CA2460096C - Assemblage de secteurs d'un distributeur dans une turbomachine - Google Patents

Assemblage de secteurs d'un distributeur dans une turbomachine Download PDF

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Abstract

Les crochets (32) de retenue d'une bride (22) de secteurs de redresseur (20), porteurs d'aubes fixes dans une turbomachine, sont avantageusement placés sur un flasque (30) distinct du carter (21) mais assemblé à lui. Ainsi, ces crochets ne constituent plus des points faibles du carter comme quand ils étaient d'un tenant avec lui, le montage des secteurs (20) est facilité, et l'assemblage plus rigide.

Description

ASSEMBLAGE DE SECTEURS D'UN DISTRIBUTEUR DANS L1NE TURBOMACHINE
DESCRIPTION
Le sujet de cette invention est un assemblage de secteurs d'un distributeur, porteur d'aubes fixes, assurant le redressement de l'écoulement des gaz dans une turbomachine, à un carter qui enveloppe le stator de cette machine.
La veine extérieure d'écoulement des gaz des turbomachines est délimitée par les secteurs de distributeur et des secteurs de virole qui alternent le long de la machine, et qui sont assemblés entre eux et au carter par des imbrications de crochets principalement. Se reportant à la figure 1, qui représente un assemblage déjà connu, un secteur 1 de redresseur porte une paire de brides d'assemblage 2 et 3, respectivement à l'avant et à l'arrière, et qui sont toutes deux munies de crochets d'extrémité 4 et 5 s'étendant en direction longitudinale de la machine. Le crochet d'extrémité 4 à l'avant est posé sur un crochet 6 d'un carter 7 par une paire de faces d'appui mutuel 8, qui retiennent les secteurs 1 contre des mouvements radiaux centripètes dans la machine ; le crochet d'extrémité 5 de l'autre bride 3 bute radialement vers l'extérieur contre le carter 7 par une paire de faces 9, et vers l'arrière, contre un deuxième crochet 10 du carter 7, par une paire de faces planes de butée 11. Un clip 12 est plané autour du deuxième crochet 10 jusque sous le deuxième crochet d'extrémité 5 pour prémunir ici aussi les secteurs 1 contre les mouvements
2 centripètes. Les secteurs 1 comprennent encore des saillies 13 vers l'avant qui encerclent l'arrière de segments de -virole 14 entre elles et les premiers crochets.
Cet assemblage maintient les secteurs 1 contre les mouvements produits par les forces radiales et axiales orientées vers l'arrière qu'ils subissent pendant le fonctionnement. Le montage n'est pas très commode à réaliser, puisqu'il faut présenter les secteurs 1 inclinés dans le carter 7 pour que la lèvre
3 à l'arrière passe à l'intérieur du deuxième crochet 10 avant de les faire pivoter autour du crochet d'extrémité 4 à l'avant pour que le crochet d'extrémité
5 entre derrière les crochets 10 par un mouvement radial vers l'extérieur. Pour réaliser ce montage, il est nécessaire d'avoir deux jeux rotor-stator importants en veine intérieure, qui sont préjudiciables aux étanchéités entre rotor et stator. Enfin, l'inconvénient probablement le plus grave de cet ê0 assemblage provient de l'existence même des crochets 6 et 10 d'un seul tenant avec carter 7, qui sont soumis à
des sollicitations mécaniques et thermiques.' importantes, puisqu'ils sont proches de la veine des gaz chauds. Il est nécessaire de les construire en un matériau suffisamment résistant, ainsi que le carter 7 lui-même qui n'en aurait pas besoin 'puisqu'il est soumis à une température moins élevée ; et des criques de fissuration par fatigue peuvent apparaître dans les crochets 6 et 10 et se propager jusqu'à ce qu'il faille remplacer le carter 7 tout entier.

Il conviendrait donc de remëdier à une conception à la fois coûteuse et fragile du carter tout en permettant de monter des secteurs de redresseur d'une fagon plus simple et en obtenant un assemblage plus rigide et moins complexe. L'invention satisfait à
ces diverses exigences. Dans sa forme la plus générale, elle concerne un assemblage de secteurs d'un anneau distributeur à un carter, les secteurs comprenant deux brides munies de faces d'appui sur le carter, un crochet venant sous un bord recourbé d'une des brides pour soutenir les senteurs contre des mouvements centripètes, caractérisé en ce qu'il comprend un flasque amovible et placé entre les brides, des moyens de fixation du flasque sur le carter, le crochet est placé sur le flasque, le flasque et le carter comprennent des faces planes d'appui mutuel orientées en direction axiale, les moyens de fixation comprennent des pions traversant le carter radialement, le flasque étant retenu entre 1e carter et les pions, et le flasque a une direction de montage vers la bride ayant ledit bord recourbé.
Le crochet, qui est la partie de l'assemblage la plus sollicitée, peut être construit avec beaucoup plus de liberté maintenant qu'il est sur un flasque amovible et donc séparé du carter ; il peut être remplacé facilement en cas de besoin ; enfin, le montage est accompli par un mouvement linéaire du flasque unique, plus simple qu'un mouvement de pivotement conjoint des secteurs.
Ze montage est très facile si le crochet comprend une face extérieure conique au moins à une
4 portion centrale sous le bord recourbé et s'amenuisant vers la bride ayant ledit bord recourbé.
Il est à noter que les documents US 0 892 497 A
et US 568 161 A révèlent des agencement s où des secteurs de distributeur sont retenus par des plaques porteurs d'un crochet qui est donc séparé du carter, mais les flasques sont placés autrement et ne sont pas montés par une translation mais par un basculement. Ils doivent donc être divisés en secteurs . l'agencement et le montage restent compliqués.
D'autres dispositions, qu'on peut adapter en sus des précédentes, accroissent les avantages que l'invention procure. Ses divers aspects apparaîtront mieux à la description des figures suivantes:
- la figure 1, déjà décrite, a trait à un assemblage antérieur, - la figure 2 représente l'assemblage de l'invention, et - la figure 3 évoque le mode d'assemblage.
Le carter porte la référence 21 maintenant, mais sa forme gënérale ressemble à celle du précédent .
son diamètre diminue vers l'avant et sa forme est donc à peu près conique à l'endroit de l'invention.
Les nouveaux secteurs de redresseur portent la référence 20 et comprennent comme précédemment des brides 22 et 23 à l'avant et à l'arrière munies de crochets d'extrémité 24 et 25 tous deux recourbés vers l'arrière ; les crochets d'extrémité 24 et 25 sont ici en appui sur le carter 21 par des faces d'appui mutuel 26 et 27 orientées en direction radiale, et par des faces d'appui planes 28 et 29 orientées dans des directions axiales et opposées. Contrairement à la conception précédente, l'assemblage est beaucoup plus stable. Un élément essentiel de l'invention est un
5 flasque 30 également en appui sur le carter 21 par des faces planes d'appui mutuel 31 orientées en direction axiale, et qui porte à son bord un crochet 32 dirigé
vers l'avant et passant sous le crochet d'extrémité 24 de la première bride 22. Le flasque 30 s'étend sur un tour complet. Comme précédemment, les secteurs de redresseur 20 portent vers l'avant une saillie 33 destinée à retenir les secteurs de virole 34 adjacents par le dessous. Une autre saillie 35 peut être remarquée ; elle se trouve sous le deuxième crochet d'extrémité 25 et sert à soutenir des secteurs de virole 36 opposées aux précédents.
Des pions 37 sont ajustés à travers le carter 21 en direction radiale, et maintiennent le flasque 30 appuyé contre le carter 21 en s'engageant derrière celui-là pour le bloquer axialement.
Ze crochet 6 du carter 7 précédent a disparu, le crochet 32 du flasque 30 le remplaçant, de sorte qu'un point faible du carter 7 a été supprimé. Le crochet 10 pour l'autre bride 3 n'a pas complètement disparu, puisque le deuxième crochet d'extrémité 25 est placée derrière une nervure 19 du carter 21 qui assure les mêmes fonctions d'appui pour la bride 23, mais il faut souligner que la nervure 19, plus massive et moins saillante que le crochet 10, est beaucoup moins sollicitée. Une telle modification du crochet 10 dans la conception de la figure 1 eût été peu utile tant que
6 subsistait le crochet 6 qui devait être fortement saillant pour permettre le montage des secteurs de redresseur 1 par un mouvement axial puis pivotant. Pour nous résumer, la suppression du point faible du carter
7 constitué par le crochet 6 permet de s'ïntéresser avec bénéfice à la suppression de l'autre point faible constitué par le crochet 10.
La suppression des crochets 6 et 10 ou leur remplacement par des structures plus simples diminue les sollicitations et les risques sur le carter 21 tout en simplifiant sa fabrication. I1 peut être construit en une matïère moins noble que le carter 7. Seul le crochet 32 et son flasque 30 restent soumis à des échauffements importants qui imposent de les construire en une matière adaptée.
Les secteurs de redresseur 20 se montent par un mouvement purement radial vers l'extérieur (figure 3), impliquant un glissement des paires de faces d'appui 28 et 29 et qu'on peut susciter en déplaçant le flasque 30 vers l'avant jusqu'à ce que la butée des faces 31 s'établisse . le crochet 32 est muni d'une face extérieure dont une surface 38 centrale au moins est conique, en s'amenuisant vers l'avant, faisant que le premier crochet d'extrémité 24 s'élève sur cette surface 38 à mesure que le crochet 32 avance. Quand le crochet d'extrémité 24 dépasse cette surface 38 pour reposer sur une portion arrière 39 cylindrique de la surface supérieure du crochet 32, les secteurs de redresseur 20 ont été mis en place. I1 suffit alors d'introduire les pions 37 dans leurs perçages pour bloquer axialement le flasque 30.

Le mouvement du flasque 30 vers l'avant peut être produit très simplement par un outillage spécialisé comme on en rencontre beaucoup pour accomplir les travaux de montage et de démontage des turbomachines . un outillage convenable pourra comprendre une platine montée dans le carter soutenant les secteurs de redresseur 1, ainsi que des poussoirs pour presser sur l'arrière du flasque 30 à travers des lumières 42 évidant l'autre bride 23.
I1 faut souligner que l'une des sollicitations principales s'exerçant sur les secteurs de redresseur 1 ou 20 est une force vers l'arrière produite par l'écoulement de l'air à travers eux. Cette force se traduit par un mouvement de. basculement autour des points d'appui des secteurs au carter 7 ou 21 et par une force radiale centripète sur le crochet 6 ou 32, qui le rend vulnérable ; mais les conséquences d'une rupture seraient moins graves sur le crochet 32 que sur le crochet 6, puisqu'il suffirait désormais de remplacer le flasque 30 au lieu du carter 7 entier. Le crochet 32 offre un appui radial vers l'intërieur aux secteurs 20, tout comme le crochet 6 aux secteurs 1, puisque le crochet d'extrémité 24 est posé sur lui ;
mais il offre un assemblage plus rigide que le crochet 6, bien qu'il ne soit pas d'un tenant avec le carter 21, en maintenant 1e crochet d'extrémité 24 pressé
contre le carter 21 aux faces d'appui 26 ; le diamètre de la portion arrière 39 de sa surface peut être choisi pour exercer la force de pressage souhaitée à cet endroit.
8 La conicit de la surface 38 permet toujours de placer le flasque 30 sans difficult, le crochet 32 jouant le rle d'un coin. L'assemblage est enc ore raidi, tout en tant simplifi, si les secteurs de virole 36 vers l'arrire comprennent une extrm it avant 43 en saillie pose sur la saillie 35 et introduite sur le crochet d'extrmit 25 de la br ide 23, la place du clip 12.

Si le flasque 30 doit tre remplac, il est facile de l'extraire si on met des prises telles que des taraudages 53, qui permettent de le saisir par des axes filets introduits travers les lumires 42 et de l'extraire en le tirant vers l'arrire jusqu' ce que les secteurs de redresseur 20 soient relchs.

On aura remarqu que le crochet d'extrmit 24 de la premire bride 22 tait dirig vers l'arrire, et le crochet 32, avec qui la premire bride est assemble, tait dirige vers l'avant, contrairemen t l'agencemnt traditionnel de la figure 1 . cette inversion, rendue possible par la suppression du mouvement de pivotement au montage des secteurs de redresseur 20, a l'avantage que le crochet 32 et son flasque 30 sont logs entre les brides 22 et 23, dans un volume isol de 1a temprature des gaz par le secteur de distributeur 20.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Assemblage, comprenant un carter;
des secteurs de redresseur, un des secteurs portant une aube fixe;
un flasque amovible circulaire portant un crochet et configuré pour être installé par déplacement selon une direction axiale;
des moyens de fixation du flasque de façon amovible dans le carter, lesdits moyens comprenant un pion traversant radialement le carter;
chaque secteur de redresseur comprenant deux brides pour monter de façon amovible lesdits secteurs dans le carter;
le flasque étant placé entre les brides, le carter et le flasque comprenant des faces planes orientées radialement, le flasque étant retenu axialement entre lesdites faces planes et le pion;
ledit crochet du flasque s'étendant selon la direction axiale, un rebord d'une desdites brides étant retenu entre le carter et ledit crochet dans une direction radiale du carter;
dans lequel le crochet comprend une face extérieure conique au moins sur une portion centrale et s'amenuisant vers la bride radialement retenue.
2. Assemblage, comprenant un carter;
des secteurs de redresseur, un des secteurs portant une aube fixe;

un flasque amovible circulaire portant un crochet et configuré pour être installé par déplacement selon une direction axiale;
des moyens de fixation du flasque de façon amovible dans le carter, lesdits moyens comprenant un pion traversant radialement le carter;
chaque secteur de redresseur comprenant deux brides pour monter de façon amovible lesdits secteurs dans le carter;
le flasque étant placé entre les brides, le carter et le flasque comprenant des faces planes orientées radialement, le flasque étant retenu axialement entre lesdites faces planes et le pion;
ledit crochet du flasque s'étendant selon la direction axiale, un rebord d'une première desdites brides étant retenu entre le carter et ledit crochet dans une direction radiale du carter; et des secteurs de virole adjacents auxdits secteurs, lesdits secteurs de virole étant retenus entre un bord recourbé de saillies d'une seconde desdites brides, dans une direction radiale du carter.
3. Assemblage, comprenant :
un carter;
des secteurs de redresseur, un des secteurs portant une aube fixe;
un flasque amovible circulaire portant un crochet et configuré pour être installé par déplacement selon une direction axiale;

des moyens de fixation du flasque de façon amovible dans le carter, lesdits moyens comprenant un pion traversant radialement le carter;
chaque secteur de redresseur comprenant deux brides pour monter de façon amovible lesdits secteurs dans le carter;
le flasque étant placé entre les brides, le carter et le flasque comprenant des faces planes orientées radialement, le flasque étant retenu axialement entre lesdites faces planes et le pion;
ledit crochet du flasque s'étendant selon la direction axiale, un rebord d'une première desdites brides étant retenu entre le carter et ledit crochet dans une direction radiale du carter;
dans lequel ledit crochet comprend une face extérieure conique et s'amenuisant vers une des brides, les brides comprenant deux faces d'orientation radiale et deux faces d'orientation axiale pour supporter les secteurs à l'intérieur du carter, et, pour l'assemblage, les secteurs se montent selon un mouvement substantiellement radial, les deux faces d'orientation axiale des brides glissant vers le haut le long de faces correspondantes situées sur le carter quand le flasque se déplace vers l'avant jusqu'à la butée des faces d'orientation radiale et l'une des brides dépasse la face externe conique du crochet pour reposer sur une portion cylindrique arrière d'une surface supérieure du crochet, et le pion pénètre à l'intérieur du carter pour bloquer axialement le flasque en position.
12 un carter comprenant une direction axiale et une direction radiale perpendiculaire à la direction axiale, ledit carter comprenant :
une ouverture s'étendant radialement à travers le carter, une première, une seconde et un troisième surface d'appui, les première et troisième surfaces d'appui comprenant des portions s'étendant radialement et axialement et disposées de chaque côté de l'ouverture, la seconde face d'appui comprenant une portion s'étendant axialement et disposée à côté de l'ouverture;
des secteurs de redresseur, un des secteurs portant une aube fixe, lesdits secteurs étant configurés pour être fixés de façon amovible au carter et comprenant une première et une seconde bride de fixation au carter en forme de crochet, configurées pour monter de façon amovible lesdits secteurs dans le carter, chacune desdites brides en forme de crochet comprenant des portions s'étendant radialement et axialement correspondant aux portions s'étendant radialement et axialement desdites première et troisième surfaces d'appui du carter respectivement;

un flasque comprenant un crochet et une surface s'étendant radialement correspondant à la seconde surface d'appui du carter, ledit flasque étant disposé entre lesdites brides, ledit crochet s'étendant selon une direction d'assemblage axiale du flasque et des secteurs, un bord de la première bride étant retenu entre le carter et ledit crochet selon la direction radiale du carter;
un pion traversant radialement le carter, ledit pion étant configuré pour retenir axialement le flasque en position;

dans lequel ledit crochet comprend une face extérieure conique au moins sur une portion centrale et s'amenuisant vers la première bride.
5. Assemblage, comprenant :
un carter comprenant une direction axiale et une direction radiale perpendiculaire à la direction axiale, ledit carter comprenant :
une ouverture s'étendant radialement à travers le carter, une première, une seconde et un troisième surface d'appui, les première et troisième surfaces d'appui comprenant des portions s'étendant radialement et axialement et disposées de chaque côté de l'ouverture, la seconde face d'appui comprenant une portion s'étendant axialement et disposée à côté de l'ouverture;
des secteurs de redresseur, un des secteurs portant une aube fixe, lesdits secteurs étant configurés pour être fixés de façon amovible au carter et comprenant une première et une seconde bride de fixation au carter en forme de crochet, configurées pour monter de façon amovible les secteurs dans le carter, chacune desdites brides en forme de crochet comprenant des portions s'étendant radialement et axialement correspondant aux portions s'étendant radialement et axialement desdites première et troisième surfaces d'appui du carter respectivement;

un flasque comprenant un crochet et une surface s'étendant radialement correspondant à la seconde surface d'appui du carter, ledit flasque étant disposé entre lesdites brides en forme de crochet, ledit crochet s'étendant selon une direction d'assemblage axiale du flasque et des secteurs, un bord de la première bride en forme de crochet étant retenu entre le carter et ledit crochet selon la direction radiale du carter;
un pion traversant radialement le carter, ledit pion étant configuré pour retenir axialement le flasque en position; et des secteurs de virole adjacents auxdits secteurs, lesdits secteurs de virole étant retenus entre un bord recourbé et des saillies de la seconde bride.
6. Assemblage, comprenant :
un carter comprenant une direction axiale et une direction radiale perpendiculaire à la direction axiale, ledit carter comprenant :
une ouverture s'étendant radialement à travers le carter, une première, une seconde et un troisième surface d'appui, les première et troisième surfaces d'appui comprenant des portions s'étendant radialement et axialement et disposés de chaque côté de l'ouverture, la seconde face d'appui comprenant une portion s'étendant axialement et disposée à côté de l'ouverture;
des secteurs de redresseur, un des secteurs portant une aube fixe, lesdits secteurs étant configurés pour être fixés de façon amovible au carter et comprenant une première et une seconde bride de fixation en forme de crochet, configurées pour monter de façon amovible les secteurs dans le carter, chacune desdites brides en forme de crochet comprenant des portions s'étendant radialement et axialement correspondant aux portions s'étendant radialement et axialement desdites première et troisième surfaces d'appui du carter respectivement;

un flasque comprenant un crochet et une surface s'étendant radialement correspondant à la seconde surface d'appui du carter, ledit flasque étant disposé entre lesdites brides en forme de crochet, ledit crochet s'étendant selon une direction d'assemblage axiale du flasque et des secteurs, un bord de la première bride en forme de crochet étant retenu entre le carter et ledit crochet selon la direction radiale du carter;
un pion traversant radialement le carter, ledit pion étant configuré pour retenir axialement le flasque en position;
dans lequel ledit crochet comprend une face extérieure conique s'amenuisant vers la première bride en forme de crochet, et, pour l'assemblage, les secteurs se montent selon un mouvement substantiellement radial quand les portions s'étendant radialement des première et seconde brides en forme de crochet glissent vers le haut sur les faces correspondantes des première et troisième surfaces d'appui du carter quand le flasque se déplace vers l'avant jusqu'à la butée de la surface s'étendant radialement du flasque avec la portion s'étendant axialement correspondante de la seconde surface d'appui du carter et la première bride en forme de crochet dépasse la face extérieure conique du crochet pour reposer sur une portion arrière cylindrique d'une surface supérieure du crochet, le pion pénétrant à l'intérieur du carter pour bloquer axialement le flasque en position.
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