FR3070417A1 - Dispositif de test de la permeabilite inter-secteurs de deux secteurs d'anneau d'un element de turbomachine - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de test (1) de la perméabilité inter-secteurs d'un ensemble (Q) comprenant deux secteurs d'anneau (Q1, Q2) contigus d'une turbomachine et au moins une languette d'étanchéité (Q3) insérée entre ces deux secteurs. Ce dispositif est remarquable en ce qu'il comprend une enceinte d'étanchéité (10) étanche aux gaz, munie d'un support (2), comprenant deux parties en saillie (21, 22) dont les faces supérieures (210, 220) sont configurées pour recevoir chacune la face inférieure concave de l'un des deux secteurs d'anneau (Q1, Q2), et sont espacées de façon à définir entre elles un logement (23), en ce que ladite enceinte (10) comprend des moyens de blocage latéral (3) et de blocage longitudinal (4) dudit ensemble par rapport audit support (2) et des moyens d'espacement (5) pour définir un jeu prédéterminé entre lesdits deux secteurs (Q1, Q2) et en ce que ladite enceinte d'étanchéité est munie d'un orifice (101) raccordé à une première source d'alimentation en gaz (11) et en ce que ledit logement (23) est pourvu d'un orifice (102) raccordé à une seconde source d'alimentation en gaz (12) et d'un orifice d'évacuation de gaz (103), raccordé à un dispositif de mesure de la pression (13) du flux de gaz sortant dudit logement.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL

L'invention concerne un dispositif de test de la perméabilité intersecteurs d'un ensemble comprenant deux secteurs d'anneau contigus d'un élément annulaire de turbomachine, ces deux secteurs étant disposés bout à bout selon leur direction circonférentielle et au moins une languette d'étanchéité étant disposée entre eux.

Cet élément annulaire est notamment un anneau de turbine basse ou haute-pression ou un anneau de distributeur. Par turbomachine, on entend notamment un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion.

L’invention concerne également un procédé de test utilisant ce dispositif de test.

ETAT DE L'ART

On peut voir sur la figure 1 jointe, un rotor A et un stator ou distributeur B appartenant à un même étage d'une turbine qui peut en comporter plusieurs, successivement.

Le rotor A est une roue qui comporte une pluralité d’aubes C, fixées à un disque central D, entraîné en rotation.

Ce rotor A tourne à l’intérieur d’un anneau sensiblement cylindrique E, formé par une pluralité de secteurs d'anneau G, disposés bout à bout et portés par un carter H de la turbine.

Le distributeur B comprend une pluralité d'aubes fixes J qui s'étendent radialement entre une plateforme externe K et une plateforme interne M, (voir l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2 jointe). Ce distributeur B est en fait constitué d'une pluralité de secteurs d'anneau N assemblés bout à bout pour former le distributeur annulaire B, centré sur l’axe de rotation du rotor.

Une veine aérodynamique d’écoulement d’air s’étend à l’intérieur de la turbine, au travers du rotor A et du distributeur B, de l’amont AM vers l’aval AV, c’est-à-dire selon la direction symbolisée par la flèche F en figure 1.

Que ce soit pour l'anneau du rotor ou pour le distributeur, des moyens d'étanchéité sont prévus entre les secteurs d'anneaux G ou N, pour limiter les fuites de gaz chauds.

Comme on peut le voir sur la figure 2, ces moyens detanchéité comprennent une ou plusieurs languettes O dont les bords sont logés dans des fentes P, situées en vis-à-vis dans les faces radiales des secteurs contigus d'un même anneau, d’où le nom de languettes detanchéité inter-secteurs. Ces languettes O sont engagées avec un certain jeu dans les fentes P des secteurs d'anneau, ce qui ne permet pas d'avoir une étanchéité parfaite.

On pourra également se reporter au document EP 1 586 743 qui illustre un exemple de la structure des secteurs d’une enveloppe extérieure d’un rotor de turbine.

Afin d'améliorer l'étanchéité, il serait toutefois souhaitable de pouvoir mesurer le niveau de fuite de gaz, notamment d’air, au niveau de ces languettes inter-secteurs, et de pouvoir faire des essais en fonction du matériau qui les constitue ou de la géométrie de celles-ci, par exemple.

Par ailleurs, dans le cadre du développement d’un anneau en matériau composite à matrice céramique (CMC), il serait également souhaitable de pouvoir comparer le niveau de fuite inter-secteurs entre un anneau en CMC et un anneau traditionnel métallique, par exemple.

PRESENTATION DE L'INVENTION

L’invention a donc pour objectif de fournir un dispositif de test de la perméabilité d’au moins une languette d’étanchéité inter-secteurs d’un élément annulaire de turbomachine, qui permette de réaliser des essais sur deux secteurs d’anneau contigus et de garantir la reproductibilité de ces essais.

Un autre objectif de l’invention est de pouvoir éventuellement régler en hauteur et en inclinaison l’un des deux secteurs par rapport à l’autre, pour réaliser des essais dans différentes configurations, correspondant aux conditions réelles d’utilisation desdits éléments annulaires de turbomachine.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif de test de la perméabilité inter-secteurs d'un ensemble comprenant deux secteurs d'anneau contigus d'un élément annulaire de turbomachine, ces deux secteurs contigus étant disposés bout à bout selon leur direction circonférentielle et ces secteurs comprenant chacun au moins une fente, chaque fente d’un secteur étant disposée pour faire face à une autre fente associée de l’autre secteur contigu, au moins une languette d etanchéité étant insérée entre les deux secteurs contigus de façon que ses deux extrémités soient déposées dans chacune desdites fentes associées.

Conformément à l’invention, ce dispositif comprend une enceinte d'étanchéité étanche aux gaz, une première source d'alimentation en gaz à une première pression P1, une seconde source d'alimentation en gaz à une deuxième pression P2 inférieure à la première pression P1, et un dispositif de mesure de la pression, ladite enceinte d'étanchéité comprend intérieurement un support pour ledit ensemble à tester, ce support comprend deux parties en saillie dont les faces supérieures respectives constituent des faces de support convexes, configurées et dimensionnées pour recevoir chacune la face inférieure concave de l'un des deux secteurs d'anneau, ces deux faces de support étant disposées dans le prolongement l'une de l'autre, les deux parties en saillie étant espacées l'une de l'autre de façon à définir entre elles un logement, ladite enceinte comprend des moyens de blocage latéral et des moyens de blocage longitudinal dudit ensemble à tester par rapport audit support, lesdits moyens de blocage longitudinal étant configurés pour plaquer les deux secteurs d'anneau à tester contre des moyens d’espacement qui permettent de définir un jeu prédéterminé entre lesdits deux secteurs d'anneau et de positionner ladite languette d’étanchéité en regard du fond du logement, la partie supérieure de l'enceinte d'étanchéité est munie d'un premier orifice d'arrivée de gaz, raccordé à la première source d'alimentation en gaz et un second orifice d'arrivée de gaz, raccordé à ladite seconde source d'alimentation en gaz et un orifice d'évacuation de gaz, raccordé audit dispositif de mesure de la pression du flux de gaz sortant dudit logement sont ménagés dans l’enceinte de façon à déboucher dans la partie inférieure dudit logement, de façon à permettre l’injection de gaz dans l’enceinte d’étanchéité respectivement à ladite première pression P1 au dessus de l’au moins une languette d’étanchéité et à ladite deuxième pression P2, en dessous de l’au moins une languette d’étanchéité lorsque l’ensemble à tester est disposé sur ledit support.

Grâce à ces caractéristiques de l'invention, et notamment aux moyens de blocage latéral et aux moyens de blocage longitudinal, l'ensemble à tester est positionné de manière fiable et reproductible sur le support, de sorte que la ou les languette(s) d'étanchéité soi(en)t en regard du logement et que le gaz entrant par le premier orifice d'arrivée de gaz ne puisse ressortir que par l'orifice d'évacuation de gaz, si l'espace entre les deux secteurs qui contient la ou les languette(s) n'est pas rigoureusement étanche aux gaz.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison :

- ledit support forme un bloc, qui est muni d'une fente transversale borgne débouchant sur sa face supérieure, de façon à former ledit logement et lesdites deux parties du support de part et d'autre, et le second orifice d'arrivée de gaz et l'orifice d'évacuation de gaz débouchent au fond dudit logement ;

- lesdits moyens de blocage transversal comprennent une plaque d'appui verticale qui s'étend parallèlement aux faces arrière longitudinales verticales des deux parties dudit support et qui s'élève au-delà de leurs faces supérieures et une pluralité de vis de blocage disposées dans des orifices taraudés ménagés au travers des parois de l'enceinte d'étanchéité, en face de ladite plaque d'appui, le vissage de ces vis de blocage permettant de plaquer ledit ensemble à tester contre ladite plaque d'appui ;

- lesdits moyens de blocage longitudinal comprennent au moins deux vis de blocage disposées dans des orifices taraudés ménagés au travers des parois de l'enceinte d'étanchéité, ces deux vis de blocage étant disposées l'une en face de l'autre en regard des deux extrémités longitudinales du support et permettant de bloquer ledit ensemble à tester longitudinalement par rapport audit support ;

- les moyens d'espacement sont une entretoise comprenant deux montants verticaux reliés entre eux par une traverse, ces deux montants verticaux sont insérés aux deux extrémités verticales de la fente formant le logement pour les obturer et ces deux montants verticaux présentent une section transversale en T, la branche centrale du T permettant de définir ledit jeu prédéterminé entre les deux secteurs d’anneau ;

- ladite enceinte d’étanchéité comprend au moins deux parties assemblées entre elles par des moyens d’assemblage, un joint d’étanchéité est disposé entre les différentes parties et ce joint d’étanchéité est annulaire ;

- ladite enceinte d’étanchéité comprend trois parties, à savoir une embase, un corps central et un couvercle, assemblés entre elles par des moyens d'assemblage, tels que des vis et en ce qu'au moins un joint d'étanchéité est disposé entre l'embase et le corps et au moins un autre joint entre le corps et le couvercle ;

- ledit support est muni de moyens d’orientation, tels que des vis d’orientation disposées à l’intérieur d’orifices verticaux taraudés ménagés dans les deux parties du support.

L’invention concerne également un procédé de test de perméabilité inter-secteurs d’un ensemble tel que défini précédemment avec le dispositif de test précité.

Conformément à l’invention, ce procédé comprend les étapes consistant à :

ouvrir ladite enceinte d'étanchéité, et disposer ledit ensemble à tester, sur ledit support, de façon à positionner l’au moins une languette d’étanchéité en regard du fond du logement, positionner lesdits moyens d'espacement dans ledit logement du support et entre les deux secteurs d’anneau de l’ensemble à tester, bloquer ledit ensemble à tester par rapport audit support à l'aide des moyens de blocage latéral et des moyens de blocage longitudinal, et plaquer les deux secteurs d’anneau à tester contre les moyens d’espacement, fermer ladite enceinte de manière étanche aux gaz, injecter du gaz dans ladite enceinte au dessus de l’au moins une languette d’étanchéité à une première pression P1, à l'aide de ladite première source d'alimentation en gaz et injecter du gaz dans le logement, à une deuxième pression P2 inférieure à la première pression P1, à l'aide de ladite seconde source d'alimentation en gaz, mesurer le flux de gaz sortant dudit logement à l'aide du dispositif de mesure de la pression.

De façon avantageuse, ce procédé comprend une étape additionnelle qui consiste, après avoir bloqué ledit ensemble à tester par rapport audit support à l'aide des moyens de blocage latéral et des moyens de blocage longitudinal, à couler de la cire dans l'espace existant entre d'une part au moins une partie du support et au moins une partie de l'ensemble à tester et d'autre part une partie des parois intérieures de l’enceinte qui définissent une chambre, sans en introduire dans le logement, afin d'améliorer l'étanchéité entre ces différentes parties.

PRESENTATION DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, différents modes de réalisation possibles.

Sur ces dessins :

- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'une turbomachine,

- la figure 2 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation de deux secteurs d'anneau contigus d'un distributeur annulaire et des languettes d'étanchéité disposées entre ceux-ci,

- la figure 3A est une vue en perspective d'un ensemble à tester qui comprend deux secteurs d'anneau entre lesquels sont disposés une languette d'étanchéité,

- la figure 3B est une vue de l’extrémité située à droite du secteur d’anneau de gauche de la figure 3A ;

- la figure 4 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation du dispositif de test conforme à l'invention,

- la figure 5 est une vue en coupe verticale longitudinale du dispositif de test de la figure 4, prise selon le plan de coupe de la ligne V-V en figure 4,

- les figures 6 et 7 sont des vues en perspective du support ménagé dans le dispositif des figures 4 et 5, prises selon des angles de vue différents, un secteur d'anneau à tester étant en outre représenté sur la figure 6,

- la figure 8 est une vue de dessus du support de la figure 7,

- la figure 9 est une vue en coupe verticale transversale d'une partie du dispositif de test de la figure 4, prise selon le plan de coupe de la ligne IX-IX en figure 4,

- la figure 10 est une vue en perspective et de dessus d'une partie du dispositif de test de la figure 4, avec l'ensemble à tester et de la cire pour renforcer l'étanchéité,

- la figure 11 est une vue de détail et de dessus des moyens d'espacement (entretoise) du support, et

- la figure 12 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation du dispositif de test conforme à l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE

Le dispositif de test 1 conforme à l’invention permet de tester la perméabilité inter-secteurs d’un ensemble Q dont un exemple de réalisation va maintenant être décrit brièvement en relation avec la figure 3A.

Cet ensemble Q comprend deux secteurs d'anneau Q1 et Q2 contigus d’un élément annulaire d’une turbomachine, qui peut par exemple être un anneau de turbine basse pression ou haute pression ou un anneau de distributeur.

Les deux secteurs Q1 et Q2 sont des pièces de forme générale allongée et cintrée, qui sont disposées bout à bout selon leur direction circonférentielle, c’est-à-dire comme elles le seraient pour former la circonférence d’un élément annulaire entier de turbomachine.

De préférence et de façon connue en soi, chaque secteur Q1, Q2, présente dans sa partie centrale une tôle d’impact Q10, respectivement Q20, une cavité longitudinale incurvée amont Q11, respectivement Q21 et une cavité longitudinale incurvée aval Q12 respectivement, Q22, qui sont mieux visibles en figure 9. Ces cavités amont et aval permettent la fixation de chaque secteur Q1, Q2 sur le carter de la turbine (comme décrit précédemment) grâce à des crochets de carter.

La face inférieure Q13, respectivement Q23, des secteurs d'anneau Q1 et Q2 est cintrée longitudinalement (voir figure 5).

Comme on peut le voir sur les figure 3B et 5, chaque secteur d'anneau Q1, Q2 présente à ses deux extrémités radiales au moins une fente Q14, respectivement Q24 (ici au nombre de deux superposées).

Chaque fente Q14 d’un secteur Q1 est disposée de façon à faire face à une fente Q24 dite « associée » de l’autre secteur contigu Q2.

Une languette d’étanchéité Q3 est logée entre les deux secteurs Q1, Q2 de façon que ses deux extrémités soient reçues dans les fentes Q14, Q24 situées en regard l’une de l’autre, (fentes associées), de façon à s’étendre entre les deux secteurs. Il y a une languette Q3 dans chaque paire de fentes Q14, Q24 associées. C’est dans cet espace situé entre les deux secteurs, que l’étanchéité aux gaz peut être plus ou moins bonne et qu’il convient de la tester, en d’autres termes de tester la perméabilité inter-secteurs.

En se reportant à la figure 5, on peut voir que le dispositif de test de perméabilité 1 conforme à l’invention comprend une enceinte d’étanchéité 10, étanche aux gaz, une première source 11 d’alimentation en gaz à une première pression P1, une seconde source d’alimentation en gaz 12 à une deuxième pression P2, inférieure à la première pression P1 et un dispositif 13 de mesure de la pression tel qu’un manomètre.

La première et la seconde source d’alimentation en gaz, sont par exemple de l’air sous pression.

Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, l’enceinte d’étanchéité 10 comprend de préférence au moins deux parties, de préférence trois parties, assemblées entre-elles de manière étanche aux gaz.

Les trois parties de l’enceinte 10 sont respectivement une embase 14, un corps 15 et un couvercle 16.

Ces trois parties présentent de préférence un contour extérieur circulaire. Elles délimitent intérieurement une chambre 100 en forme de parallélépipède rectangle.

L’embase 14 est une plaque circulaire qui se prolonge dans sa partie centrale par un support 2 en saillie, qui sera décrit ultérieurement. La plaque de l’embase 14 présente, autour du support 2, une gorge annulaire 140 débouchant vers le haut, à l’intérieur de laquelle est positionné un joint d’étanchéité 141, également annulaire.

Le corps 15 présente une partie centrale 150 de contour cylindrique, qui se prolonge par une collerette annulaire supérieure 151 et une collerette annulaire inférieure 152, de préférence de plus grand diamètre que la collerette supérieure 151.

La partie 150 comprend intérieurement un espace en forme de parallélépipède rectangle qui définit une partie de la chambre 10.

La collerette inférieure 152 présente de préférence le même diamètre que le diamètre extérieur de l’embase 14.

La collerette supérieure 151 présente sur sa face supérieure une gorge annulaire 153, débouchant sur sa face supérieure, à l’intérieur de laquelle est logé un joint d’étanchéité 154, également annulaire.

Le couvercle 16 présente la forme générale d’un disque dont la face inférieure est pourvue d’une cavité 161 en forme de parallélépipède rectangle dont les dimensions correspondent à celles de l’espace ménagé dans la partie cylindrique 150 (chambre 10).

Le couvercle 16 est en outre muni d’une pluralité d’orifices taraudés 160 d’axe vertical, chacun d’entre eux se prolongeant en partie supérieure par un lamage 162 qui débouche sur la face supérieure du couvercle

16.

Dans l’exemple de réalisation représenté sur la figure 4, les orifices taraudés 160 sont ainsi au nombre de dix-huit.

De façon similaire, la collerette supérieure 151 est munie d’une pluralité d’orifices taraudés 1510, en même nombre que les orifices 160 du couvercle 16 et disposés de façon à être alignés avec ces derniers, lorsque le couvercle 16 est positionné sur la collerette supérieure 151.

Des vis 17 sont insérés par vissage dans les orifices taraudés 160 et 1510, de façon à serrer et à assembler le couvercle 16 avec la collerette supérieure 151 et à écraser légèrement le joint 154, de façon à garantir l’étanchéité aux gaz entre ces deux pièces. La tête de vis est reçue dans le lamage 162.

De façon similaire, l’embase 14 est munie d’une pluralité d’orifices taraudés 142, d’axe vertical (voir figure 4), et la collerette inférieure 152 est munie d’une pluralité d’orifices taraudés 1520 d’axe vertical, prolongés par un lamage 1521 qui débouche sur la face supérieure de la collerette inférieure 152. Les orifices taraudés 1520 et 140 sont en même nombre et sont disposés de façon à être l’un au-dessus de l’autre lorsque la collerette inférieure 152 est disposée sur l’embase 14. Ces orifices 140, 1520 sont destinés à recevoir des vis 18.

Lorsque les vis 18 sont introduites dans ces orifices et vissées, ceci a pour effet de rapprocher l’embase et la collerette inférieure, d’écraser légèrement le joint 141 et de garantir l’étanchéité au gaz entre ces deux pièces.

Comme on peut le voir sur la figure 4, on notera que de façon avantageuse, le contour extérieur du couvercle 16 et de la collerette supérieure 151 sont munis d’une pluralité d’encoches 1511, respectivement 163, de préférence de forme concave, en portion de cylindres, disposées de sorte qu’elles soient à l’aplomb des lamages 1521, de façon à permettre l’accès à ces derniers et l’introduction et le vissage des vis 18.

En outre, le couvercle 16 est percé dans sa partie centrale d’un orifice 164, dit « orifice d’arrivée de gaz », destiné à être raccordé à la source d’alimentation en gaz 11.

Selon une variante non représentée, le couvercle 16 et le corps 15 ou le corps 15 et l’embase 14 pourraient être d’une seule pièce.

En se reportant aux figures 5 à 8, on peut voir que le support 2, qui est monobloc avec l’embase 14, présente sensiblement la forme générale d’un parallélépipède rectangle avec deux parties 21 et 22. Le support 2 est muni en son centre, d’une fente transversale borgne 23, qui débouche sur sa face supérieure, de façon à former un logement entre lesdites deux parties 21 et 22.

Les faces supérieures 210, 220 des deux parties 21, 22 sont incurvées, c’est-à-dire cintrées de façon convexe depuis le logement 23 vers l’extrémité du support 2, et, selon un rayon de courbure qui correspond au rayon de courbure des faces inférieures Q13, Q23 des deux secteurs d'anneau Q1, Q2. Elles constituent des faces de support.

Le logement borgne 23 est percé, de préférence en son fond, par un orifice 231 d’arrivée de gaz, dit « second orifice » pour le distinguer du premier orifice 164, et d’un orifice d’évacuation de gaz 232. L’orifice d’arrivée de gaz 231 est destiné à être raccordé à la seconde source d’alimentation en gaz 12, tandis que l’orifice d’évacuation de gaz 232 est destiné à être raccordé au dispositif de mesure de la pression 13.

Enfin, chaque partie 21, respectivement 22, présente une face longitudinale verticale avant 211, respectivement 221 et une face longitudinale verticale arrière 212, respectivement 222.

Outre le support 2, l’enceinte 10 comprend également des moyens de blocage latéral 3 de l’ensemble à tester Q, par rapport à ce support 2.

Les moyens de blocage latéral 3 comprennent une plaque d’appui verticale 30 qui coopère avec au moins deux vis de blocage 31, de préférence au nombre de quatre, comme représenté sur la figure 4. Comme on peut le voir sur les figures 7 et 8, la plaque d’appui verticale 30 s’étend parallèlement et contre les faces arrière longitudinales 211, 222 du support 2 et s’élève au-delà de ses faces supérieures 210 et 220. Ces vis 31 sont reçues dans des orifices taraudés horizontaux 1501 ménagés dans la partie centrale 150 du corps 15 (voir figures 4 et 10).

L’une de ces vis 31 est par exemple visible sur la figure 9. Ces vis 31 sont disposées en regard de la plaque 30 et leur serrage permet de venir plaquer les deux secteurs Q1, Q2 par leur face latérale, contre ladite paroi verticale 30.

Comme on peut le voir sur les figures 6 à 9, de façon avantageuse, les deux parties 21 et 22 du support 2 présentent au niveau de leur arête de jonction entre leurs faces supérieures 210, respectivement 220 et leurs faces longitudinales verticales avant 211, respectivement 221, chacune une encoche 213, respectivement 223, qui permette l’engagement des deux vis 31 se trouvant au centre. Compte-tenu de l’inclinaison des surfaces supérieures 210 et 220, de telles encoches ne sont pas nécessaires aux deux extrémités du support 2.

Comme on peut le voir sur la figure 9, la profondeur des encoches (par exemple l’encoche 223) est telle que lorsque l’extrémité de la vis 31 vient au contact du secteur correspondant Q1 ou Q2 pour la plaquer contre la plaque 30, ladite vis 31 ne vient pas en butée contre le fond de l’encoche 213 ou 223.

Par ailleurs, l’enceinte 10 comprend également des moyens de blocage longitudinal 4 de l’ensemble à tester Q, par rapport au support 2.

De préférence, ces moyens de blocage 4 comprennent au moins deux vis de blocage 41, (voir figures 4, 5 et 10), qui sont disposées dans des orifices taraudés 1502 ménagés l’un en face de l’autre dans le corps 15, au niveau des deux extrémités du support 2.

Le vissage de ces deux vis 41 situées en regard l’une de l’autre a pour effet de plaquer les deux secteurs d'anneau Q1 et Q2 à tester de part et d’autre de moyens d’espacement 5 disposés au centre du support 2.

Les moyens d’espacement 5 permettent d’une part de définir un jeu j prédéterminé entre les deux secteurs Q1, Q2 à tester et d’autre part de centrer l’ensemble Q, de façon que la ou les languettes Q3 inter-secteurs soient positionnées en regard du fond du logement 23.

Les moyens d’espacement 5 sont de préférence une entretoise en forme de U inversé, qui comprend deux montants verticaux 50 joints par une traverse horizontale 51, comme représenté sur la figure 7.

Plus précisément, et comme cela apparaît mieux sur les figures 8 et 11, le montant vertical 50 présente une section transversale (c’est-à-dire dans un plan horizontal) en forme de T.

Comme on peut le voir sur la figure 11, la branche centrale 501 du T, dénommée « branche transversale » car elle s’étend transversalement par rapport au support 2, est verticale. Elle est destinée à calibrer par son épaisseur un jeu prédéterminé j entre les deux extrémités voisines des deux secteurs d'anneau Q1 et Q2 contigus. On peut faire varier le jeu j en faisant varier l’épaisseur de la branche transversale 501. On peut ainsi fabriquer une série de plusieurs moyens d’espacement 5 dont les branches transversales 501 présentent chacune une épaisseur différente et les utiliser pour faire des analyses comparatives.

A titre d’exemple purement illustratif, le jeu j peut par exemple être compris entre 0,1 mm et 2 mm, ce qui correspond au jeu inter-secteurs d’un élément annulaire de turbomachine.

Une branche perpendiculaire 502 ou « branche longitudinale », perpendiculaire à et monobloc avec la branche transversale 501, est verticale. Elle est destinée à être insérée dans une fente verticale 300 ménagée à cet effet dans la paroi verticale 30.

La fente 300 s’étend dans le même plan que le logement 23.

La branche perpendiculaire 502 en coopérant avec la fente 300 permet de centrer les moyens d’espacement 5 par rapport au support 2. De ce fait, la branche transversale 501 se trouve en regard du logement 23. Lorsque les vis 41 sont vissées, elles viennent plaquer les deux secteurs Q1, Q2 contre les deux faces opposées de la branche transversale 501 (voir figure 11 ) et de ce fait la ou les languettes Q3 se trouvent en regard et au-dessus du logement 23.

L’entretoise 5 est amovible et peut être retirée du support 2 et de la plaque 30 par coulissement vertical.

On notera également que lorsque l'entretoise 5 est en place, ses montants verticaux 50 obturent les deux côtés du logement 53 de manière étanche aux gaz, de sorte que ce dernier n'est plus ouvert qu'à sa partie supérieure entre les deux faces supérieures 210, 220.

Enfin, de façon avantageuse, le support 2 peut être pourvu de moyens d’orientation 6 qui ont pour fonction de modifier la position en hauteur et/ou en inclinaison des secteurs d'anneau Q1, Q2 par rapport aux deux parties 21, 22 du support 2.

Dans l’exemple de réalisation représenté sur les figures, ces moyens d’orientation 6 sont constitués par des vis 61, de préférence micrométriques. Elles sont introduites par l’extérieur et le dessous de l’embase 14 à l’intérieur d’orifices verticaux taraudés 143, ménagés à cet effet dans le support 2.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 6 à 8, ces orifices 143 sont au nombre de trois dans chaque partie 21 et 22 du support 2, ce nombre peut toutefois varier.

On comprend aisément en regardant les figures 5 et 6, que selon que l’on visse plus ou moins chaque vis 61, celle-ci peut faire plus ou moins saillie au-dessus des faces supérieures 210, 220 des parties 21 et 22 et ainsi permettre de modifier l’orientation des secteurs Q1, Q2 et de simuler une position desdits secteurs que l'on peut rencontrer lors du fonctionnement réel de la turbomachine.

On notera que les moyens de blocage latéral 3 et longitudinal 4 permettent de maintenir l'ensemble Q à tester sur le support 2 selon deux degrés de liberté et que le poids de l'ensemble Q suffit pour maintenir celui-ci sur le support 2 et assurer le blocage selon le dernier degré de liberté.

La figure 12 illustre une variante de réalisation de l’enceinte d’étanchéité de la figure 4. Cette enceinte d’étanchéité porte alors la référence 10’.

Ce mode de réalisation diffère uniquement du précédent en ce que l’embase, le corps et le couvercle, référencés dans ce cas 14’, 15’ et 16’ présentent un contour extérieur rectangulaire. L'enceinte 10' a donc la forme d'un parallélépipède rectangle. Enfin, les gorges d'étanchéité 140’ et 153’ sont rectangulaires. On notera que la variante avec les gorges d’étanchéité 140, 153 annulaires est de conception plus simple.

Les autres éléments sont identiques et portent les mêmes références numériques.

Le fonctionnement du dispositif va maintenant être décrit.

Après avoir ouvert l’enceinte d’étanchéité 10, 10’, par exemple en séparant les différentes parties 14, 15, 16, 14’, 15’, 16’, on place l’ensemble Q à tester sur le support 2, de façon que ladite au moins une languette d’étanchéité Q3 soit placée en regard du fond du logement 23.

On positionne ensuite les moyens d’espacement 5 de façon que les montants 50 coulissent dans les deux extrémités du logement 23 et enfin, on bloque l’ensemble Q par rapport au support 2 à l’aide des moyens de blocage 3 et 4.

On referme ensuite ladite enceinte en assemblant ses différentes parties, à l’aide notamment des vis 17 et 18, de sorte que l’enceinte soit étanche par rapport à l’extérieur.

Ensuite, la source d’alimentation en gaz 11, raccordée à l’orifice d'arrivée de gaz 164, permet d’amener du gaz (air) au-dessus de la ou les languette(s) Q3 se trouvant entre les deux secteurs d'anneau Q1 et Q2 et ce, à une première pression P1. Ceci simule l'air présent dans la cavité supérieure de l'élément annulaire de la turbomachine. La pression P1 est de préférence comprise entre 6 et 12 bars (6.10⁵ et 12.10⁵ Pa).

Par ailleurs, la seconde source d’alimentation en gaz 12 raccordée à l’intérieur du logement 23 permet d’y introduire du gaz (air) à une deuxième pression P2, inférieure à la première pression P1.

La pression P2 est de préférence comprise entre 5 et 10 bars (5.10⁵ et 10⁶ Pa).

Par ailleurs, pour être représentatif de la situation réelle dans une turbomachine en fonctionnement, la pression P1 est de préférence supérieure de 5% à 15% à la pression P2.

Les sources d’alimentation en gaz simulent ainsi les mouvements d’air susceptibles de se produire au niveau de la veine aérodynamique de la turbomachine. P1 étant supérieure à P2, ceci permet de plaquer les languettes Q3 vers le bas de façon fidèle au placage observé lors du fonctionnement de la turbomachine.

Le gaz sortant du logement 23 traverse le dispositif de mesure de la pression 13, tel qu’un manomètre, ce qui permet de calculer sa pression de sortie P3.

L'ensemble Q à tester étant correctement plaqué, maintenu et positionné sur le support 2, le seul passage possible pour le gaz entre la chambre intérieure 100 et le logement 23 reste la zone inter-secteurs où se trouvent la ou les plaquette (s) Q3.

Le ratio de pression P2/P3 permet de quantifier le niveau de fuite au niveau des languettes Q3 inter-secteurs. P1 étant supérieur à P2, si l'étanchéité est parfaite au niveau des languettes, alors la pression P3 mesurée est égale à P2 et le ratio P2/P3 est égal à un. Inversement, s'il existe une fuite, la pression P3 sera alors supérieure à P2 et d'autant plus supérieure que la fuite sera importante. En d'autres termes, plus le ratio P2/P3 sera faible et inférieur à un et plus la fuite sera importante.

Malgré des tolérances resserrées, il subsiste un faible espace entre les faces latérales et d'extrémité des secteurs Q1 et Q2 et les bords internes de la chambre intérieure 100. En conséquence, dans la mesure où il s'agit de mesurer des niveaux de fuite relativement faibles, il est possible d'améliorer encore l'étanchéité en coulant de la cire liquide au niveau de cet espace pour le combler, après l’installation des secteurs d’anneaux Q1, Q2 sur le support 2. Cette couche de cire est référencée W sur la figure 10.

Cette couche de cire est coulée par le dessus. Elle s’insère dans l’espace existant entre d’une part au moins une partie du support 2, c’est-à-dire 5 les faces avant 211, 221 et arrière 212 et 222 ainsi que les deux faces d’extrémité du support 2 et d’autre part les parois intérieures de la chambre intérieure 100 ménagée dans l’enceinte.

De préférence, la cire est coulée jusqu’à ce qu’elle atteigne un niveau auquel elle recouvre la zone située à l’intersection entre le pourtour de la 10 base de l’ensemble Q et le pourtour des faces supérieures 210, 220 du support 2. Cette zone est référencée Z sur la figure 6.

On améliore ainsi encore l’étanchéité entre l’ensemble Q à tester et le support 2. On veillera toutefois à ne pas introduire de cire à l’intérieur du logement 23.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de test (1) de la perméabilité inter-secteurs d'un ensemble (Q) comprenant deux secteurs d'anneau (Q1, Q2) contigus d'un élément annulaire de turbomachine, ces deux secteurs contigus étant disposés bout à bout selon leur direction circonférentielle et ces secteurs comprenant chacun au moins une fente, chaque fente d’un secteur étant disposée pour faire face à une autre fente associée de l’autre secteur contigu, au moins une languette d'étanchéité (Q3) étant insérée entre les deux secteurs contigus de façon que ses deux extrémités soient disposées dans chacune desdites fentes associées, caractérisé en ce qu'il comprend :

   une enceinte d'étanchéité (10, 10’) étanche aux gaz, une première source d'alimentation en gaz (11) à une première pression P1, une seconde source d'alimentation en gaz (12) à une deuxième pression P2 inférieure à la première pression P1, et un dispositif de mesure de la pression (13), en ce que ladite enceinte d'étanchéité (10) comprend intérieurement un support (2) pour ledit ensemble à tester (Q), en ce que ce support (2) comprend deux parties en saillie (21, 22) dont les faces supérieures respectives (210, 220) constituent des faces de support convexes, configurées et dimensionnées pour recevoir chacune la face inférieure concave de l'un des deux secteurs d'anneau (Q1, Q2), ces deux faces de support (210, 220) étant disposées dans le prolongement l'une de l'autre, les deux parties en saillie étant espacées l'une de l'autre de façon à définir entre elles un logement (23), en ce que ladite enceinte (10) comprend des moyens de blocage latéral (3) et des moyens de blocage longitudinal (4) dudit ensemble à tester (Q) par rapport audit support (2), lesdits moyens de blocage longitudinal (4) étant configurés pour plaquer les deux secteurs d'anneau (Q1, Q2) à tester contre des moyens d’espacement (5) qui permettent de définir un jeu prédéterminé (j) entre lesdits deux secteurs d'anneau (Q1, Q2) et de positionner l’au moins une languette d’étanchéité (Q3) en regard du fond du logement (23), en ce que la partie supérieure de l'enceinte d'étanchéité (10 , 10’) est munie d'un premier orifice d'arrivée de gaz (164), raccordé à la première source d'alimentation en gaz (11) et en ce qu’un second orifice d'arrivée de gaz (231) raccordé à ladite seconde source d'alimentation en gaz (12) et un orifice d'évacuation de gaz (232), raccordé audit dispositif de mesure de la pression (13) du flux de gaz sortant dudit logement sont ménagés dans l’enceinte (10, 10’) de façon à déboucher dans la partie inférieure dudit logement (23), de façon à permettre l’injection de gaz dans l’enceinte d’étanchéité (10 ; 10’) respectivement à ladite première pression P1 au dessus de l’au moins une languette d’étanchéité (Q3) et à ladite deuxième pression P2, en dessous de l’au moins une languette d’étanchéité (Q3) lorsque l’ensemble à tester (Q) est disposé sur ledit support (2).
2. 2. Dispositif de test (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (2) forme un bloc, qui est muni d'une fente transversale borgne débouchant sur sa face supérieure, de façon à former ledit logement (23) et lesdites deux parties (21, 22) du support de part et d'autre, et en ce que le second orifice d'arrivée de gaz (231) et l'orifice d'évacuation de gaz (232) débouchent au fond dudit logement (23).
3. 3. Dispositif de test (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage transversal (3) comprennent une plaque d'appui verticale (30) qui s'étend parallèlement aux faces arrière longitudinales verticales (212, 222) des deux parties (21, 22) dudit support (2) et qui s'élève au-delà de leurs faces supérieures (210, 220) et une pluralité de vis de blocage (31) disposées dans des orifices taraudés (1501) ménagés au travers des parois de l'enceinte d'étanchéité (10, 10’), en face de ladite plaque d'appui (30), le vissage de ces vis de blocage (31) permettant de plaquer ledit ensemble à tester (Q) contre ladite plaque d'appui (30).
4. 4. Dispositif de test (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage longitudinal (4) comprennent au moins deux vis de blocage (41) disposées dans des orifices taraudés (1502) ménagés au travers des parois de l'enceinte d'étanchéité (10, 10’), ces deux vis de blocage (41) étant disposées l'une en face de l'autre en regard des deux extrémités longitudinales du support (2) et permettant de bloquer ledit ensemble à tester (Q) longitudinalement par rapport audit support (2).
5. 5. Dispositif de test (1) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'espacement (5) sont une entretoise comprenant deux montants verticaux (50) reliés entre eux par une traverse (51), en ce que ces deux montants verticaux (50) sont insérés aux deux extrémités verticales de la fente formant le logement (23) pour les obturer et en ce que ces deux montants verticaux (50) présentent une section transversale en T, la branche centrale (501) du T permettant de définir ledit jeu prédéterminé (j) entre les deux secteurs d’anneau (Q1, Q2).
6. 6. Dispositif de test selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite enceinte d’étanchéité (10) comprend au moins deux parties (14, 14’, 15, 15’, 16, 16’) assemblées entre elles par des moyens d’assemblage, en ce qu’un joint d’étanchéité (141, 154) est disposé entre les différentes parties (14, 14’, 15, 15’, 16, 16’) et en ce que ce joint d’étanchéité (141, 154) est annulaire.
7. 7. Dispositif de test (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite enceinte d’étanchéité (10, 10’) comprend trois parties, à savoir une embase (14, 14’), un corps central (15, 15’) et un couvercle (16, 16’), assemblés entre elles par des moyens d'assemblage, tels que des vis (17, 18) et en ce qu'au moins un joint d'étanchéité (141) est disposé entre l'embase (14, 14’) et le corps (15, 15’) et au moins un autre joint (154) entre le corps et le couvercle (16, 16’).
8. 8. Dispositif de test (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit support (2) est muni de moyens d’orientation (6), tels que des vis d’orientation (61), disposées à l’intérieur d’orifices verticaux taraudés (143) ménagés dans les deux parties (21, 22) du support (2).
9. 9. Procédé de test de la perméabilité inter-secteurs d'un ensemble (Q) comprenant deux secteurs d'anneau (Q1, Q2) contigus d'un élément annulaire de turbomachine, ces deux secteurs contigus étant disposés bout à bout selon leur direction circonférentielle et ces secteur comprenant chacun au moins une fente, chaque fente d’un secteur étant disposée pour faire face à une autre fente associée de l’autre secteur contigu, au moins une languette d'étanchéité (Q3) étant insérée entre les deux secteurs contigus, de façon que ses deux extrémités soient disposées dans chacune desdites fentes associées, ce procédé étant réalisé avec le dispositif de test selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à:

   ouvrir ladite enceinte d'étanchéité (10,10 ), et disposer ledit ensemble à tester (Q), sur ledit support (2), de façon à positionner l’au moins une languette d’étanchéité (Q3) en regard du fond du logement (23), positionner lesdits moyens d'espacement (5) dans ledit logement (23) du support (2) et entre les deux secteurs d’anneau (Q1, Q2) de l’ensemble à tester (Q), bloquer ledit ensemble à tester (Q) par rapport audit support (2) à l'aide des moyens de blocage latéral (3) et des moyens de blocage longitudinal (4), et plaquer les deux secteurs d’anneau (Q1, Q2) à tester contre les moyens d’espacement, fermer ladite enceinte (10, 10 ) de manière étanche aux gaz, injecter du gaz dans ladite enceinte (10, 10 ) au-dessus de l’au moins une languette d’étanchéité (Q3) à une première pression P1, à l'aide de ladite première source d'alimentation en gaz (11) et du gaz dans le logement (23) en-dessous de l’au moins une languette d’étanchéité (Q3), à une deuxième pression P2 inférieure à la première pression P1, à l'aide de ladite seconde source d'alimentation en gaz (12), mesurer le flux de gaz sortant dudit logement (23) à l'aide du dispositif de mesure de la pression (13).
10. 10. Procédé de test selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape additionnelle qui consiste, après avoir bloqué ledit ensemble à tester (Q) par rapport audit support (2) à l'aide des moyens de blocage latéral (3) et des moyens de blocage longitudinal (4), à couler de la cire dans l'espace existant entre d'une part au moins une partie du support (2) et au moins une partie de l'ensemble (Q) à tester et d'autre part une partie des parois intérieures de l’enceinte (10, 10 ) qui définissent une chambre (100), sans en introduire dans le logement (23), afin d'améliorer l'étanchéité entre ces différentes parties.