grooves 25 are formed extending from the periphery to the central hole of this fixed disc.
The sectors of the face 24, included between the grooves 25, are established along planes inclined from a lower point 26, adjacent to one of the sides of each groove 25, gradually up to the highest point, 27, where all these parts are connected to the horizontal parts of the face 24, and each horizontal part of this face continues up to the groove or channel 25. The horizontal parts constituting a part of each sector of the face 24 of the fixed disc 11 make effective the resistance offered to the thrust by the bearing by providing resistance surfaces which do not wear out quickly, especially due to the lubricant, the horizontal parts of the segments of the face 24 being directly in engagement with the outer part of the bearing. the bearing face 23 of the rotating disc 12.
If each sector-shaped portion of face 24 were inclined completely from the edge of one of the grooves 25 to the nearest edge of the next groove 25, rapid wear on the thrust would result.
The bearing shown in FIG. 4 has almost the same construction characteristics, the only difference being in the changes necessary to adapt the bearing to a horizontally arranged shaft, 28, to which is fixed a rotating disc 29 cooperating with a fixed disc 30, which is established at in all respects, as regards its bearing face, as has been explained with regard to FIGS. 1, 2 and 3, i.e. is provided with the grooves 25 with the sector-shaped faces of the bearing surface, inclined from one of the grooves to the next groove, as shown in fig. . 3.
The discs 29 and 30 are located in an oil chamber 31 formed in the box 32, and the fixed disc 30 is held on a seat 33 air nroy eri of studs 34. The inner oil chamber is partly formed in the seat 3. 3 as well as in the middle of the disc 30, the seat 33 also serving as a stop element and with the inner chamber communicates an oil duct 35 drilled through the box and the seat 33 and provided with an external blanking plug 36 .
Turning now in particular to Figs. 1, 2 and 3, it is understood that - we will place the lubricating oil in the chamber 9 by removing the cap 10 and that the oil will be entrained from this chamber to the bearing faces of the discs 11 and 12 and will be sucked in over the inclined, sector-shaped parts of the supported face of the disc 11, being brought back by grooves 25 which are completely open at their ends opposite to the chamber 9.
The oil which passes into the circulation chamber 18 can flow into the chamber 9 through the conduit 21; or the oil from chamber 9 can move back and forth from the latter to chamber 18 and, since sleeve 22 extends sufficiently above the level of the oil in chamber 9 to prevent this oil from overflow, there is no wastage of oil due to leakage or direct contact with the part of the shaft 16 which passes through the auxiliary chamber 18.
In the device shown in FIG. 4, the operation is practically the same; but in this case, the two discs 29 and 30 do not have the internal oil circulation chamber due to their arrangement relative to the horizontal shaft 28: in the latter case, the oil enters the grooves 25 and is caught between the two discs and forced between the inclined faces of the fixed disc and the flat and uninterrupted face of the rotating disc.
The grooves 25 of the face 24 of the disc 11 and similar grooves of the disc 29, in the construction shown in FIG. 4, have the same depth over their entire radial extent and ensure the regular flow of a uniform quantity of oil from their inner ends to their outer ends. This is essential for an even supply of oil from the grooves to the sloping and flat surfaces of the sector-shaped portions of face 24 between these grooves. In the embodiment shown in FIG. 4, the inner chamber 18 shown in FIG. 1 does not exist and circulation takes place through the grooves of the disc 29 and it is of the utmost importance that these grooves be of uniform depth over their entire length.