CA1192785A - Dispositif de securite pour groupe motopompe - Google Patents
Dispositif de securite pour groupe motopompeInfo
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- F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
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Abstract
Dispositif de sécurité prévu pour un groupe motopompe pour fluide sous pression, comprenant une roue à aubes solidaire d'un arbre verticale entraîné en rotation, la jante de la roue prenant normalement appui sur un palier hydrostatique. Ce dispositif est constitué par une douille logée coaxialement à l'arbre dans un espace ménagé à cet effet entre l'arbre et la paroi interne du corps de la pompe. La douille a un diamètre interne légèrement supérieur au diamètre de l'arbre de manière à constituer pour l'arbre un palier hydrodynamique en cas de défaillance du palier hydrostatique. Application aux groupes motopompes.
Description
7~
La présente invention concerne les groupes motopompes centrifuges pour fluide sous pression compre-nant une roue a aubes solidaire d'un arbre vertical entra~né en rotation et disposee dans le corps de la pompe et, plus precisement, un dispositi~ de securité
permettant le fonctionnement de la pompe dans des condi-tions anormales et accidentelles.
Généra~ement~ l~arhre vertical d~un groupe motopompe est guidé au moyen de deux paliers hydrodynami-ques disposés de part et d'autre du moteur dlentra~nementde la pompe et d'un palier hydrostatique sur lequel la jante de la roue de la pompe prend appui. Cette pluralité
de paliers de guidage est rendue nécessaire pour augmenter la vitesse critique de l'arbre, c'est~ ire sa fréquence de resonance, par élimination de tout porte-a-faux résiduel.
Si le fonctionnement du palier hydrostatique qui est normalement alimenté par le fluide sous pression cir-culant dans la pompe, est perturbé, par exemple a la suite d'une depressurisation intempestive du fluide entraInant notamment l'apparition dlun balour~ en parti-culier en regime diphasique du fluide, l'alimentation en fluide du palier est defaillante ou inversée et il en résulte une instabilité pouvant entra~ner un excentrement
La présente invention concerne les groupes motopompes centrifuges pour fluide sous pression compre-nant une roue a aubes solidaire d'un arbre vertical entra~né en rotation et disposee dans le corps de la pompe et, plus precisement, un dispositi~ de securité
permettant le fonctionnement de la pompe dans des condi-tions anormales et accidentelles.
Généra~ement~ l~arhre vertical d~un groupe motopompe est guidé au moyen de deux paliers hydrodynami-ques disposés de part et d'autre du moteur dlentra~nementde la pompe et d'un palier hydrostatique sur lequel la jante de la roue de la pompe prend appui. Cette pluralité
de paliers de guidage est rendue nécessaire pour augmenter la vitesse critique de l'arbre, c'est~ ire sa fréquence de resonance, par élimination de tout porte-a-faux résiduel.
Si le fonctionnement du palier hydrostatique qui est normalement alimenté par le fluide sous pression cir-culant dans la pompe, est perturbé, par exemple a la suite d'une depressurisation intempestive du fluide entraInant notamment l'apparition dlun balour~ en parti-culier en regime diphasique du fluide, l'alimentation en fluide du palier est defaillante ou inversée et il en résulte une instabilité pouvant entra~ner un excentrement
2~ de l'arbre, ce qui accro1t les risques de deterioration des piaces en mouvement relatif qui sont alors en contact.
La présente invention a pour but dlobvier a ces incon-vénients au moyen d'un palier hydrodynamique additionnel dont le fonctionnement n'est requis qu'en cas de défail-lance du palier hydrostatique, c'est-a-dire lors d'un fonctionnement en conditions anormales.
Plus précisément, 17Objet de l'invention est un dispositif de sécurité pour groupe motopompe pour fluide sous pressions, comprenant une roue à aubes solidaire d'un arbre vertical entralne en rotation, et disposee 7~3~
dans un corps de pompe, ladite roue ayant une jante prenant normalement appui sur un palier hydrostatique, dispositif caracterise essentiellement en ce qu'il est constitue par une douille logee coaxialement audit arbre dans un espace menage a cet effet entre ledit arbre et la paroi interne dudit corps, ladite douille ayanc un diametre interne légerement supérleur au diam~tre dudit arbre de maniere a constituer avec ladite paroi un palier hydrodynamique en cas de deEaillance dudit palier hydrostatique, caracterise en outre en ce que les sur-faces des paliers hydrostati~ue et hydrodynamique sont paralleles audit arbre ver~ical.
De preerence, une multiplicite de chambres est menagee sur une partie de la surface interne de cette douille de maniere a iormer un labyrinthe permettant de limiter le debit de la fuite du fluide autour de l'arbre.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caracteristiques de celle-ci appa-raltront plus clairement a la lecture de la description qui suit d'un mode prefere de realisation, description a laquelle une planche de dessin est annexee.
La figure unique represente, en demi-coupe axiale partielle, une pompe pour~ue dlun palier hydro-dynami~ue additionnel conformement a l'in~ention.
En reference maintenant a la ~igure unique sur laquelle le moteur d'entralnement de l'arbre 1 de la pompe n'a pas eté represente, une roue a aubes 2 est solidaire de l'arbre 1. La jante 3 de cette roue prend appui sur un palier hydrostatique 4 alimente par le fluide pompe au mo~en d'un gicleur 5 et solidaire du dif-fuseur 6 de la pompe.
Pour certaines applications d'une telle pompe, une partie du ~luide pompe est dirigee ~ers un dispositif de refrigération 7 disposé dans le corps 8 de la pompe de maniere a assurer l'alimentation en fluide d'un joint 7~5 a fuite contr~lée ~on représente sur la fi~ure. Dans ce cas, la paroi 9 du corps 8 de la pompe constitue une barriere thermique.
Selon l~invention presente, une douille 10 est logée coaxialement a l'arbre 1, dans un espace ménage ~ cet effet entre cet arbre 1 et le corps de la pompe ou, plus précisément, entre cet arbre 1 e~ la paroi 9 du corps 8 de la pompe.
Cette douille 10 est prevue pour faire office de - 2a ~
7~
paller hydrodynamique en cas de défaillance du palie~ hydrosta-tique 4. De ce falt, le diam~tre interne de la douille 10 qui est tres leg8rement. supérieur au diamatre de l'arbre 1 est tel que la jante 3 de la roue ne puisse entre~ en contact avec le coussinet du palier 4.
Il en resulte, qu'en ~onctionnement normal de la pompe, le palier constitué par la douille 10 n'est pas utilisé
de manlère à ne pas modifier sensiblement les caractéristiques dynamiques de l'arbre 1 et à ne pas engendrer d'usure des pieces.
Cependant, en fonctionnement anormal, par exemple du fi une depxessurisation du fluide, le palier hydrostatique 4 devient instable, la douille 10 fait alors office de palier : hydrodynamique réduisant tout porte-a-faux et diminuant le niveau vibratoire de l'arbre, c'est-~-dire maintenant la vitesse critique de ce dernier a une valeur nettement supé-rieure a sa vitesse d'emballement. Tout contact entre la iante 3 de la roue et le palier hydrostatique 4 étant interdit, la détérioration de ce dernier est évitée.
Une telle douille est, de préférence, réalisée en appli~uant un rev8tement par exemple de carbone sur la sur-face interne de la paroi 9 du corps 8 de la pompe, la surEace en regard de l'arbre recevant genéralement un revêtement différent.
De façon favorable, dans la partie 11 de la douille 10, est ménagée une pluralité de char~res de manière a consti~-tuer un labyrinthe p~rmettant de limiter le debit du fluide circulant entre la douille 10 et l'arbre 1.
Selon un exemple de realisation, avec une pompe dont la vitesse critique de l'arbre est superieure ~ 2500 tours par minute et la longueur de l'arbre entre le moteur d'entral-nement et la roue est egale ~ 3 mètres environ, la roue ayan-t ,7~
un rayon de 80 cm environ, une doui]le d'une longueur de 30 cm environ s'est révelée suffisante pour apporter les avantages décrits, le jeu menage entre l'arbre 1 et la doullle 10 étant egal a 0,4 mm environ, c'e~t-~-dire etant pratiquement troi6 fois supérieur ~ l'amplitude des vibrations engendrees en fonctionnement normal par la ro~atlon de l'arbre 1 de la pompe.
Bien que seul un mode préeré de réalisation de l'invention ait ete decrit, 11 est evident que toute modi-fication apportee par l'Homme de l'Art dans le meme espritne sortirait pas du cadre de la presente invention. En par-ticulier, la douille 10 peut~etre disposee a un autre endroit et, notamment a~ dessus de la barri~re thermique. Toutefois, en la disposant contre la paroi 9 du dispositif de refrigera-tion 7, on assure son refroidissement constant et, en parti-culier, lorsqu'elle fait office de palier hydrodynamique.
La présente invention a pour but dlobvier a ces incon-vénients au moyen d'un palier hydrodynamique additionnel dont le fonctionnement n'est requis qu'en cas de défail-lance du palier hydrostatique, c'est-a-dire lors d'un fonctionnement en conditions anormales.
Plus précisément, 17Objet de l'invention est un dispositif de sécurité pour groupe motopompe pour fluide sous pressions, comprenant une roue à aubes solidaire d'un arbre vertical entralne en rotation, et disposee 7~3~
dans un corps de pompe, ladite roue ayant une jante prenant normalement appui sur un palier hydrostatique, dispositif caracterise essentiellement en ce qu'il est constitue par une douille logee coaxialement audit arbre dans un espace menage a cet effet entre ledit arbre et la paroi interne dudit corps, ladite douille ayanc un diametre interne légerement supérleur au diam~tre dudit arbre de maniere a constituer avec ladite paroi un palier hydrodynamique en cas de deEaillance dudit palier hydrostatique, caracterise en outre en ce que les sur-faces des paliers hydrostati~ue et hydrodynamique sont paralleles audit arbre ver~ical.
De preerence, une multiplicite de chambres est menagee sur une partie de la surface interne de cette douille de maniere a iormer un labyrinthe permettant de limiter le debit de la fuite du fluide autour de l'arbre.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caracteristiques de celle-ci appa-raltront plus clairement a la lecture de la description qui suit d'un mode prefere de realisation, description a laquelle une planche de dessin est annexee.
La figure unique represente, en demi-coupe axiale partielle, une pompe pour~ue dlun palier hydro-dynami~ue additionnel conformement a l'in~ention.
En reference maintenant a la ~igure unique sur laquelle le moteur d'entralnement de l'arbre 1 de la pompe n'a pas eté represente, une roue a aubes 2 est solidaire de l'arbre 1. La jante 3 de cette roue prend appui sur un palier hydrostatique 4 alimente par le fluide pompe au mo~en d'un gicleur 5 et solidaire du dif-fuseur 6 de la pompe.
Pour certaines applications d'une telle pompe, une partie du ~luide pompe est dirigee ~ers un dispositif de refrigération 7 disposé dans le corps 8 de la pompe de maniere a assurer l'alimentation en fluide d'un joint 7~5 a fuite contr~lée ~on représente sur la fi~ure. Dans ce cas, la paroi 9 du corps 8 de la pompe constitue une barriere thermique.
Selon l~invention presente, une douille 10 est logée coaxialement a l'arbre 1, dans un espace ménage ~ cet effet entre cet arbre 1 et le corps de la pompe ou, plus précisément, entre cet arbre 1 e~ la paroi 9 du corps 8 de la pompe.
Cette douille 10 est prevue pour faire office de - 2a ~
7~
paller hydrodynamique en cas de défaillance du palie~ hydrosta-tique 4. De ce falt, le diam~tre interne de la douille 10 qui est tres leg8rement. supérieur au diamatre de l'arbre 1 est tel que la jante 3 de la roue ne puisse entre~ en contact avec le coussinet du palier 4.
Il en resulte, qu'en ~onctionnement normal de la pompe, le palier constitué par la douille 10 n'est pas utilisé
de manlère à ne pas modifier sensiblement les caractéristiques dynamiques de l'arbre 1 et à ne pas engendrer d'usure des pieces.
Cependant, en fonctionnement anormal, par exemple du fi une depxessurisation du fluide, le palier hydrostatique 4 devient instable, la douille 10 fait alors office de palier : hydrodynamique réduisant tout porte-a-faux et diminuant le niveau vibratoire de l'arbre, c'est-~-dire maintenant la vitesse critique de ce dernier a une valeur nettement supé-rieure a sa vitesse d'emballement. Tout contact entre la iante 3 de la roue et le palier hydrostatique 4 étant interdit, la détérioration de ce dernier est évitée.
Une telle douille est, de préférence, réalisée en appli~uant un rev8tement par exemple de carbone sur la sur-face interne de la paroi 9 du corps 8 de la pompe, la surEace en regard de l'arbre recevant genéralement un revêtement différent.
De façon favorable, dans la partie 11 de la douille 10, est ménagée une pluralité de char~res de manière a consti~-tuer un labyrinthe p~rmettant de limiter le debit du fluide circulant entre la douille 10 et l'arbre 1.
Selon un exemple de realisation, avec une pompe dont la vitesse critique de l'arbre est superieure ~ 2500 tours par minute et la longueur de l'arbre entre le moteur d'entral-nement et la roue est egale ~ 3 mètres environ, la roue ayan-t ,7~
un rayon de 80 cm environ, une doui]le d'une longueur de 30 cm environ s'est révelée suffisante pour apporter les avantages décrits, le jeu menage entre l'arbre 1 et la doullle 10 étant egal a 0,4 mm environ, c'e~t-~-dire etant pratiquement troi6 fois supérieur ~ l'amplitude des vibrations engendrees en fonctionnement normal par la ro~atlon de l'arbre 1 de la pompe.
Bien que seul un mode préeré de réalisation de l'invention ait ete decrit, 11 est evident que toute modi-fication apportee par l'Homme de l'Art dans le meme espritne sortirait pas du cadre de la presente invention. En par-ticulier, la douille 10 peut~etre disposee a un autre endroit et, notamment a~ dessus de la barri~re thermique. Toutefois, en la disposant contre la paroi 9 du dispositif de refrigera-tion 7, on assure son refroidissement constant et, en parti-culier, lorsqu'elle fait office de palier hydrodynamique.
Claims (4)
1. Dispositif de sécurité pour groupe motopompe pour fluide sous pressions, comprenant une roue à aubes solidaire d'un arbre vertical rotatif supporté par des moyens de prise en charge des forces verticales, et dis-posée dans un corps de pompe, ladite roue ayant une jante prenant normalement appui sur un palier hydrostatique, dis-positif caractérisé en ce qu'il est constitué par une douille logée coaxialement audit arbre dans un espace ménagé à cet effet entre ledit arbre et la paroi interne dudit corps, ladite douille ayant un diamètre interne légèrement supérieur au diamètre dudit arbre de manière à
constituer avec ladite paroi un palier hydrodynamique en cas de défaillance dudit palier hydrostatique, caractérisé
en outre en ce que les surfaces des paliers hydrostatique et hydrodynamique sont parallèles audit arbre vertical.
constituer avec ladite paroi un palier hydrodynamique en cas de défaillance dudit palier hydrostatique, caractérisé
en outre en ce que les surfaces des paliers hydrostatique et hydrodynamique sont parallèles audit arbre vertical.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une multiplicité de chambres est ménagée sur une partie de la surface interne de ladite douille de manière à constituer un labyrinthe.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite douille est constituée par un revêtement en carbone disposé sur la paroi interne dudit corps.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence entre le diamètre interne de ladite douille et le diamètre de l'arbre est sensiblement égal à trois fois l'amplitude des vibra-tions de l'arbre au droit de ladite douille engendrées par la rotation normale de l'arbre.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR80.12179 | 1980-06-02 | ||
| FR8012179A FR2483538B1 (fr) | 1980-06-02 | 1980-06-02 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000378767A Expired CA1192785A (fr) | 1980-06-02 | 1981-06-01 | Dispositif de securite pour groupe motopompe |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |